进气深冷发动机的制作方法

本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及进气深冷发动机。

背景技术：

传统发动机效率低，污染排放严重，其主要原因是加热前的收敛程度低，而燃烧后的温度高。因此需要发明一种进气深冷发动机。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、冲压进气道、燃烧室和喷管，所述深冷单元的被冷却流体通道经所述冲压进气道与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述喷管连通。

方案2.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、叶轮压气机、燃烧室和透平，所述深冷单元的被冷却流体通道经所述叶轮压气机与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通，所述透平对所述叶轮压气机输出动力，所述透平的工质出口与喷管连通。

方案3.在方案2的基础上，进一步使所述透平对所述深冷单元输出动力。

方案4.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、叶轮压气机、燃烧室、透平和风扇，所述深冷单元的被冷却流体通道经所述叶轮压气机与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通，所述透平对所述叶轮压气机和所述风扇输出动力。

方案5.在方案4的基础上，进一步使所述透平对所述深冷单元输出动力。

方案6.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、气缸活塞机构和燃烧室，所述气缸活塞机构包括进气道和排气道，所述深冷单元的被冷却流体通道与所述气缸活塞机构的进气道连通，所述燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸内，所述气缸活塞机构按进气燃烧-膨胀做功-排气工作模式工作。

方案7.在方案6的基础上，进一步使所述气缸活塞机构对所述深冷单元输出动力。

方案8.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、气缸活塞机构和燃烧室，所述气缸活塞机构的气缸包括充气道和排气道，所述深冷单元的被冷却流体通道与所述充气道连通，所述燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸内，所述气缸活塞机构按照充气燃烧爆炸-膨胀做功-排气模式工作。

方案9.在方案8的基础上，进一步使所述气缸活塞机构对所述深冷单元输出动力。

方案10.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、单向单元、燃烧室和喷管，所述深冷单元的被冷却流体通道与所述单向单元的流体入口连通，所述单向单元的流体出口与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述喷管连通。

方案11.一种进气深冷发动机，包括深冷单元、单向单元、燃烧室和透平，所述深冷单元的被冷却流体通道与所述单向单元的流体入口连通，所述单向单元的流体出口与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通。

方案12.在方案10的基础上，进一步将所述单向单元设为逆止阀、控制阀或设为偏阻流道。

方案13.在方案11的基础上，进一步将所述单向单元设为逆止阀、控制阀或设为偏阻流道。

方案14.在方案11或方案13的基础上，进一步使所述透平对所述深冷单元输出动力。

方案15.在方案1至方案14中任一方案的基础上，进一步将所述进气深冷发动机的做功单元的排气余热设为所述深冷单元的推动力。

方案16.在方案1至方案15中任一方案的基础上，进一步将所述深冷单元的冷却温度设为低于240K、230K、220K、210K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K或低于50K。

方案17.一种进气深冷发动机，包括气体液化物源、气缸活塞机构和燃烧室，所述气体液化物源与热交换器的冷却流体流道的入口连通，所述气缸活塞 机构的进气道与所述热交换器的被冷却流体通道连通，所述燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸内，所述热交换器的冷却流体通道的出口经做功机构与所述燃烧室连通，经所述热交换器吸热气化增压后的气体液化物蒸汽在推动所述做功机构做功后被吸入所述气缸活塞机构的气缸。

方案18.一种进气深冷发动机，包括气体液化物源、气缸活塞机构和燃烧室，所述气体液化物源与热交换器的冷却流体流道的入口连通，所述气缸活塞机构的进气道与所述热交换器的被冷却流体通道连通，所述燃烧室设置在所述气缸活塞机构的气缸内，所述热交换器的冷却流体通道的出口与所述燃烧室连通，经所述热交换器吸热气化增压后的气体液化物蒸汽在所述气缸活塞机构的压缩过程中或压缩完了时充入所述气缸活塞机构的气缸。

方案19.在方案17或方案18的基础上，进一步将所述气缸活塞机构的排气作为推动力生产气体液化物，所述气体液化物作为所述气体液化物源，或将所述气缸活塞机构的动力作为推动力生产气体液化物，所述气体液化物作为所述气体液化物源。

