超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机的制作方法

文档序号:25874805发布日期:2021-07-16 17:29阅读:154来源:国知局
超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机的制作方法

1.本发明属于外燃发动机,涉及外燃机、内燃机、斯特林闭循环发动机等领域。


背景技术:

2.众所周知,人类的飞速进步开始于工业革命以后,人类自进入工业革命以来至如今两个多世纪时间里,人类始终面临着这样的一个世纪难题:如何将燃料中的化学能以令人类满意的方式与措施转变成机械能?这种令人类满意的方式极其对应的动力装置无疑是必须同时具有以下理想标准:高环保、超高效、低成本制造、低成本使用、适用燃料广、环境适应性强,以及安全、耐用、易保养、易维修、振动小、低噪音等等。在追求这样的理想动力机械装置过程中,人类先后开发出了内燃机与外源机等发动机动力装置,以此实现燃料中的化学能转变成机械能作进一步应用,但现实中这些方案措施无疑均距离上述理想标准相差甚远,现有这些动力装置总有不止一项的性能指标不能让人满意,特别是在环保与热效率两关键指标上更是让人类不能容忍,为此人类仍在为得到自己梦寐以求中的那种理想发动机、实现人类动力机械装置最终、最佳解决方案而继续在摸索中孜孜以求。


技术实现要素:

3.为了给上面的世纪难题一个最佳答案,使人类得到一种能同时具有以上理想标准的完美动力装置,本发明提供超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,它采用的技术方案是:首先采用最简单但又最高效的精量等比燃烧技术与特殊的燃烧装置,在非高压(甚至常压)情况下将燃料与氧气中的各自化学能以燃烧释放热量方式100%完全释放出来,由于是精量等比燃烧,这样便没有多余的尾气排出,只有剩下极少数不能参与燃烧、无害的惰性气体以及反应产物二氧化碳,又由于是低压(甚至常压)情况下燃烧,这样就没有有害的氮氧化物产生,完全释放出来的热量通过类似现有外源机的闭循环技术高效传递给闭循环所封闭的传热介媒,传热介媒受热产生膨胀,形成高压气流,此高压气流立即去冲击利用旋喷原理制作的一种全新高效的旋喷机旋转,从而完成化学能一机械能能量转换,释放完大部分能量的传热介媒又被压缩送回到燃烧装置中从而完成一次闭循环,并接着开始下一次闭循环,如此循环下去,燃料与氧气中的各自化学能便连续不断地转变成机械能供继续开展各自应用,蓄电池中的电又可放出一小部分去帮助卸除绝大部分能量的传热介媒通过压缩机回流到燃烧装置中,蓄电池中剩余的绝大部分电能代表整个系统装置对外输出电能。从系统装置整体看,在上述能量转换过程中,没有明显的机械磨损,没有高温高压的大量尾气,能量损失只有设备与管道表面对外散发出的热辐射和排出的少量不带压无害尾气本身所携带的热量,而热辐射可通过保温隔热措施加以大幅减少,尾气排出的热量可通过热交换回收再利用,由此可见,本发明能量转换及应用效率是极为高效的。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其包括发电机、补充增压与进气电动空气压缩机、燃料箱、燃料输送泵、蓄电池,发电机、燃料箱、燃料输送泵均布置固定在旋喷机的机身上面,旋喷机又包括功率输出
后轴头、受热介媒进气法兰接口、功率输出前轴头、介媒尾气流出法兰接口,介媒尾气流出法兰接口与功率输出前轴头同位于旋喷机右端面一侧,靠近功率输出后轴头一侧的旋喷机机身上安装固定有燃料箱与发电机,发电机通过传动皮带与功率输出后轴头上的皮带轮相连接,发电机发出的电被输送到蓄电池中存储备用;旋喷机上面的受热介媒进气法兰接口固定有多段管式燃烧器的受热介媒出气法兰接口,多段管式燃烧器其两端面上分别开设有工质介媒进气法兰接口与受热介媒出气法兰接口,其圆周侧表面上开设有四组法兰接口,每组法兰接口中包括燃料输入法兰接口、废气输出法兰接口、空气输入法兰接口各1个共12个法兰接口,第1组包括第1燃料输入法兰接口、第1废气输出法兰接口、第1空气输入法兰接口,第2组包括第2燃料输入法兰接口、第2废气输出法兰接口、第2空气输入法兰接口,第3组包括第3燃料输入法兰接口、第3废气输出法兰接口、第3空气输入法兰接口,第4组包括第4燃料输入法兰接口、第4废气输出法兰接口、第4空气输入法兰接口,每组法兰接口中以燃料输入法兰接口距离工质介媒进气法兰接口最近,以废气输出法兰接口距离工质介媒进气法兰接口最远,空气输入法兰接口介于燃料输入法兰接口与废气输出法兰接口之间;第1燃料输入法兰接口、第2燃料输入法兰接口、第3燃料输入法兰接口、第4燃料输入法兰接口的各自法兰接口上分别安装固定有第1燃料调节阀、第2燃料调节阀、第3燃料调节阀、第4燃料调节阀的各自出口端,第1废气输出法兰接口、第2废气输出法兰接口、第3废气输出法兰接口、第4废气输出法兰接口的各自法兰接口上分别安装固定有第1废气调节阀、第2废气调节阀、第3废气调节阀、第4废气调节阀的各自进口端,第1空气输入法兰接口、第2空气输入法兰接口、第3空气输入法兰接口、第4空气输入法兰接口的各自法兰接口上分别安装固定有第1空气调节阀、第2空气调节阀、第3空气调节阀、第4空气调节阀的各自出口端;第1燃料调节阀、第2燃料调节阀、第3燃料调节阀、第4燃料调节阀的各自进口端分别同燃料输入用复合热交换管上开设的第1燃料输出分支法兰接口、第2燃料输出分支法兰接口、第3燃料输出分支法兰接口、第4燃料输出分支法兰接口相固定连接,第1废气调节阀、第2废气调节阀、第3废气调节阀、第4废气调节阀的各自出口端分别同废气收集总管上开设的第1分支废气流入法兰接口、第2分支废气流入法兰接口、第3分支废气流入法兰接口、第4分支废气流入法兰接口相固定连接,第1空气调节阀、第2空气调节阀、第3空气调节阀、第4空气调节阀的各自进口端分别同燃料空气进气总管上开设的第1分支燃料空气流出法兰接口、第2分支燃料空气流出法兰接口、第3分支燃料空气流出法兰接口、第4分支燃料空气流出法兰接口相固定连接;安装固定于旋喷机机身上面的燃料箱的出口上安装有燃料输送泵,燃料输送泵的出口法兰接口上固定有燃料输送管的一端法兰接口,燃料输送管的另一端法兰接口固定在燃料输入总法兰接口上,第2换热废气流出法兰接口同废气排空管的一端法兰接口固定连接,废气排空管的另一端排空;旋喷机上面的介媒尾气流出法兰接口上固定有空气进气装置的进气法兰接口,空气进气装置的圆周侧表面上开设有空气进气孔,空气进气装置的出气法兰接口上固定有补充增压与进气电动空气压缩机,补充增压与进气电动空气压缩机的出口上固定有混合空气流入法兰接口,第1换热废气流入法兰接口同汇集废气总流出法兰接口相固定连接,混合空气燃烧分支法兰接口同混合空气流入总法兰接口相固定连接,介媒混合空气流出法兰接口同介媒进气法兰接口相固定连接,第1换热废气流出法兰接口同第1废气连接管的进口端法兰接口相固定连接,第1废气连接管的出口端法兰接口同第2换热废气流入法兰接口相固定连接。
