相变发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种相变发动机，包括液体密封承压储罐、加热器和喷管，所述加热器对所述液体密封承压储罐传热，所述液体密封承压储罐的气体工质出口与所述喷管连通。本发明的所述相变发动机体积小、效率高、燃料多样性好。
【专利说明】相变发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种相变发动机。
【背景技术】
[0002]传统的内燃机和外燃机的效率低，污染排放严重，因此需要发明一种新型的发动机。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下:
[0004]方案1.一种相变发动机，包括液体密封承压储罐、加热器和喷管，所述加热器对所述液体密封承压储罐传热，所述液体密封承压储罐的气体工质出口与所述喷管连通。
[0005]方案2.—种相变发动机，包括液体密封承压储罐、加热器、喷管和转子，所述液体密封承压储罐和所述加热器设在所述转子上，所述喷管与所述转子有矩设置，所述加热器对所述液体密封承压储罐传热，所述液体密封承压储罐的气体工质出口与所述喷管连通。
[0006]方案3.在方案I或2的基础上，所述相变发动机还包括附属加热器，所述附属加热器对即将进入所述喷管的工质进行进一步加热。
[0007]方案4.在方案I至3中任一方案的基础上，所述液体密封承压储罐的承压能力大于 5MPa。
[0008]方案5.在方案I至4中的任一方案的基础上，所述相变发动机还包括液体低压储罐，在所述液体密封承压储罐上设液体导入逆止阀，当所述液体密封承压储罐内的液体的量减少到设定值时，所述液体低压储罐内的液体经所述液体导入逆止阀导入所述液体密封承压储罐内。
[0009]方案6.—种相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐、燃烧室和喷管，所述液体氧化剂承压储罐与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述喷管连通。
[0010]方案7.—种相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐、燃烧室、喷管和转子，所述液体氧化剂承压储罐与所述燃烧室设在所述转子上，所述喷管与所述转子有矩设置，所述液体氧化剂承压储罐与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述喷管连通。
[0011]方案8.在方案6或7的基础上，所述液体氧化剂承压储罐的承压能力大于5MPa。
[0012]方案9.在方案6至8中任一方案的基础上，所述相变发动机还包括液体氧化剂低压储罐，在所述液体氧化剂承压储罐上设液体氧化剂导入逆止阀，当所述液体氧化剂承压储罐内的液体氧化剂的量减少到设定值时，所述液体氧化剂低压储罐内的液体氧化剂经所述液体氧化剂导入逆止阀导入所述液体氧化剂承压储罐内。
[0013]本发明中，所述液体密封承压储罐内的液体可以是水、气体液化物或含氧气体液化物，例如液化氮气、液化空气等。
[0014]本发明中，所谓的“气体液化物”是指被液化的标准状态下为气态的气体，这里的气体是指标准状态下其蒸气分气压大于或等于一个大气压的物质，例如，液氮、液氧、液体二氧化碳或液化空气等。由于气体液化物中蓄有大量能量，也不需高温汽化器，使用气体液化物能够使得本申请的发动机结构简单、效率高。
[0015]本发明中，所谓的“含氧气体液化物”是指含有液氧的气体液化物。
[0016]本发明中，所谓的“氧化剂”是指能与燃料发生燃烧化学反应的物质。
[0017]本发明中，所述液体氧化剂承压储罐内的氧化剂可以是液氧、过氧化氢水溶液、液化空气、液氧和液氮的混合物、液氧和液体二氧化碳的混合物等。
[0018]本发明中，所谓的“所述喷管与所述转子有矩设置”是指所述喷管喷射时所受到的反作用力对所述转子的旋转轴线产生扭矩的设置方式。
[0019]本发明中，所述液体密封承压储罐的承压能力可以选择性地设为大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于 30MPa。
[0020]本发明中，所述液体密封承压储罐内的工质的压力应与其承压能力相匹配，即所述液体密封承压储罐内的最高工质压力达到其承压能力。
[0021]本发明中，所述液体氧化剂承压储罐的承压能力可以选择性地设为大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于30MPao
[0022]本发明中，所述液体氧化剂承压储罐内的工质的压力应与其承压能力相匹配，SP所述液体氧化剂承压储罐内的最高工质压力达到其承压能力。
[0023]本发明中，所述液体低压储罐中的所谓“低压”是指和所述液体密封承压储罐相比所述液体低压储罐所需承受的压力低。
[0024]本发明中，所述液体氧化剂低压储罐中的所谓“低压”是指和所述液体氧化剂承压储罐相比所述液体氧化剂低压储罐所需承受的压力低。
