CN102678332B - 再热涡旋复合式热机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种再热涡旋复合式热机；所述热机的往复式内燃机和燃烧室间、燃烧室与高压透平间及高、低压透平间各串联一组多级涡旋增压器，所述涡旋增压器和燃烧室进、排气通道上各设置一个楔形体调控装置；高、低压透平轴和往复式内燃机输出轴由两级差速联轴器差速联接并一轴输出动力；在涡旋效应，势流叠加、动叶栅唧送逆止和拉法尔喷管临界效应作用下，所述燃烧室在定常连续流的多变状态下实现燃烧加热和闪蒸混合换热，涡旋增压器、燃烧室和涡旋排气装置用介质的内能动态压缩，使介质压力高出平均吸热温度对应的压比，并在多组透平中实现深度焓降，使所述热机效率达到较高水平，对环境较少污染；本热机适用于车船、分布式或活动电站等场合使用。

Description

再热涡旋复合式热机

技术领域

本发明涉及热机技术领域，特别涉及一种以往复式内燃机为燃气发生器，涡旋流增压，连续流多变状态下燃烧加热闪蒸混合换热，往复、涡轮复合式热机。

背景技术

往复式内燃机以其较高的热效率和较好的综合经济性，得到广泛的应用，近二三十年来，为进一步提高其效率和经济性，人们进行了多方研究和探讨，但没有大的突破。

燃气轮机以其较高比功，良好的机动性，广泛应用于航空航天、舰船、输油输气管道增压，活动电站、电网调峰发电等场合；目前应用的燃气轮机均采用定压式燃烧加热，工作介质是大量高温低压燃气空气混合物，有效焓降低，排气余热余速损失大，限制了燃气轮机效率提高；较高的平均吸热温度，大量耐高温贵金属使用，使其在综合经济性要求较高场合得不到广泛应用。

蒸汽轮机效率提高，有赖于高参数蒸汽的应用，随着蒸汽压力的提高，相应提高了饱和蒸汽的温度，势必缩小锅炉传热面两侧温差，同时将大幅度增加锅板厚度；锅板厚度的增加和传热面两侧温差缩小，效果都是降低传热率，从而降低锅炉效率；这个传热面及传热面两侧热传导介质温差存在，这种换热方式制约着蒸汽轮机效率的提高。

上述三种类型热机各以其特点，在现存动力系统中均占有一席之地；其共有的特点是对环境污染严重，效率低。也曾有人提出以往复式内燃机为燃气发生器的往复、燃气涡轮复合式热机，但因往复式内燃机背压大幅度提高有效焓降提高有限及不同气动和扭矩特性不同转数轴的联接动力动态统一输出未解决，以及性价比大幅下降而未进入实用领域。

发明内容

本发明的目的是：取各类型热机之所长，优势互补，探索一条提高热机效率的新途径，推出一种以往复式内燃机为燃气发生器，涡旋增压，连续流多变状态下燃烧加热闪蒸混合换热，往复、涡轮复合式热机。

为解决上述技术问题本发明采取如下技术方案：一种再热涡旋复合式热机，所述再热涡旋复合式热机包括往复式内燃机、高压透平、低压透平、燃烧室、丁字轴式差速联轴器、套轴式差速联轴器和计算机调控中心；所述再热涡旋复合式热机还包括涡旋增压器、涡旋排气装置、楔形体调控装置和空气流量调节装置；所述涡旋增压器由设置在往复式内燃机与燃烧室间的第一组串联的多级涡旋增压器和燃烧室与高压透平间设置的第二组串联的多级涡旋增压器及高压透平与低压透平间设置的第三组串联的多级涡旋增压器组成，所述涡旋增压器是单入口立交式涡旋增压器或者是多入口立交式涡旋增压器，或者是超越式涡旋增压器；所述燃烧室是单入口立交式涡旋燃烧室或者是多入口立交式涡旋燃烧室，或者是超越式涡旋燃烧室或是环形旋转燃烧室，或者是筒形旋转燃烧室；所述涡旋排气装置是单环涡旋排气装置，或者是双环涡旋排气装置；所述涡旋增压器和燃烧室的进、排气通道上分别设置有一个楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置，或者是一体位变式楔形体调控装置，或者是分部形变式楔形体调控装置或是外推形变式楔形体调控装置，或者是内顶形变式楔形体调控装置；第一组串联的多级涡旋增压器中至少一级涡旋增压器涡壳上设置有空气流量调节装置；三组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器及涡旋排气装置各设置有一个固液体分离装置；

高压透平的套轴式高压透平轴和低压透平的低压透平轴分别与套轴式差速联轴器的两个套轴式差速联轴器锥形主动齿轮固接，套轴式差速联轴器的输出轴中介轴的一端与变速箱输入轴的一端传动连接，变速箱输出轴的一端和往复式内燃机输出轴的一端分别与丁字轴式差速联轴器的两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮固接，动力由丁字轴式差速联轴器输出轴丁字轴输出；往复式内燃机的排气通道与第一组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第一组串联的多级涡旋增压器上的空气流量调节装置与大气相通，第一组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与燃烧室的环形进气通道相接连通，燃烧室的环形排气通道与第二组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第二组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与高压透平的环形进气通道相接连通，高压透平的环形排气通道与第三组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第三组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与低压透平的环形进气通道相接连通，低压透平的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式排气口与大气相通；

在燃烧室混合燃烧段，往复式内燃机排出经增压具有一定温度和压力的燃气空气混合物和由空气流量调节装置进入的空气与燃料在定常连续涡旋流的多变状态下燃烧加热；在燃烧室混合排气段在同样的多变状态下，再热后高温燃气空气混合物与适量的高压雾化洁净水细小液滴表面直接接触闪蒸蒸发混合换热；在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中,所述介质在定常连续涡旋流中被动态压缩，介质的部分内能先转变为介质的动能，动能又转变为介质的位能；套轴式差速联轴器和丁字轴式差速联轴器通过其行星齿轮的自适应差速旋转，实现高压透平、低压透平、往复式内燃机焓降的动态分配和轴端差速联接并一轴输出动力；所述再热涡旋复合式热机所有设备由一个计算机调控中心和多个执行和伺服机构统一控制。

本发明为解决上述技术问题采取的技术手段是：首先在燃烧室中实现一种定常连续流的多变状态下燃烧加热。在多变状态下燃烧加热过程中，介质的温度、压力、比容都改变，实现的压力较为接近平均吸热温度对应压比。要实现这一过程，燃烧室排气通道上可采用堵的办法，但又不能完全堵死，还得定常连续流动，就象水电站的拦河坝；拉法尔喷管临界状态就可产生这一效应，当拉法尔喷管喉部气流达到音速时，拉法尔喷管即处在临界状态下，在临界压比范围内增加喷管上游压力室压力和降低喷管下游背压室压力，拉法尔喷管喉部气流速度将保持不变，从而拉法尔喷管的容积流量保持不变，增加或降低压力室压力会相应增加或减少拉法尔喷管的质量流量，降低或增加背压室压力，背压室压力扰动不会上传到压力室，因为压力扰动也是一种压力波，压力波是以音速传播的，在音速和超音速气流中下游的压力扰动不会上朔传播，从而拉法尔喷管的喉部流体速度及容积和质量流量保持不变。在临界截面范围内，增加或减小拉法尔喷管喉部截面，会相应增加或减小拉法尔喷管的容积流量；应用拉法尔喷管临界效应(临界状态下喉部流速不变容积流量保持和下游压力扰动上传逆止效应)，在燃烧室排气通道上设置喉部截面可调的拉法尔喷管，即可在拉法尔喷管临界状态下实时有效调控燃烧室压力，燃烧室的容积和质量流量，同时实现介质的定常连续流动。本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》《涡旋空气内能利用装置》(专利申请号分别为2010105923931、2010206668165和2011100392146、2011200412728)推出的喉部截面可调的楔形体调控装置，配合特定气流通道结构形线，在临界状态下即可实现拉法尔喷管临界效应。燃烧室压力升高，势必会向上游逆流，低于燃烧室压力的介质不能进入燃烧室，这是以往这方面研究和探索失败的根本原因；实际上有多种方法可解决这一问题；方法一是唧送，应用动叶栅流体唧送和逆止效应，轴流和离心式压气机就是应用这一效应工作的；大压差逆止唧送要求叶栅迎角极小，刚性极大，有较大的稳定工作区，本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》推出的筒形旋转燃烧室和环形旋转燃烧室的火焰筒壁及其端板、撑板采用的叠板隔层小孔结构，即可满足这一要求；方法二是诱导，当叶栅或类叶栅体轴线与流体矢量方向角小于90度时，根据相对性原理，会产生上述效应，诱导介质由低压区进入高压控制区，所述角度越小，流体速度越高，效应越显著；方法三，又一种诱导方式，应用流体的标量场、矢量场特性和涡旋流的速度场、压力场、温度场和能量场效应，在燃烧室内营造一个稳定的涡旋流场，使入射气流与涡旋流矢量相同，给入射气流低于静压头一个动压头值的背压，诱导相对低压的介质进入燃烧室；本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》和本发明推出的涡旋燃烧室就是应用上述效应(方法二、三)和拉法尔喷管临界效应，实现燃烧室多变状态下燃烧加热和混合闪蒸换热。仅仅使介质的压力接近平均吸热温度对应的压比是不够的，本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》《涡旋空气内能利用装置》和本发明首推的涡旋增压器、涡旋燃烧室、旋转燃烧室和涡旋排气装置，在流体的标量场、矢量场特性和涡旋流的速度场、压力场、温度场和能量场效应、势流叠加及拉法尔喷管临界效应作用下，用介质的内能动态压缩，实现介质压力的提升，使介质的压力高出平均吸热温度对应的压比，同时实现介质的定常连续流动，最终实现深度焓降。

理论支持与探讨简述如下：宏观运动流体不同于静止流体的地方在于，静止流体内任一点处流体的压力(滞止压)，在各个方向上都相等(流体的标量场特性)，宏观运动流体不仅具有标量场特性，同时还具有矢量场特性；宏观运动流体作用于观测点的压力，等于该方向与矢量方向夹角的余弦与动压头的乘积，加上静压头值；即观测点迎着来流方向，a＝0，cosa＝1，感应的是流体的总压头(等于流体静压头与动压头之和)；垂直于流体矢量线观测点，a＝90°,cos＝0,p＝p₁，感应的是流体的静压头值p₁；背向流体来流方向观测点，a＝180°,cosa＝-1，感应的压力等于流体静压头值加上动压头值的相反数(ρ为流体的比重，w为流体相对于观测点的速度)。

涡旋流又有其独特的特性，理想、正压外势有力，涡旋流的基本特性是保持性；半无限伸展涡旋诱导的速度场按式分布(Γ为涡旋强度，h为涡旋内任一点m到涡心的垂直距离)；无限伸展涡旋所诱导的速度场按式分布；涡旋压力场按式p_c＝p_∞-ρw²分布(P_∞为介质压力，角c为涡心参数)。以上是涡旋内似固体旋转区到涡旋流边界层间环形空间涡旋流的速度场和涡旋内压力场分布公式。就是说，涡旋内压力降，与线速度的二次方成正比，涡旋中心似固体旋转区压力比似固体旋转区到涡旋流边界层间环形空间的压力低两倍的动压头值，无限伸展涡旋所诱导的速度场两倍于半无限伸展涡旋所诱导的速度场，又根据势流叠加定理，“叠加两个或更多流动组成一个新的复合流动，要想得到该复合流动的流函数或势函数，只要把各原始流动的流函数或势函数简单地代数相加起来就可以了”(1986年机械工业出版社，郑洽馀、鲁钟琪主编《流体力学》，233页)，势流叠加定理又可称为势流叠加效应。在涡旋流中，由于涡旋的速度场、压力场和温度场存在，随着流体质点m延渐开线向涡旋中心接近，根据动量守恒定理，流体速度将增加，如式所示，流体速度增加其能源来至流体的内能，部分流体内能将转化为流体的动能，表征内能水平的流体温度将下降，(k为绝热指数，下角标₀为初始参数)，当进入似固体旋转区时，流体的速度下降，在涡心处w＝0，流体的部分动能将转化为流体的位能(势能)，流体的滞止压将升高，作用于入射气流的背压则下降，飓风、龙卷风威力巨大，奥秘就在于这种效应，且称之为涡旋效应或涡旋流场效应，即涡旋流的速度场、压力场、温度场和能量场效应。本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》《涡旋空气内能利用装置》和本发明推出的涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置均是等速涡壳的自行封闭涡环，等速涡壳的流体特性是介质的无攻角入射，涡环涡管首尾相接，属无限伸展涡旋，是较为理想涡旋，在涡旋流场效应及势流叠加效应以及拉法尔喷管临界效应作用下，介质延等速涡壳渐开线环形进气通道进入所述涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置，在所述装置中形成涡旋流场，该涡旋流场与入射介质矢量相同流线重合，入射介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流低于静压头一个动压头值负压诱导相互促进，遵循动量守恒定理，介质的流速将增加，温度下降，介质的部分内能先转变为介质的动能，在涡旋流似固体旋转区介质的流速下降，在涡心速度降为零，介质的动能又转变为介质的位能，实现动态压缩，即用介质的内能提高介质的压力，表征标量场特性的介质的滞止压将升高,表征矢量场特征作用于入射气流的背压则下降。多个上述装置效应的叠加，使介质的压力高出介质平均吸热温度对应比压，进而在接下来的多组透平中实现深度焓降。所述深度焓降系指介质在放热过程中焓的下降大于所述介质吸热时焓的增加。