5.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的旋喷机的介媒尾气流出法兰接口上固定有补充增压电动空气压缩机,补充增压电动空气压缩机的出口上固定有简单回流管的进气端法兰接口,简单回流管的出气端法兰接口同工质介媒进气法兰接口相固定连接;第1废气调节阀、第2废气调节阀、第3废气调节阀、第4废气调节阀的各自出口端分别同第1分支换热废气流入法兰接口、第2分支换热废气流入法兰接口、第3分支换热废气流入法兰接口、第4分支换热废气流入法兰接口相固定连接,第1空气调节阀、第2空气调节阀、第3空气调节阀、第4空气调节阀的各自进口端分别同第1分支换热空气流出法兰接口、第2分支换热空气流出法兰接口、第3分支换热空气流出法兰接口、第4分支换热空气流出法兰接口相固定连接;第3换热废气流出法兰接口同第1废气连接管的进气端法兰接口相固定连接,第1废气连接管的出气端法兰接口同第2换热废气流入法兰接口相固定连接;第1换热空气流入法兰接口同空气连接管的出气端法兰接口相固定连接,空气连接管的进气端法兰接口同第2换热空气流出法兰接口相固定连接,第4换热废气流出法兰接口同第2废气连接管的进气端法兰接口相固定连接,第2废气连接管的出气端法兰接口同第3换热废气流入法兰接口相固定连接,第2换热空气流入法兰接口同空气输送管的流出端法兰接口相固定连接,空气输送管的流入端法兰接口同燃料空气电动压缩机的出气端法兰接口相固定连接,燃料空气电动压缩机固定在靠近功率输出前轴头的旋喷机机身上,燃料空气电动压缩机的进气端法兰接口上安装固定有空气进气装置的出气端法兰接口,空气进气装置的进气端法兰接口被封头所封闭。
6.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的多段管式燃烧器包括处于由若干波节组成的波纹管内部的受热室,以及围绕在波纹管外面且由隔热圆周筒壁、波纹管外壁面、介媒进气口端面板、介媒出气口端面板共同封闭而成的环形燃烧室,环形燃烧室内的环形隔热隔离板将环形燃烧室从介媒进气口端面板到介媒出气口端面板依次分隔成第1燃烧段、第2燃烧段、第3燃烧段、第4燃烧段共4个燃烧段,环形隔热隔离板的内、外圆周端面分别固定在波纹管外壁面与隔热圆周筒壁内壁面上;每个燃烧段内的隔热圆周筒壁的圆周外表面大部分被并列的同样是环形的混合燃气室与空气预备室所直接包围覆盖,混合燃气室的圆周外表面又被同样是环形的燃料预备室所包围覆盖,第1燃烧段内的混合燃气室与燃料预备室的各自一端面与介媒进气口端面板在同一平面内;每个燃烧段内的混合燃气室与空气预备室之间的隔离壁间开设有若干环形布置的预备空气进入孔,混合燃气室与燃料预备室的隔离壁上安装有若干环形布置的燃料喷射装置,燃料喷射装置位于混合燃气室内,但其内部有通道与燃料预备室内部相连通,在被混合燃气室包围的隔热圆周筒壁壁间开设有若干环形布置的混合燃气进入孔,每个燃烧段所属的隔热圆周筒壁圆周外表面未被包围覆盖剩余部分其内壁面上设有若干环形布置的点火装置,其壁间设有一个废气出口,其外壁面上设有此废气出口的废气流出法兰接口,每个燃烧段所属的空气预备室与燃料预备室的圆周外表面上分别设有一个空气输入法兰接口和燃料输入法兰接口;第1燃烧段设有第1废气输出法兰接口、第1空气输入法兰接口、第1燃料输入法兰接口,第2燃烧段设有第2废气输出法兰接口、第2空气输入法兰接口、第2燃料输入法兰接口,第3燃烧段设有第3废气输出法兰接口、第3空气输入法兰接口、第3燃料输入法兰接口,第4燃烧段设有第4废气输出法兰接口、第4空气输入法兰接口、第4燃料输入法兰接口;介媒进气口端面板的中心部位设有工质介媒进气法兰接口,介媒出气口端面板的中心开口即为
波纹管的出口,且此出口与受热介媒出气法兰接口相固定连接,工质介媒进气法兰接口口径要小于受热介媒出气法兰接口口径;波纹管的每节波节的波峰内设有一个加强受热筛网圆片固定于波纹管波节波峰内壁面上;所有空气预备室与燃料预备室的圆周外表面上面覆盖有燃烧器隔热保温材料,燃烧器隔热保温材料的上面被燃烧器外壳所覆盖,隔热圆周筒壁未被包裹覆盖剩余部分圆周外表面至燃烧器外壳之间的空间同样被燃烧器隔热保温材料所填满。
7.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的旋喷机包括主轴、后轴承、中轴承、前轴承,后轴承、中轴承、前轴承等距离安装分布在主轴的两端与中间位置上,由此划分出二个动力组的空间范围,主轴伸出后轴承的部分即是旋喷机功率输出后轴头,主轴在旋喷机功率输出后轴头位置上安装有发电皮带轮,主轴伸出前轴承的部分即是旋喷机功率输出前轴头;后轴承其圆周侧外表面上套有后轴承套,其前端面上盖有后轴承前盖,其后端面上盖有后轴承后盖,后轴承前盖与后轴承后盖通过第1套紧固螺栓螺母固定在后轴承套上;中轴承其圆周侧外表面上套有中轴承套,其前端面上盖有中轴承前盖,其后端面上盖有中轴承后盖,中轴承前盖与中轴承后盖通过第2套紧固螺栓螺母固定在中轴承套上;前轴承其圆周侧外表面上套有前轴承套,其前端面上盖有前轴承前盖,其后端面上盖有前轴承后盖,前轴承前盖与前轴承后盖通过第3套紧固螺栓螺母固定在前轴承套上;环形圆盘状的后封闭辐盘其内环圆周侧面与后轴承套侧表面相固定密封,其外环圆周侧面同后支架环的内壁表面相固定密封,环形圆盘状的前封闭辐盘其内环圆周侧面同前轴承套表面相固定密封,其外环圆周侧面同前支架环的内壁面相固定密封,其盘间设有一开孔,此开孔对外的法兰接口即介媒尾气流出法兰接口固定在其上面;中轴承套上面固定有过气支架辐条的一端,过气支架辐条的另一端固定在压尖环的内壁面上,压尖环的外壁面上固定有中支架辐条的一端,中支架辐条的另一端固定在中支架环的内壁面上,均为扁平条状的过气支架辐条与中支架辐条其与各自大面积表面平行的中心对称面所在平面均经过主轴的中心轴线;在每组动力组空间范围内的各自主轴区间内均设有二套动力单元,每套动力单元包括一个动力轮和与动力轮相配合的一个喷环,动力轮其固定在主轴上,并通过安装在其与主轴之间的键销保证其随主轴一起同步旋转;上面设有高热介媒进气口的喷环套在动力轮的外面,二者之间保持有一定间隙;喷环同后支架环之间以及喷环同前支架环之间均设有简单分隔环予以隔离,两喷环之间以及喷环同中支架环之间均分别由带有过气环和支撑隔离环的复合分隔环予以隔离;受热介媒进气法兰接口罩住所有高热介媒进气口,并通过固定在简单分隔环和支撑隔离环上的若干紧固螺栓固定在旋喷机圆周机身外表面上,并且受热介媒进气法兰接口与旋喷机圆周机身外表面之间垫有密封垫圈;所有压气环、所有过气环、压尖环诸部件其各自的圆周侧内表面均在同一圆周面上,其各自中心轴线均在主轴中心轴线上,并由此断续形成一管状、中间有间隙的介媒尾气过气通道,其相邻环体之间保留有一定间隙距离供介媒尾气径向进入;上述后支架环、所有简单分隔环、所有喷环、支撑隔离环、中支架环、前支架环诸部件其中心轴线均在主轴中心轴线上,并且其靠近各自圆周侧外表面的圆柱体中沿平行于主轴中心轴线方向统一开设有相对应的若干穿孔,这些穿孔统一由若干套整机锁固螺杆螺母通过穿梭串联方式将上面诸部件紧固成一整体;与前支架环相邻的简单分隔环内部空间即介媒尾气聚集室;朝向地面的旋喷机机身下方设有旋喷机底座,旋喷机底座通过若干相对应设计的固定螺栓同简单分隔环的圆周侧
