一种发动机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机，包括容积型压缩机构和容积型膨胀机构，所述容积型压缩机构的压缩气体出口经燃烧室与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的排量大于所述容积型压缩机构的排量，所述容积型膨胀机构的容积膨胀比大于所述容积型压缩机构的容积膨胀比。本发明所述发动机不仅具有效率高的优点，而且可以减少对环境的污染。
【专利说明】
一种发动机
技术领域
[0001]本发明涉及热能、动力及交通领域，尤其涉及一种发动机。
【背景技术】
[0002]传统的发动机无论是汽油机、柴油机均具有污染排放严重、效率低等缺点。因此需要发明一种新型发动机。
【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I: 一种发动机，包括容积型压缩机构和容积型膨胀机构，所述容积型压缩机构的压缩气体出口经燃烧室与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的排量大于所述容积型压缩机构的排量，所述容积型膨胀机构的容积膨胀比大于所述容积型压缩机构的容积膨胀比。
[0005]方案2: 一种发动机，包括容积型压缩机构和容积型膨胀机构，所述容积型压缩机构的压缩气体出口经加热器与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的工质出口经冷却器与所述容积型压缩机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的排量大于所述容积型压缩机构的排量，包括所述容积型压缩机构、所述加热器、所述容积型膨胀机构和所述冷却器的回路中的工质设为惰性气体或设为氢气。
[0006]方案3:—种发动机，包括容积型压缩机构、容积型膨胀机构和透平，所述容积型压缩机构的压缩气体出口经加热器与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的工质出口与所述透平的工质入口连通，所述透平的工质出口经冷却器与所述容积型压缩机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的排量大于所述容积型压缩机构的排量。
[0007]方案4:一种发动机，包括汽化器、容积型膨胀机构、透平、冷凝冷却器和工质栗，所述汽化器的气体工质出口与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的工质出口与所述透平的工质入口连通，所述透平的工质出口与所述冷凝冷却器的被冷凝冷却流体入口连通，所述冷凝冷却器的被冷凝冷却流体出口经所述工质栗与所述汽化器连通。
[0008]方案5:—种发动机，包括含氧气体液化物源、容积型膨胀机构和透平，所述含氧气体液化物源经燃烧室与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的工质出口与所述透平的工质入口连通。
[0009]方案6:—种发动机，包括气体液化物汽化器、容积型膨胀机构和透平，所述气体液化物汽化器与所述容积型膨胀机构的工质入口连通，所述容积型膨胀机构的工质出口与所述透平的工质入口连通。
[0010]方案7:在方案I至3中任一方案的基础上，进一步使所述容积型压缩机构设为活塞式流体机构、转子式流体机构或设为涡旋式流体机构。
[0011]方案8:在方案I至6中任一方案的基础上，进一步使所述容积型膨胀机构设为活塞式流体机构、转子式流体机构或设为涡旋式流体机构。
[0012]方案9:在方案7的基础上，进一步使所述容积型膨胀机构设为活塞式流体机构、转子式流体机构或设为涡旋式流体机构。
[0013]方案10:—种发动机，包括气体液化物汽化器和射流栗，所述气体液化物汽化器的气体出口与所述射流栗的动力流体入口连通，所述射流栗对外输出推进动力。
[0014]方案11:一种发动机，包括含氧气体液化物燃烧室和射流栗，所述含氧气体液化物燃烧室的工质出口与所述射流栗的动力流体入口连通，所述射流栗对外输出推进动力。
[0015]方案12:—种发动机，包括含氧气体液化物有压气源和射流栗，所述含氧气体液化物有压气源的工质出口与所述射流栗的动力流体入口连通，所述射流栗对外输出推进动力。