[0025]本发明中，所谓的“加热器”是指一切可以对工质进行外部加热的装置，可以是用火焰直接进行的外部加热的装置，也可以是用热交换器对气体工质进行加热的装置。
[0026]本发明中，所谓的“加热器”、“附属加热器”均是加热器，名称不同只是为了区分而加以定义的。
[0027]本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。
[0028]本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为:在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但是是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为:任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为:任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。[0029]本发明人认为:热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20%左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了 20%左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。
[0030]本发明人认为:距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高，距离大效率低。
[0031 ] 本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
[0032]本发明的有益效果如下:
[0033]本发明的所述相变发动机体积小、效率高、燃料多样性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明实施例1的结构示意图；
[0035]图2是本发明实施例2的结构示意图；
[0036]图3是本发明实施例3的结构示意图；
[0037]图4是本发明实施例4的结构示意图；
[0038]图5是本发明实施例5的结构示意图；
[0039]图6是本发明实施例6的结构示意图；
[0040]图7是本发明实施例7的结构示意图；
[0041]图中，
[0042]I液体密封承压储罐、11液体低压储罐、2加热器、21附属加热器、3喷管、4转子、5液体导入逆止阀、6液体氧化剂承压储罐、61液体氧化剂低压储罐、7燃烧室、8液体氧化剂导入逆止阀。
【具体实施方式】
[0043]实施例1
[0044]如图1所示的相变发动机，包括液体密封承压储罐1、加热器2和喷管3，所述加热器2对所述液体密封承压储罐I传热，所述液体密封承压储罐I的气体工质出口与所述喷管3连通。
[0045]本实施例中，所述液体密封承压储罐I中的液体在所述加热器2的作用下气化形成高压气体，该高压气体经所述液体密封承压储罐I的气体工质出口进入所述喷管3并从所述喷管3喷出做功。
[0046]本实施例中，所述喷管3可选择性地做直线运动等非旋转运动。
[0047]实施例2[0048]如图2所示的相变发动机，包括液体密封承压储罐1、加热器2、喷管3和转子4，所述液体密封承压储罐I和所述加热器2设在所述转子4上，所述喷管3与所述转子4有矩设置，所述加热器2对所述液体密封承压储罐I传热，所述液体密封承压储罐I的气体工质出口与所述喷管3连通。
[0049]本实施例中，所述液体密封承压储罐I中的液体在所述加热器2的作用下气化形成高压气体，该高压气体经所述液体密封承压储罐I的气体工质出口进入所述喷管3并从所述喷管3喷出获得反作用力推动所述转子4旋转。
[0050]实施例3
[0051]如图3所示的相变发动机，其在实施例1的基础上，还包括附属加热器21，所述附属加热器21对即将进入所述喷管3的工质进行进一步加热。
[0052]作为可变换的实施方式，实施例2也可以参照本实施例增设所述附属加热器21。
[0053]实施例4
[0054]如图4所示的相变发动机,在实施例3的基础上,还包括液体低压储罐11,在所述液体密封承压储罐I上设液体导入逆止阀5，当所述液体密封承压储罐I内的液体的量减少到设定值时，所述液体低压储罐11内的液体经所述液体导入逆止阀5导入所述液体密封承压储罐I内。
[0055]作为可变换的实施方式，上述所有实施方式均可以参照本实施例增设所述液体低压储罐11及其相关结构。
[0056]上述所有实施方式中，所述液体密封承压储罐I的承压能力均可选择性的设为大于 5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、IOMPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于30MPao
[0057]实施例5
