公轉流道發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種公轉流道發(fā)動機，包括壓氣流道、燃燒室、噴管和旋轉體，所述壓氣流道和所述燃燒室設置在所述旋轉體上，所述噴管有矩設置在所述旋轉體上，所述壓氣流道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述噴管連通，所述燃燒室的承壓能力大于3MPa，所述旋轉體對外輸出動力。本發(fā)明所公開的公轉流道發(fā)動機結構簡單，制造成本低，運動部件少，效率高。
【專利說明】公轉流道發(fā)動機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領域，尤其是一種公轉流道發(fā)動機。

【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)活塞式內燃機和燃氣輪機熱功轉換的效率低、污染排放嚴重。因此，需要發(fā)明一種新型發(fā)動機。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術方案如下:
[0004]方案1，一種公轉流道發(fā)動機，包括壓氣流道、燃燒室、噴管和旋轉體，所述壓氣流道和所述燃燒室設置在所述旋轉體上，所述噴管與所述旋轉體有矩設置，所述壓氣流道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述噴管連通，所述燃燒室的承壓能力大于3MPa，所述旋轉體對外輸出動力。
[0005]方案2，在方案I的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括透平，所述噴管噴射出的工質作用于所述透平推動所述透平旋轉。
[0006]方案3，在方案I的基礎上，所述噴管設為拉瓦爾噴管。
[0007]方案4，在方案I的基礎上，所述噴管設為漸縮噴管。
[0008]方案5，在方案I的基礎上，在所述旋轉體上設燃料流道，所述燃燒室與所述燃料流道連通。
[0009]方案6，在方案I的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括液氧源，所述液氧源與所述燃燒室連通，所述壓氣流道的氣體入口與所述公轉流道發(fā)動機的排氣口經(jīng)連通通道連通，在所述連通通道上設冷凝冷卻器，所述公轉流道發(fā)動機的循環(huán)工質的百分之五十以上設為惰性氣體。
[0010]方案7，在方案6的基礎上，在所述冷凝冷卻器和所述壓氣流道的氣體入口之間的所述連通通道上設深度冷凝冷卻器。
[0011]方案8，在方案6的基礎上，在所述冷凝冷卻器上設冷凝水出口。
[0012]方案9，在方案6的基礎上，在所述冷凝冷卻器上設冷凝二氧化碳出口。
[0013]方案10，在方案6的基礎上，在所述冷凝冷卻器上設固體水出口。
[0014]方案11，在方案6的基礎上，在所述冷凝冷卻器上設固體二氧化碳出口。
[0015]方案12，在方案7的基礎上，在所述深度冷凝冷卻器上設冷凝水出口。
[0016]方案13，在方案7的基礎上，在所述深度冷凝冷卻器上設冷凝二氧化碳出口。
[0017]方案14，在方案7的基礎上，在所述深度冷凝冷卻器上設固體水出口。
[0018]方案15，在方案7的基礎上，在所述深度冷凝冷卻器上設固體二氧化碳出口。
[0019]方案16，在方案6的基礎上，所述液氧源經(jīng)所述冷凝冷卻器的冷卻流體通道與所述燃燒室連通。
[0020]方案17，在方案6的基礎上，所述冷凝冷卻器設為混合式冷凝冷卻器，所述液氧源與所述混合式冷凝冷卻器的冷卻流體入口連通，所述液氧源經(jīng)所述混合式冷凝冷卻器與所述燃燒室連通。
[0021]方案18，在方案7的基礎上，所述液氧源經(jīng)所述深度冷凝冷卻器的冷卻流體通道與所述燃燒室連通。
[0022]方案19，在方案7的基礎上，所述深度冷凝冷卻器設為混合式深度冷凝冷卻器，所述液氧源與所述混合式深度冷凝冷卻器的冷卻流體入口連通，所述液氧源經(jīng)所述混合式深度冷凝冷卻器與所述燃燒室連通。
[0023]方案20，在方案I的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元，所述氣體壓縮單元的壓縮氣體出口與所述壓氣流道的氣體入口連通。
[0024]方案21，在方案6的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元，所述氣體壓縮單元設置在所述連通通道上。
[0025]方案22，在方案6的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括二氧化碳捕捉單元，所述二氧化碳捕捉單元與工質包絡的內腔連通。
[0026]方案23，在方案6的基礎上,所述惰性氣體設為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣或設為由兩種以上惰性氣體混合構成的惰性氣體混合物。