[0016]方案13:—种发动机，包括含氧气体液化物源、含氧气体液化物燃烧室和射流栗，所述含氧气体液化物源与所述含氧气体液化物燃烧室连通，所述含氧气体液化物燃烧室的工质出口与所述射流栗的动力流体入口连通，所述射流栗对外输出推进动力。
[0017]方案14:一种发动机，包括含氧气体液化物有压气源和射流栗，所述含氧气体液化物有压气源的工质出口经燃烧室与所述射流栗的动力流体入口连通，所述射流栗对外输出推进动力。
[0018]方案15:在方案10至14中任一方案的基础上，进一步使所述射流栗设为飞行器的推动器、弹体的推进器或设为旋转动力输出装置的推进器。
[0019]方案16:在方案10至14中任一方案的基础上，进一步使所述射流栗设为多级射流栗、波瓣射流栗或设为气体放大器式射流栗。
[0020]方案17:在方案15的基础上，进一步使所述射流栗设为多级射流栗、波瓣射流栗或设为气体放大器式射流栗。
[0021 ]本发明中，所谓的“射流栗”是指包括动力流体入口、被移动流体入口和流体出口的，在动力流体入口流出的流体的作用下可将被移动流体从被移动流体入口引入并从流体出口送出的装置，例如动力流体入口设置在喉口中心线上的射流栗、波瓣喷管射流栗和动力流体出口设在管壁上的气体放大器等。
[0022]本发明中，所谓的“射流栗”可以是传统射流栗，也可以是非传统射流栗。
[0023]本发明中，所谓的“传统射流栗”是指由两个套装设置的管构成的，向内管提供高压动力流体，内管高压动力流体在外管内喷射，在内管高压动力流体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体(从外管进入的流体)沿内管高压动力流体的喷射方向产生运动的装置;所谓射流栗的外管可以有缩扩区，外管可以设为文丘里管，内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指外管内截面面积发生变化的区域;所述射流栗至少有三个接口或称通道，即射流栗动力流体入口、射流栗低压流体入口和射流栗流体出口。
[0024]本发明中，所谓的“非传统射流栗”是指由两个或两个以上相互套装设置或相互并列设置的管构成的，其中至少一个管与动力流体源连通，并且动力流体源中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体产生定向流动的装置;所谓射流栗的管可以有缩扩区，可以设为文丘里管，管的喷管可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指管内截面面积发生变化的区域;所述射流栗至少有三个接口或称通道，即射流栗动力流体入口、射流栗低压流体入口和射流栗流体出口，所谓的射流栗低压流体入口是指所述射流栗外管的入口，所谓的射流栗流体出口是指所述射流栗外管的出口；所述射流栗可以包括多个射流栗动力流体入口，在包括多个射流栗动力流体入口的结构中，所述射流栗动力流体入口可以布置在所述射流栗低压流体入口的管道中心区，也可以布置在所述射流栗低压流体入口的管道壁附近，所述射流栗动力流体入口也可以是环绕所述射流栗低压流体入口管道壁的环形喷管。
[0025]本发明中，所述射流栗包括多级射流栗，多股射流栗和脉冲射流栗等。
[0026]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。
[0027]本发明中，所谓的“含氧气体液化物”是指含有液态氧气的气体液化物，例如液氧、
液化空气等。
[0028]本发明中，所谓的“含氧气体液化物有压气源”是指利用含氧气体液化物气化形成的有压气源。
[0029]本发明中，应根据热能、动力及交通领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]本发明的有益效果如下:本发明所述发动机不仅具有效率高的优点，而且可以减少对环境的污染。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例1的结构示意图；
[0034]图2为本发明实施例2的结构示意图；
[0035]图3为本发明实施例3的结构示意图；
[0036]图4为本发明实施例4的结构示意图；
[0037]图5为本发明实施例5的结构示意图；
[0038]图6为本发明实施例6的结构示意图；
[0039]图7为本发明实施例7的结构示意图；