方案20.在方案17至方案19中任一方案的基础上，进一步将所述热交换器的被冷却流体通道的出口温度设为低于240K、230K、220K、210K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K或低于50K。

本发明中，可选择性地选择设置所述深冷单元为制冷单元、依靠气体液化物为冷却流体的热交换单元等等。

本发明中，所谓“冷却温度”是指深冷单元的被冷却流体通道的出口温度。

本发明中，所谓“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。

本发明中，所谓“充气道”是指将有压气体直接充入气缸活塞机构的通道，与通过吸入方式进入气缸后需要进一步压缩的气体的进气通道相区别，通过设置所述充气道，所述气缸活塞机构能够按照充气燃烧爆炸-膨胀做功-排气模式工作的模式工作，而无需压缩过程。

本发明中，所谓“单向单元”是指能够实现单向流动的单元或者能够实现两个方向流动阻力不同的单元，例如逆止阀、控制阀、偏阻流道等。

本发明中，所谓的“偏阻流道”是指从A端流向B端的阻力与从B端流向A端的阻力不同的流道。

本发明中，应根据热能和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。

如下所述本发明人认为，发动机的工作逻辑是收敛-受热-膨胀做功，传统发动机的压缩其实是为了增加受热前的收敛度，本发明中采用深冷的方式对进气进行深度冷却，其目的就是增加收敛度，无论深冷后进一步压缩与否，由于深冷增加了收敛度，也有效地降低了发动机的工作最高温度，因此可以提高发动机的效率和环保性。

本发明人认为，动量守恒定律和角动量守恒定律不正确，例如在一个悬挂在空中的盒子内安上一个喷管，由东向西喷射，喷管喷出的工质打击到盒子西侧内壁上的一个叶轮，这时叶轮会旋转，而整个盒子会向东移动，对于盒子来讲，外部并没有对其实施任何作用，所有的事情都是发生在盒子内部的，因此动量守恒定律是不正确的；有两个质量相同、形状相同的圆盘悬挂在空中，两个圆盘相邻且可按照自己的轴心旋转，使两个圆盘向相反方向以同样的速度旋转，一个圆盘的角动量是+A，另一个圆盘的角动量是-A，这样由两个圆盘所构成的系统的动量是零，外界几乎以零代价可以使其中一个圆盘翻转，这样两个圆盘构成的系统的角动量则要么是+2A，要么是-2A，由此可见角动量不守恒。

本发明人认为，Coriolis effect的本质是因为角动量不守恒构成的。

本发明人认为，角动量不守恒的另一个例子为：一个人从一个旋转盘的远心处向近心处行走时，会使系统的旋转动能增加，但是当此人从旋转盘的近心处跳跃到旋转盘的远心处时，旋转盘的转速会降低，但是由于系统内的旋转动能较大，旋转盘的转速不会降低到原有状态，而应该是在原有转速(即此人即将开始向近心处行走时，旋转盘的转速)和此人达到所述近心处时的旋转盘的转速之间的某个转速，这样系统的角动量就增加了。

本发明人认为，天体相互运动必然产生引力相互作用，引力相互作用必然 产生物质流动和/或物体形变，由于物质流动和物体形变均为不可逆过程，即均为产生热量的过程，因此引力场作用下的物质流动和物体形变必然产生热量，这种形式产生的热量必然消耗天体的动能，随着时间的推移，经过漫长的过程，天体会逐渐丧失动能，最终天体会相互合并(或相互吞噬)，最终宇宙形成一个质点，这个质点的温度和压力都会剧烈上升，从而形成剧烈的爆炸(由于温度和压力剧烈上升也会引起化学反应和核反应)，爆炸重新形成天体运动状态，即使天体具有动能，天体之间再次形成相互相对运动和相互作用，进入下一个循环。因此可以认为宇宙的存在与发展其实是一个热力学循环过程。这种过程的本质可以简单、易懂地概括为“你惹我，我就一定吞噬你”，由此可见，存在交替作用的主体其最终结局就是相互吞噬、相互合并。

