專利名稱：熱流渦輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱機領(lǐng)域，等壓渦輪機問世百多年來它的孿生兄弟等容式渦輪機既將在中國大地上出現(xiàn)，是中國經(jīng)濟技術(shù)高度發(fā)展地歷史必然，是以江澤民為核心的黨中央領(lǐng)導(dǎo)下，在以朱熔基總理組織的新政府又一跨世紀(jì)新的支柱產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生變化它會給技術(shù)進步，經(jīng)濟增長錦上添花。現(xiàn)在這一領(lǐng)域是活塞往復(fù)內(nèi)燃機全部占領(lǐng)著而活塞往復(fù)內(nèi)燃機百多年的發(fā)展和使用過程中，給人類帶來很多方便和益處，但同時也出現(xiàn)了一些不容忽視的付產(chǎn)物。
如熱能利用率低，排出有害氣體多，噪音大加之其它熱源使地球熱效應(yīng)越來越無法控制。而且能源消耗大，在世界石油儲備有限的今天，世界各國越加關(guān)注這方面技術(shù)改革，新機在節(jié)約能源上有突破，而活塞往復(fù)內(nèi)燃機體積大，易損、易磨、易碎、零件多，制造復(fù)雜，制造成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障多，使用保障性差，而馬力越大轉(zhuǎn)速越低，啟動不方便，啟動設(shè)備復(fù)雜而啟動性能差。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜消耗大量財力物力又加上我們國家在這一產(chǎn)業(yè)起步晚，國內(nèi)市場大部分被發(fā)達國家占領(lǐng)，產(chǎn)品、產(chǎn)量很難和世界這一窗口工業(yè)接軌，從而在科技大信息多媒體時代，我們國家這個方面遲遲不能進入機電一體化，對新時代發(fā)展經(jīng)濟不協(xié)條，在近年來很注重這一領(lǐng)域，使之能在經(jīng)濟高度發(fā)展的杠桿作用下，快速啟動，使之這個重要成員不要姍姍來遲，而以一種快速規(guī)模生產(chǎn)的姿態(tài)進入高發(fā)展跨入新世紀(jì)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)及技術(shù)材料方案。
結(jié)構(gòu)構(gòu)思方案好理解，活塞往復(fù)式內(nèi)燃機是以活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)連動，連桿曲軸為主件將直線連動變曲線連動而飛輪儲備能量環(huán)節(jié)進氣、壓縮、作功、排氣、循環(huán)往復(fù)連續(xù)作功的機械。
熱流渦輪機是以飛輪頂部加一圈代角度的葉片，以活塞在氣缸內(nèi)直線運動完成進氣壓縮這樣連續(xù)往復(fù)，壓縮后的高溫高壓氣體在發(fā)火器里和噴入的燃油燃燒膨脹，經(jīng)噴嘴以一定角度噴向飛輪頂端的葉片，受力沖擊的渦輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)渦輪軸將熱能變?yōu)闄C械能連續(xù)作功的機械。(見

圖1-1圖1-2)
還有一點要說及的。就是熱流體在噴向葉片的途中，噴入水又一次膨脹來增大熱流的流量，當(dāng)熱流第一次噴動葉片做功后，流過葉片的氣流，還有一定壓力和溫度，經(jīng)集氣器收集起來以一定角度噴向飛輪頂端的葉片作功，這時二次做功的流體壓力和溫度基本和空氣相差不大了，經(jīng)渦輪的轉(zhuǎn)動所形成的氣流排出機外。(見圖3-1圖3-2)