所述再热涡旋复合式热机取各类型热机之所长，扬其所短，并融入包括定常连续流的涡环涡旋流增压、流体参数控制、流体内能转换利用、多变状态下燃烧加热、闪蒸混合热交换及多动力源焓降动态分配一轴输出动力等诸多新技术，已超出了内燃机余热利用范畴，形成一种独具特色新型热机。

本发明的有益效果是：一、在涡旋燃烧室和旋转燃烧室中，在涡旋流场效应，势流叠加效应及流体的标量场、矢量场特性和动叶栅的唧送逆止效应作用下，在涡旋燃烧室和旋转燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，空气燃气燃料混合燃烧过程中产生多变效应，介质的温度升高的同时，压力同步得到提升，实现热力学称之为多变或多方的状态变化，同时实现介质的定常连续流动，其优势在于使介质的压力较为接近平均吸热温度对应的压比，能够实现较高的有效焓降和热效率。二、在涡旋燃烧室和旋转燃烧室混合排气段，让经往复式内燃机缸套水冷壁和缸头冷却涵道预热并增压适量的高压雾化洁净水与内燃机排出的经增压并再热高温燃气空气混合物直接接触，雾化洁净水压力骤然下降，使洁净水雾化更加细微，同时温度突然升高，迅速闪蒸蒸发混合换热；这是一种无界定传热面无温差的热交换，其换热效率和热传导速率是其它任何换热方式和设备无法比似的；同时洁净雾化水会中和燃气中部分有害气体，有效减少对环境的污染；省却了锅炉等庞大低效热交换设备，降低了介质的温度，与介质直接接触的部件均可采用常规材料生产，提高了所述热机的综合经济性、热机热效率和运行的可靠性。三、用介质的内能，涡旋流动态压缩实现介质压力的提升，使介质的压力高出平均吸热温度对应的压比，从而实现深度焓降；实现这一技术的装置是涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋排气装置和楔形体调控装置，涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置均是等速涡壳自行封闭涡环，所述装置在涡旋流场效应，势流叠加和拉法尔喷管临界效应及流体标量场和矢量场特性作用下，实现流体内能到动能，动能到位能的转变，同时实现介质的定常连续流动；为提高热机效率和新能源开发开辟了新的途径。四、推出和完善多动力源动态整合一轴输出技术；这一技术是通用差速器应用的拓展；解决了长期困扰动力界多动力源动态统一输出和多组透平及其它动力装置焓降动态分配，动力一轴输出问题，承载这一技术的是套轴式差速联轴器和丁字轴式差速联轴器，所述装置通过对各接入轴转数自适应差速调节，实现各接入轴的焓降动态分配和轴端差速联接并一轴输出动力。五、本发明具有结构设计合理，综合经济性高于往复式内燃机、燃气轮机和蒸汽轮机，对环境较少污染热效率和整机效率高的优点。

附图说明

图1是采用单入口立交式涡旋燃烧室93的再热涡旋复合式热机轴向剖面示意图；图2是采用多入口立交式涡旋燃烧室300的再热涡旋复合式热机轴向剖面示意图；图3是采用超越式涡旋燃烧室97的再热涡旋复合式热机轴向剖面示意图；图4是采用环形旋转燃烧室71的再热涡旋复合式热机轴向剖面示意图；图5是采用筒形旋转旋燃烧室54的再热涡旋复合式热机轴向剖面示意图；图6是内顶形变式楔形体调控装置255轴向剖面结构示意图；图7是图6侧向结构示意图；图8是超越式涡旋增压器和燃烧室单元体并列多个字母Z形排列数量为4的整数倍时的结构示意图；图9是超越式涡旋增压器和燃烧室单元体并列多个字母Z形排列数量加2为4的整数时的结构示意图；图10是超越式涡旋增压器和燃烧室单元体并列多个字母Z形排列数量加1为4的整数倍时的结构示意图；图11是图2C-C剖面示意图；图12是图2D-D剖面示意图；图13是切向缝隙结构示意图；图14是一体位变式楔形体调控装置224的径向剖面结构示意图；图15一体位变式楔形体调控装置224轴向剖面结构示意图；图16是图15侧向结构示意图；图17是外推形变式楔形体调控装置237轴向剖面结构示意图；图18是图17侧向结构示意图；图19是内顶形变式楔形体调控装置255的顶杆安装座252和顶杆251结构示意图；图20是图19K-K向剖面结构示意图；图21是图1A-A剖面示意图；图22是图3E-E剖面示意图；图23是图4G-G剖面示意图；图24是图5H-H剖面示意图；图25是旋转燃烧室火焰筒及端板撑板的隔层小孔结构示意图；图26是图25L-L剖面示意图；图27是超越式涡旋增压器和燃烧室单元体并列多个字母S形排列数量为偶数时的结构示意图；图28是差速联轴器自动防逆转装置结构示意图；图29是图28J-J剖面示意图；图30是图1B-B剖面示意图；图31是图2F-F剖面示意图；图32为安装在环形或矩形气流通道的分布形变式楔形体调控装置4结构示意图；图33为安装在叶片形管间的分布形变式楔形体调控装置4结构示意图；图34为分布位变式楔形体调控装置3结构示意图。

图中：2.单入口立交式涡旋增压器、3.分布位变式楔形体调控装置、4.分部形变式楔形体调控装置、5.套轴式差速联轴器壳体、6.套轴式高压透平轴、7.高压透平、10.套轴式差速联轴器、11.套轴式差速联轴器十字轴、12.套轴式差速联轴器行星齿轮、13.低压透平轴、14.低压透平、15.单环涡旋排气装置、16.中介轴、19.分布位变式楔形体调控装置齿轮轴、20.超越式涡旋增压器、22.丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮、23.套轴式差速联轴器十字轴安装架、24.套轴式差速联轴器锥形主动齿轮、25.丁字轴式差速联轴器十字轴安装架、26.丁字轴式差速联轴器行星齿轮、27.丁字轴、28.丁字轴式差速联轴器壳体、29.单入口立交式涡旋燃烧室进气口、30.分布可位移楔形体、31.分布位变式楔形体调控装置流道、32.分布位变式楔形体调控装置滑道、33.连杆、34.分布位变式楔形体齿条、35.分布形变式楔形体调控装置调节轮、36.分布形变式楔形体调控装置滚轮、37.分布可变形楔形体、38.分布形变式楔形体调控装置调节轴、39.分布位变式楔形体调控装置齿轮、40.环形旋转燃烧室火焰筒外环、41.筒形旋转燃烧室火焰筒、42.环形旋转燃烧室外环、43.环形旋转燃烧室火焰筒内环、44.单环涡旋排气装置过渡段、45.单入口立交式涡旋增压器进气口、46.单入口立交式涡旋增压器排气口、47.双环涡旋排气装置可调外环、48.双环涡旋排气装置排气口、49.双环涡旋排气装置内环、50.双环涡旋排气装置第二进气口、51.双环涡旋排气装置第一进气口、53.双环涡旋排气装置、54.筒形旋转燃烧室、59.往复式内燃机、60.轴承、61.变速箱输出轴、62.变速箱、63.往复式内燃机输出轴、64.丁字轴式差速联轴器、66.超越式涡旋增压器排气口、67.后端轴、69.单环涡旋排气装置排气段、70.单环涡旋排气装置第一导气涡壳、71.环形旋转燃烧室、72.超越式涡旋增压器进气口、73.双环涡旋排气装置进气段、74.单环涡旋排气装置撑杆、75.筒形旋转燃烧室后端轴心管、76.丁字轴锥形齿轮、77.分布形变式楔形体调控装置滑道、78.双环涡旋排气装置导气涡壳、79.十字轴安装架锥形齿轮、80.双环旋排气装置过渡段、81.中空静叶、84.端轴撑板、85.火焰筒内凹端板、86.环形旋转燃烧室内环、87.环形旋转燃烧室火焰筒前撑板、88.环形旋转燃烧室火焰筒后撑板、89.筒形旋转燃烧室外壳体、90.单入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段、91.单入口立交式涡旋燃烧室混合排气段、92.第一叶片形管、93.单入口立交式涡旋燃烧室、94.单入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔、95.单入口立交式涡旋燃烧室排气通道、96.单入口立交式涡旋燃烧室排气口、97.超越式涡旋燃烧室、98.超越式涡旋燃烧室排气通道、99.超越式涡旋燃烧室排气口、100.单入口立交式涡旋燃烧室隔板、101.第一隔板过气孔、102.弹簧、103.滚珠、104.支架、105.轮盘、106.轴键、107.楔形滚道、108.双环涡旋排气装置撑杆、109.多入口立交式涡旋增压器、110.分布形变式楔形体调控装置流道、111.多入口立交式涡旋增压器涡壳、112.叠板、113.隔层小孔、114.火焰筒旋转方向、115.第二叶片形管、116.第三叶片形管、117.第四叶片形管、118.第五叶片形管、119.单环涡旋排气装置第二进气口、120.第一柳叶形管、121.第一固液体分离装置、123.第一固液体排出管、124.第一气体回流管、125.第一切向缝隙、126.双环涡旋排气装置进气通道、127.单环涡旋排气装置可调外环、128.单环涡旋排气装置排气口、129.单入口立交式涡旋增压器涡壳、130.超越式涡旋增压器涡壳、131.第二固液体分离装置、132.单入口立交式涡旋燃烧室涡壳、133.第一燃料喷嘴、134.第一点火器、135.第一喷水嘴、136.单入口立交式涡旋燃烧室进气通道、137.超越式涡旋燃烧室涡壳、138.超越式涡旋燃烧室隔板、139.第二隔板过气孔、140.超越式涡旋燃烧室混合燃烧段、141.第三固液体分离装置、142.超越式涡旋燃烧室混合排气段、143.超越式涡旋燃烧室进气口、144.超越式涡旋燃烧室排气集气腔、145.第二燃料喷嘴、146.第二点火器、147.第二喷水嘴、148.第三燃料喷嘴、149.第三点火器、150.第三喷水嘴、151.环形旋转燃烧室混合燃烧段、152.环形旋转燃烧室混合排气段、153.筒形旋转燃烧室混合燃烧段、154.筒形旋转燃烧室混合排气段、155.筒形旋转燃烧室前端轴心管、156第四燃料喷嘴、157.第四点火器、158.第四喷水嘴、159.单入口立交式涡旋增压器进气通道、160.单入口立交式涡旋增压器排气通道、161.超越式涡旋增压器进气通道、162.超越式涡旋增压器排气通道、163.双环涡旋排气装置排气段、164.环形旋转燃烧室火焰筒、165.前端轴、166.超越式涡旋燃烧室进气通道、167.环形旋转燃烧室进气通道、168.环形旋转燃烧室排气通道、169.筒形旋转燃烧室进气通道、170.筒形旋转燃烧室排气通道、171.第二切向缝隙、172.第二气体回流管、173.第二固液体排出管、174.第三切向缝隙、175.第三气体回流管、176.第三固液体排出管、177.多入口立交式涡旋增压器排气通道、178.第六叶片形管、182.丁字轴式差速联轴器十字轴、183.单环涡旋排气装置第一进气口、185.单环涡旋排气装置进气段、186.单环涡旋排气装置进气通道、187.第四切向缝隙、188.第四气体回流管、189.第四固液体排出管、190.单环涡旋排气装置第三进气口、191.第四固液体分离装置、192.单环涡旋排气装置进气段涡壳、193.顶杆滚轮轴、194.顶杆滚轮、195.顶杆滚轮槽、196.顶杆滚轮轴安装孔、197.多入口立交式涡旋增压器第三进气口、198.多入口立交式涡旋增压器第一进气口、199.多入口立交式涡旋增压器第二进气口、200.多入口立交式涡旋增压器排气口、201.第五固液体分离装置、202.多入口立交式涡旋增压器第一导气涡壳、203.多入口立交式涡旋增压器撑杆、204.多入口立交式涡旋增压器进气通道、205.第五切向缝隙、206.第五气体回流管、207.第五固液体排出管、208.第七叶片形管、214.第八叶片形管、224.一体位变式楔形体调控装置、225.一体位变式楔形体、226.一体位变式楔形体调控装置流道、227.一体位变式楔形体调控装置滑道、228.一体位变式楔形体调控装置齿条滑槽、229.一体位变式楔形体调控装置齿轮、230.一体位变式楔形体调控装置齿轮轴、237.外推形变式楔形体调控装置、238.外推形变式楔形体、239.外推形变式楔形体调控装置流道、240.外推形变式楔形体调控装置滑道、241.外推形变式楔形体调控装置齿条滑槽、242.外推形变式楔形体调控装置齿轮、243.外推形变式楔形体调控装置齿轮轴、244.第一条形铁、245.内顶形变式楔形体、246.内顶形变式楔形体调控装置流道、247.内顶形变式楔形体调控装置滑道、248.内顶形变式楔形体调控装置滑槽、249.传动齿轮、250.传动齿轮轴、251.顶杆、252.顶杆安装座、253.作用齿轮、254.丝筒、255.内顶形变式楔形体调控装置、256.第二条形铁、257.丝筒安装座、295.单环涡旋排气装置内环、297.第五燃料喷嘴、298.第五点火器、299.第五喷水嘴、300.多入口立交式涡旋燃烧室、301.多入口立交式涡旋燃烧室涡壳、302.多入口立交式涡旋燃烧室第一进气口、303.多入口立交式涡旋燃烧室第二进气口、305.多入口立交式涡旋燃烧室第一导气涡壳、306.多入口立交式涡旋燃烧室撑杆、307.多入口立交式涡旋燃烧室隔板、308.多入口立交式涡旋燃烧室排气口、309.多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔、310.多入口立交式涡旋燃烧室排气通道、311.多入口立交式涡旋燃烧室进气通道、312.第二柳叶形管、313.多入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段、314.多入口立交式涡旋燃烧室混合排气段、315.第三隔板过气孔、316.往复式内燃机输出轴内燃机端心管、317.往复式内燃机输出轴丁字轴式差速联轴器端心管、321.空气通道、326.多入口立交式涡旋燃烧室第二导气涡壳、327.多入口立交式涡旋燃烧室第三进气口、328.变速箱输入轴、329.顶杆滚轮轴套、330.单环涡旋排气装置第二导气涡壳、331.多入口立交式涡旋增压器第二导气涡壳。