[0040]图8为本发明实施例8的结构示意图；
[0041]图9为本发明实施例9的结构示意图；
[0042]图10为本发明实施例10的结构示意图；
[0043]图11为本发明实施例11的结构示意图；
[0044]图12为本发明实施例12的结构示意图；
[0045]图13为本发明实施例13的结构示意图；
[0046]图14为本发明实施例14的结构示意图；
[0047]图15为本发明实施例15的结构示意图；
[0048]图16为本发明实施例16的结构示意图；
[0049]图17为本发明实施例17的结构示意图；
[0050]图18为本发明实施例18的结构示意图；
[0051]图19为本发明实施例19的结构示意图；
[0052]图中:
[0053]I容积型压缩机构、101活塞式流体机构、102转子式流体机构、103涡旋式流体机构、2容积型膨胀机构、201活塞式流体机构、202转子式流体机构、203涡旋式流体机构、3燃烧室、4加热器、5冷却器、6透平、7汽化器、8冷凝冷却器、9工质栗、10含氧气体液化物源、11气体液化物汽化器、12射流栗、13含氧气体液化物燃烧室、14含氧气体液化物有压气源。
【具体实施方式】
[0054]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。
[0055]实施例1
[0056]如图1所示的发动机，包括容积型压缩机构I和容积型膨胀机构2，所述容积型压缩机构I的压缩气体出口经燃烧室3与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的排量大于所述容积型压缩机构I的排量，所述容积型膨胀机构2的容积膨胀比大于所述容积型压缩机构I的容积膨胀比。
[0057]实施例2
[0058]如图2所示的发动机，其在实施例1的基础上，将所述容积型压缩机构I设为活塞式流体机构101，所述容积型膨胀机构2设为活塞式流体机构201。
[0059]实施例3
[0060]如图3所示的发动机，其在实施例1的基础上，将所述容积型压缩机构I设为转子式流体机构102，所述容积型膨胀机构2设为转子式流体机构202。
[0061]本实施例中具体采用旋转活塞式流体机构作为所述转子式流体机构202的举例，所述转子式流体机构202的种类有很多，例如，滚动活塞式流体机构、滑片式流体机构、三角转子式流体机构、罗茨流体机构等等，作为可以变换地实施方式，所述转子式流体机构202的具体结构形式可以根据情况选择，不影响本发明目的的实现。
[0062]实施例4
[0063]如图4所示的发动机，其在实施例1的基础上，将所述容积型压缩机构I设为涡旋式流体机构103，所述容积型膨胀机构2设为涡旋式流体机构203。
[0064]实施例5
[0065]如图5所示的发动机，包括容积型压缩机构I和容积型膨胀机构2，所述容积型压缩机构I的压缩气体出口经加热器4与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的工质出口经冷却器5与所述容积型压缩机构I的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的排量大于所述容积型压缩机构I的排量，包括所述容积型压缩机构1、所述加热器4、所述容积型膨胀机构2和所述冷却器5的回路中的工质设为惰性气体或设为氢气。
[0066]实施例6
[0067]如图6所示的发动机，其在实施例5的基础上，将所述容积型压缩机构I设为活塞式流体机构101，所述容积型膨胀机构2设为活塞式流体机构201。
[0068]实施例7
[0069]如图7所示的发动机，包括容积型压缩机构1、容积型膨胀机构2和透平6，所述容积型压缩机构I的压缩气体出口经加热器4与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的工质出口与所述透平6的工质入口连通，所述透平6的工质出口经冷却器5与所述容积型压缩机构I的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的排量大于所述容积型压缩机构I的排量。
[0070]实施例8
[0071]如图8所示的发动机，其在实施例7的基础上，将所述容积型压缩机构I设为活塞式流体机构101，所述容积型膨胀机构2设为活塞式流体机构201。
[0072]实施例9