[0058]如图5所示的相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐6、燃烧室7和喷管3，所述液体氧化剂承压储罐6与所述燃烧室7连通，所述燃烧室7与所述喷管3连通。
[0059]本实施例中，所述液体氧化剂承压储罐6中的液体氧化剂在所述燃烧室7中气化并与燃料燃烧形成高温高压气体，该高温高压气体进入所述喷管3并从所述喷管3喷出做功。
[0060]本实施例中，所述喷管3可选择性地做直线运动等非旋转运动。
[0061]实施例6
[0062]如图6所示的相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐6、燃烧室7、喷管3和转子4，所述液体氧化剂承压储罐6与所述燃烧室7设在所述转子4上，所述喷管3与所述转子4有矩设置，所述液体氧化剂承压储罐6与所述燃烧室7连通，所述燃烧室7与所述喷管3连通。
[0063]本实施例中，所述液体氧化剂承压储罐6中的液体氧化剂在所述燃烧室7中气化并与燃料燃烧形成高温高压气体，该高温高压气体进入所述喷管3并从所述喷管3喷出获得反作用力推动所述转子4旋转。
[0064]实施例7
[0065]如图7所示的相变发动机，其在实施例5的基础上，还包括液体氧化剂低压储罐61，在所述液体氧化剂承压储罐6上设液体氧化剂导入逆止阀8，当所述液体氧化剂承压储罐6内的液体氧化剂的量减少到设定值时，所述液体氧化剂低压储罐61内的液体氧化剂经所述液体氧化剂导入逆止阀8导入所述液体氧化剂承压储罐6内。
[0066]作为可变换的实施方式，实施例6也可以参照本实施例增设所述液体低压储罐61及其相关结构。
[0067]实施例5至实施例7中的所述液体氧化剂承压储罐6的承压能力均可选择性的设为大于 5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
[0068]显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种相变发动机，包括液体密封承压储罐(1)、加热器(2)和喷管(3)，其特征在于:所述加热器(2)对所述液体密封承压储罐(1)传热，所述液体密封承压储罐(1)的气体工质出口与所述喷管(3)连通。
2.—种相变发动机，包括液体密封承压储罐(1)、加热器(2)、喷管(3)和转子(4)，其特征在于:所述液体密封承压储罐(1)和所述加热器(2)设在所述转子(4)上，所述喷管(3)与所述转子(4)有矩设置，所述加热器(2)对所述液体密封承压储罐(1)传热，所述液体密封承压储罐(1)的气体工质出口与所述喷管(3)连通。
3.如权利要求1或2所述相变发动机，其特征在于:所述相变发动机还包括附属加热器(21)，所述附属加热器(21)对即将进入所述喷管(3)的工质进行进一步加热。
4.如权利要求1或2所述相变发动机，其特征在于:所述液体密封承压储罐(1)的承压能力大于5MPa。
5.如权利要求1或2所述相变发动机，其特征在于:所述相变发动机还包括液体低压储罐(11)，在所述液体密封承压储罐(1)上设液体导入逆止阀(5)，当所述液体密封承压储罐(1)内的液体的量减少到设定值时，所述液体低压储罐(11)内的液体经所述液体导入逆止阀(5)导入所述液体密 封承压储罐(1)内。
6.一种相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐(6)、燃烧室(7)和喷管(3)，其特征在于:所述液体氧化剂承压储罐(6)与所述燃烧室(7)连通，所述燃烧室(7)与所述喷管(3)连通。
7.—种相变发动机，包括液体氧化剂承压储罐(6)、燃烧室(7)、喷管(3)和转子(4)，其特征在于:所述液体氧化剂承压储罐(6)与所述燃烧室(7)设在所述转子(4)上，所述喷管(3)与所述转子(4)有矩设置，所述液体氧化剂承压储罐(6)与所述燃烧室(7)连通，所述燃烧室(7)与所述喷管(3)连通。
8.如权利要求6或7所述相变发动机，其特征在于:所述液体氧化剂承压储罐(6)的承压能力大于5MPa。
9.如权利要求6或7所述相变发动机，其特征在于:所述相变发动机还包括液体氧化剂低压储罐(61)，在所述液体氧化剂承压储罐(6)上设液体氧化剂导入逆止阀(8)，当所述液体氧化剂承压储罐(6)内的液体氧化剂的量减少到设定值时，所述液体氧化剂低压储罐(61)内的液体氧化剂经所述液体氧化剂导入逆止阀(8)导入所述液体氧化剂承压储罐(6)内。
10.如权利要求8所述相变发动机，其特征在于:所述相变发动机还包括液体氧化剂低压储罐(61)，在所述液体氧化剂承压储罐(6)上设液体氧化剂导入逆止阀(8)，当所述液体氧化剂承压储罐(6)内的液体氧化剂的量减少到设定值时，所述液体氧化剂低压储罐(61)内的液体氧化剂经所述液体氧化剂导入逆止阀(8)导入所述液体氧化剂承压储罐(6)内。
【文档编号】F02G1/047GK103993979SQ201410172045
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年5月11日
【发明者】靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司