需要注明的是：限于页面尺寸，图1中第一组和第二组串联的多级涡旋增压器各只示出了二级单入口立交式涡旋增压器2，图2中第一组和第二组串联的多级涡旋增压器各只示出了二级多入口立交式涡旋增压器109，图3中第一组和第二组串联的多级涡旋增压器各只示出了四级超越式涡旋增压器20，图4、图5中第一组和第二组串联的多级涡旋增压器分别只示出了二级和三级单入口立交式涡旋增压器，图1至图5中的第三组串联的多级涡旋增压器均只示出了一级多入口立交式涡旋增压器，实施应用中为了达到较高的介质压力，不限于图中所示涡旋增压器级数。限于页面尺寸图1至图5中只标出楔形体调控装置安装的位置，其结构示意图参阅图6、图7、图14至图20、图32至图34。图13箭头指向为气流方向。

具体实施方式

具体实施方式一，结合图1至图34说明本具体实施方式，本具体实施方式的再热涡旋复合式热机包括往复式内燃机59、高压透平7、低压透平14、燃烧室、丁字轴式差速联轴器64、套轴式差速联轴器10和计算机调控中心；其特征在于：所述再热涡旋复合式热机还包括涡旋增压器、涡旋排气装置、楔形体调控装置和空气流量调节装置；所述涡旋增压器由设置在往复式内燃机59与燃烧室间的第一组串联的多级涡旋增压器和燃烧室与高压透平7间设置的第二组串联的多级涡旋增压器及高压透平7与低压透平14间设置的第三组串联的多级涡旋增压器组成，所述涡旋增压器是单入口立交式涡旋增压器2或者是多入口立交式涡旋增压器109，或者是超越式涡旋增压器20；所述燃烧室是单入口立交式涡旋燃烧室93或者是多入口立交式涡旋燃烧室300，或者是超越式涡旋燃烧室97或是环形旋转燃烧室71，或者是筒形旋转燃烧室54；所述涡旋排气装置是单环涡旋排气装置15，或者是双环涡旋排气装置53；所述涡旋增压器和燃烧室的进、排气通道上分别设置有一个楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置3，或者是一体位变式楔形体调控装置224，或者是分部形变式楔形体调控装置4或是外推形变式楔形体调控装置237，或者是内顶形变式楔形体调控装置255；第一组串联的多级涡旋增压器中至少一级涡旋增压器涡壳上设置有空气流量调节装置；三组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器及涡旋排气装置各设置有一个固液体分离装置；

高压透平7的套轴式高压透平轴6和低压透平14的低压透平轴13分别与套轴式差速联轴器10的两个套轴式差速联轴器锥形主动齿轮24固接，套轴式差速联轴器的输出轴中介轴16的一端与变速箱输入轴328的一端传动连接，变速箱输出轴61的一端和往复式内燃机输出轴63的一端分别与丁字轴式差速联轴器64的两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22固接，动力由丁字轴式差速联轴器64输出轴丁字轴27输出；往复式内燃机59的排气通道与第一组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第一组串联的多级涡旋增压器上的空气流量调节装置与大气相通，第一组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与燃烧室的环形进气通道相接连通，燃烧室的环形排气通道与第二组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第二组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与高压透平7的环形进气通道相接连通，高压透平7的环形排气通道与第三组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第三组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与低压透平14的环形进气通道相接连通，低压透平14的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式排气口与大气相通；

在燃烧室混合燃烧段，往复式内燃机59排出经增压具有一定温度和压力的燃气空气混合物和由空气流量调节装置进入的空气与燃料在定常连续涡旋流的多变状态下燃烧加热；在燃烧室混合排气段在同样的多变状态下，再热后高温燃气空气混合物与适量的高压雾化洁净水细小液滴表面直接接触闪蒸蒸发混合换热；在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中,所述介质在定常连续涡旋流中被动态压缩，介质的部分内能先转变为介质的动能，动能又转变为介质的位能；套轴式差速联轴器10和丁字轴式差速联轴器64通过其行星齿轮的自适应差速旋转，实现高压透平7、低压透平14、往复式内燃机59焓降的动态分配和轴端差速联接并一轴输出动力；所述再热涡旋复合式热机所有设备由一个计算机调控中心和多个执行和伺服机构统一控制。

具体实施方式二，结合图1至图5、图28和图29说明本具体实施方式，本具体实施方式的丁字轴式差速联轴器64由丁字轴式差速联轴器十字轴182、丁字轴式差速联轴器十字轴安装架25、两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22、四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮26、十字轴安装架锥形齿轮79、丁字轴27、丁字轴式差速联轴器壳体28、丁字轴锥形齿轮76、四个轴承60和两个差速联轴器自动防逆转装置组成；四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮26可转动分别安装在丁字轴式差速联轴器十字轴182上，丁字轴式差速联轴器十字轴182固装在丁字轴式差速联轴器十字轴安装架25上，丁字轴式差速联轴器十字轴安装架25通过两个轴承60可转动安装在变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63上，变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63分别固装在相对应的丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22上，两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22分别与四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮26相啮合；十字轴安装架锥形齿轮79与丁字轴锥形齿轮76相啮合；丁字轴锥形齿轮76与丁字轴27相固接；变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63的一端分别装有一个差速联轴器自动防逆转装置，差速联轴器自动防逆转装置由轮盘105、支架104、两个轴键106、多个楔形滚道107、多个弹簧102和多个滚珠103组成；变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63的一端分别安装在支架104的中心孔和轮盘105的中心轴孔内，并分别通过一个轴键106与轮盘105固接，变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63各通过一个轴承60分别与支架104可转动连接，支架104与丁字轴式差速联轴器壳体28相固接，轮盘105与支架104相邻一侧端面上沿其圆周方向加工有多个楔形滚道107，每个楔形滚道107内装有一个滚珠103和一个弹簧102，所述弹簧102设置在滚珠103的外侧。其它与具体实施方式一相同。

当再热涡旋复合式热机采用筒形旋转燃烧室54时,丁字轴式差速联轴器64的两个输入轴分别是变速箱输出轴61和筒形旋转燃烧室后端轴67；丁字轴式差速联轴器64的两个输入轴其中任一个无动力输入时，该侧自动防逆转装置的弹簧102推动滚珠103进入楔形滚道107，滚珠103卡住支架104和轮盘105，使其不能逆向转动，自动防逆转；在各装置正常运转时由于离心力作用，滚珠103压缩弹簧102脱离楔形滚道107，不产生磨耗；所述滚珠103可以由滚柱替代；也可采用两个或三个行星齿轮使丁字轴式差速联轴器64结构简化。丁字轴式差速联轴器64采用的差速联轴器自动防逆转装置与套轴式差速联轴器10采用的差速联轴器自动防逆转装置结构相同；限于页面尺寸图1至图5中丁字轴式差速联轴器64和套轴式差速联轴器10均未示出自动防逆转装置。传动顺序为：丁字轴式差速联轴器64的两个输入轴以不同转数带动两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22旋转，两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22啮合传动丁字轴式差速联轴器行星齿轮26作差速旋转，丁字轴式差速联轴器行星齿轮26推动丁字轴式差速联轴器十字轴182旋转，通过十字轴安装架锥形齿轮79与丁字轴锥形齿轮76相啮合带动丁字轴27旋转，扭矩由丁字轴27输出；根据需要，套轴式差速联轴器10和丁字轴式差速联轴器64配合使用，差速联轴器两输入轴或一轴联接上一级差速联轴器输出轴，可方便实现三轴及以上个轴差速联接；允许各接入轴以不同转数工作，并统一输出扭矩；差速联轴器解决了不同转数二个及其以上个动力装置轴的差速联接和动力统一输出问题；两个及两个以上个动力装置轴端转数必然各不相同，并且各有其独特的扭矩特性和气动特性，在一个热力系统中，在一定转数范围内，通过差速联轴器行星齿轮差动旋转实现对各接入轴转数的自适应动态自动调节，协调和充分发挥各接入轴动力装置的气动和扭矩特性，动态分配各动力装置焓降；用于两组以上透平轴联接时，可有效减少低压透平的余速损失；在各动力轴转数不在一个数量级，转数相差太大时，为充分协调各接入轴动力装置的扭矩特性和气动特性，应考虑使用变速装置。

具体实施方式三，结合图1至图5说明本具体实施方式，本具体实施方式的空气流量调节装置由空气通道321和一体位变式楔形体调控装置224组成，空气通道321设置在涡旋增压器的涡壳上，是涡旋增压器等速涡壳入口的一部分，空气通道321的入口流量可调与大气相通，空气通道321出口在气流旋转方向上与涡旋增压器相通，一体位变式楔形体调控装置224安装在空气通道321的入口处。其它与具体实施方式一相同。

往复式内燃机过量空气系数在1.0～1.5之间，往复式内燃机的排气含氧量较低，为确保燃烧室高效正常燃烧，燃烧室前第一组串联的多级涡旋增压器中至少一级涡旋增压器涡壳上设置有空气流量调节装置，空气通道321设置在涡旋增压器的涡壳上(也可设置在涡旋增压器进、排气通道上)，是涡旋增压器等速涡壳入口的一部分，由于涡旋增压器等速涡壳的流体特性，由空气通道321进入涡旋增压器的常压空气与涡旋增压器内的涡旋流矢量相同流线重合，在流体的矢量场特性作用下，常压空气得以进入涡旋增压器内，通过设置在空气通道321入口处一体位变式楔形体调控装置224(可采用外推形变式楔形体调控装置237或内顶形变式楔形体调控装置255)，可实时方便调控进入涡旋增压器的空气量。

