空气过量发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种空气过量发动机。
【背景技术】
[0002]现有的发动机效率低、污染排放严重，而对于设有回热器的发动机，由于回热器具有流动阻力大、体积大、加工制造复杂、成本高等缺点。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1，一种空气过量发动机，包括容积型压缩单元和膨胀做功机构，所述容积型压缩单元与连续燃烧室非回热连通，所述连续燃烧室与所述膨胀做功机构连通，流入所述连续燃烧室内的压缩空气的质量流量是流入所述连续燃烧室内的燃料燃烧所需要的空气的质量流量的1.5倍以上。
[0005]方案2，在方案I的基础上，所述连续燃烧室的承压能力大于1.5MPa。
[0006]方案3，在方案I的基础上，所述空气过量发动机还包括叶轮压气机和透平，所述叶轮压气机的工质出口与所述容积型压缩单元的工质入口连通，所述膨胀做功机构的工质出口与所述透平的工质入口连通。
[0007]方案4，在方案I至3中任一方案的基础上，所述膨胀做功机构设为自膨胀容积型流体机构。
[0008]方案5，在方案4的基础上，所述自膨胀容积型流体机构设为涡旋流体机构或设为螺杆流体机构。
[0009]方案6，在方案I至3中任一方案的基础上，所述膨胀做功机构设为入口设有控制阀的非自膨胀容积型流体机构。
[0010]方案7，在方案6的基础上，所述非自膨胀容积型流体机构设为滚动流体机构、滑片流体机构、往复气缸活塞机构、旋转活塞机构、摆动气缸活塞机构或设为液体活塞机构。
[0011]方案8，在方案6的基础上，所述非自膨胀容积型流体机构设为包括汪克尔机构的非自膨胀容积型流体机构。
[0012]方案9，在方案6的基础上，所述控制阀设为旋转阀。
[0013]方案10，在方案I至3中任一方案的基础上，所述膨胀做功机构设为速度型流体机构。
[0014]方案11，在方案10的基础上，所述速度型流体机构设为透平或设为喷管。
[0015]方案12，在方案I至3中任一方案的基础上，所述连续燃烧室与两个以上所述膨胀做功机构连通。
[0016]方案13，在方案I至3中任一方案的基础上，所述容积型压缩单元设为滚动流体机构、滑片流体机构、往复气缸活塞机构、旋转活塞机构、摆动气缸活塞机构、液体活塞机构、涡旋流体机构或设为螺杆流体机构。
[0017]方案14，在方案I至3中任一方案的基础上，所述容积型压缩单元设为包括汪克尔机构的压缩单元。
[0018]方案15，在方案I至3中任一方案的基础上，所述膨胀做功机构对所述容积型压缩单元输出动力。
[0019]方案16，在方案I至3中任一方案的基础上，所述膨胀做功机构经变速机构对所述容积型压缩单元输出动力。
[0020]本发明中，所谓的“非回热连通”是指不经回热器的连通方式。
[0021]本发明中，所谓的“连续燃烧室”是指一切不按照膨胀做功机构的正时关系燃烧的燃烧室，包括全时燃烧的燃烧室，也包括连续燃烧一段时间后熄火再燃烧的燃烧室。
[0022]本发明中，限定空燃比(即限定流入所述连续燃烧室内的压缩空气的质量流量是流入所述连续燃烧室内的燃料燃烧所需要的空气的质量流量的1.5倍以上)的目的是通过增加空燃比，减少工质的绝热指数的降低，进而实现在相同压比的条件下加大温降，提高效率。
[0023]本发明中，流入所述连续燃烧室内的压缩空气的质量流量是流入所述连续燃烧室内的燃料燃烧所需要的空气的质量流量的1.5倍以上、1.6倍以上、1.7倍以上、1.8倍以上、
1.9倍以上、2.0倍以上、2.1倍以上、2.2倍以上、2.3倍以上、2.4倍以上、2.5倍以上、2.6倍以上、2.7倍以上、2.8倍以上、2.9倍以上、3.0倍以上、3.1倍以上、3.2倍以上、3.3倍以上、3.4倍以上、3.5倍以上、3.6倍以上、3.7倍以上、3.8倍以上、3.9倍以上或4.0倍以上(以1.5倍为例举例说明:假设流入所述连续燃烧室内Ig燃料，而Ig燃料完全燃烧需要的空气的质量流量为15g，那么本发明中流入所述连续燃烧室内的压缩空气的质量流量则为15g 的 1.5 倍，即 15g*1.5。) ο
[0024]本发明中，所述连续燃烧室的承压能力压力大于1.5MPa、2.0MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa 或大于 lOMPa。
[0025]本发明中，所述连续燃烧室的工质压力与其承压能力相匹配，即所述连续燃烧室内的最高工质压力达到其承压能力。
[0026]本发明中，所述喷管包括直线喷管和旋转喷管。
[0027]本发明中，所谓的“自膨胀容积型流体机构”是指涡旋流体机构和螺杆流体机构等不需要设置控制阀，其自身就能完成膨胀过程的容积型流体机构。
[0028]本发明中，所谓的“非自膨胀容积型流体机构”是指气缸活塞机构等需要在入口处设置控制阀才能完成膨胀过程的容积型流体机构，例如滚动流体机构、滑片流体机构、往复气缸活塞机构、旋转活塞机构、摆动气缸活塞机构或液体活塞机构。
[0029]本发明中，所述旋转活塞机构包括罗茨机构。
[0030]本发明中，所谓的容积型压缩单元可以包括一级或多级容积型压缩机，也可以包括至少一级容积型压缩机同时还包括一级或多级速度型压气机。
[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]本发明所公开的空气过量发动机结构简单、效率高、污染排放少。
【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容积型压缩单元、11往复气缸活塞机构、2膨胀做功机构、211螺杆流体机构、221往复气缸活塞机构、231喷管、3连续燃烧室、4控制阀、41旋转阀、5透平、6叶轮压气机。
【具体实施方式】
[0043]实施例1
[0044]如图1所示的空气过量发动机，包括容积型压缩单元I和膨胀做功机构2，所述容积型压缩单元I与连续燃烧室3非回热连通，所述连续燃烧室3与所述膨胀做功机构2连通，所述连续燃烧室3的承压能力大于1.5MPa，流入所述连续燃烧室3内的压缩空气的质量流量是流入所述连续燃烧室3内的燃料燃烧所需要的空气的质量流量的1.5倍以上。
[0045]作为可以变换的实施方式，所述连续燃烧室3的承压能力还可选择地设为大于2.0MPa,2.5MPa、3M