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，但又是片面的。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。

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。

众所周知，在经济学中，对信息不对称和信息对称的研究都授予过诺贝尔奖，可见交易双方拥有信息的状态决定交易成败、交易的公平性和交易的利润。交易的本质其实是信息交易。为本发明人认为，专利具有信息零对称性，即交易双方对专利的真正价值都知之甚少。专利信息零对称属性，如不破解，运营很难实现。专利的信息零对称性决定了专利运营的科学性和复杂性。在普通商品交易中，信息不对称有利于促进交易，提高利润。而对专利而言，则完全不同，专利需要解决技术问题，专利的价值在专利运用中很快被知晓，所以专利必须货真价实，信息零对称和信息不对称必然都会严重阻碍专利运营，解决专利信息零对称问题，使交易双方在高水平上信息对称是专利运营企业的根本工作。

本发明的有益效果如下:本发明所述进气深冷发动机具有效率高、污染排放少的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明实施例6的结构示意图；

图7为本发明实施例7的结构示意图；

图8为本发明实施例8的结构示意图；

图9为本发明实施例9的结构示意图；

图10为本发明实施例10的结构示意图；

图11为本发明实施例11的结构示意图；

图12为本发明实施例12的结构示意图；

图13为本发明实施例13的结构示意图；

图14为本发明实施例14的结构示意图；

图15为本发明实施例15的结构示意图；

图中：

1深冷单元、2冲压进气道、3燃烧室、4喷管、5叶轮压气机、6透平、7风扇、8气缸活塞机构、81进气道、82排气道、83充气道、9气体液化物源、10热交换器、101冷却流体流道、102被冷却流体通道、11被冷却流体通道、12单向单元、121逆止阀、122控制阀、123偏阻流道、13做功机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步进行说明。

实施例1

如图1所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、冲压进气道2、燃烧室3和喷管4，所述深冷单元1的被冷却流体通道11经所述冲压进气道2与所述燃烧室3连通，所述燃烧室3与所述喷管4连通。

实施例2

如图2所示的进气深冷发动机，其在实施例1的基础上将所述深冷单元1、所述冲压进气道2、所述燃烧室3和所述喷管4设置在转轴上，使得整个系统能够在所述喷管4喷出的工质的反作用力下绕所述转轴旋转，此时，所述深冷单元1的用于冷却进入所述冲压进气道2之前的工质的冷却流体，可以通过所述转轴输入冷却流道中。

实施例3

如图3所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、叶轮压气机5、燃烧室3、透平6，所述深冷单元1的被冷却流体11通道经所述叶轮压气机5与所述燃烧室3连通，所述燃烧室3与所述透平6连通，所述透平6对所述叶轮压气机5 输出动力，所述透平6的工质出口与喷管4连通。

实施例4

如图4所示的进气深冷发动机，在实施例3的基础上，进一步使所述透平6对所述深冷单元1输出动力。

实施例5

如图5所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、叶轮压气机5、燃烧室3、透平6和风扇7，所述深冷单元1的被冷却流体11通道经所述叶轮压气机5与所述燃烧室3连通，所述燃烧室3与所述透平6连通，所述透平6对所述叶轮压气机5和所述风扇7输出动力。

实施例6

如图6所示的进气深冷发动机，在实施例5的基础上，进一步使所述透平6对所述深冷单元1输出动力。

实施例7

如图7所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、气缸活塞机构8和燃烧室3，所述气缸活塞机构8包括进气道81和排气道82，所述深冷单元1的被冷却流体通道与所述气缸活塞机构8的进气道81连通，所述燃烧室3设置在所述气缸活塞机构1的气缸内，所述气缸活塞机构按进气燃烧-膨胀做功-排气工作模式工作，所述气缸活塞机构8对所述深冷单元1输出动力。