[0027]方案24，在方案I或6的基礎上，所述燃燒室設為非正時燃燒室。
[0028]本發(fā)明中，所謂的“壓氣流道”是指旋轉時具有壓氣功能的流體通道。
[0029]本發(fā)明中，所述燃燒室的工質壓力與其承壓能力相匹配，即所述燃燒室內的最高工質壓力達到其承壓能力。
[0030]本發(fā)明中，所謂的“惰性氣體”包括單質惰性氣體和惰性氣體混合物。
[0031]本發(fā)明中，所謂“惰性氣體的分子量”是指平均分子量。
[0032]本發(fā)明中，所謂的“液氧源”是指能夠提供液氧的系統(tǒng)、單元或儲罐。
[0033]本發(fā)明中，所謂的“液氧源”是指包括百分之百的純液氧源，也包括含有液氧含量不是百分之百的氣體的氧化劑源。
[0034]本發(fā)明中，所謂的“冷凝冷卻器”是指能夠使水發(fā)生冷凝的冷凝冷卻器，或者能夠使水和二氧化碳發(fā)生冷凝的冷凝冷卻器。
[0035]本發(fā)明中，所謂的“深度冷凝冷卻器”是指比本發(fā)明中所述冷凝冷卻器的冷凝冷卻溫度更低的冷凝冷卻器，所述深度冷凝冷卻器可以進一步使二氧化碳發(fā)生液化或固化。
[0036]本發(fā)明中，所謂的“混合式冷凝冷卻器”是指冷卻流體與被冷卻流體混合的容器。
[0037]本發(fā)明中，所謂的“混合式深度冷凝冷卻器”是指冷卻流體與被冷卻流體混合的容器。
[0038]本發(fā)明中，所謂的“工質包絡”是指工質所能到達的空間的壁的集合，例如:由所述燃燒室中容納氣體工質的空間的壁，或者透平中容納氣體工質的空間的壁。
[0039]本發(fā)明中，所謂的“工質包絡的內腔”是指工質所能到達的空間的壁的集合圍成的內腔。
[0040]本發(fā)明中，所謂的“二氧化碳捕捉單元”是指將二氧化碳從工質中分離出來的單元，包括采用化學方法捕捉二氧化碳和/或用物理方法捕捉二氧化碳的裝置，也包括能夠分離二氧化碳的制冷分離單元，所謂的物理方法包括吸收和吸附。
[0041 ] 本發(fā)明中，當所述壓氣流道的氣體入口與所述公轉流道發(fā)動機的排氣口經(jīng)連通通道連通形成回路時，所謂的所述液氧源與所述燃燒室連通是指所述液氧源與所述回路連通，例如，所述液氧源直接與所述燃燒室連通，或所述液氧源與回路中所述燃燒室以外的其他部件或部件中的連通通道連通。
[0042]本發(fā)明中，所謂的“所述噴管與所述旋轉體有矩設置”是指所述噴管噴射時所受到的反作用力對所述旋轉體的旋轉軸線產(chǎn)生扭矩的設置方式。
[0043]本發(fā)明中，所謂的“非正時燃燒室”是指燃燒時長超過工質經(jīng)歷發(fā)動機一個工作循環(huán)所需時長的燃燒室。
[0044]本發(fā)明中，所謂A和B連通是指A與B之間工質發(fā)生流動，包括工質從A流到B或者從B流到A，或者工質先從A流到B再從B流到A。所謂的“連通”包括直接連通、間接連通和經(jīng)操作單元連通，所述操作單元包括閥、控制機構、供送機構(泵)和熱交換器等。
[0045]本發(fā)明中，應根據(jù)熱能與動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0046]本發(fā)明的有益效果如下:
[0047]本發(fā)明所公開的公轉流道發(fā)動機結構簡單，制造成本低，運動部件少，效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1所示的是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
[0049]圖2所示的是本發(fā)明實施例2的結構示意圖；
[0050]圖3所示的是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
[0051]圖4所示的是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
[0052]圖5所示的是本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
[0053]圖6所示的是本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
[0054]圖7所示的是本發(fā)明實施例6的結構示意圖；
[0055]圖8所示的是本發(fā)明實施例7的結構示意圖；
[0056]圖9所示的是本發(fā)明實施例9的結構示意圖；
[0057]圖10所示的是本發(fā)明實施例9的結構示意圖；
[0058]圖11所示的是本發(fā)明實施例11的結構示意圖；
[0059]圖12所示的是本發(fā)明實施例12的結構示意圖；
[0060]圖13所示的是本發(fā)明實施例13的結構示意圖；
[0061]圖中:
[0062]I壓氣流道、101氣體壓縮單兀、2燃燒室、20液氧源、3噴管、31拉瓦爾噴管、32漸縮噴管、4旋轉體、5透平、6燃料流道、7連通通道、8冷凝冷卻器、801混合式冷凝冷卻器、9深度冷凝冷卻器、10冷凝水出口、11 二氧化碳捕捉單元。

【具體實施方式】
[0063]實施例1
