CN103452698A - 回流极限压比循环发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回流极限压比循环发动机，包括气缸活塞机构、储罐、氧化剂供给器、工质导出口和燃料供给器，在所述气缸活塞机构的气缸内设置燃烧室，所述燃烧室经供送通道与所述储罐连通，所述燃烧室经回送通道与所述储罐连通，所述氧化剂供给器经氧化剂入口与所述燃烧室连通，所述燃料供给器经燃料入口与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述工质导出口连通，所述储罐的承压能力大于0.5MPa。本发明可充分利用发动机排气中的能量，具有压缩比高、效率高、节能的特点。

Description

回流极限压比循环发动机

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种发动机。

背景技术

传统发动机一般以大气为进气源，所以压缩过程的起点压力较低，这不仅影响发动机的效率，而且严重影响发动机的功率密度。如果能够为发动机提供具有一定压力而且温度又不高的进气，在扣除进气功后也可以有效地增加发动机的效率和功率密度。

发明内容

本发明提供了一种功率大、功率密度高、节能环保的回流极限压比循环发动机，具体技术方案如下：

方案一：一种回流极限压比循环发动机，包括气缸活塞机构、储罐、氧化剂供给器、工质导出口和燃料供给器，在所述气缸活塞机构的气缸内设置燃烧室，所述燃烧室经供送通道与所述储罐连通，所述燃烧室经回送通道与所述储罐连通，所述氧化剂供给器经氧化剂入口与所述燃烧室连通，所述燃料供给器经燃料入口与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述工质导出口连通，所述储罐的承压能力大于0.5MPa。

方案二：在方案一的基础上，在所述供送通道、所述回送通道、所述储罐中的至少一处上设置冷却器。

方案三：在方案二的基础上，所述冷却器的出口的工质温度低于373K。

方案四：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于0.7MPa。

方案五：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于0.9MPa。

方案六：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于1.1MPa。

方案七：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于1.3MPa。

方案八：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于1.5MPa。

方案九：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于1.7MPa。

方案十：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于1.9MPa。

方案十一：在方案一至三中任一项方案的基础上，所述储罐的承压能力大于2.0MPa。

方案十二：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于0.5MPa。

方案十三：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于0.7MPa。

方案十四：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于0.9MPa。

方案十五：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于1.1MPa。

方案十六：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于1.3MPa。

方案十七：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于1.5MPa。

方案十八：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于1.7MPa。

方案十九：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于1.9MPa。

方案二十：在方案一至十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器的承压能力大于2.0MPa。

方案二十一：在方案一至二十中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力大于或等于1MPa，温度低于373K。

方案二十二：在方案一至二十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器设为包括冷却器的空气压缩机。

方案二十三：在方案一至二十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器设为空气压缩机。

方案二十四：在方案一至二十一中任一项方案的基础上，所述氧化剂供给器设为多级空气压缩机。

方案二十五：在方案二十二的基础上，所述空气压缩机的出口处的气体温度低于373K。

方案二十六：在方案二十三的基础上，所述空气压缩机的出口处的气体温度低于373K。

方案二十七：在方案二十四的基础上，所述空气压缩机的出口处的气体温度低于373K。

方案二十八：在方案一或四至二十七中任一项方案的基础上，所述氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述工质导出口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述燃料入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上。

方案二十九：在方案二或三的基础上，所述氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述工质导出口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述燃料入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上。

方案三十：在方案一或四至二十七中任一项方案的基础上，所述氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上，所述燃料入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述工质导出口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上。

方案三十一：在方案二或三的基础上，所述氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上，所述燃料入口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上，所述工质导出口设置在所述气缸活塞机构的气缸上、所述供送通道上、所述回送通道上或所述储罐上。

方案三十二：在方案一至三十一中任一项方案的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括附属做功机构，所述工质导出口与所述附属做功机构的工质入口连通。