表面相固定连接;旋喷机的机身圆周侧外表面上覆盖有隔离保温层,隔离保温层上面覆盖有旋喷机的机身外壳。
8.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的喷环呈圆环状,其包括喷腔、喷道,中空的喷环其内部所封闭空间即是喷腔,在喷腔径向外层的较厚环体壁间沿着喷环一半径方向开设有高热介媒进气口以及沿平行于喷环中心轴线方向开设有若干穿孔,高热介媒进气口使喷腔内部空间同喷环圆周侧外表面以外空间相连通;在喷腔径向内层的较厚环体壁间开设有若干喷道,喷道使喷腔内部空间同喷环圆周侧内表面以内的空间相连通,所有喷道的指向均按同一时针旋转方向相一致;喷道由均平行于喷环中心轴线的两平行平面以及此两平行平面之间的对向两过渡圆弧面共同组成,在垂直于喷环中心轴线截面内距离喷环中心轴线最远的喷道内壁平面在此截面内的截线,同喷环内侧圆周内表面在此截面内的圆周线相弦切。
9.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的动力轮包括涡轮叶片、涡轮底盘、压气环、托底盘,若干涡轮叶片其叶片根部固定在涡轮底盘上面,其叶片叶尖顶端部固定在压气环内壁面上,若干偏平条状的调节辐条其一端固定在压气环外壁面上,其另一端固定在托底盘的内壁面上,其与其大面积表面平行的中心对称面所在平面经过主轴的中心轴线;托底盘的上面设有若干锯形齿与齿槽,相邻两锯形齿之间即是一齿槽,齿槽由经过动力轮中心轴线的一平面和与此平面相垂直的另一平面组成,齿槽护边位于齿槽两边,为在小于托底盘圆周侧外表面宽度范围内托底盘圆柱形环体被向其圆周侧外表面内挖去齿槽后圆柱体两侧端面未被挖除而被保留剩余部分。
10.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的空气进气装置包括过气道、介空出气法兰接口、介媒尾气进气法兰接口、空气过滤层,位于空气进气装置中心的过气道的一端开口与介空出气法兰接口直接固定连接,过气道的另一端被中心带有较小开口的端面所封闭,该较小开口的外面固定有介媒尾气进气法兰接口,过气道的圆周侧壁即是内层筒壁,内层筒壁的壁间开设有若干滤后空气进气孔,内层筒壁的圆周外表面被空气过滤层所包裹覆盖,空气过滤层的圆周外表面被外层筒壁所包裹覆盖,外层筒壁的壁间开设有若干空气进气孔。
11.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的燃料输入用复合热交换管、空气进气用复合热交换管、废气收集用复合热交换管三部件所共同提及的复合热交换管其结构特征是:复合热交换管其包括位于其内部中间位置的复合换热内管和包围在复合换热内管外面的复合换热外管,此两管道之间形成封闭的夹层空间,此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干复合换热加强环片,每个复合换热加强环片其内环圆周侧面端与外环圆周侧面端分别固定在复合换热内管外壁面上与复合换热外管内壁面上,其上面设有若干物流通过孔;复合换热内管的一端口所设法兰接口即为或第3换热废气流入法兰接口或第2换热空气流出法兰接口或第2换热废气流入法兰接口,复合换热内管另一端口所设法兰接口即为或第3换热废气流出法兰接口或第2换热空气流入法兰接口或第2换热废气流出法兰接口,靠近法兰接口的复合换热外管外壁上设有法兰接口,该法兰接口即为或第1换热空气流入法兰接口或第4换热废气流出法兰接口或燃料输入总法兰接口;靠近法兰接口的复合换热外管外壁上依次设有1#法兰接口、2#法兰接口、3#法兰接口、4#法兰接口;1#法兰接口即为或第4分支换热空气流出法兰接口或第1分支换热废气流入法兰接口
或第1换热燃料输出分支法兰接口,2#法兰接口即为或第3分支换热空气流出法兰接口或第2分支换热废气流入法兰接口或第2换热燃料输出分支法兰接口,3#法兰接口即为或第2分支换热空气流出法兰接口或第3分支换热废气流入法兰接口或第3换热燃料输出分支法兰接口,4#法兰接口即为或第1分支换热空气流出法兰接口或第4分支换热废气流入法兰接口或第4换热燃料输出分支法兰接口。
12.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的复合回流管包括混合空气流通内管、第1换热废气流入法兰接口、废混换热外管,位于复合回流管内部中间位置的混合空气流通内管,其一端开口固定有混合空气流入法兰接口,其另一端开口固定有混合空气流出法兰接口,其管身上距离混合空气流出法兰接口附近的部位设有一开口,此开口上固定有燃烧空气分支法兰接口,其在混合空气流入法兰接口与燃烧空气分支法兰接口之间的管身外表面被废混换热外管所包围,其与废混换热外管之间形成封闭的夹层空间;此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干废混加强换热环片,每个废混加强换热环片其内圆周侧面端与外圆周侧面端分别固定在混合空气流通内管圆周侧壁外壁面上与废混换热外管外圆周侧壁内壁面上,其上面设有若干废混通过孔;废混换热外管的管身一端距离混合空气流入法兰接口附近处的外圆周侧表面上设有开孔,此开孔外面固定有第1换热废气流入法兰接口,管身另一端距离燃烧空气分支法兰接口附近处的外圆周侧表面上设有另一开孔,此开孔外面固定有第1换热废气流出法兰接口。
13.上述的超高效环保的新能源闭循环大功率旋喷发动机,其特征在于:所述的中支架环和压尖环的中心轴线均在主轴中心轴线上,在中支架环的环状圆柱体的两端面之间的环体间,沿平行于中支架环中心轴线方向设有若干中支架环穿孔,且这些中支架环穿孔的中心轴线其在垂直于中支架环中心轴线的平面内的中心点均在同一圆周线上。
14.本发明的有益效果是:
15.一、高环保。与现有的内燃机相比,本发明空气与燃料的燃烧是在低压甚至常压下进行,且是精量等比燃烧,没有多余量的空气参与和排放,燃烧后的废弃物是无害的二氧化碳,如果燃料是氢气,废弃物只是水,没有了高温、高压情况下才能产生的对大气有害的氮氧化物,更没有了包含大量有害氮氧化物的混合燃气,这样的排放无疑是高环保的。
16.二、超高效。从整个装置能量损失情况分析,能量损失只有废弃物所含热量和热辐射两个方面,更何况此两方面能量损失已在本发明中作了相应的能量回收与防流失措施,可损失的能量被进一步减少,根据能量守恒定律,没损失、剩下的能量全部从空气、燃料所包含的化学能转变成了机械能与电能,这样的能量转化效率在此保守估计也在85%以上,这是现有动力装置所无法比拟与想象的。