[0073]如图9所示的发动机，包括汽化器7、容积型膨胀机构2、透平6、冷凝冷却器8和工质栗9，所述汽化器7的气体工质出口与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的工质出口与所述透平6的工质入口连通，所述透平6的工质出口与所述冷凝冷却器8的被冷凝冷却流体入口连通，所述冷凝冷却器8的被冷凝冷却流体出口经所述工质栗9与所述汽化器7连通。
[0074]实施例10
[0075]如图10所示的发动机，其在实施例9的基础上，将所述容积型膨胀机构2设为活塞式流体机构201。
[0076]实施例11
[0077]如图11所示的发动机，包括含氧气体液化物源10、容积型膨胀机构2和透平6，所述含氧气体液化物源10经燃烧室3与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的工质出口与所述透平6的工质入口连通。
[0078]实施例12
[0079]如图12所示的发动机，其在实施例11的基础上，将所述容积型膨胀机构2设为转子式流体机构202。
[0080]实施例13
[0081]如图13所示的发动机，包括气体液化物汽化器11、容积型膨胀机构2和透平6，所述气体液化物汽化器11与所述容积型膨胀机构2的工质入口连通，所述容积型膨胀机构2的工质出口与所述透平6的工质入口连通。
[0082]本发明的上述部分实施例中，如实施例2至4中，将所述容积型压缩机构I设为活塞式流体机构101、转子式流体机构102或设为涡旋式流体机构103，同时将所述容积型膨胀机构2设为了活塞式流体机构201、转子式流体机构202或设为活塞式流体机构201。作为可以变换的实施例方式，所述容积型压缩机构1、所述容积型膨胀机构2的具体结构同样适用于其它所有包括所述容积型压缩机构1、所述容积型膨胀机构2的实施方式，且当同时包括所述容积型压缩机构1、所述容积型膨胀机构2时，所述容积型压缩机构1、所述容积型膨胀机构2的具体结构可以不同，例如可以所述容积型压缩机构I选择活塞式的，而所述容积型膨胀机构2选择转子式的。
[0083]实施例14
[0084]如图14所示的发动机，包括气体液化物汽化器11和射流栗12，所述气体液化物汽化器11的气体出口与所述射流栗12的动力流体入口连通，所述射流栗12对外输出推进动力。
[0085]实施例15
[0086]如图15所示的的发动机，其在实施例14的基础上，进一步将所述射流栗12设为旋转动力输出装置的推进器，此时，所述气体液化物汽化器11可以设置在机体上，通过所述射流栗12的转轴向所述射流栗的动力流体入口输入工质。
[0087]作为可以变换的实施方式，所述气体液化物汽化器11也可以设置在所述射流栗12的转轴上并和其一起旋转。
[0088]实施例16
[0089]如图16所示的发动机，包括含氧气体液化物燃烧室13和射流栗12，所述含氧气体液化物燃烧室13的工质出口与所述射流栗12的动力流体入口连通，所述射流栗12对外输出推进动力。
[0090]实施例17
[0091]如图17所示的发动机，包括含氧气体液化物有压气源14和射流栗12，所述含氧气体液化物有压气源14的工质出口与所述射流栗12的动力流体入口连通，所述射流栗12对外输出推进动力。
[0092]实施例18
[0093]如图18所示的发动机，包括含氧气体液化物源10、含氧气体液化物燃烧室13和射流栗12，所述含氧气体液化物源10与所述含氧气体液化物燃烧室13连通，所述含氧气体液化物燃烧室13的工质出口与所述射流栗12的动力流体入口连通，所述射流栗12对外输出推进动力。
[0094]实施例19
[0095]如图19所示的发动机，包括含氧气体液化物有压气源14和射流栗12，所述含氧气体液化物有压气源14的工质出口经燃烧室3与所述射流栗12的动力流体入口连通，所述射流栗12对外输出推进动力。
[0096]实施例15给出了所述射流栗12对外输出推进动力的一种形式，具体的将所述射流栗12具体的设为了旋转动力输出装置的推进器，作为可变换的实施方式，还可选择性将所述射流栗12改设为飞行器的推动器或弹体的推进器，而且所述射流栗12的所有这些具体的对外输出推行动力的结构形式同样适用于本发明所有其它设置有所述射流栗12的实施方式。
[0097]作为可变换的实施方式，本发明所有设置所述射流栗12的实施方式均可进一步使所述射流栗12可选择性地设为多级射流栗、波瓣射流栗或设为气体放大器式射流栗。