具体实施方式四，结合图2、图6、图7、图12、图14至图20、图32至图34说明本具体实施方式，本具体实施方式的燃烧室为多入口立交式涡旋燃烧室300，多入口立交式涡旋燃烧室300由多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301、多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口、多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳、多个多入口立交式涡旋燃烧室撑杆306、多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板307、多入口立交式涡旋燃烧室排气口308、多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔309、多入口立交式涡旋燃烧室排气通道310、多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311、至少一个第五燃料喷嘴297、至少一个第五点火器298、至少一个第五喷水嘴299和多个第二柳叶形管312组成；多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301是一个环形等速涡壳，多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳将多入口立交式涡旋燃烧室进气口均分为多个,多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口位于多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301的内侧，多入口立交式涡旋燃烧室进气口比多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳多一个，多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳为渐开线形，其中多入口立交式涡旋燃烧室第一导气涡壳305设置在多入口立交式涡旋燃烧室第一进气口302和多入口立交式涡旋燃烧室第二进气口303的中间，多入口立交式涡旋燃烧室第二导气涡壳326设置在多入口立交式涡旋燃烧室第二进气口303和多入口立交式涡旋燃烧室第三进气口327的中间；多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳由多个多入口立交式涡旋燃烧室撑杆306支撑并固装在多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301上，多入口立交式涡旋燃烧室撑杆306的截面为叶片形；多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口均为环形并与环形的多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311连通，多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311的内边为渐开线形并与多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301切向外接，多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311的外边是多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301渐开线的延长过渡线；多入口立交式涡旋燃烧室300内等间距设置有多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板307，多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板307将多入口立交式涡旋燃烧室300沿轴向均分成多段，每段多入口立交式涡旋燃烧室300由一个多入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段313和一个多入口立交式涡旋燃烧室混合排气段314组成，每个多入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段313内设有至少一个第五燃料喷嘴297和至少一个第五点火器298，每个多入口立交式涡旋燃烧室混合排气段314内设有至少一个第五喷水嘴299，每个多入口立交式涡旋燃烧室隔板307的中间均设有一个第三隔板过气孔315，各段多入口立交式涡旋燃烧室300经第三隔板过气孔315首尾相接形成一个涡环；多入口立交式涡旋燃烧室300的涡环横截面多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301上设有多入口立交式涡旋燃烧室排气口308，多入口立交式涡旋燃烧室排气口308位于每段多入口立交式涡旋燃烧室300末端的多入口立交式涡旋燃烧室隔板307的内侧，对应多入口立交式涡旋燃烧室排气口308外侧的多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301上设有多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔309，多入口立交式涡旋燃烧室排气口308与多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔309连通，多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔309与第二柳叶形管312相接连通，第二柳叶形管312与环形的多入口立交式涡旋燃烧室排气通道310相接连通，第二柳叶形管312设置在多入口立交式涡旋燃烧室第一进气口302对应的多入口立交式涡旋燃烧室涡壳301上，每段多入口立交式涡旋燃烧室300设至少一个第二柳叶形管312，第二柳叶形管312的外侧是多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311；多入口立交式涡旋燃烧室进气通道311和多入口立交式涡旋燃烧室排气通道310上分别设置有一个楔形体调控装置。其它与具体实施方式一相同。

涡旋燃烧室是涡旋增压器的一种变形；涡旋燃烧室隔板将涡旋燃烧室均分成多段(图1至图3、图12、图21、图22所示均为两段式涡旋燃烧室)，每段涡旋燃烧室都是一个相对独立燃烧室，每段涡旋燃烧室在前的五分之三区段为涡旋燃烧室混合燃烧段(设有燃料喷嘴和点火器)，余下的五分之二为涡旋燃烧室混合排气段(设有喷水嘴和排气口)，各段涡旋燃烧室经隔板过气孔首尾相接形成一个涡环，有利于各段涡旋燃烧室点火混合燃烧和涡旋流场的形成；涡旋燃烧室隔板为平板式，也可采用锥形或圆弧形；适当加大涡旋燃烧室尺寸，涡旋燃烧室后串联至少两级装有固液体分离装置的涡旋增压器，涡旋燃烧室可以燃用包括煤粉在内的其它气、固、液或其中的两相或三相流体燃料。

具体实施方式一和具体实施方式三、四所述的涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置进气段都是等速涡壳，所述等速涡壳是一个半径随旋转角度呈线性变化，旋转一周所形成的等速螺旋线，涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置进气段就是以这个等速螺旋线为截面的环形涡壳，其基本形线是渐开线，其旋转一周半径的变化量为涡旋增压器、涡旋燃烧室器和和涡旋排气装置进气口的宽度；等速涡壳的流体特性是，介质的无攻角入射，即入射介质流的矢量与等速涡壳内涡旋流矢量相同，流线重合。

具体实施方式五，结合图4、图5、图23和图24说明本具体实施方式，本具体实施方式的环形旋转燃烧室71火焰筒和筒形旋转燃烧室54火焰筒分别由往复式内燃机驱动旋转；即环形旋转燃烧室火焰筒164的两端分别固装在环形旋转燃烧室火焰筒前撑板87和环形旋转燃烧室火焰筒后撑板88上，环形旋转燃烧室火焰筒前撑板87和环形旋转燃烧室火焰筒后撑板88固装在往复式内燃机输出轴63上；筒形旋转燃烧室火焰筒41的两端各通过一个端轴撑板84和一个火焰筒内凹端板85分别固装在筒形旋转燃烧室火焰筒前端轴165和后端轴67上，筒形旋转燃烧室火焰筒前端轴165与往复式内燃机输出轴63为一体轴。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式六，结合图3、图27说明本具体实施方式，本具体实施方式的第一组和第二组串联的多级涡旋增压器为超越式涡旋增压器20，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器间设置的燃烧室为超越式涡旋燃烧室97，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器与其间串联设置的超越式涡旋燃烧室97组成一个单元体，所述单元体按并列多个字母S形轴对称内外两层排列设置；单元体串联的超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97的级数为奇数时(图3所示)，往复式内燃机59排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体内层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第二级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第二级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体内层第二位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第三级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第三级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第二位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第四级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第四级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体内层第三位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第五级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第五级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第三位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第六级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第六级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物按并列多个字母S形排列依次进入单元体外层第三位以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室97和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，[所述单元体串联的超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数为n，n为奇数，3≤m≤n，串联的多级超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97偶数级位于单元体外层的m/2位，奇数级位于单元体内层的(m+1)/2位]，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的次末级(单元体的n-1级)超越式涡旋增压器位于单元体外层的末位，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的末级(单元体的n级)超越式涡旋增压器位于单元体内层的末位，单元体外层的末位位于单元体内层次末位和内层末位中间的外侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；当单元体串联的超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97的级数为偶数时(图27所示)，往复式内燃机59排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母S形排列依次进入单元体的内层第一位、外层第二位、内层第二位、外层第三位、内层第三位、外层第四位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室97和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体外层的末位于单元体内层次末位和内层末位中间的外侧，单元体内层第一位位于单元体外层第一位和外层第二位中间的内侧。[单元体串联的超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数为n，n为偶数，2≤m≤n，偶数级在单元体内层的m/2位，奇数级在单元体外层的(m+1)/2位]；其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图3、图8至图10说明本具体实施方式，本具体实施方式的第一组和第二组串联的多级涡旋增压器为超越式涡旋增压器20，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器间设置的燃烧室为超越式涡旋燃烧室97，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器与其间串联设置的超越式涡旋燃烧室97组成一个单元体，所述单元体按并列多个字母Z形轴对称内外两层排列设置；单元体串联的多级超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数是4的整数倍时(图8所示)，往复式内燃机59排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体内层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物按并列多个字母Z形排列依次进入位于单元体外层第一位、外层第二位、内层第二位、内层第三位、外层第三位、外层第四位、内层第四位、内层第五位、外层第五位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室97和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，[所述单元体串联的超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数为n，n可被4整除，4≤m≤n，m能被4整除时位于单元体内层的m/2位，m+1能被4整除时位于单元体外层的(m+1)/2位，m+2能被4整除时位于单元体外层的m/2位，m+3能被4整除时位于单元体内层的(m+1)/2位]；第二组串联的多级超越式涡旋增压器的次末级(单元体的n-1级)超越式涡旋增压器位于单元体外层的末位，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的末级(单元体的n级)超越式涡旋增压器位于单元体内层的末位，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；当单元体串联的多级超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97的级数加2是4的整数倍时(图9所示)，往复式内燃机59排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母Z形排列依次进入单元体的内层第一位、内层第二位、外层第二位、外层第三位、内层第三位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室97和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；[所述单元体串联的超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数为n，n加2可被4整除，2≤m≤n，m能被4整除时位于单元体外层的m/2位，m+1能被4整除时位于单元体内层的(m+1)/2位，m+2能被4整除时位于单元体内层的m/2位，m+3能被4整除时位于单元体外层的(m+1)/2位]；当单元体串联的多级超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97的级数加1是4的整数倍时(图10所示)，往复式内燃机59排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母Z形排列依次进入单元体的外层第二位、内层第一位、内层第二位、外层第三位、外层第四位、内层第三位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室97和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体内层第一位位于单元体外层第一位和外层第二位中间的内侧。[单元体串联的超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室97的级数为n，n加1可被4整除，3≤m≤n，m能被4整除时位于单元体内层的m/2位，m+1能被4整除时位于单元体内层的(m-1)/2位，m+2能被4整除时位于单元体外层的(m+2)/2位，m+3能被4整除时位于单元体外层的(m+1)/2位]。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式八，结合图1至图7、图12、图14至图26、图32至图34说明本具体实施方式，所述涡旋燃烧室和旋转燃烧室采用的是一种定常连续涡旋流的多变状态下燃烧加热技术；第一组串联的多级涡旋增压器的末级涡旋增压器出来具有一定温度和压力的燃气空气混合物延涡旋燃烧室等速涡壳渐开线形进气通道进入涡旋燃烧室，所述具有一定温度和压力的燃气空气混合物作为介质其流速增加，介质的部分内能先转变为介质的动能，在涡旋燃烧室内形成涡旋流场，所述涡旋流场与入射的介质流矢量相同流线重合，入射介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流负压诱导，两者相互促进介质的流速进一步提高，在涡旋流场效应作用下，介质流流线卷积势流叠加，在涡旋流中心，涡旋流流速下降，介质的动能进一步转变为介质的势能；旋转燃烧室火焰筒随往复式内燃机输出轴63一起高速旋转，具有一定动量矩的旋转燃烧室火焰筒壁叠板隔层小孔结构产生动叶栅的唧送和逆止效应，唧送和诱导压力相对较低燃气空气混合物进入旋转燃烧室内；所述涡旋燃烧室和旋转燃烧室在流体的标量场矢量场特性和涡旋流的速度场、压力场、温度场、能量场效应及势流叠加效应作用下，在涡旋燃烧室和旋转燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，在燃料燃气空气混合燃烧过程中产生多变效应，介质温度升高的同时，介质的压力同步得到提升，实现热力学称之为多变的状态变化，使产生的燃气空气混合物的压力较为接近平均吸热温度对应的压比，同时实现所述介质的定常连续流动。其它与具体实施方式一、三至七相同。

具体实施方式九，结合图1至图7、图12、图14至图26、图32至图34说明本具体实施方式，所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种多变状态下的闪蒸混合换热技术；在涡旋燃烧室和旋转燃烧室的混合排气段，在定常连续涡旋流的多变状态下，让经往复式内燃机59缸筒水冷壁和缸头冷却涵道预热并增压适量的高压洁净水，由喷水嘴雾化喷入涡旋燃烧室和旋转燃烧室混合排气段内，与再热后高温燃气空气混合物直接接触，雾化洁净水压力骤然下降，使洁净水雾化更加细微，同时温度突然升高，迅速闪蒸蒸发混合换热，热交换介质趋向同一温度温差趋于零；这是一种无界定传热面无温差的热交换，传热面就是细小雾化洁净水液滴表面，是一种集传导、对流、幅射、多相流、蒸发、混合融合为一体的全方位热交换；产生的燃气空气水蒸汽混合物温度大幅度下降，压力得到提升，使所述介质的压力进一步接近平均吸热温度对应的压比，同时雾化洁净水会中和燃气中部分有害气体。其它与具体实施方式一、四至七相同。

