专利名称：燃烧式发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧式发动机，特别是一种利用燃料燃烧产生的高压高速气体为动力的燃烧式发动机。
背景技术：
现有的发动机如内燃机、蒸汽机等，包括工作流体发生装置和变能装置；工作流体发生装置是指产生高压高速的驱动流体的装置，如蒸汽发生装置，变能装置是指将工作流体的能量转变为机械能的装置，如活塞和曲柄连杆组成的装置；变能装置又具有初始驱动件，即指工作流体直接作用的工作元件，如活塞式内燃机的活塞或者旋转叶轮式蒸气轮机的叶轮。目前这些构造的发动机大都采用常规能源作为动力源，如内燃机，其燃料主要是汽油、柴油，而作为其来源的石油在地球上的蕴藏量有限，且在人类的大量开采使用中正逐年减少而趋于耗尽。而以煤为燃料的蒸汽机其热效率的最高有效率仅为11~16％，对能源的浪费较大，而其蕴藏量也很有限。由于内燃机和蒸汽机均只能够采用汽油、柴油、煤作为燃料，而这些燃料在人类的大量开采和使用中，燃料趋于耗尽，因此其成本越来越高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种能够利用价格低廉、蕴藏丰富的能源作为燃料的燃烧式发动机。
本实用新型的目的是通过以下途径来实现的。
燃烧式发动机，包括工作流体发生装置和变能装置，变能装置具有初始驱动件，其结构要点为工作流体发生装置包括燃料贮箱、燃料输送装置、点火器、燃烧室和喷管，燃料贮箱、燃料输送装置、燃烧室和喷管依序连接并相互贯通，点火器安装在燃烧室内，并位于燃烧室与燃料输送装置连接处的旁侧，喷管的开口朝向变能装置的初始驱动件，燃料贮箱、燃烧室和喷管相对于初始驱动件固定。
这样，将燃料填充在燃料贮箱内，通过燃料输送装置将燃料贮箱内的燃料连续不断的输送至燃烧室内，燃烧室内的点火器点火，从而使燃料在燃烧室内燃烧，燃烧反应产生的能量把反应气体产物加热到很高温度(2400~4100℃)，这些气体随后在喷管中膨胀并加速到很高的速度(1800~4300m/s)，因此，利用燃烧反应产生的高压高速气体从喷管内喷出后产生推力作用于变能装置的初始驱动件上，推动初始驱动件作功。而且，燃料贮箱能够连续不断的输送燃料，产生连续不断的高压高速气体，从而能够具有连续不断的动力输出。使用时，将该工作流体发生装置固定安装在某一固定位置，工作时，该工作流体发生装置相对初始驱动件不动，喷管的开口朝向变能装置，该变能装置可以是一种发电设备，发电设备的叶轮即为变能装置的初始驱动件，因此，喷管的开口朝向发电设备的叶轮上，从而推动叶轮旋转，带动发电设备发电。此外，该燃烧式发动机的变能装置更换为其他的形式，则也可以作为机车、轮船等机动工具的动力。而该燃烧式发动机的这种结构使得其可以利用价格低廉、蕴藏丰富的炸药(如硝酸铵)作为燃料，从而能够解决目前能源紧张的问题。因此，该燃烧式发动机作为动力机构而能够广泛的应用。
此外，对于填充在燃料贮箱内的燃料也可以有其它选择，如可以是固体的高氯酸铵、叠氮化物、聚丁二烯等，或者是液体的烃类燃料、一甲基肼、硝酸羟铵等。
本实用新型的结构可以具体为由于燃料贮箱内贮存的燃料可以是固体的也可以是液体的，因此，对于不同形态的燃料，燃料输送装置也不相同，这样，燃料输送装置的结构具有以下两种对于液体燃料，燃料输送装置的结构为燃料输送装置包括喷注器、第一增压器和第一输送通道，第一输送通道连接在燃料贮箱和燃烧室之间，第一增压器安装在第一输送通道上，喷注器安装在第一输送通道与燃烧室连接端的末端，并位于燃烧室内。
这样，第一增压器选择一种加压泵，通过加压泵将燃料贮箱内的液体燃料从第一输送通道，再由喷注器将液体引入燃烧室。通过加压泵能够连续不断的输送液体燃料，从而在燃烧室内连续不断的形成高压高速气流。而喷注器能够控制其流量，使液体破碎成小液滴(该过程通常称为雾化)，从而液体燃料沿燃烧室横截面的分布均匀，燃烧更加均匀、完全。
对于固体燃料，燃料输送装置的结构为燃料输送装置包括第二增压器和第二输送通道，第二输送通道连接在燃料贮箱和燃烧室之间，第二增压器安装在第二输送通道上。
这样，第二增压器可以选择柱塞泵，通过柱塞泵将燃料贮箱内的固体燃料从第二输送通道挤压入燃烧室内。点火器点火后，首先在暴露的固体燃料表面平稳燃烧，而柱塞泵则不断将固体燃料输送至燃烧室内，从而在燃烧室内连续不断的形成高压高速气流。
本实用新型对于燃料输送装置的数量可以根据所需动力不同进行选择，具体可以为1~4个燃料输送装置，复数个燃料输送装置围绕点火器的四周分布。