方案三十三：在方案一至三十一中任一项方案的基础上，在所述工质导出口处设置工质导出控制阀。

方案三十四：在方案一至三十一中任一项方案的基础上，在所述工质导出口处设涡轮。

方案三十五：在方案一至三十一中任一项方案的基础上，在所述氧化剂供给器和所述燃烧室之间的连通通道上设叶轮式压气机。

方案三十六：在方案三十五的基础上，在所述工质导出口处设涡轮，所述涡轮对所述叶轮式压气机输出动力。

方案三十七：在方案一或四至二十八中任一项或三十或三十二至三十六的基础上，在所述供送通道上设置附属涡轮，在所述回送通道上设置附属叶轮式压气机，所述附属涡轮的工质出口经冷却器和所述附属叶轮式压气机的工质入口连通。

方案三十八：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，在所述供送通道上设置附属涡轮，在所述回送通道上设置附属叶轮式压气机，所述附属涡轮的工质出口经所述冷却器或经另一冷却器和所述附属叶轮式压气机的工质入口连通。

方案三十九：在方案三十七或三十八的基础上：所述附属涡轮对所述附属叶轮式压气机输出动力。

方案四十：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，设置两个以上所述气缸活塞机构，每一个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室均连通有所述工质导出口。

方案四十一：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，设置两个以上所述气缸活塞机构，每一个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室均连通有所述工质导出口。

方案四十二：在方案四十或四十一的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括一个涡轮和一个叶轮式压气机，每一个所述燃烧室均经所述工质导出口与所述涡轮连通，每一个所述燃烧室均经所述叶轮式压气机与同一个所述氧化剂供给器连通。

方案四十三：在方案四十二的基础上，所述涡轮对所述叶轮式压气机输出动力。

方案四十四：在方案四十或四十一的基础上，每个所述燃烧室均经所述供送通道和所述回送通道与同一个所述储罐连通。

方案四十五：在方案四十四的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括一个附属涡轮和一个附属叶轮式压气机，所述储罐经所述附属涡轮与所述供送通道连通，所述储罐经所述附属叶轮式压气机与所述回送通道连通。

方案四十六：在方案四十五的基础上，所述附属涡轮对所述附属叶轮式压气机输出动力。

方案四十七：在方案四十或四十一的基础上，每个所述燃烧室均与同一个所述氧化剂供给器连通。

方案四十八：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，所述氧化剂供给器与至少一个所述燃烧室连通。

方案四十九：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，所述氧化剂供给器与至少一个所述燃烧室连通。

方案五十：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，所述氧化剂供给器经叶轮式压气机与至少一个所述燃烧室连通。

方案五十一：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，所述氧化剂供给器经叶轮式压气机与至少一个所述燃烧室连通。

方案五十二：在方案五十或五十一的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括涡轮，所述涡轮的工质入口与至少一个所述工质导出口连通。

方案五十三：在方案五十二的基础上，所述涡轮对所述叶轮式压气机输出动力。

方案五十四：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，所述储罐经所述供送通道与至少一个所述燃烧室连通，所述储罐经所述回送通道与至少一个所述燃烧室连通。

方案五十五：在方案五十四的基础上，所述储罐的工质出口与附属叶轮压气机的工质入口连通，所述附属叶轮压气机的工质出口与至少一个所述燃烧室连通，至少一个所述燃烧室与附属涡轮的工质入口连通，所述附属涡轮的工质出口与所述储罐的工质入口连通，所述附属涡轮的工质出口经冷却器和所述附属叶轮式压气机的工质入口连通。

方案五十六：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，所述储罐经所述供送通道与至少一个所述燃烧室连通，所述储罐经所述回送通道与至少一个所述燃烧室连通。

方案五十七：在方案五十六的基础上，所述储罐的工质出口与附属叶轮压气机的工质入口连通，所述附属叶轮压气机的工质出口与至少一个所述燃烧室连通，至少一个所述燃烧室与附属涡轮的工质入口连通，所述附属涡轮的工质出口与所述储罐的工质入口连通，所述附属涡轮的工质出口经所述冷却器和所述附属叶轮式压气机的工质入口连通。