[0064]如圖1所示，一種公轉流道發(fā)動機，包括壓氣流道1、燃燒室2、噴管3和旋轉體4，其特征在于:所述壓氣流道I和所述燃燒室2設置在所述旋轉體4上，所述噴管3與所述旋轉體4有矩設置，所述壓氣流道I與所述燃燒室2連通，所述燃燒室2與所述噴管3連通，所述燃燒室2的承壓能力大于3MPa，所述旋轉體4對外輸出動力。
[0065]實施例2
[0066]如圖2所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例1的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括透平5，所述噴管3噴射出的工質作用于所述透平5推動所述透平5旋轉。
[0067]本發(fā)明中，所有實施方式在具體實施時，均可按照本實施例，使所述公轉流道發(fā)動機還包括透平，所述噴管噴射出的工質作用于所述透平推動所述透平旋轉。
[0068]實施例3
[0069]如圖3所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例1的基礎上，所述噴管3設為拉瓦爾噴管31 ；
[0070]可變換地，如圖4所示，所述噴管3設為漸縮噴管32。
[0071]實施例4
[0072]如圖5所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例1的基礎上，在所述旋轉體4上設燃料流道6，所述燃燒室2與所述燃料流道6連通。
[0073]實施例5
[0074]如圖6所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例1的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括液氧源20，所述液氧源20與所述燃燒室2連通，所述壓氣流道I的氣體入口與所述公轉流道發(fā)動機的排氣口經(jīng)連通通道7連通，在所述連通通道7上設冷凝冷卻器8，所述公轉流道發(fā)動機的循環(huán)工質的百分之五十以上設為惰性氣體。
[0075]本實施例中，可選擇性地選擇，將所述惰性氣體設為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣或設為由兩種以上惰性氣體混合構成的惰性氣體混合物。優(yōu)選地，在所述回路中充入的所述惰性氣體的分子量大于20。
[0076]本實施例中，所述公轉流道發(fā)動機的循環(huán)工質的百分之五十以上設為惰性氣體，惰性氣體的絕熱指數(shù)較大，按相同容積比進行壓縮或膨脹，其溫比大，從這個意義上講，在一定溫比的條件下，具有體積功率高的優(yōu)勢。
[0077]實施例6
[0078]如圖7所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例5的基礎上，在所述冷凝冷卻器8和所述壓氣流道I的氣體入口之間的所述連通通道7上設深度冷凝冷卻器9。
[0079]實施例7
[0080]如圖8所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例5的基礎上，在所述冷凝冷卻器上設冷凝水出口 10 ;
[0081]可選擇地，在所述冷凝冷卻器上設固體水出口 ；
[0082]可選擇地，在所述冷凝冷卻器上設冷凝二氧化碳出口 ；
[0083]可選擇地，在所述冷凝冷卻器上設固體二氧化碳出口。
[0084]實施例8
[0085]一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例6的基礎上，在所述深度冷凝冷卻器上設冷凝水出口 ；
[0086]可選擇地，在所述深度冷凝冷卻器上設冷凝二氧化碳出口 ；
[0087]可選擇地，在所述深度冷凝冷卻器上設固體水出口 ；
[0088]可選擇地，在所述深度冷凝冷卻器上設固體二氧化碳出口。
[0089]實施例9
[0090]如圖9所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例5的基礎上，所述液氧源20經(jīng)所述冷凝冷卻器8的冷卻流體通道與所述燃燒室2連通。
[0091]可變換地，如圖10所示，所述冷凝冷卻器8設為混合式冷凝冷卻器801，所述液氧源20與所述混合式冷凝冷卻器801的冷卻流體入口連通，所述液氧源20經(jīng)所述混合式冷凝冷卻器801與所述燃燒室2連通。
[0092]實施例10
[0093]一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例6的基礎上，所述液氧源20經(jīng)所述深度冷凝冷卻器9的冷卻流體通道與所述燃燒室2連通。
[0094]可變換地，所述深度冷凝冷卻器9設為混合式深度冷凝冷卻器，所述液氧源20與所述混合式深度冷凝冷卻器的冷卻流體入口連通，所述液氧源20經(jīng)所述混合式深度冷凝冷卻器與所述燃燒室2連通。
[0095]實施例11