17.三、功率输出宽广的应用范围。通过加减动力组、动力单元以及燃烧段的各自数量,本发明可轻松实现输出功率从小到大的变化,应用范围非常宽泛。
18.四、卓越无比的其它综合性能。深入综合分析本发明技术方案不难看出,本发明除上面超高效、高环保两关键性能指标外,另外显然还具有低成本制造、低成本使用、安全、耐用、燃料通用性与环境适应性均强,以及噪音极小、振动小、易维修、易保养等诸多优点,显示出卓越无比的综合性能。
19.在此毫不夸张地说,在前面提及的本发明目的中提到的设想人类完美动力机械装置理想标准中,本发明实实在在、完完全全地达到了,由此可见,本发明提出的技术方案就
是前面提及的世纪难题最佳答案。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
21.图1为本发明工作原理之一示意图;
22.图2为本发明工作原理之二示意图;
23.图3为多段管式燃烧器工作原理与结构示意图;
24.图4为旋喷机工作原理与结构示意图;
25.图5为图4中e-e向视图;
26.图6为图4中f-f向半剖视图;
27.图7为空气进气装置工作原理与结构示意图;
28.图8为复合热交换管工作原理与结构示意图;
29.图9为复合回流管工作原理与结构示意图。
30.图中01.旋喷机,01a.功率输出后轴头,01b.受热介媒进气法兰接口,01c.功率输出前轴头,01d.介媒尾气流出法兰接口,02.第4空气调节阀,03.空气进气装置,03a.空气进气孔,03b.滤后空气进气孔,03c.介空出气法兰接口,03d.外层筒壁,03e.空气过滤层,03f.内层筒壁,03g.过气道,03h.介媒尾气进气法兰接口,04.废气收集总管,04a.第1分支废气流入法兰接口,04b.第2分支废气流入法兰接口,04c.第3分支废气流入法兰接口,04d.第4分支废气流入法兰接口,04e.汇集废气总流出法兰接口,05.蓄电池,06.补充增压与进气电动空气压缩机,07.第3空气调节阀,08.第2废气调节阀,09.混合空气进气总管,09a.第1分支混合空气流出法兰接口,09b.第2分支混合空气流出法兰接口,09c.第3分支混合空气流出法兰接口,09d.第4分支混合空气流出法兰接口,09e.混合空气流入总法兰接口,10.第2空气调节阀,11.第1废气调节阀,12.复合回流管,12a.第1换热废气流入法兰接口,12b.混合空气流入法兰接口,12c.燃烧空气分支法兰接口,12d.混合空气流出法兰接口,12e.第1换热废气流出法兰接口,12f.混合空气流通内管,12g.废混换热外管,12h.废混加强换热环片,12i.废混通过孔,14.第1空气调节阀,15.多段管式燃烧器,15a.工质介媒进气法兰接口,15b.第1燃料输入法兰接口,15c.第2燃料输入法兰接口,15d.第3燃料输入法兰接口,15e.第4燃料输入法兰接口,15f.第3废气输出法兰接口,15g.第4空气输入法兰接口,15h.受热介媒出气法兰接口,15i.第4废气输出法兰接口,15j.第3空气输入法兰接口,15k.第2废气输出法兰接口,15m.第1空气输入法兰接口,15n.第1废气输出法兰接口,15p.第2空气输入法兰接口,16.第1废气连接管,17.第1燃料调节阀,18.燃料输入用复合热交换管,18a.第1换热燃料输出分支法兰接口,18b.第2换热废气流入法兰接口,18c.第2换热燃料输出分支法兰接口,18d.第3换热燃料输出分支法兰接口,18e.第4换热燃料输出分支法兰接口,18f.燃料输入总法兰接口,18g.第2换热废气流出法兰接口,19.第2燃料调节阀,20.第3燃料调节阀,21.第4燃料调节阀,22.第3废气调节阀,23.废气排空管,24.燃料输送管,25.传动皮带,26.燃料箱,27.发电机,28.燃料输送泵,29.第4废气调节阀,30.封头,31.燃料空气电动压缩机,32.空气输送管,33.空气进气用复合热交换管,33a.第3换热废气流出法兰接口,33b.第1换热空气流入法兰接口,33c.第4分支换热空气流出法兰接口,33d.第3分支换热空气流出法兰接口,33e.第2分支换热空气流出法兰接口,33f.第1分支换热空气流出法
兰接口,33g.第3换热废气流入法兰接口,34.补充增压电动空气压缩机,35.简单回流管,36.废气收集用复合热交换管,36a.第2换热空气流入法兰接口,36b.第4换热废气流出法兰接口,36c.第4分支换热废气流入法兰接口,36d.第3分支换热废气流入法兰接口,36e.第2分支换热废气流入法兰接口,36f.第1分支换热废气流入法兰接口,36g.第2换热空气流出法兰接口,37.第2废气连接管,38.空气连接管,40.燃烧空气预备室,41.点火装置,42.燃料预备室,43.环形隔热隔离板,44.介媒出气口端面板,45.燃烧器外壳,46.燃烧器隔热保温材料,47.加强受热筛网圆片,48.波纹管,49.预备空气进入孔,50.隔热圆周筒壁,50a.混合燃气进入孔,51.介媒进气口端面板,52.混合燃气室,53.燃料喷射装置,54.后支架环,55.后轴承后盖,56.后轴承,57.第1套紧固螺栓螺母,58.后轴承前盖,59.喷环,59a.高热介媒进气口,59b.穿孔,59c.喷腔,59d.喷道,60.复合分隔环,60a.过气环,60b.支撑隔离环,61.动力轮,61a.压气环,61b.涡轮叶片,61c.调节辐条,61d.涡轮底盘,61e.齿槽护边,61f.锯形齿,61g.齿槽,61h.托底盘,62.压尖环,63.中轴承后盖,64.中轴承套,65.中轴承,66.第2套紧固螺栓螺母,67.中轴承前盖,68.紧固螺栓,69.密封垫圈,70.整机锁固螺杆螺母,71.尾气聚集室,72.主轴,73.前轴承前盖,74.前轴承,75.前轴承后盖,76.前轴承套,77.第3套紧固螺栓螺母,78.键销,79.前封闭辐盘,80.后轴承套,81.发电皮带轮,82.后封闭辐盘,83.中支架环,83a.中支架环穿孔,84.中支架辐条,85.过气支架辐条,86.简单分隔环,87.前支架环,88.介媒尾气过道,90.复合换热外管,91.复合换热内管,92.复合换热加强环片,92a.物流通过孔,93.即为或第3换热废气流入法兰接口或第2换热空气流出法兰接口或第2换热废气流入法兰接口,94.即为或第4分支换热空气流出法兰接口或第1分支换热废气流入法兰接口或第1换热燃料输出分支法兰接口,95.即为或第3分支换热空气流出法兰接口或第2分支换热废气流入法兰接口或第2换热燃料输出分支法兰接口,96.即为或第2分支换热空气流出法兰接口或第3分支换热废气流入法兰接口或第3换热燃料输出分支法兰接口,97.即为或第1分支换热空气流出法兰接口或第4分支换热废气流入法兰接口或第4换热燃料输出分支法兰接口,98.即为或第1换热空气流入法兰接口或第4换热废气流出法兰接口或燃料输入总法兰接口,99.即为或第3换热废气流出法兰接口或第2换热空气流入法兰接口或第2换热废气流出法兰接口。