本具体实施方式所述的多变状态和具体实施方式八所述的多变效应产生作用机制相同。常规热交换由于固定传热面存在热交换介质间局限于传导换热，同时传热面两侧热交换介质必须有一定温差存在；本发明推出的热交换方式无界定传热面，传热面就是细小雾化洁净水液滴表面，是一种集传导、对流、幅射、多相流、蒸发、混合融合为一体的全方位热交换，热交换介质温差趋于零，因而其热交换速率和效率是常规热交换方式和热交换设备无法比拟的。要强调的是“让经往复式内燃机59缸筒水冷壁和缸头冷却涵道预热并增压适量的高压洁净水，由喷水嘴雾化喷入燃烧室混合排气段内，与再热后高温燃气空气混合物直接接触”中的“适量”二字，是保持燃烧室乃至整个机组热动平衡的一个关键，先进的数字和控制技术使其成为可能。

具体实施方式十，结合图1至图12、图14至图24、图27、图30至图34说明本具体实施方式，所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种用介质内能动态压缩涡旋流增压技术，所述介质是往复式内燃机59排出的燃气空气混合物或者是再热并闪蒸产生的燃气空气水蒸汽混合物；实现这一技术的是涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋排气装置和楔形体调控装置，涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋排气装置进气段均为环形等速涡壳，介质由涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置等速涡壳渐开线形进气通道进入涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置，遵循动量守恒定理，介质的流速增加，在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中形成稳定的涡旋流场，所述涡旋流场与入射的介质流矢量相同流线重合，入射介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流低于静压头一个动压头值负压诱导相互促进，介质流速进一步提高，介质的部分内能转变为介质的动能，表征内能水平介质的温度有所下降；在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中，介质在涡旋流的速度场、压力场、温度场、能量场效应和势流叠加效应作用下，同时在流体的标量场和矢量场特性及所述装置进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，涡旋流流线卷积势流叠加，在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置涡环涡旋流中心似固体旋转区，涡旋流流速下降，在涡心速度降为零，介质被动态压缩，所述动能进一步转变为介质的位能，介质压力得到提升，即用介质的内能提高介质的压力，表征标量场特性的介质的滞止压将升高,表征矢量场特征作用于入射气流的背压则下降，多个串联的上述装置效应的叠加，使介质的压力高出平均吸热温度对应的压比，进而在接下来的多组透平中实现深度焓降，同时实现介质的定常连续流动。其它与具体实施方式一、四、六至七相同。

自然界中的涡环和涡旋流由于没有固定的边界，系统和外界不可避免存在动量和能量交换，同时由于涡旋流似固体旋转区滞止压的升高使涡环体积膨胀，或使涡管向无限远伸展，从而使涡旋不断产生和消亡，本发明和本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》《涡旋空气内能利用装置》推出的涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置有一个等速涡壳的固定涡环涡旋流系统边界，虽然由于流体的粘滞性作用在所述装置的固体面附近不可避免存在流速较低的附面层，较自然界中的涡环和涡旋流更接近理想状态；由于流体的标量场和矢量场特性，涡旋流场是一个高压控制区又是一个低压源；理论上一级涡旋增压器能够实现介质的压力提升为入射气流的总压头值减去入射气流的背压，等于介质线速度的平方与介质密度的乘积，即 $p=(p_1+\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2})-(p_1-\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2})=\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2}+\frac{{\mathrm{\ρ\ω}}^2}{2}={\mathrm{\ρ\ω}}^2;$ 涡旋流是自然界中的热机，但它并不完全遵循目前人类的热力学和动力学及热机循环理论。

具体实施方式十一，结合图1至图5、图28、图29说明本具体实施方式，所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种多动力源轴端差速动态联接，焓降动态分配动力一轴输出技术；承载这一技术的是套轴式差速联轴器10和丁字轴式差速联轴器64；套轴式差速联轴器和丁字轴式差速联轴器配合使用，下一级差速联轴器两个输入轴或其中一个输入轴联接上一级差速联轴器输出轴，可方便实现三轴及以上个轴端差速联接，允许各接入轴以不同转数工作，并一轴统一输出动力；在一个热力系统中，通过差速联轴器行星齿轮的差速旋转协调和充分发挥各接入轴动力装置的气动和扭矩特性，对各接入轴转数进行自适应差速调节和焓降的动态分配；所述差速联轴器两侧输入轴各装设一个差速联轴器自动防逆转装置，在一侧无动力输入时，可自动防逆转。其它与具体实施方式一、二相同。

套轴式差速联轴器10、分布位变式楔形体调控装置3(原名为位变式楔形体调控装置)、一体位变式楔形体调控装置224、外推形变式楔形体调控装置237、内顶形变式楔形体调控装置255、分布形变式楔形体调控装置4(原名形变式楔形体调控装置)、单环涡旋排气装置15、双环涡旋排气装置53(原名涡旋排气装置)、单入口立交式涡旋增压器2(原名立交式涡旋增压器)、多入口立交式涡旋增压器109、超越式涡旋增压器20、单入口立交式涡旋燃烧室93(原名立交式涡旋燃烧室)、超越式涡旋燃烧室97、环形旋转燃烧室71和筒形旋转燃烧室54是本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》和《涡旋空气内能利用装置》推出的涡旋流应用系列装置，本发明是其应用领域的拓展，部分装置连接关系略有变动，但无实质性改进，有关上述装置祥细信息可查阅本人在前专利申请《涡旋燃气蒸汽轮机》和《涡旋空气内能利用装置》相关文件。下面参照附图结合优选实施例，对本发明作进一步说明。

优选实施例一：为采用单入口立交式涡旋燃烧室93的再热涡旋复合式热机，参照图1、图6、图7、图11、图13至图21、图28至图34说明本优选实施例，本优选实施例的再热涡旋复合式热机由往复式内燃机59、第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、单入口立交式涡旋燃烧室93、高压透平7、低压透平14、套轴式差速联轴器10、丁字轴式差速联轴器64、双环涡旋排气装置53或单环涡旋排气装置15、楔形体调控装置、空气流量调节装置、变速箱62、计算机调控中心(未示出)、执行及伺服机构(未示出)和其它附属装置(未示出)组成；往复式内燃机可以是任何类型，也可以是多个往复式内燃机组合；高压透平7的套轴式高压透平轴6和低压透平14的低压透平轴13由一个套轴式差速联轴器10差速动态联接，套轴式差速联轴器10输出轴中介轴16传动联接变速箱输入轴328，变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63分别联接丁字轴式差速联轴器64两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22，动力由丁字轴式差速联轴器丁字轴27输出；各级单入口和多入口立交式涡旋增压器及单入口立交式涡旋燃烧室93的进、排气通道上分别设置有一个楔形体调控装置，串联的单入口和多入口立交式涡旋增压器及单入口立交式涡旋燃烧室93排气通道上设置的楔形体调控装置，兼作下一级单入口立交式涡旋增压器或多入口立交式涡旋增压器或单入口立交式涡旋燃烧室93进气通道上设置的楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置3或者是一体位变式楔形体调控装置224，或者是分部形变式楔形体调控装置4或是外推形变式楔形体调控装置237，或者是内顶形变式楔形体调控装置255，也可以是迎角可调的可调静叶；往复式内燃机59排气通道与第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器至少有一级单入口立交式涡旋增压器上设置有空气流量调节装置，空气流量调节装置进口与大气相通，通过一体位变式楔形体调控装置224流量可调与所述涡旋增压器连通，第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器的环形排气通道与单入口立交式涡旋燃烧室93的环形进气通道相接连通，单入口立交式涡旋燃烧室93的环形排气通道与第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器中的第一级单入口立交式涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器的环形排气通道与高压透平7的环形进气通道相接连通，高压透平7的环形排气通道与第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器中的第一级多入口立交式涡旋增压器环形进气通道相接连通，第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器的末级多入口立交式涡旋增压器环形排气通道与低压透平14的环形进气通道相接连通，低压透平14的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式截面可调排气口与大气相通，其中三组串联的多级立交式涡旋增压器中上一级立交式涡旋增压器的环形排气通道与其下一级立交式涡旋增压器的环形进气通道相接连通；第一组、第二组和第三组串接的多级立交式涡旋增压器中的第一级立交式涡旋增压器及涡旋排气装置分别装设有一个固液体分离装置；所述再热涡旋复合式热机由一个计算机调控中心和数个执行和伺服机构统一控制。