發(fā)火器是把柴油機代預(yù)熱室的渦流室做為燃燒室，由通氣閥控制壓氣機通氣和燃燒室通氣，燃燒室加入噴油器，這樣空氣和燃油在燃燒室內(nèi)燃燒膨脹形成高溫高壓氣流，經(jīng)燃?xì)忾y以最佳角度將高壓氣流噴向葉片，同時噴入水又一次膨脹，增大流量，沖動葉片使葉輪旋轉(zhuǎn)作功。
結(jié)構(gòu)組成有壓氣機，發(fā)火器，渦輪(代葉片)，集氣器主件組成，為了在原理上清楚請看圖1-1圖1-2，為了體現(xiàn)零件構(gòu)思請看圖5-1圖5-2兩個結(jié)構(gòu)示意圖。
材料和加工沒有特殊要求。因為現(xiàn)代活塞往復(fù)式內(nèi)燃機都在用，而熱流渦輪機使用中只不過型體大小，位置的改變，至于一些軸承緊圖標(biāo)件現(xiàn)在市場都有，雖著機型的實際需要選定就行了。
為了具體說明特選用109馬力熱流渦輪和解放CA10型機對比說明更清楚一些。
解放CA10型發(fā)動機
直立六缸汽油發(fā)動機
最大馬力轉(zhuǎn)速2800轉(zhuǎn)/分95
氣缸直徑和行程
Φ101.6×114.2毫米
壓縮比6
發(fā)動機長1664mm 寬76mm 高1130mm。109馬力熱流渦輪機，壓氣機用2個壓縮缸，作功循環(huán)表見圖2-1和圖2-2，具體作功過程圖3-1、圖3-2，動力傳動過程見圖4，具體結(jié)構(gòu)和尺寸請看圖5-1圖5-2結(jié)構(gòu)示意圖。
轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分 壓氣機為V型兩個壓縮缸
缸徑和行程Φ120毫米×115毫米
壓縮比21 渦輪半徑350毫米
體積缸直徑120毫米+缸壁20毫米+齒輪加外殼60毫米+渦輪護罩112毫米+附助部件集氣器108毫米
總長440毫米，寬820毫米，高781毫米。最后還要講一下大馬力渦輪機見圖7動力傳動示意圖和圖6-1圖6-2作功示意圖，園體結(jié)構(gòu)的壓氣機最多缸排列見圖8。
摘要說明
權(quán)利要求
1、等容式渦輪機的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)特性。
a、本結(jié)構(gòu)見動力傳動示意圖4，和結(jié)構(gòu)示意圖5-1圖5-2，為了敘述方便我們以代葉片的葉輪為中心前端是一個活塞往復(fù)式壓氣機壓氣機的缸蓋上裝有發(fā)火器和排氣裝置，葉輪后面裝有集氣器和動力輸出離合器，拖動其它機械作功。
b、壓氣機是由一個園面裝有1-8個氣缸的組合體，見圖8<缸數(shù)缸徑根據(jù)實際需要選擇>它的主要機件有氣缸，活塞、連桿、活塞肖、連桿軸承，單拐曲軸，曲軸兩端的主軸軸承，拖代附屬設(shè)備及操縱機構(gòu)的齒輪所組成。
連桿結(jié)構(gòu)分同軸獨立式和同軸子母式兩種(可根據(jù)實際需要選擇)
c、壓氣機的冷卻是用空氣做介質(zhì)自然冷卻。機件潤滑由輕質(zhì)潤滑油由潤滑油泵來實行強制性潤滑，同時承擔(dān)一部分冷卻任務(wù)。
d、發(fā)火器的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要素
往復(fù)活塞內(nèi)燃機的發(fā)火過程，是由氣缸和活塞組成的，為了啟動性能和燃燒完全，世界各國科技人員花費了很多心血和財力，這對燃燒產(chǎn)生副產(chǎn)物有極大影響的關(guān)鍵部件，在結(jié)構(gòu)和設(shè)計過程慎之又慎。為了達到預(yù)想目的，目前使用的活塞往復(fù)是內(nèi)燃機燃燒室設(shè)計有兩種形體，一種代預(yù)熱渦輪室的，一種缸蓋和活塞頂部組合體。
熱流渦輪機的燃燒過程是一個獨立系統(tǒng)。是以最佳燃燒室為中心，提高壓縮比的同時噴入燃油形成高溫高壓氣流經(jīng)燃?xì)忾y以最佳角度去作功的同時，噴入水使之氣流流量增加，這樣壓力流量都盡最大的努力達到預(yù)想的目標(biāo)并增長燃燒時間，使之有害氣體減到最小和根除為目的。