具体实施方式
31.【实施例1】
32.如图1所示,一种超高效环保的新能源闭循环大功率发动机,其包括旋喷机01、多段管式燃烧器15、发电机27、补充增压与进气电动空气压缩机06、燃料箱26,发电机27、燃料箱26、燃料输送泵28均布置固定在旋喷机01的机身上面,旋喷机01又包括功率输出后轴头01a、受热介媒进气法兰接口01b、功率输出前轴头01c、介媒尾气流出法兰接口01d,介媒尾气流出法兰接口01d与功率输出前轴头01c同位于旋喷机01右端面一侧,靠近功率输出后轴头01a一侧的旋喷机01机身上安装固定有燃料箱26与发电机27,发电机27通过传动皮带25与功率输出后轴头01a上的皮带轮相连接,发电机27发出的电被输送到蓄电池05中存储备用;旋喷机01上面的受热介媒进气法兰接口01b固定有多段管式燃烧器15的受热介媒出气法兰接口15h,多段管式燃烧器15其两端面上分别开设有工质介媒进气法兰接口15a与受热介媒出气法兰接口15h,其圆周侧表面上开设有四组法兰接口,每组法兰接口中包括燃料输
入法兰接口、废气输出法兰接口、空气输入法兰接口各1个共12个法兰接口,第1组包括第1燃料输入法兰接口15b、第1废气输出法兰接口15n、第1空气输入法兰接口15m,第2组包括第2燃料输入法兰接口15c、第2废气输出法兰接口15k、第2空气输入法兰接口15p,第3组包括第3燃料输入法兰接口15d、第3废气输出法兰接口15f、第3空气输入法兰接口15j,第4组包括第4燃料输入法兰接口15e、第4废气输出法兰接口15i、第4空气输入法兰接口15g,每组法兰接口中以燃料输入法兰接口距离工质介媒进气法兰接口15a最近,以废气输出法兰接口距离工质介媒进气法兰接口15a最远,空气输入法兰接口介于燃料输入法兰接口与废气输出法兰接口之间;第1燃料输入法兰接口15b、第2燃料输入法兰接口15c、第3燃料输入法兰接口15d、第4燃料输入法兰接口15e的各自法兰接口上分别安装固定有第1燃料调节阀17、第2燃料调节阀19、第3燃料调节阀20、第4燃料调节阀21的各自出口端,第1废气输出法兰接口15n、第2废气输出法兰接口15k、第3废气输出法兰接口15f、第4废气输出法兰接口15i的各自法兰接口上分别安装固定有第1废气调节阀11、第2废气调节阀08、第3废气调节阀22、第4废气调节阀29的各自进口端,第1空气输入法兰接口15m、第2空气输入法兰接口15p、第3空气输入法兰接口15j、第4空气输入法兰接口15g的各自法兰接口上分别安装固定有第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02的各自出口端;第1燃料调节阀17、第2燃料调节阀19、第3燃料调节阀20、第4燃料调节阀21的各自进口端分别同燃料输入用复合热交换管18上开设的第1燃料输出分支法兰接口18a、第2燃料输出分支法兰接口18c、第3燃料输出分支法兰接口18d、第4燃料输出分支法兰接口18e相固定连接,第1废气调节阀11、第2废气调节阀08、第3废气调节阀22、第4废气调节阀29的各自出口端分别同废气收集总管04上开设的第1分支废气流入法兰接口04a、第2分支废气流入法兰接口04b、第3分支废气流入法兰接口04c、第4分支废气流入法兰接口04d相固定连接,第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02的各自进口端分别同燃料空气进气总管09上开设的第1分支燃料空气流出法兰接口09a、第2分支燃料空气流出法兰接口09b、第3分支燃料空气流出法兰接口09c、第4分支燃料空气流出法兰接口09d相固定连接;安装固定于旋喷机01机身上面的燃料箱26的出口上安装有燃料输送泵28,燃料输送泵28的出口法兰接口上固定有燃料输送管24的一端法兰接口,燃料输送管24的另一端法兰接口固定在燃料输入总法兰接口18f上,第2换热废气流出法兰接口18g同废气排空管23的一端法兰接口固定连接,废气排空管23的另一端排空;旋喷机01上面的介媒尾气流出法兰接口01d上固定有空气进气装置03的进气法兰接口,空气进气装置03的圆周侧表面上开设有空气进气孔03a,空气进气装置03的出气法兰接口上固定有补充增压与进气电动空气压缩机06,补充增压与进气电动空气压缩机06的出口上固定有混合空气流入法兰接口12b,介媒混合空气流出法兰接口12d同介媒进气法兰接口15a相固定连接,混合空气燃烧分支法兰接口12c同混合空气流入总法兰接口09e相固定连接,第1换热废气流出法兰接口12e同第1废气连接管16的进口端法兰接口相固定连接,第1废气连接管16的出口端法兰接口同第2换热废气流入法兰接口18b相固定连接,第1换热废气流入法兰接口12a同汇集废气总流出法兰接口04e相固定连接。
33.【实施例2】
34.如图2所示,与图1实施例1不同的地方是:介媒尾气流出法兰接口01d上固定有补充增压电动空气压缩机34,补充增压电动空气压缩机34的出口上固定有简单回流管35的进
气端法兰接口,简单回流管35的出气端法兰接口同工质介媒进气法兰接口15a相固定连接;第1废气调节阀11、第2废气调节阀08、第3废气调节阀22、第4废气调节阀29的各自出口端分别同第1分支换热废气流入法兰接口36f、第2分支换热废气流入法兰接口36e、第3分支换热废气流入法兰接口36d、第4分支换热废气流入法兰接口36c相固定连接,第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02的各自进口端分别同第1分支换热空气流出法兰接口33f、第2分支换热空气流出法兰接口33e、第3分支换热空气流出法兰接口33d、第4分支换热空气流出法兰接口33c相固定连接;第3换热废气流出法兰接口33a同第1废气连接管16的进气端法兰接口相固定连接,第1废气连接管16的出气端法兰接口同第2换热废气流入法兰接口18b相固定连接;第1换热空气流入法兰接口33b同空气连接管38的出气端法兰接口相固定连接,空气连接管38的进气端法兰接口同第2换热空气流出法兰接口36g相固定连接,第4换热废气流出法兰接口36b同第2废气连接管37的进气端法兰接口相固定连接,第2废气连接管37的出气端法兰接口同第3换热废气流入法兰接口33g相固定连接,第2换热空气流入法兰接口36a同空气输送管32的流出端法兰接口相固定连接,空气输送管32的流入端法兰接口同燃料空气电动压缩机31的出气端法兰接口相固定连接,燃料空气电动压缩机31固定在靠近功率输出前轴头01c的旋喷机01机身上,燃料空气电动压缩机31的进气端法兰接口上安装固定有空气进气装置03的出气端法兰接口,空气进气装置03的进气端法兰接口被封头30所封闭。