[0098]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。
【主权项】
1.一种发动机，包括容积型压缩机构(I)和容积型膨胀机构(2)，其特征在于:所述容积型压缩机构(I)的压缩气体出口经燃烧室(3)与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的排量大于所述容积型压缩机构(I)的排量，所述容积型膨胀机构(2)的容积膨胀比大于所述容积型压缩机构(I)的容积膨胀比。2.—种发动机，包括容积型压缩机构(I)和容积型膨胀机构(2)，其特征在于:所述容积型压缩机构(I)的压缩气体出口经加热器(4)与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的工质出口经冷却器(5)与所述容积型压缩机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的排量大于所述容积型压缩机构(I)的排量，包括所述容积型压缩机构(I)、所述加热器(4)、所述容积型膨胀机构(2)和所述冷却器(5)的回路中的工质设为惰性气体或设为氢气。3.—种发动机，包括容积型压缩机构(1)、容积型膨胀机构(2)和透平(6)，其特征在于:所述容积型压缩机构(I)的压缩气体出口经加热器(4)与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的工质出口与所述透平(6)的工质入口连通，所述透平(6)的工质出口经冷却器(5)与所述容积型压缩机构(I)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的排量大于所述容积型压缩机构(I)的排量。4.一种发动机，包括汽化器(7)、容积型膨胀机构(2)、透平(6)、冷凝冷却器(8)和工质栗(9)，其特征在于:所述汽化器(7)的气体工质出口与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的工质出口与所述透平(6)的工质入口连通，所述透平(6)的工质出口与所述冷凝冷却器(8)的被冷凝冷却流体入口连通，所述冷凝冷却器(8)的被冷凝冷却流体出口经所述工质栗(9)与所述汽化器(7)连通。5.—种发动机，包括含氧气体液化物源(10)、容积型膨胀机构(2)和透平(6)，其特征在于:所述含氧气体液化物源(10)经燃烧室(3)与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的工质出口与所述透平(6)的工质入口连通。6.—种发动机，包括气体液化物汽化器(11)、容积型膨胀机构(2)和透平(6)，其特征在于:所述气体液化物汽化器(11)与所述容积型膨胀机构(2)的工质入口连通，所述容积型膨胀机构(2)的工质出口与所述透平(6)的工质入口连通。7.一种发动机，包括气体液化物汽化器(11)和射流栗(12)，其特征在于:所述气体液化物汽化器(11)的气体出口与所述射流栗(12)的动力流体入口连通，所述射流栗(12)对外输出推进动力。8.—种发动机，包括含氧气体液化物燃烧室(13)和射流栗(12)，其特征在于:所述含氧气体液化物燃烧室(13)的工质出口与所述射流栗(12)的动力流体入口连通，所述射流栗(12)对外输出推进动力。9.一种发动机，包括含氧气体液化物有压气源(14)和射流栗(12 )，其特征在于: 所述含氧气体液化物有压气源(14)的工质出口与所述射流栗(12)的动力流体入口连通，所述射流栗(12)对外输出推进动力，或 所述含氧气体液化物有压气源(14)的工质出口经燃烧室(3)与所述射流栗(12)的动力流体入口连通，所述射流栗(12)对外输出推进动力。10.一种发动机，包括含氧气体液化物源(10)、含氧气体液化物燃烧室(13)和射流栗(12)，其特征在于:所述含氧气体液化物源(10)与所述含氧气体液化物燃烧室(13)连通，所述含氧气体液化物燃烧室(13)的工质出口与所述射流栗(12)的动力流体入口连通，所述射流栗(12)对外输出推进动力。
【文档编号】F02G3/00GK106014680SQ201610152499
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】靳北彪
【申请人】熵零股份有限公司