壓氣機的進氣由發(fā)火器通氣閥來控制，壓氣機不設(shè)制汽門和汽門操縱系統(tǒng)這樣減化了壓氣機結(jié)構(gòu)。
發(fā)火器的冷卻構(gòu)思很關(guān)鍵。
它是全機金屬原件熱量最集中的地方，所以冷卻是必須很注重的環(huán)節(jié)，它是用自然風(fēng)冷和輕質(zhì)潤滑油加大壓力和流量來實現(xiàn)的。因而冷卻腔較大一些同時加入機油散熱器來實現(xiàn)的。
e、渦輪的構(gòu)造和型體
本熱流渦輪機是燃?xì)鉁u輪機家族中的一個特殊成員，因而渦輪的構(gòu)造也常特殊。
它承擔(dān)兩種要求，為保證機器工作平穩(wěn)，頂端有比較寬厚結(jié)構(gòu)以儲存能量平衡機器。另一方面承受高溫高壓氣流沖擊將熱能變?yōu)闄C械能的關(guān)鍵部件，又因為是機器的核心，所以要求型體能完美的勝任工作需要又要以型體簡單為目的，它是一個代有葉片上園大，中間代空心支撐筋的園輪型體，園圈部分有兩大作用，一是儲存能量超平衡作用，二是裝有一圈葉片將熱能變?yōu)闄C械能?？招闹谓睿垢邷乇M量少的傳給軸和軸承。同時為了組合和安裝需要。
f、集氣器的設(shè)制思考及型體
集氣器是一個橢園由大漸細(xì)的喇叭型，它的設(shè)制有兩大重要因素，一是在葉片承受沖擊力的同時在另一個方向給一個沖擊力來減少軸的側(cè)力使機器旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。二是充分利用熱能，并能使燃燒流體在高溫高流速過程中的負(fù)壓作用和空氣更多的混合增加氧氣量燃燒，使燃燒時間加長燃燒完全使有害副產(chǎn)物根除。由于壓力很低情況下排出機體，因而噪音也可以減到最小成度。
2、本機可達到的技術(shù)指標(biāo)
a、熱流渦輪機的體積比活塞往復(fù)內(nèi)燃機小1/2左右，而馬力增大。
b、熱流渦輪機2/3用燃油，1/3用水做燃料，一個機型可同時用汽油、柴油、煤油、酒精。
c、熱流渦輪機易碎、易磨、易損另件比活塞往復(fù)式少1/2左右，因而增長使用壽命。
d、熱流渦輪機輸出動力可以數(shù)拾，數(shù)百，數(shù)千到萬馬力自成系列，機器轉(zhuǎn)速仍能保持2000-6000轉(zhuǎn)/分。
e、制造成本低節(jié)約原材料，節(jié)約人力物力，容易實現(xiàn)機電一體化。
f、運用廣泛，適應(yīng)性強，啟動方便，保證性，機動性，商業(yè)性好，噪音小，有害氣體排出量少，有根除的可能，有利于環(huán)境保護。
3、熱流渦輪機由數(shù)千馬力到萬馬力輸出為兩壓氣機，葉輪為雙層葉片結(jié)構(gòu)，見圖6-1圖6-2熱作功示意圖，圖7動力傳動示意圖，它可以頂端輸出動力和軸輸出動力兩種。
全文摘要
本發(fā)明屬于燃?xì)鉁u輪機領(lǐng)域,等壓渦輪機用于航空和特殊環(huán)境有近百年了,既將問世的等容燃?xì)鉁u輪機會占領(lǐng)活塞往復(fù)內(nèi)燃機全部領(lǐng)域,它和等壓渦輪機一樣結(jié)構(gòu)上有壓氣機,燃燒倉,渦輪而等容式加入噴水做功裝置和二次作功的集氣器。等容式渦輪機繼承了活塞往復(fù)內(nèi)燃機優(yōu)點克服了缺點,同等馬力體積小1/2左右而馬力增加噪音小,排出有害氣體少有根除的可能,同一機型可以用汽油、柴油、酒精、液化氣、天然氣。轉(zhuǎn)速可達2000—6000轉(zhuǎn)/分,啟動方便,2/3用燃油,1/3用水做燃料。
文檔編號F02C3/00GK1212323SQ9810856
公開日1999年3月31日 申請日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者韓鳳琳, 張顯榮 申請人:韓鳳琳, 張顯榮