35.如图3所示,多段管式燃烧器15包括处于由若干波节组成的波纹管48内部的受热室,以及围绕在波纹管48外面且由隔热圆周筒壁50、波纹管48外壁面、介媒进气口端面板51、介媒出气口端面板44共同封闭而成的环形燃烧室,环形燃烧室内的环形隔热隔离板43将环形燃烧室从介媒进气口端面板51到介媒出气口端面板44依次分隔成第1燃烧段、第2燃烧段、第3燃烧段、第4燃烧段共4个燃烧段(可以是若干段,这里只以4个燃烧段作图示例),环形隔热隔离板43的内、外圆周端面分别固定在波纹管48外壁面与隔热圆周筒壁50内壁面上;每个燃烧段内的隔热圆周筒壁50的圆周外表面大部分被并列的同样是环形的混合燃气室52与空气预备室40所直接包围覆盖,混合燃气室52的圆周外表面又被同样是环形的燃料预备室42所包围覆盖,第1燃烧段内的混合燃气室52与燃料预备室42的各自一端面与介媒进气口端面板51在同一平面内;每个燃烧段内的混合燃气室52与空气预备室40之间的隔离壁间开设有若干环形布置的预备空气进入孔49,混合燃气室52与燃料预备室42的隔离壁上安装有若干环形布置的燃料喷射装置53,燃料喷射装置53位于混合燃气室52内,但其内部有通道与燃料预备室42内部相连通,在被混合燃气室52包围的隔热圆周筒壁50壁间开设有若干环形布置的混合燃气进入孔50a;每个燃烧段所属的隔热圆周筒壁50圆周外表面未被包围覆盖剩余部分其内壁面上设有若干环形布置的点火装置41,其壁间设有一个废气出口,其外壁面上设有此废气出口的废气流出法兰接口,每个燃烧段所属的空气预备室40与燃料预备室42的圆周外表面上分别设有一个空气输入法兰接口和燃料输入法兰接口;第1燃烧段设有第1废气输出法兰接口15n、第1空气输入法兰接口15m、第1燃料输入法兰接口15b,第2燃烧段设有第2废气输出法兰接口15k、第2空气输入法兰接口15p、第2燃料输入法兰接口15c,第3燃烧段设有第3废气输出法兰接口15f、第3空气输入法兰接口15j、第3燃料输入法兰接口15d,第4燃烧段设有第4废气输出法兰接口15i、第4空气输入法兰接口15g、第4燃料输入法兰接口15e;介媒进气口端面板51的中心部位设有工质介媒进气法兰接口15a,
介媒出气口端面板44的中心开口即为波纹管48的出口,且此出口与受热介媒出气法兰接口15h相固定连接,工质介媒进气法兰接口15a口径要小于受热介媒出气法兰接口15h口径;波纹管48的每节波节的波峰内设有一个加强受热筛网圆片47固定于波纹管48波节波峰内壁面上;所有空气预备室40与燃料预备室42的圆周外表面上面覆盖有燃烧器隔热保温材料46,燃烧器隔热保温材料46的上面被燃烧器外壳45所覆盖,隔热圆周筒壁50未被包裹覆盖剩余部分圆周外表面至燃烧器外壳45之间的空间同样被燃烧器隔热保温材料46所填满。
36.如图4所示,旋喷机01包括主轴72、后轴承56、中轴承65、前轴承74,后轴承56、中轴承65、前轴承74等距离安装分布在主轴72的两端与中间位置上,由此划分出二个动力组(可以是多个动力组,这里只是以二个动力组作图示例)的空间范围,主轴72伸出后轴承56的部分即是旋喷机功率输出后轴头01a,主轴72在旋喷机功率输出后轴头01a位置上安装有发电皮带轮81,主轴72伸出前轴承74的部分即是旋喷机功率输出前轴头01c;后轴承56其圆周侧外表面上套有后轴承套80,其前端面上盖有后轴承前盖58,其后端面上盖有后轴承后盖55,后轴承前盖58与后轴承后盖55通过第1套紧固螺栓螺母57固定在后轴承套80上;中轴承65其圆周侧外表面上套有中轴承套64,其前端面上盖有中轴承前盖67,其后端面上盖有中轴承后盖63,中轴承前盖67与中轴承后盖63通过第2套紧固螺栓螺母66固定在中轴承套64上;前轴承74其圆周侧外表面上套有前轴承套76,其前端面上盖有前轴承前盖73,其后端面上盖有前轴承后盖75,前轴承前盖73与前轴承后盖75通过第3套紧固螺栓螺母77固定在前轴承套76上;环形圆盘状的后封闭辐盘82其内环圆周侧面与后轴承套80侧表面相固定密封,其外环圆周侧面同后支架环54的内壁表面相固定密封,环形圆盘状的前封闭辐盘79其内环圆周侧面同前轴承套76表面相固定密封,其外环圆周侧面同前支架环87的内壁面相固定密封,其盘间设有一开孔,此开孔对外的法兰接口即介媒尾气流出法兰接口01d固定在其上面;中轴承套64上面固定有过气支架辐条85的一端,过气支架辐条85的另一端固定在压尖环62的内壁面上,压尖环62的外壁面上固定有中支架辐条84的一端,中支架辐条84的另一端固定在中支架环83的内壁面上,均为扁平条状的过气支架辐条85与中支架辐条84其与各自大面积表面平行的中心对称面所在平面均经过主轴72的中心轴线;在每组动力组空间范围内的各自主轴72区间内均设有二套动力单元(可以是多动力单元,这里只以二动力单元作图示例),每套动力单元包括一个动力轮61和与动力轮61相配合的一个喷环59,动力轮61其固定在主轴72上,并通过安装在其与主轴72之间的键销78保证其随主轴72一起同步旋转;上面设有高热介媒进气口59a的喷环59套在动力轮61的外面,二者之间保持有一定间隙;喷环59同后支架环54之间以及喷环59同前支架环87之间均设有简单分隔环86予以隔离,两喷环59之间以及喷环59同中支架环83之间均分别由带有过气环60a和支撑隔离环60b的复合分隔环60予以隔离;受热介媒进气法兰接口01b罩住所有高热介媒进气口59a,并通过固定在简单分隔环86和支撑隔离环60b上的若干紧固螺栓68固定在旋喷机01圆周机身外表面上,并且受热介媒进气法兰接口01b与旋喷机01圆周机身外表面之间垫有密封垫圈69;所有压气环61a、所有过气环60a、压尖环62诸部件其各自的圆周侧内表面均在同一圆周面上,其各自中心轴线均在主轴72中心轴线上,并由此断续形成一管状、中间有间隙的介媒尾气过气通道88,其相邻环体之间保留有一定间隙距离供介媒尾气径向进入;上述后支架环54、所有简单分隔环86、所有喷环59、支撑隔离环60b、中支架环83、前支架环87诸部件其中心轴线均在主轴72中心轴线上,并且其靠近各自圆周侧外表面的圆柱体中沿平行于主轴72
中心轴线方向统一开设有相对应的若干穿孔,这些穿孔统一由若干套整机锁固螺杆螺母70通过穿梭串联方式将上面诸部件紧固成一整体;与前支架环87相邻的简单分隔环86内部空间即介媒尾气聚集室71;朝向地面的旋喷机01机身下方设有旋喷机底座,旋喷机底座通过若干相对应设计的固定螺栓同简单分隔环86的圆周侧表面相固定连接;旋喷机01的机身圆周侧外表面上覆盖有隔离保温层,隔离保温层上面覆盖有旋喷机01的机身外壳。