作为可变换的实施方式，本实施例中可以取消所述气缸活塞机构8对所述深冷单元1输出动力，使所述深冷单元1具有另外的动力源，或者使用无需输入动力的气体液化物方式冷却。

实施例8

如图8所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、气缸活塞机构8和燃烧室3，所述气缸活塞机构8的气缸包括充气道83和排气道82，所述深冷单元1的被冷却流体通道与所述充气道连83通，所述燃烧室3设置在所述气缸活塞机构8的气缸内，所述气缸活塞机构8按照充气燃烧爆炸-膨胀做功-排气模式工作，所述气缸活塞机构8对所述深冷单元1输出动力。

作为可变换的实施方式，本实施例中可以取消所述气缸活塞机构8对所述 深冷单元1输出动力，使所述深冷单元1具有另外的动力源，或者使用无需输入动力的气体液化物方式冷却。

实施例9

如图9所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、单向单元12、燃烧室3和喷管4，所述深冷单元1的被冷却流体通道与所述单向单元12的流体入口连通，所述单向单元12的流体出口与所述燃烧室3连通，所述燃烧室3与所述喷管4连通。

实施例10

如图10所示的进气深冷发动机，包括深冷单元1、单向单元12、燃烧室3和透平6，所述深冷单元1的被冷却流体通道与所述单向单元12的流体入口连通，所述单向单元12的流体出口与所述燃烧室3连通，所述燃烧室3与所述透平6连通。

作为可以变换地实施方式，可以选择性地使所述透平6对所述深冷单元1输出动力。

实施例11

如图11所示的进气深冷发动机，其在实施例9的基础上，进一步将所述单向单元12设为逆止阀121。

实施例12

如图12所示的进气深冷发动机，其在实施例9的基础上，进一步将所述单向单元12设为控制阀122。

实施例13

如图13所示的进气深冷发动机，其在实施例9的基础上，进一步将所述单向单元12设为偏阻流道123。

本实施例中，仅给出了所述偏阻流道123的一种具体结构，作为可以变换的实施方式，其可以采用任何能够实现双向流动阻力不同的流道结构。

作为可以变换地实施方式，实施例11至实施例13的结构同样适用于实施例10。

作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施方式均可进一步选择性地将 所述进气深冷发动机的做功单元的排气余热设为所述深冷单元1的推动力。

作为可变换的实施方式，本发明上述所有实施方式均可进一步选择性地使所述深冷单元的冷却温度设为低于240K、230K、220K、210K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K或低于50K。

实施例14

如图14所示的进气深冷发动机，包括气体液化物源9、气缸活塞机构8和燃烧室3，所述气体液化物源9与热交换器10的冷却流体流道101的入口连通，所述气缸活塞机构8的进气道81与所述热交换器10的被冷却流体通道102连通，所述燃烧室3设置在所述气缸活塞机构8的气缸内，所述热交换器10的冷却流体通道101的出口经做功机构13与所述燃烧室3连通，经所述热交换器10吸热气化增压后的气体液化物蒸汽在推动所述做功机构13做功后被吸入所述气缸活塞机构8的气缸。

实施例15

如图15所示的进气深冷发动机，包括气体液化物源9、气缸活塞机构8和燃烧室3，所述气体液化物源9与热交换器10的冷却流体流道101的入口连通，所述气缸活塞机构8的进气道81与所述热交换器10的被冷却流体通道102连通，所述燃烧室3设置在所述气缸活塞机构8的气缸内，所述热交换器8的冷却流体通道101的出口与所述燃烧室3连通，经所述热交换器10吸热气化增压后的气体液化物蒸汽在所述气缸活塞机构8的压缩过程中或压缩完了时充入所述气缸活塞机构8的气缸。

作为可以变换地实施方式，实施例14、15中可以选择性地使所述气缸活塞机构8的排气作为推动力生产气体液化物，所述气体液化物作为所述气体液化物源9，或所述气缸活塞机构8的动力作为推动力生产气体液化物，所述气体液化物作为所述气体液化物源9。

作为可以变换地实施方式，本发明所有涉及所述热交换器10的实施方式中，均可以选择性地设置所述热交换器10的被冷却流体通道102的出口温度设为低于240K、230K、220K、210K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、 140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K或低于50K。

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。