本实用新型对于燃料贮箱的数量可以选择1~2个，这样，当使用两个燃料贮箱时，可以使用混合型的燃料，在一个燃料贮箱内贮存一种液体燃料，而在另一个燃料贮箱内贮存另一种液体燃料(主要是氧化剂)。或者，一个燃料贮箱内贮存液体燃料，另一个燃料贮箱内贮存固体燃料。
对于燃烧室的形状可以是燃烧室或者为一种球形，或者为一种圆柱形。
当然，燃烧室也可以是其他的形状，如矩形等。但是，由于圆弧形的表面其受力比较均匀，当燃料在燃烧室内燃烧产生高压气体时，可以防止燃烧室因受力不均而受到破坏，因此，燃烧室形状的选择以圆弧形为最佳。
对于喷管的形状可以具体为喷管包括收敛段和扩张段，收敛段与燃烧室连接。
喷管用于使燃气膨胀和加速，因此，喷管的形状具有一收敛段和一扩张段，在燃烧室内燃烧产生的气体经过喷管的收敛段使燃气膨胀和加速，然后经过喷管的扩张段引流喷出。
喷管的扩张段的形状或者为一种锥形，或者为一种钟形。
这样通过喷管的扩张段从而将高压高速气流引导作用在变能装置的初始驱动件上。
由于燃料在燃烧室燃烧形成气体温度高、压力大，因此，制作燃烧室、喷管和变能装置的材料应满足高温高压的要求，而燃烧产生的气体温度约为钢熔点的两倍，故燃烧室、喷管、变能装置及与高温燃气接触的装置都必须进行冷却或隔热，这样燃烧式发动机还包括冷却装置，冷却装置包覆在燃烧室、喷管和变能装置的外表面。
对于冷装置可以是在燃烧室、喷管和变能装置的外部形成一个空腔，在空腔内充以流动的水或者冷却剂，从而对燃烧室、喷管和变能装置进行冷却。
综上所述，本实用新型相比现有技术具有以下优点该燃烧式发动机的结构使得其能够利用价格低廉、蕴藏丰富的能源(如硝酸铵炸药)作为燃料，这种原料价格低廉而且蕴藏丰富，从而能够解决目前能源缺乏的问题，成本也很低，因此该燃烧式发动机作为动力机构能够广泛的应用。
图1是本实用新型结构示意图之一。
图2是图1的俯视图。
图3是本实用新型结构示意图之二。
图4是图3的B-B剖视图。
其中，1变能装置 11初始驱动件 2燃料贮箱 3燃料输送装置 31喷注器 32第一增压器 33第一输送通道 34第二增压器 35第二输送通道 4点火器 5燃烧室6喷管 61收敛段 62扩张段 7冷却装置。
具体实施方式
实施例1参照图1、图2，燃烧式发动机，包括工作流体发生装置和变能装置1，变能装置1具有初始驱动件11，工作流体发生装置包括燃料贮箱2，燃料输送装置3、点火器4、燃烧室5和喷管6，燃料贮箱2、燃料输送装置3、燃烧室5和喷管6依序连接并相互贯通，点火器4安装在燃烧室5内，并位于燃烧室5与燃料输送装置3连接处的旁侧，喷管6的开口朝向变能装置1的初始驱动件11，燃料贮箱2、燃烧室5和喷管6相对于初始驱动件11固定。工作流体发生装置固定安装在某一固定位置，工作时，该工作流体发生装置相对初始驱动件而不动。具有两个燃料贮箱2，燃料贮箱2内的燃料为液体燃料，一个燃料贮箱2内的燃料为一甲基肼，另一个燃料贮箱2内的燃料为一种氧化剂，四氧化二氮。每个燃料贮箱各具有一个燃料输送装置3，该燃料输送装置3包括喷注器31、第一增压器32和第一输送通道33，第一输送通道33连接在燃料贮箱2和燃烧室5之间，第一增压器32安装在第一输送通道33上，喷注器31安装在第一输送通道33与燃烧室5连接端的末端，并位于燃烧室5内，第一增压器32为加压泵。燃烧室5的形状为球形。喷管6包括收敛段61和扩张段62，收敛段61与燃烧室5连接，扩张段62为锥形。液体燃料通过加压泵从第一输送通道33再经喷注器31雾化而引入燃烧室5内，燃烧室5内的点火器4点火，从而引燃燃料，燃料在燃烧室内5燃烧，燃烧反应产生的能量把反应气体产物加热到很高温度(2400~4100℃)，这些气体随后在喷管6的收敛段64内膨胀并加速到很高的速度(1800~4300m/s)，经扩张段62引流喷出后产生推力。燃料在燃烧室5内燃烧形成气体温度高、压力大，因此，制作燃烧室5和喷管6材料应满足高温高压的要求，而燃烧产生的气体温度约为钢熔点的两倍，故该燃烧式发动机还包括冷却装置7，冷却装置7包覆在燃烧室5、喷管6和变能装置1的外表面，可以在燃烧室5、喷管6和变能装置1的外部形成一个空腔，在空腔内充以流动的水，从而对燃烧室5、喷管6和变能装置1进行冷却。
本实施例未述部分与现有技术相同。