37.如图5所示,圆环状的喷环59包括喷腔59c、喷道59d,中空的喷环59其内部所封闭空间即是喷腔59c,在喷腔59c径向外层的较厚环体壁间沿着喷环59一半径方向开设有高热介媒进气口59a以及沿平行于喷环59中心轴线方向开设有若干穿孔59b,高热介媒进气口59a使喷腔59c内部空间同喷环59圆周侧外表面以外空间相连通;在喷腔59c径向内层的较厚环体壁间开设有若干喷道59d,喷道59d使喷腔59c内部空间同喷环59圆周侧内表面以内的空间相连通,所有喷道59d的指向均按同一时针旋转方向相一致;喷道59d由均平行于喷环59中心轴线的两平行平面以及此两平行平面之间的对向两过渡圆弧面共同组成,在垂直于喷环59中心轴线截面内距离喷环59中心轴线最远的喷道59d内壁平面在此截面内的截线,同喷环内侧圆周内表面在此截面内的圆周线相弦切。
38.如图5所示,动力轮61包括涡轮叶片61b、涡轮底盘61d、压气环61a、托底盘61b,若干涡轮叶片61b(这里只以4叶片作图示例)其叶片根部固定在涡轮底盘61d上面,其叶片叶尖顶端部固定在压气环61a内壁面上,若干偏平条状的调节辐条61c(这里只以4调节辐条作图示例),其一端固定在压气环61a外壁面上,其另一端固定在托底盘61h的内壁面上,其与其大面积表面平行的中心对称面所在平面经过主轴72的中心轴线;托底盘61h的上面设有若干锯形齿61f与齿槽61g,相邻两锯形齿61f之间即是一齿槽61g,齿槽61g由经过动力轮61中心轴线的一平面和与此平面相垂直的另一平面组成,齿槽护边61e位于齿槽61g两边,为在小于托底盘61h圆周侧外表面宽度范围内托底盘61h圆柱形环体被向其圆周侧外表面内挖去齿槽61g后圆柱体两侧端面未被挖除而被保留剩余部分。
39.如图6所示,中支架环83和压尖环62的中心轴线均在主轴72中心轴线上,在中支架环83的环状圆柱体的两端面之间的环体间,沿平行于中支架环83中心轴线方向设有若干中支架环穿孔83a,且这些中支架环穿孔83a的中心轴线其在垂直于中支架环83中心轴线的平面内的中心点均在同一圆周线上。
40.如图7所示,空气进气装置03包括过气道03g、介空出气法兰接口03c、介媒尾气进气法兰接口03h、空气过滤层03e,位于空气进气装置03中心的过气道03g的一端开口与介空出气法兰接口03c直接固定连接,过气道03g的另一端被中心带有较小开口的端面所封闭,该较小开口的外面固定有介媒尾气进气法兰接口03h,过气道03g的圆周侧壁即是内层筒壁03f,内层筒壁03f的壁间开设有若干滤后空气进气孔03b,内层筒壁03f的圆周外表面被空气过滤层03e所包裹覆盖,空气过滤层03e的圆周外表面被外层筒壁03d所包裹覆盖,外层筒壁03d的壁间开设有若干空气进气孔03a。
41.如图8所示,燃料输入用复合热交换管18、空气进气用复合热交换管33、废气收集用复合热交换管36三部件所共同提及的复合热交换管其结构特征是:复合热交换管其包括位于其内部中间位置的复合换热内管91和包围在复合换热内管91外面的复合换热外管90,此两管道之间形成封闭的夹层空间,此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干复合换热加强环片92,每个复合换热加强环片92其内环圆周侧面端与外环圆周侧面端分别固定在复合
换热内管91外壁面上与复合换热外管90内壁面上,其上面设有若干物流通过孔92a;复合换热内管91的一端口所设法兰接口93即为或第3换热废气流入法兰接口33g或第2换热空气流出法兰接口36g或第2换热废气流入法兰接口18b,复合换热内管91另一端口所设法兰接口99即为或第3换热废气流出法兰接口33a或第2换热空气流入法兰接口36a或第2换热废气流出法兰接口18g,靠近法兰接口99的复合换热外管90外壁上设有法兰接口98,法兰接口98即为或第1换热空气流入法兰接口33b或第4换热废气流出法兰接口36b或燃料输入总法兰接口18f;靠近法兰接口93的复合换热外管90外壁上依次设有1#法兰接口94、2#法兰接口95、3#法兰接口96、4#法兰接口97,1#法兰接口94即为或第4分支换热空气流出法兰接口33c或第1分支换热废气流入法兰接口36f或第1换热燃料输出分支法兰接口18a,2#法兰接口95即为或第3分支换热空气流出法兰接口33d或第2分支换热废气流入法兰接口36e或第2换热燃料输出分支法兰接口18c,3#法兰接口96即为或第2分支换热空气流出法兰接口33e或第3分支换热废气流入法兰接口36d或第3换热燃料输出分支法兰接口18d,4#法兰接口97即为或第1分支换热空气流出法兰接口33f或第4分支换热废气流入法兰接口36b或第4换热燃料输出分支法兰接口18f。
42.如图9所示,复合回流管12包括混合空气流通内管12f、第1换热废气流入法兰接口12a、废混换热外管12g,位于复合回流管12内部中间位置的混合空气流通内管12f,其一端开口固定有混合空气流入法兰接口12b,其另一端开口固定有混合空气流出法兰接口12d,其管身上距离混合空气流出法兰接口12d附近的部位设有一开口,此开口上固定有燃烧空气分支法兰接口12c,其在混合空气流入法兰接口12b与燃烧空气分支法兰接口12c之间的管身外表面被废混换热外管12g所包围,其与废混换热外管12g之间形成封闭的夹层空间;此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干废混加强换热环片12h,每个废混加强换热环片12h其内圆周侧面端与外圆周侧面端分别固定在混合空气流通内管12f圆周侧壁外壁面上与废混换热外管12g外圆周侧壁内壁面上,其上面设有若干废混通过孔12i;废混换热外管12g的管身一端距离混合空气流入法兰接口12b附近处的外圆周侧表面上设有开孔,此开孔外面固定有第1换热废气流入法兰接口12a,管身另一端距离燃烧空气分支法兰接口12c附近处的外圆周侧表面上设有另一开孔,此开孔外面固定有第1换热废气流出法兰接口12e。
43.本发明装置整体工作原理与运行过程操作说明:参照附图1,启动电动燃料输送泵28和补充增压与进气电动空气压缩机06后,燃料箱26中的燃料经燃料泵28抽吸出来后经燃料输送管24输送进燃料输入用复合热交换管18中接受热交换预热,预热后的燃料分别从第1换热燃料输出分支法兰接口18a、第2换热燃料输出分支法兰接口18c、第3换热燃料输出分支法兰接口18d、第4换热燃料输出分支法兰接口18e出来,又经第1燃料调节阀17、第2燃料调节阀19、第3燃料调节阀20、第4燃料调节阀21而被输送进多段管式燃烧器15中供进一步使用,第1燃料调节阀17、第2燃料调节阀19、第3燃料调节阀20、第4燃料调节阀21分别用来调节各分支管路燃料输送的流量多少。开始工作后的补充增压与进气电动空气压缩机06,其进气口形成的抽吸力将旋喷机01中从介媒尾气流出法兰接口01d流出的原有留存介媒空气,以及从空气进气孔03a中进来的外面补充空气一起压缩成高压空气流,此高压空气流进入复合回流管12后一部分经工质介媒进气法兰接口15a而进入管式燃烧器01中成传热介媒空气,剩余高压空气经燃烧空气分支法兰接口12c流出后进入混合空气进气总管09中,再经第1分支换热空气流出法兰接口33f、第2分支换热空气流出法兰接口33e、第3分支换热空气