往复式内燃机59排出的脉动具有一定温度燃气空气混合物经第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器进气通道上的楔形体调控装置结构形线所构成的拉法尔喷管加速到临界状态，并保持最大容积流量，经等速涡壳渐开线形的单入口立交式涡旋增压器进气通道159由单入口立交式涡旋增压器进气口45进入第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器内，在所述涡旋增压器中形成稳定的涡旋流场，由于单入口立交式涡旋增压器2是一个环形等速涡壳，入射气流(往复式内燃机59排出燃气空气混合物)与第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器内的涡旋流流线矢量相同，流线重合(等速涡壳的流体特性)，入射气流给涡旋流动量，使涡旋流加速，涡旋流给入射气流低于静压头一个动压头值背压，负压诱导相互促进，使入射气流在楔形体调控装置结构形线构成的拉法尔喷管扩张段进一步加速为超音速气流；作用于往复式内燃机59排气背压不但没有升高，反而有所下降；入射气流沿渐开线等速涡壳环形的单入口立交式涡旋增压器进气通道159进入第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器内，由于动量守恒，流速进一步提高，燃气空气混合物的部分内能转变为所述介质的动能，表征内能水平介质的温度有所下降；在第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器内势流叠加流线卷积，在所述涡旋增压器环形中心似固体旋转区，涡旋流流速下降，在涡心处流速降为零，在涡旋流的速度场、压力场、温度场、能量场效应和势流叠加效应作用下，高速涡旋流被动态压缩，介质的部分动能转变为介质的位能(势能)，介质的滞止压升高；由于宏观运动流体不仅具有标量场特性，同时具有矢量场特性，作用于入射气流的背压则为低于静压头一个动压头值；由于涡旋流场存在，由于入射气流与所述涡旋增压器内的涡旋流流线矢量相同，流线重合，由于所述涡旋增压器进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成喉部截面可调的拉法尔喷管的临界效应，使所述涡旋增压器内介质压力升高；单入口立交式涡旋增压器2进气通道上安装楔形体调控装置的临界状态阻断了所述涡旋增压器内压力扰动向上游的传播，所述涡旋增压器排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成喉部截面可调的拉法尔喷管临界状态就像一堵高度可调拦河坝，使涡旋增压器内介质压力升高，同时实现介质的定常连续流动。燃气空气混合物中悬浮的烟尘由第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器上设置的第一固液体分离装置121分离并收集起来；具有一定压力和温度的燃气空气混合物，在所述涡旋增压器排气通道安装的楔形体调控装置结构形线所构成的拉法尔喷管可调喉部，被加速到临界状态，并保持一定的容积和质量流量，在随后的扩张形加速段被扩容加速为超音速气流，然后延等速涡壳渐开线形单入口立交式涡旋增压器进气通道159进入第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第二级单入口立交式涡旋增压器内，在所述涡旋增压器内流线卷积势流叠加介质被动态压缩，随后依次进入第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第三级和以后各级单入口立交式涡旋增压器动态压缩，脉动流转变为定常连续流；空气经第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器中至少一级单入口立交式涡旋增压器上安装的空气流量调节装置进入到所述涡旋增压器内；第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物经单入口立交式涡旋增压器排气通道160和单入口立交式涡旋燃烧室进气通道136上设置的楔形体调控装置被加速到临界状态，经等速涡壳渐开线形单入口立交式涡旋燃烧室进气通道136由单入口立交式涡旋燃烧室进气口29进入单入口立交式涡旋燃烧室93内，由于动量守恒介质被进一步加速，介质部分内能转化为介质的动能，在单入口立交式涡旋燃烧室93中势流叠加，流线卷积，在所述涡旋燃烧室环形中心似固体旋转区，介质的流速下降，滞止压升高，介质的部分动能转变为介质的位能，在所述涡旋燃烧室中形成环形的涡旋流场，该涡旋流场与入射的介质流矢量相同流线重合，入射的介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流低于静压头一个动压头值负压诱导势流叠加相互促进，在立交式涡旋燃烧室混合燃烧段90所述介质与由第一燃料喷嘴133喷入的燃料混合燃烧(启动时由第一点火器134点燃，启动后由稳燃区燃点以上的温度点燃，所述稳燃区为涡旋燃烧室中心介质流速较低的似固体旋转区)，在涡旋效应作用下，在该装置进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，介质流流线卷积势流叠加，在所述涡旋燃烧室涡环涡旋流中心，涡旋流流速下降，在燃料燃气空气混合燃烧过程中产生多变效应，所述介质的温度升高，压力同步跃升，介质的动能和部分内能转变为介质的势能。随着燃烧进行，再热后高温燃气空气混合物以一定速度旋转着向单入口立交式涡旋燃烧室混合排气段91进动推进；在该混合排气段，再热后高温燃气空气混合物与由第一喷水嘴135雾化喷入的经往复式内燃机59缸套水冷壁和缸头冷却涵道预热适量的高压雾化洁净水直接接触混合闪蒸蒸发，雾化水压力骤然下降，使洁净水雾化更加细微，同时温度突然升高，迅速闪蒸蒸发混合换热；这是一种无界定传热面的热交换，传热面就是雾化洁净水细小液滴表面，热交换介质趋向同一温度，温差趋于零，其换热效率和热传导速率是其它任何换热方式和换热设备无法比似的，省却了常规蒸汽轮机的锅炉等庞大低效换热设备。由于涡旋流场存在，该过程局限在所述涡旋燃烧室中心附近区域，防止蒸发残存物在涡旋燃烧室涡壳上积存；由于水蒸汽的热容量较大，融合蒸发产生的燃气、空气水蒸汽混合物，较再热后燃气空气混合物温度大幅度下降，由于涡旋流场存在和所述涡旋燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调拉法尔喷管的临界状态，压力则有所升高；介质温度下降，与介质接触的部件可采用常规耐热材料生产制造，有效降低本设备制造成本，提高该设备运营的可靠性；同时雾化洁净水会中和掉燃气中部分有害气体，有效减轻对环境的污染；所述第一喷水嘴135雾化喷射开启止阀采用高背压弹簧，使洁净水高压差喷入单入口立交式涡旋燃烧室混合排气段91内。由于等速涡壳和流体矢量场的流体特性，由于涡旋流场的存在，涡旋燃烧室内较高压力的燃气空气水蒸汽混合物不会上朔逆流；同时由于所述涡旋燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调拉法尔喷管的临界效应，使立交式涡旋燃烧室93实现多变(多方)状态下燃烧加热和闪蒸混合换热，使产生的燃气空气水蒸汽混合物的压力接近平均吸热温度对应压比，同时实现所述介质的定常连续流动。具有一定压力中温燃气空气水蒸汽混合物，经单入口立交式涡旋燃烧室排气通道95和第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器进气通道上安装的楔形体调控装置，进入第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器内，在同样的机制作用下动态压缩，所述介质中固液体物质由第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的第一级单入口立交式涡旋增压器上安装的第一固液体分离装置121分离并收集起来，随后所述介质依次进入第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器第二级和以后各级单入口立交式涡旋增压器动态压缩，第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器出来的介质的压力由于此前多级单入口立交式涡旋增压器和单入口立交式涡旋燃烧室93动态压缩效应的叠加，其压力已超出平均吸热温度对应压比；高压中温燃气空气水蒸汽混合物经第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器排气通道上设置的楔形体调控装置进入高压透平7膨胀作功；高压透平7排出的介质依次进入第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器动态压缩，使介质压力得到恢复或部分恢复，同时将凝结水由第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器中的第一级多入口立交式涡旋增压器109上安装的第五固液体分离装置201分离并收集起来，凝结水经处理后供所述再热涡旋复合式热机循环使用；然后所述介质进入低压透平14膨胀作功，低压透平14出来的低压低温乏气进入双环涡旋排气装置53(或单环涡旋排气装置15)，乏气经双环涡旋排气装置进气通道126沿等速涡壳渐开线形双环涡旋排气装置进气段73涡壳和双环涡旋排气装置导气涡壳78由双环涡旋排气装置第一进气口51和双环涡旋排气装置第二进气口50进入双环涡旋排气装置进气段73，由于动量守恒乏气的流速增加，乏气的部分内能转变为动能，在双环涡旋排气装置进气段73形成一个环形的涡旋流场，该环形的涡旋流场切向外接双环涡旋排气装置过渡段80和双环涡旋排气装置排气段163又形成一个近似椭圆形涡环，两涡环部分重叠，相互促进；同时乏气给涡旋流动量，涡旋流给入射乏气一个低于静压头一个动压头值背压相互促进，流线卷积势流叠加，乏气在涡旋流的似固体旋转区流速下降，涡旋流被动态压缩，高效扩压，当乏气压力略高于大气压力时，经截面可调的阵列式双环涡旋排气装置排气口48排入大气；双环涡旋排气装置进气段73设有第三固液体分离装置141，将乏气中凝结水及其它固液体物质分离并收集起来，凝结水经处理后供所述再热涡旋复合式热机循环使用；高压透平7的套轴式高压透平轴6和低压透平14的低压透平轴13分别连接套轴式差速联轴器10的两个套轴式差速联轴器锥形主动齿轮24，通过套轴式差速联轴器锥形主动齿轮24与套轴式差速联轴器行星齿轮12啮合传动，套轴式差速联轴器行星齿轮12产生差速旋转，同时带动套轴式差速联轴器十字轴安装架23旋转，套轴式差速联轴器10通过套轴式差速联轴器行星齿轮12的自适应差速旋转，实现高、低压透平转数自适应动态差动调节、焓降动态分配，有效减少了机组的余速损失；整合合成动力由套轴式差速联轴器10的中介轴16输出，套轴式差速联轴器输出轴中介轴16传动联接变速箱输入轴328，变速箱62将变速箱输出轴61转数调整至往复式内燃机输出轴63相同数量级，变速箱输出轴61和往复式内燃机输出轴63分别联接丁字轴式差速联轴器64两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22，两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22啮合传动丁字轴式差速联轴器行星齿轮26作差速旋转，丁字轴式差速联轴器行星齿轮26推动丁字轴式差速联轴器十字轴182和丁字轴式差速联轴器十字轴安装架25旋转，通过十字轴安装架锥形齿轮79与丁字轴锥形齿轮76啮合带动丁字轴27旋转，整合合成动力由丁字轴式差速联轴器64的丁字轴27输出；所述再热涡旋复合式热机所有设备均由一个计算机调控中心统一控制；往复式内燃机59及高、低压透平转数，高、低压透平、燃烧室、各级涡旋增压器和涡旋排气装置中介质压力、流速和温度，楔形体调控装置结构形线所构成的拉法尔喷管喉部中介质温度、压力、流速，燃烧室构件的蠕变、燃料喷入量、喷水量，以及其它附属设备工况，均由各类传感器和其它参数采集装置将相关设备工况参数及时反馈到计算机调控中心；计算机调控中心根据各设备实时及设计工况参数和工作人员实时指令，应用工况控制程序高速综合运算，经数字指令转换模块实时发出调控指令，相关执行和伺服机构根据计算机调控中心指令，实时调整相关设备控件，使所述再热涡旋复合式热机在设计或设定工况下稳定运转。

优选实施例二：为采用多入口立交式涡旋燃烧室300的再热涡旋复合式热机，参照图2、图6、图7、图11至图20、图28至图34说明本优选实施例，本优选实施例的再热涡旋复合式热机由往复式内燃机59、第一组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、第二组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、多入口立交式涡旋燃烧室300、高压透平7、低压透平14、套轴式差速联轴器10、丁字轴式差速联轴器64、双环涡旋排气装置53或单环涡旋排气装置15、楔形体调控装置、空气流量调节装置、变速箱62、计算机调控中心(未示出)、执行及伺服机构(未示出)和其它附属装置(未示出)组成；本优选实施例不同于优选实施例一的地方在于，本优选实施例所采用的涡旋增压器均为多入口立交式涡旋增压器109，燃烧室为多入口立交式涡旋燃烧室300，多入口立交式涡旋增压器和燃烧室就是在单入口立交式涡旋增压器和燃烧室内增加了导气涡壳和撑杆，多个导气涡壳将涡旋增压器和燃烧室进气口均分为多个；多入口立交式涡旋增压器和燃烧室较适合大介质流量机组，其作用原理与单入口立交式涡旋增压器和燃烧室是一样的，其它均与优选实施例一相同。

优选实施例三，采用超越式涡旋燃烧室97的再热涡旋复合式热机，参照图3、图6至图11、图13至图20、图22、图27至图34说明本优选实施例，本优选实施例的再热涡旋复合式热机由往复式内燃机59、第一组串联的多级超越式涡旋增压器、第二组串联的多级超越式涡旋增压器、第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器，超越式涡旋燃烧室97、高压透平7、低压透平14、套轴式差速联轴器10、丁字轴式差速联轴器64、双环涡旋排气装置53或单环涡旋排气装置15、楔形体调控装置、空气流量调节装置、变速箱62、计算机调控中心(未示出)、执行伺服机构(未示出)和其它附属装置(未示出)组成；本优选实施例不同于优选实施例一的地方在于：高压透平前置涡旋增压器和涡旋燃烧室采用超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97，与优选实施例一采用的单入口立交式涡旋增压器20和单入口立交式涡旋燃烧室93工作介质流程略有差异，作用原理则相同。超越式涡旋燃烧室97和第一、第二组串联的多级超越式涡旋增压器组成一个单元体，该单元体由轴对称内外两层组成，分别按自然数顺序依次为内层第一位、内层第二位、内层第三位……内层第n-1位、内层第n位，外层第一位、外层第二位、外层第三位……外层第n-1位、外层第n位，所述单元体按并列多个字母S形排列，也可以按并列多个字母Z形排列，按并列多个字母Z形排列时所述单元体超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97级数为4的整数倍，也可以是4的整数倍加2或减2，或者是4的整数倍加3或减1,按并列多个字母S形排列时单元体超越式涡旋增压器20和超越式涡旋燃烧室97的级数是奇数，也可以是偶数，两种类型五种不同数量结构单元体介质流程略有差异作用原理相同，所述单元体的排列规则可参阅具体实施方式六和具体实施方式七；其余均与优选实施例一相同。

优选实施例四，为采用环形旋转燃烧室71的再热涡旋复合式热机，结合图4、图6、图7、图11、图13至图20、图23、图25、图26、图28至图34说明本优选实施例，本优选实施例的再热涡旋复合式热机由往复式内燃机59、第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、环形旋转燃烧室71、高压透平7、低压透平14、套轴式差速联轴器10、丁字轴式差速联轴器64、单环涡旋排气装置15或双环涡旋排气装置53、楔形体调控装置、空气流量调节装置、变速箱62、计算机调控中心(未示出)、执行及伺服机构(未示出)和其它附属装置(未示出)组成；比较图1和图4不难发现，本优选实施例与优选实施例一的区别在于：本优选实施例采用环形旋转燃烧室71，优选实施例一采用的是单入口立交式涡旋燃烧室93，燃烧室前置和后置设备、流程及相互关联均与优选实施例一相同。

由往复式内燃机59与环形旋转燃烧室71间设置的第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器出来的具有一定压力和温度的燃气空气混合物，经单入口立交式涡旋增压器排气通道160进入环形旋转燃烧室进气通道167，在环形旋转燃烧室进气通道167和单入口立交式涡旋增压器排气通道160中设置的楔形体调控装置结构形线所构成的拉法尔喷管达到临界状态，然后进入环形旋转燃烧室外环42与环形旋转燃烧室火焰筒外环40之间环形空间，经环形旋转燃烧室火焰筒外环40上的叠板隔层小孔进入环形旋转燃烧室火焰筒164内；另一股燃气空气混合物经环形旋转燃烧室火焰筒前撑板87的叠板隔层小孔进入环形旋转燃烧室火焰筒内环43与环形旋转燃烧室内环86间的环形空间，由环形旋转燃烧室火焰筒内环43上的叠板隔层小孔进入环形旋转燃烧室火焰筒164，与由环形旋转燃烧室火焰筒外环40进入火焰筒的燃气空气混合物汇合，产生与火焰筒旋转方向114相反方向的速度，同时由于所述介质的粘滞性作用，在火焰筒旋转方向上产生一定速度，总的效果是，介质的旋转速度远低于火焰筒旋转速度；相对较低压力的燃气空气混合物由随往复式内燃机输出轴63一起高速旋转的环形旋转燃烧室火焰筒壁上的叠板隔层小孔被唧送进入压力相对较高的环形旋转燃烧室火焰筒164；具有一定压力和温度的燃气空气混合物在环形旋转燃烧室混合燃烧段151与第三燃料喷嘴148喷入的燃料在多变状态下混合燃烧(启动时由第三点火器149点燃，启动后由稳燃区燃点以上温度点燃，所述稳燃区为环形旋转燃烧室火焰筒介质流速较低的环形中心区域)，介质的温度升高，介质的压力同步得到提升，随着燃烧进行，燃气空气混合物旋转着向环形旋转燃烧室混合排气段152进动推进；在环形旋转燃烧室混合排气段152，再热后高温燃气空气混合物与第三喷水嘴150喷入的适量的经预热高压雾化洁净水细小液滴表面直接接触，在多变状态下雾化水迅速闪蒸蒸发混合换热；所述第三喷水嘴150雾化喷射开启止阀采用高背压弹簧；燃料由往复式内燃机输出轴内燃机端心管316进入环形旋转燃烧室火焰筒混合燃烧段151，洁净水由往复式内燃机输出轴丁字轴式差速联轴器端心管317进入环形旋转燃烧室混合排气段152；产生的燃气空气水蒸汽混合物温度大幅度下降，压力得到提升，由于动叶栅逆止和唧送效应及涡旋流场存在，环形旋转燃烧室火焰筒164内较高压力的燃气空气水蒸汽混合物不会向上游逆流，同时由于环形旋转燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调拉法尔喷管的临界效应，使环形旋转燃烧室实现多变状态下燃烧加热、闪蒸混合换热，使介质的压力接近平均吸热温度对应压比。具有一定压力的中温燃气空气水蒸汽混合物，经环形旋转燃烧室火焰筒外环40上排气口的叠板隔层小孔进入环形旋转燃烧室排气通道168，环形旋转燃烧室71在出口气流相反方向上获得一定动量。随后具有一定压力的中温燃气空气水蒸汽混合物依次进入第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器动态压缩，接下来与优选实施例一均相同。