最佳实施例参照图3、图4，燃料贮箱内2的燃料为固体燃料，该燃料为改性硝酸铵，因此，燃料输送装置3包括第二增压器34和第二输送通道35，第二输送通道35连接在燃料贮箱2和燃烧室5之间，第二增压器34安装在第二输送通道35上。第二增压器34为柱塞泵。具有一个燃料贮箱2和两个燃料输送装置3。燃烧室5的形状为圆柱形，喷管6包括收敛段61和扩张段62，收敛段61与燃烧室5连接，扩张段62为钟形。固体燃料通过柱塞泵从第二输送通道35挤压入燃烧室5内，燃烧室5内的点火器4点火，从而引燃燃料，固体燃料首先在外层表面平稳燃烧，燃烧反应产生的能量把反应气体产物加热到很高温度(2400~4100℃)，这些气体随后在喷管6的收敛段61内膨胀并加速到很高的速度(1800~4300m/s)，经扩张段62引流喷出后产生推力作用于变能装置1的初始驱动件11上，使初始驱动件11做功。
本实施例未述部分与实施例1相同。
权利要求1.燃烧式发动机，包括工作流体发生装置和变能装置(1)，变能装置(1)具有初始驱动件(11)，其特征在于，工作流体发生装置包括燃料贮箱(2)，燃料输送装置(3)，点火器(4)，燃烧室(5)和喷管(6)，燃料贮箱(2)，燃料输送装置(3)，燃烧室(5)和喷管(6)依序连接并相互贯通，点火器(4)安装在燃烧室(5)内，并位于燃烧室(5)与燃料输送装置(3)连接处的旁侧，喷管(6)的开口朝向变能装置(1)的初始驱动件(11)，燃料贮箱(2)，燃烧室(5)和喷管(6)相对于初始驱动件(11)固定。
2.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，燃料输送装置(3)包括喷注器(31)，第一增压器(32)和第一输送通道(33)，第一输送通道(33)连接在燃料贮箱(2)和燃烧室(5)之间，第一增压器(32)安装在第一输送通道(33)上，喷注器(31)安装在第一输送通道(33)与燃烧室(5)连接的一端并位于燃烧室(5)内。
3.根据权利要求2所述的燃烧式发动机，其特征在于，第一增压器(32)为一种加压泵。
4.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，燃料输送装置(3)包括第二增压器(34)和第二输送通道(35)，第二输送通道(35)连接在燃料贮箱(2)和燃烧室(5)之间，第二增压器(34)安装在第二输送通道(35)上。
5.根据权利要求4所述的燃烧式发动机，其特征在于，第二增压器(34)为一种柱塞泵。
6.根据权利要求1至5其中之一所述的燃烧式发动机，其特征在于，具有1~4个燃料输送装置(3)，燃料输送装置(3)围绕点火器(4)的四周分布。
7.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，具有1~2个燃料贮箱(2)。
8.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，燃烧室(5)或者为一种球形，或者为一种圆柱形。
9.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，喷管(6)包括收敛段(61)和扩张段(62)，收敛段(61)与燃烧室(5)连接。
10.根据权利要求9所述的燃烧式发动机，其特征在于，扩张段(62)的形状或者为一种锥形，或者为一种钟形。
11.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，还包括冷却装置(7)，冷却装置(7)包覆在燃烧室(5)，喷管(6)和变能装置(1)的外表面。
专利摘要本实用新型涉及一种燃烧式发动机，特别是一种利用燃料燃烧产生的高压高速气体为动力的燃烧式发动机，包括工作流体发生装置和变能装置，变能装置具有初始驱动件，其结构要点为工作流体发生装置包括燃料贮箱、燃料输送装置、点火器、燃烧室和喷管，燃料贮箱、燃料输送装置、燃烧室和喷管依序连接并相互贯通，点火器安装在燃烧室内，并位于燃烧室与燃料输送装置连接处的旁侧，喷管的开口朝向变能装置的初始驱动件，燃料贮箱、燃烧室和喷管相对于初始驱动件固定。该燃烧式发动机的结构使得其能够利用价格低廉、蕴藏丰富的能源(如硝酸铵炸药)作为燃料，这种原料价格低廉而且蕴藏丰富，从而能够解决目前能源缺乏的问题，成本也很低。
文档编号F02K9/64GK2799873SQ20042015027
公开日2006年7月26日 申请日期2004年7月9日 优先权日2004年7月9日
发明者李学志, 李天 申请人:李学志, 李天