[0096]如圖11所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例1的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元101，所述氣體壓縮單元101的壓縮氣體出口與所述壓氣流道I的氣體入口連通。
[0097]實施例12
[0098]如圖12所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例5的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元101，所述氣體壓縮單元101設置在所述連通通道7上。
[0099]實施例13
[0100]如圖13所示，一種公轉流道發(fā)動機，其在實施例5的基礎上，所述公轉流道發(fā)動機還包括二氧化碳捕捉單元11，所述二氧化碳捕捉單元11與工質包絡的內腔連通。
[0101]本發(fā)明中，所有所述壓氣流道的氣體入口與所述公轉流道發(fā)動機的排氣口經(jīng)連通通道連通的實施方式在具體實施時，均可以選擇性地選擇，所述公轉流道發(fā)動機還包括二氧化碳捕捉單元，所述二氧化碳捕捉單元與工質包絡的內腔連通；均可選擇地設置所述惰性氣體的分子量大于20 ;均可選擇地設置所述惰性氣體設為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣或設為由兩種以上惰性氣體混合構成的惰性氣體混合物。
[0102]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領域的公知技術和本發(fā)明所公開的技術方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種公轉流道發(fā)動機，包括壓氣流道(I)、燃燒室(2)、噴管(3)和旋轉體(4)，其特征在于:所述壓氣流道(I)和所述燃燒室(2)設置在所述旋轉體(4)上，所述噴管(3)與所述旋轉體(4)有矩設置，所述壓氣流道(I)與所述燃燒室(2)連通，所述燃燒室(2)與所述噴管⑶連通，所述燃燒室⑵的承壓能力大于3MPa，所述旋轉體(4)對外輸出動力。
2.如權利要求1所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述公轉流道發(fā)動機還包括透平(5)，所述噴管(3)噴射出的工質作用于所述透平(5)推動所述透平(5)旋轉。
3.如權利要求1所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述公轉流道發(fā)動機還包括液氧源(20)，所述液氧源(20)與所述燃燒室(2)連通，所述壓氣流道(I)的氣體入口與所述公轉流道發(fā)動機的排氣口經(jīng)連通通道(7)連通，在所述連通通道(7)上設冷凝冷卻器(8)，所述公轉流道發(fā)動機的循環(huán)工質的百分之五十以上設為惰性氣體。
4.如權利要求3所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:在所述冷凝冷卻器(8)和所述壓氣流道(I)的氣體入口之間的所述連通通道(7)上設深度冷凝冷卻器(9)。
5.如權利要求3所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述液氧源(20)經(jīng)所述冷凝冷卻器(8)的冷卻流體通道與所述燃燒室(2)連通。
6.如權利要求3所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述冷凝冷卻器(8)設為混合式冷凝冷卻器(801)，所述液氧源(20)與所述混合式冷凝冷卻器(801)的冷卻流體入口連通，所述液氧源(20)經(jīng)所述混合式冷凝冷卻器(801)與所述燃燒室(2)連通。
7.如權利要求4所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述液氧源(20)經(jīng)所述深度冷凝冷卻器(9)的冷卻流體通道與所述燃燒室(2)連通。
8.如權利要求4所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述深度冷凝冷卻器(9)設為混合式深度冷凝冷卻器，所述液氧源(20)與所述混合式深度冷凝冷卻器的冷卻流體入口連通，所述液氧源(20)經(jīng)所述混合式深度冷凝冷卻器與所述燃燒室(2)連通。
9.如權利要求1所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元(101)，所述氣體壓縮單元(101)的壓縮氣體出口與所述壓氣流道(I)的氣體入口連通。
10.如權利要求3所述公轉流道發(fā)動機，其特征在于:所述公轉流道發(fā)動機還包括氣體壓縮單元(101)，所述氣體壓縮單元(101)設置在所述連通通道(7)上。
【文檔編號】F02K7/00GK104265505SQ201410466978
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司