优选实施例五：是采用筒形旋转燃烧室54的再热涡旋复合式热机，结合图5至图7、图11、图13至图20、图24至图26、图28至图34说明本优选实施例，本优选实施例的再热涡旋复合式热机由往复式内燃机59、第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器、第三组串联的多级多入口立交式涡旋增压器、筒形旋转燃烧室54、高压透平7、低压透平14、套轴式差速联轴器10、丁字轴式差速联轴器64、单环涡旋排气装置15或双环涡旋排气装置53、楔形体调控装置、空气流量调节装置、变速箱62、计算机调控中心(未示出)、执行及伺服机构(未示出)和其它附属装置(未示出)组成；本优选实施例不同于优选实施例一之处在于：采用了筒形旋转燃烧室54；往复式内燃机输出轴63与筒形旋转燃烧室前端轴165为一体轴，筒形旋转燃烧室后端轴67的一端固接在丁字轴式差速联轴器64一侧的丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮22上；燃烧室前置和后置装置、流程及相互关联与优选实施例一均相同。

由往复式内燃机59与筒形旋转燃烧室54间设置的第一组串联的多级单入口立交式涡旋增压器的末级单入口立交式涡旋增压器出来的具有一定压力和温度的燃气空气混合物，经单入口立交式涡旋增压器排气通道160进入筒形旋转燃烧室进气通道169，在筒形旋转燃烧室进气通道169和单入口立交式涡旋增压器排气通道160中设置的楔形体调控装置结构形线构成的喉部截面可调拉法尔喷管中所述介质被加速到临界状态，然后进入筒形旋转燃烧室外壳体89与筒形旋转燃烧室火焰筒41之间环形空间，由筒形旋转燃烧室火焰筒41壁上的叠板隔层小孔进入筒形旋转燃烧室火焰筒41内，产生与火焰筒旋转方向114相反方向的速度，同时由于所述介质的粘滞性作用，在筒形旋转燃烧室火焰筒旋转方向上产生一定速度，总的效果是，介质的旋转速度远低于火焰筒旋转速度，相对较低压力的燃气空气混合物经筒形旋转燃烧室火焰筒41壁上的叠板隔层小孔被唧送进入压力相对较高的筒形旋转燃烧室火焰筒41，在动叶栅唧送逆止效应作用下，筒形旋转燃烧室火焰筒41内介质不会逆流，实现由低压区(旋转的筒形旋转燃烧室火焰筒外侧)向高压区(筒形旋转燃烧室火焰筒内)定常连续流动。具有一定压力和温度的燃气空气混合物在筒形旋转燃烧室混合燃烧段153与第四燃料喷嘴156喷入的燃料在多变状态下混合燃烧(启动时由第四点火器157点燃，启动后由稳燃区燃点以上温度点燃，所述稳燃区为筒形旋转燃烧室火焰筒41介质流速较低的中心区域)，介质的温度升高，压力同步提升，随着燃烧进行，燃气空气混合物旋转着向筒形旋转燃烧室混合排气段154进动推进；在筒形旋转燃烧室混合排气段154，再热后高温燃气空气混合物与第四喷水嘴158喷入的经往复式内燃机缸套水冷壁和缸头冷却涵道预热适量的高压雾化洁净水细小液滴表面直接接触，雾化洁净水迅速闪蒸蒸发混合换热；所述第四喷水嘴158雾化喷射开启止阀采用高背压弹簧。洁净水由筒形旋转燃烧室后端轴心管75进入筒形旋转燃烧室混合排气段154，燃料经筒形旋转燃烧室前端轴心管155进入筒形旋转燃烧室混合燃烧段153。由于水蒸汽热容量较高，产生的燃气空气水蒸汽混合物温度大幅度下降，由于涡旋流场存在，同时在筒形旋转燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的拉法尔喷管临界效应和动叶栅的唧送逆止效应作用下，所述介质的压力有所升高，使筒形旋转燃烧室实现多变状态下(多方)燃烧加热和混合闪蒸换热，使介质的压力接近平均吸热温度对应压比，同时实现介质的定常连续流动。中温具有一定压力的燃气空气水蒸汽混合物，经筒形旋转燃烧室火焰筒41上排气口的叠板隔层小孔高速排出，使筒形旋转燃烧室火焰筒41获得与排出介质流相反方向的动量矩，中温具有一定压力的燃气空气水蒸汽混合物经中空静叶81进入筒形旋转燃烧室排气通道170；往复式内燃机59排出的经增压具有一定温度和压力的燃气空气混合物由中空静叶81外侧通道进入端轴撑板84外侧，经端轴撑板84和火焰筒内凹端板85上的叠板隔层小孔进入筒形旋转燃烧室混合排气段154掺冷，同时冷却端轴撑板84和火焰筒内凹端板85。筒形旋转燃烧室火焰筒41出来具有一定压力中温燃气空气水蒸汽混合物，经筒形旋转燃烧室排气通道170上设置的楔形体调控装置，依次进入第二组串联的多级单入口立交式涡旋增压器动态压缩，接下来与优选实施例一均相同。当所述机组介质流量较大时，优选实施例五和优选实施例四的第一组串联的多级涡旋增压器和第二组串联的多级涡旋增压器均可采用多入口立交式涡旋增压器109。

Claims (11)

1.一种再热涡旋复合式热机，所述再热涡旋复合式热机包括往复式内燃机(59)、高压透平(7)、低压透平(14)、燃烧室、丁字轴式差速联轴器(64)、套轴式差速联轴器(10)和计算机调控中心；其特征在于：所述再热涡旋复合式热机还包括涡旋增压器、涡旋排气装置、楔形体调控装置和空气流量调节装置；所述涡旋增压器由设置在往复式内燃机(59)与燃烧室间的第一组串联的多级涡旋增压器和燃烧室与高压透平(7)间设置的第二组串联的多级涡旋增压器及高压透平(7)与低压透平(14)间设置的第三组串联的多级涡旋增压器组成，所述涡旋增压器是单入口立交式涡旋增压器(2)或者是多入口立交式涡旋增压器(109)，或者是超越式涡旋增压器(20)；所述燃烧室是单入口立交式涡旋燃烧室(93)或者是多入口立交式涡旋燃烧室(300)，或者是超越式涡旋燃烧室(97)或是环形旋转燃烧室(71)，或者是筒形旋转燃烧室(54)；所述涡旋排气装置是单环涡旋排气装置(15)，或者是双环涡旋排气装置(53)；所述涡旋增压器和燃烧室的进、排气通道上分别设置有一个楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置(3)，或者是一体位变式楔形体调控装置(224)，或者是分部形变式楔形体调控装置(4)或是外推形变式楔形体调控装置(237)，或者是内顶形变式楔形体调控装置(255)；第一组串联的多级涡旋增压器中至少一级涡旋增压器涡壳上设置有空气流量调节装置；三组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器及涡旋排气装置各设置有一个固液体分离装置；

高压透平(7)的套轴式高压透平轴(6)和低压透平(14)的低压透平轴(13)分别与套轴式差速联轴器(10)的两个套轴式差速联轴器锥形主动齿轮(24)固接，套轴式差速联轴器的输出轴中介轴(16)的一端与变速箱输入轴(328)的一端传动连接，变速箱输出轴(61)的一端和往复式内燃机输出轴(63)的一端分别与丁字轴式差速联轴器(64)的两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮(22)固接，动力由丁字轴式差速联轴器(64)输出轴丁字轴(27)输出；往复式内燃机(59)的排气通道与第一组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第一组串联的多级涡旋增压器上的空气流量调节装置与大气相通，第一组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与燃烧室的环形进气通道相接连通，燃烧室的环形排气通道与第二组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第二组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与高压透平(7)的环形进气通道相接连通，高压透平(7)的环形排气通道与第三组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第三组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与低压透平(14)的环形进气通道相接连通，低压透平(14)的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式排气口与大气相通。

2.根据权利要求1所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：丁字轴式差速联轴器(64)由丁字轴式差速联轴器十字轴(182)、丁字轴式差速联轴器十字轴安装架(25)、两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮(22)、四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮(26)、十字轴安装架锥形齿轮(79)、丁字轴(27)、丁字轴式差速联轴器壳体(28)、丁字轴锥形齿轮(76)、四个轴承(60)和两个差速联轴器自动防逆转装置组成；四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮(26)可转动分别安装在丁字轴式差速联轴器十字轴(182)上，丁字轴式差速联轴器十字轴(182)固装在丁字轴式差速联轴器十字轴安装架(25)上，丁字轴式差速联轴器十字轴安装架(25)通过两个轴承(60)可转动安装在变速箱输出轴(61)和往复式内燃机输出轴(63)上，变速箱输出轴(61)和往复式内燃机输出轴(63)分别固装在相对应的丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮(22)上，两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮(22)分别与四个丁字轴式差速联轴器行星齿轮(26)相啮合；十字轴安装架锥形齿轮(79)与丁字轴锥形齿轮(76)相啮合；丁字轴锥形齿轮(76)与丁字轴(27)相固接；变速箱输出轴(61)和往复式内燃机输出轴(63)的一端分别装有一个差速联轴器自动防逆转装置，差速联轴器自动防逆转装置由轮盘(105)、支架(104)、两个轴键(106)、多个楔形滚道(107)、多个弹簧(102)和多个滚珠(103)组成；变速箱输出轴(61)和往复式内燃机输出轴(63)的一端分别安装在支架(104)的中心孔和轮盘(105)的中心轴孔内，并分别通过一个轴键(106)与轮盘(105)固接，变速箱输出轴(61)和往复式内燃机输出轴(63)各通过一个轴承(60)分别与支架(104)可转动连接，支架(104)与丁字轴式差速联轴器壳体(28)相固接，轮盘(105)与支架(104)相邻一侧端面上沿其圆周方向加工有多个楔形滚道(107)，每个楔形滚道(107)内装有一个滚珠(103)和一个弹簧(102)，所述弹簧(102)设置在滚珠(103)的外侧。

3.根据权利要求1所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：空气流量调节装置由空气通道(321)和一体位变式楔形体调控装置(224)组成，空气通道(321)设置在涡旋增压器的涡壳上，是涡旋增压器等速涡壳入口的一部分，空气通道(321)的入口流量可调与大气相通，空气通道(321)出口在气流旋转方向上与涡旋增压器相通，一体位变式楔形体调控装置(224)安装在空气通道(321)的入口处。