流出法兰接口33d、第4分支换热空气流出法兰接口33c流出后,又经与这些分支换热空气流出法兰接口分别固定连接相通的第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02,以及与这些空气调节阀出口法兰接口分别固定连接相通的第1空气输入法兰接口15m、第2空气输入法兰接口15p、第3空气输入法兰接口15j、第4空气输入法兰接口15g而进入多段管式燃烧器15中,第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02分别用来调节控制各空气流出分支管路的空气输送流量多少。
44.参考附图3,上面各分四路输送进入多段管式燃烧器15中的燃料与空气又分别进入第1燃烧段至第4燃烧段各燃烧段中的燃料预备室42与空气预备室40中,燃料经燃料喷射装置53在混合燃气室52喷洒成细雾,空气预备室40中的空气经预备空气进入孔49也进入混合燃气室52中,空气与燃料在混合燃气室52中相遇混合后形成混合燃气,混合燃气经混合燃气进入孔50a进入各燃烧段所属的环形燃烧室中,点火装置41点燃各环形燃烧室中的混合燃气使之发生燃烧并释放大量热量,此热量被波纹管48侧壁吸收而使波纹管48侧壁以及与侧壁相连的加强受热筛网圆片47温度大大升高。进入管式燃烧器15中的传热介媒空气首先进入到波纹管48里面,因受加强受热筛网圆片47适当阻隔传热介媒空气在波纹管48中作适当停留,适当停留的传热介媒空气从与其接触的温度极高的波纹管48侧壁与加强受热筛网圆片47吸收大量热量后体积急剧膨胀而形成高压空气,此高压空气经各燃烧段连续接力加热后从受热介媒出气法兰接口15h冲出形成高速空气流。
45.参考附图3、附图4、附图5、附图6,冲出的高速空气流经受热介媒进气法兰接口01b进入旋喷机01后从高热介媒进气口59a进入到喷腔59c中,再经喷道59d从喷环59中高速冲出后即冲击到锯形齿61f上面的所在平面经过主轴72中心轴线的此工作面而使动力轮61发生偏转,在从多条喷道59d中冲出的高速气流沿动力轮61同一时针旋转方向连续不断冲击而发生偏转下,动力轮61围绕主轴72中心轴线高速旋转起来。动力轮61高速旋转起来后其上面所带的涡轮叶片61b也随之同步旋转,并由此在介媒尾气过道88中形成沿主轴72中心轴线由后轴承56到前轴承74方向的轴向推送力以及对介媒尾气过道88外面的气流所产生的径向抽吸力,此轴向推送力推动进入介媒尾气过道88中的介媒尾气以一定压力与流速在介媒尾气过道88中流动,并最终到达尾气聚集室71中汇聚,正因如此,冲击动力轮61后的高速空气流释放了大量动能后成为介媒尾气,从喷环59和动力轮61之间的缝隙泄漏出来的大量介媒尾气被旋转的涡轮叶片61b所产生的径向吸力从介媒尾气过道88中间的间隙进入到介媒尾气过道88中,并最终汇聚到尾气聚集室71中,使尾气聚集室71中的介媒尾气具有一定气压力。尾气聚集室71中具有一定气压力的介媒尾气从介媒尾气流出法兰接口01d流出进入空气进气装置03中,至此工质介媒空气完成一次封闭循环,并开始进入下一次循环,如此循环下去,旋喷机01便连续不断旋转运行,其所具有的机械能通过功率输出后轴头01a和功率输出前轴头01c对外输出机械能。
46.参照附图1、图3、图8、图9,分别从第1燃烧段、第2燃烧段、第3燃烧段、第4燃烧段各段所在环形燃烧室的第1废气输出法兰接口15n、第2废气输出法兰接口15k、第3废气输出法兰接口15f、第4废气输出法兰接口15i出来的燃烧剩余物废气分别经过第1废气调节阀11、第2废气调节阀08、第3废气调节阀22、第4废气调节阀29,以及随后的第1分支废气流入法兰接口04a、第2分支废气流入法兰接口04b、第3分支废气流入法兰接口04c、第4分支废气流入法兰接口04d而进入到废气收集总管04中,各分支废气压力与流量大小由各分支上的废气
调节阀调节控制,废气收集总管04中废气随后又进入废混换热外管12g中,并与在混合空气流通内管12f中流动的混合空气进行热交换,使废气自身温度降低,混合空气温度升高;换热后的废气从第1换热废气流出法兰接口12e出来后又经第1废气连接管16进入到燃料输入用复合热交换管18中的复合换热内管91中,并与在复合换热外管90中流动的燃料进行热交换,较高温度的废气将热量传递给燃料,使燃料自身温度升高,废气自身温度进一步降低,再次热交换后的废气从第2换热废气流出法兰接口18g流出后经废气排空管23排出到空气中。
47.对实施例二,与对实施例一不同的运作过程是:参照附图2、图3、图8,开始工作后的补充增压电动空气压缩机34,其进口形成的抽吸力将旋喷机01中从介媒尾气流出法兰接口01d流出的介媒空气进一步压缩成高压空气流,此高压空气流经简单回流管35直接从工质介媒进气法兰接口15a进入多段管式燃烧器15中参与传热。开启燃料空气电动压缩机31后,外面空气从空气进气孔03a进入燃料空气电动压缩机31后经空气输送管32进入到废气收集用复合热交换管36中,在废气收集用复合热交换管36中处于复合换热内管91中的空气与进入到复合换热外管90中的废气进行热交换,较高温度的废气将热量传递给空气,使空气自身温度升高,废气自身温度降低,从废气收集用复合热交换管36中出来的空气经空气连接管38进入空气进气用复合热交换管33中,在空气进气用复合热交换管33中,处于复合换热内管91中的废气与进入到复合换热外管90中的空气再次进行热交换,空气自身温度继续升高,废气自身温度继续降低,复合换热外管90中的空气分别从第1分支换热空气流出法兰接口33f、第2分支换热空气流出法兰接口33e、第3分支换热空气流出法兰接口33d、第4分支换热空气流出法兰接口33c流出来后又分别经过第1空气调节阀14、第2空气调节阀10、第3空气调节阀07、第4空气调节阀02流向多段管式燃烧器15。从多段管式燃烧器15中各废气流出法兰接口出来的废气分别经过第1废气调节阀11、第2废气调节阀08、第3废气调节阀22、第4废气调节阀29调节控制流量与气压后,以及在经过之后的第1分支换热废气流入法兰接口36f、第2分支换热废气流入法兰接口36e、第3分支换热废气流入法兰接口36d、第4分支换热废气流入法兰接口36c而进入到废气收集用复合热交换管36中的复合换热外管90中。在此与复合换热内管91中的空气换热后,废气从第4换热废气流出法兰接口36b出来后经第2废气连接管37进入到空气进气用复合热交换管33中的复合换热内管91中,并在此与进入到复合换热外管90中的空气进行二次换热后再从第3换热废气流出法兰接口33a流出,再经第1废气连接管16进入到燃料输入用复合热交换管18中与燃料作第3次热交换,这样多段管式燃烧器15中出来的废气所含能量被充分回收利用。
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