4.根据权利要求1所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：所述涡旋燃烧室为多入口立交式涡旋燃烧室(300)，多入口立交式涡旋燃烧室(300)由多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)、多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口、多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳、多个多入口立交式涡旋燃烧室撑杆(306)、多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板(307)、多入口立交式涡旋燃烧室排气口(308)、多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔(309)、多入口立交式涡旋燃烧室排气通道(310)、多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)、至少一个第五燃料喷嘴(297)、至少一个第五点火器(298)、至少一个第五喷水嘴(299)和多个第二柳叶形管(312)组成；多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)是一个环形等速涡壳，多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳将多入口立交式涡旋燃烧室进气口均分为多个,多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口位于多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)的内侧，多入口立交式涡旋燃烧室进气口比多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳多一个，多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳为渐开线形，其中多入口立交式涡旋燃烧室第一导气涡壳(305)设置在多入口立交式涡旋燃烧室第一进气口(302)和多入口立交式涡旋燃烧室第二进气口(303)的中间，多入口立交式涡旋燃烧室第二导气涡壳(326)设置在多入口立交式涡旋燃烧室第二进气口(303)和多入口立交式涡旋燃烧室第三进气口(327)的中间；多个多入口立交式涡旋燃烧室导气涡壳由多个多入口立交式涡旋燃烧室撑杆(306)支撑并固装在多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)上，多入口立交式涡旋燃烧室撑杆(306)的截面为叶片形；多个多入口立交式涡旋燃烧室进气口均为环形并与环形的多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)连通，多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)的内边为渐开线形并与多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)切向外接，多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)的外边是多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)渐开线的延长过渡线；多入口立交式涡旋燃烧室(300)内等间距设置有多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板(307)，多个多入口立交式涡旋燃烧室隔板(307)将多入口立交式涡旋燃烧室(300)沿轴向均分成多段，每段多入口立交式涡旋燃烧室(300)由一个多入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段(313)和一个多入口立交式涡旋燃烧室混合排气段(314)组成，每个多入口立交式涡旋燃烧室混合燃烧段(313)内设有至少一个第五燃料喷嘴(297)和至少一个第五点火器(298)，每个多入口立交式涡旋燃烧室混合排气段(314)内设有至少一个第五喷水嘴(299)，每个多入口立交式涡旋燃烧室隔板(307)的中间均设有一个第三隔板过气孔(315)，各段多入口立交式涡旋燃烧室(300)经第三隔板过气孔(315)首尾相接形成一个涡环；多入口立交式涡旋燃烧室(300)的涡环横截面多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)上设有多入口立交式涡旋燃烧室排气口(308)，多入口立交式涡旋燃烧室排气口(308)位于每段多入口立交式涡旋燃烧室(300)末端的多入口立交式涡旋燃烧室隔板(307)的内侧，对应多入口立交式涡旋燃烧室排气口(308)外侧的多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)上设有多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔(309)，多入口立交式涡旋燃烧室排气口(308)与多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔(309)连通，多入口立交式涡旋燃烧室排气集气腔(309)与第二柳叶形管(312)相接连通，第二柳叶形管(312)与环形的多入口立交式涡旋燃烧室排气通道(310)相接连通，第二柳叶形管(312)设置在多入口立交式涡旋燃烧室第一进气口302对应的多入口立交式涡旋燃烧室涡壳(301)上，每段多入口立交式涡旋燃烧室(300)设至少一个第二柳叶形管(312)，第二柳叶形管(312)的外侧是多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)；多入口立交式涡旋燃烧室进气通道(311)和多入口立交式涡旋燃烧室排气通道(310)上分别设置有一个楔形体调控装置。

5.根据权利要求1所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：环形旋转燃烧室(71)火焰筒和筒形旋转燃烧室(54)火焰筒分别由往复式内燃机驱动旋转；即环形旋转燃烧室火焰筒(164)的两端分别固装在环形旋转燃烧室火焰筒前撑板(87)和环形旋转燃烧室火焰筒后撑板(88)上，环形旋转燃烧室火焰筒前撑板(87)和环形旋转燃烧室火焰筒后撑板(88)固装在往复式内燃机输出轴(63)上；筒形旋转燃烧室火焰筒(41)的两端各通过一个端轴撑板(84)和一个火焰筒内凹端板(85)分别固装在筒形旋转燃烧室火焰筒前端轴(165)和后端轴(67)上，筒形旋转燃烧室火焰筒前端轴(165)与往复式内燃机输出轴(63)为一体轴。

6.根据权利要求1所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：第一组和第二组串联的多级涡旋增压器为超越式涡旋增压器(20)，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器间设置的燃烧室为超越式涡旋燃烧室(97)，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器与其间串联设置的超越式涡旋燃烧室(97)组成一个单元体，所述单元体按并列多个字母S形轴对称内外两层排列设置；单元体串联的超越式涡旋增压器(20)和超越式涡旋燃烧室(97)的级数为奇数时，往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体内层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第二级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第二级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体内层第二位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第三级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第三级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第二位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第四级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第四级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体内层第三位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第五级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第五级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物进入位于单元体外层第三位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第六级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第六级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物按并列多个字母S形排列依次进入单元体外层第三位以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室(97)和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的次末级超越式涡旋增压器位于单元体外层的末位，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的末级超越式涡旋增压器位于单元体内层的末位，单元体外层的末位位于单元体内层次末位和内层末位中间的外侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；当单元体串联的超越式涡旋增压器(20)和超越式涡旋燃烧室(97)的级数为偶数时，往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母S形排列依次进入单元体的内层第一位、外层第二位、内层第二位、外层第三位、内层第三位、外层第四位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室(97)和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体外层的末位于单元体内层次末位和内层末位中间的外侧，单元体内层第一位位于单元体外层第一位和外层第二位中间的内侧。

7.根据权利要求1所述再热涡旋复合式热机，其特征在于：第一组和第二组串联的多级涡旋增压器为超越式涡旋增压器(20)，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器间设置的燃烧室为超越式涡旋燃烧室(97)，第一组串联的多级超越式涡旋增压器和第二组串联的多级超越式涡旋增压器与其间串联设置的超越式涡旋燃烧室(97)组成一个单元体，所述单元体按并列多个字母Z形轴对称内外两层排列设置；单元体串联的多级超越式涡旋增压器和超越式涡旋燃烧室(97)的级数是4的整数倍时，往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体内层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器出来具有一定压力燃气空气混合物按并列多个字母Z形排列依次进入位于单元体外层第一位、外层第二位、内层第二位、内层第三位、外层第三位、外层第四位、内层第四位、内层第五位、外层第五位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室(97)和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的次末级超越式涡旋增压器位于单元体外层的末位，第二组串联的多级超越式涡旋增压器的末级超越式涡旋增压器位于单元体内层的末位，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；当单元体串联的多级超越式涡旋增压器(20)和超越式涡旋燃烧室(97)的级数加2是4的整数倍时，往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母Z形排列依次进入单元体的内层第一位、内层第二位、外层第二位、外层第三位、内层第三位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室(97)和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体外层第一位位于单元体内层第一位和内层第二位中间的外侧；当单元体串联的多级超越式涡旋增压器(20)和超越式涡旋燃烧室(97)的级数加1是4的整数倍时，往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物首先进入位于单元体外层第一位的第一组串联的多级超越式涡旋增压器的第一级超越式涡旋增压器，随后按并列多个字母Z形排列依次进入单元体的外层第二位、内层第一位、内层第二位、外层第三位、外层第四位、内层第三位及以后单元体内、外层各位上的第一组串联的多级超越式涡旋增压器、超越式涡旋燃烧室(97)和第二组串联的多级超越式涡旋增压器，单元体内层的末位于单元体外层次末位和外层的末位中间的内侧，单元体内层第一位位于单元体外层第一位和外层第二位中间的内侧。

8.根据权利要求1、3至7其中任一项所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：所述涡旋燃烧室和旋转燃烧室采用的是一种定常连续涡旋流的多变状态下燃烧加热技术；第一组串联的多级涡旋增压器的末级涡旋增压器出来具有一定温度和压力的燃气空气混合物延涡旋燃烧室等速涡壳渐开线形进气通道进入涡旋燃烧室，所述具有一定温度和压力的燃气空气混合物作为介质其流速增加，介质的部分内能先转变为介质的动能，在涡旋燃烧室内形成涡旋流场，所述涡旋流场与入射的介质流矢量相同流线重合，入射介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流负压诱导，两者相互促进介质的流速进一步提高，在涡旋流场效应作用下，介质流流线卷积势流叠加，在涡旋流中心，涡旋流流速下降，介质的动能进一步转变为介质的势能；旋转燃烧室火焰筒随往复式内燃机输出轴(63)一起高速旋转，具有一定动量矩的旋转燃烧室火焰筒壁叠板隔层小孔结构产生动叶栅的唧送和逆止效应，唧送和诱导压力相对较低燃气空气混合物进入旋转燃烧室内；所述涡旋燃烧室和旋转燃烧室在流体的标量场矢量场特性和涡旋流的速度场、压力场、温度场、能量场效应及势流叠加效应作用下，在涡旋燃烧室和旋转燃烧室进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，在燃料燃气空气混合燃烧过程中产生多变效应，介质温度升高的同时，介质的压力同步得到提升，实现热力学称之为多变的状态变化，使产生的燃气空气混合物的压力较为接近平均吸热温度对应的压比，同时实现所述介质的定常连续流动。

9.根据权利要求1、4至7其中任一项所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种多变状态下的闪蒸混合换热技术；在涡旋燃烧室和旋转燃烧室的混合排气段，在定常连续涡旋流的多变状态下，让经往复式内燃机(59)缸筒水冷壁和缸头冷却涵道预热并增压适量的高压洁净水，由喷水嘴雾化喷入涡旋燃烧室和旋转燃烧室混合排气段内，与再热后高温燃气空气混合物直接接触，雾化洁净水压力骤然下降，使洁净水雾化更加细微，同时温度突然升高，迅速闪蒸蒸发混合换热，热交换介质趋向同一温度温差趋于零；这是一种无界定传热面无温差的热交换，传热面就是细小雾化洁净水液滴表面，是一种集传导、对流、幅射、多相流、蒸发、混合融合为一体的全方位热交换；产生的燃气空气水蒸汽混合物温度大幅度下降，压力得到提升，使所述介质的压力进一步接近平均吸热温度对应的压比，同时雾化洁净水会中和燃气中部分有害气体。

10.根据权利要求1、4、6、7其中任一项所述的再热涡旋复合式热机，其特征在于：所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种用介质内能动态压缩涡旋流增压技术，所述介质是往复式内燃机(59)排出的燃气空气混合物或者是再热并闪蒸产生的燃气空气水蒸汽混合物；实现这一技术的是涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋排气装置和楔形体调控装置，涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋排气装置进气段均为环形等速涡壳，介质由涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置等速涡壳渐开线形进气通道进入涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置，遵循动量守恒定理，介质的流速增加，在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中形成稳定的涡旋流场，所述涡旋流场与入射的介质流矢量相同流线重合，入射介质流给涡旋流动量，涡旋流给入射介质流低于静压头一个动压头值负压诱导相互促进，介质流速进一步提高，介质的部分内能转变为介质的动能，表征内能水平介质的温度有所下降；在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置中，介质在涡旋流的速度场、压力场、温度场、能量场效应和势流叠加效应作用下，同时在流体的标量场和矢量场特性及所述装置进、排气通道上安装的楔形体调控装置结构形线所构成的喉部截面可调的拉法尔喷管临界效应作用下，涡旋流流线卷积势流叠加，在涡旋增压器、涡旋燃烧室和涡旋排气装置涡环涡旋流中心似固体旋转区，涡旋流流速下降，在涡心速度降为零，介质被动态压缩，所述动能进一步转变为介质的位能，介质压力得到提升，即用介质的内能提高介质的压力，表征标量场特性的介质的滞止压将升高,表征矢量场特征作用于入射气流的背压则下降，多个串联的上述装置效应的叠加，使介质的压力高出平均吸热温度对应的压比，进而在接下来的多组透平中实现深度焓降，同时实现介质的定常连续流动。

11.根据权利要求1或2所述再热涡旋复合式热机，其特征在于：所述的再热涡旋复合式热机采用的是一种多动力源轴端差速动态联接，焓降动态分配动力一轴输出技术；承载这一技术的是套轴式差速联轴器(10)和丁字轴式差速联轴器(64)；套轴式差速联轴器和丁字轴式差速联轴器配合使用，下一级差速联轴器两个输入轴或其中一个输入轴联接上一级差速联轴器输出轴，可方便实现三轴及以上个轴端差速联接，允许各接入轴以不同转数工作，并一轴统一输出动力；在一个热力系统中，通过差速联轴器行星齿轮的差速旋转协调和充分发挥各接入轴动力装置的气动和扭矩特性，对各接入轴转数进行自适应差速调节和焓降的动态分配；所述差速联轴器两侧输入轴各装设一个差速联轴器自动防逆转装置，在一侧无动力输入时，可自动防逆转。