方案五十八：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，所述气缸活塞机构设为两个以上，所述储罐分别与每个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室连通。

方案五十九：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，所述气缸活塞机构设为两个以上，所述储罐分别与每个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室连通。

方案六十：在方案五十八的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括一个附属涡轮和一个附属叶轮式压气机，所述储罐经所述附属涡轮与所述供送通道连通，所述储罐经所述附属叶轮式压气机与所述回送通道连通。

方案六十一：在方案五十九的基础上，所述回流极限压比循环发动机还包括一个附属涡轮和一个附属叶轮式压气机，所述储罐经所述附属涡轮与所述供送通道连通，所述储罐经所述附属叶轮式压气机与所述回送通道连通。

方案六十二：在方案六十的基础上，在所述附属涡轮工质出口与所述附属叶轮式压气机工质入口之间设冷却器。

方案六十三：在方案六十一的基础上，所述冷却器设置在所述附属涡轮工质出口与所述附属叶轮式压气机工质入口之间，或在所述附属涡轮工质出口与所述附属叶轮式压气机工质入口之间设另一冷却器。

方案六十四：在方案六十至六十三中任一项方案的基础上，所述附属涡轮对所述附属叶轮式压气机输出动力。

方案六十五：在方案一或四至二十八中任一项或三十的基础上，所述气缸活塞机构设为两个以上，所述氧化剂供给器分别与每个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室连通。

方案六十六：在方案二或三或二十九或三十一的基础上，所述气缸活塞机构设为两个以上，所述氧化剂供给器分别与每个所述气缸活塞机构的气缸内的所述燃烧室连通。

本发明中，所述氧化剂供给器内的氧化剂压力需要根据公知常识进行调整，使得所述氧化剂供给器内的氧化剂能够进入所述燃烧室。

本发明中，所谓的“氧化剂”是指能与燃料发生燃烧化学反应的物质，例如液氧、氧气、空气、液态空气、双氧水、双氧水溶液等。

本发明中，所谓的“燃料”是指能与氧化剂发生燃烧化学反应的物质，例如碳氢化合物、碳氢氧化合物等，其中，所述碳氢化合物包括汽油、柴油、重油、煤油、航空煤油等其他烃类；所述碳氢氧化合物包括甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等。

本发明中，所谓A和B连通是指A与B之间工质发生流动，包括工质从A流到B或者从B流到A，或者工质先从A流到B再从B流到A。所谓的“连通”包括直接连通、间接连通和经操作单元连通，所述操作单元包括阀、控制机构、供送机构（泵）和热交换器等。

所谓“所述燃料供给器经燃料入口与所述燃烧室连通”包括向所述燃烧室内直接喷入燃料，或将燃料喷入将要进入所述燃烧室的气体中以及将燃料与氧化剂预先混合，所谓喷入包括按正时关系喷入也包括不按正时关系喷入。

本发明中，所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力可以大于所述储罐内的工质的压力，也可以等于或小于所述储罐内的工质的压力；当所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力大于所述储罐内的工质的压力时，所述氧化剂供给器中的氧化剂可以直接充入所述燃烧室内；当所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力等于所述储罐内的工质的压力时，所述氧化剂供给器中的氧化剂可以与所述储罐内的气体一起被吸入所述燃烧室，当所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力小于所述储罐内的工质的压力时，所述氧化剂供给器中的氧化剂可以事先吸入所述燃烧室并压缩到一定程度后再将所述储罐内的气体导入所述燃烧室。

本发明中，所述储罐内的工质压力与所述储罐的承压能力相匹配，即所述储罐内的最工质压力达到其承压能力。

本发明中，所述氧化剂供给器内的工质压力与所述氧化剂供给器的承压能力相匹配，即所述氧化剂供给器内的最高工质压力达到其承压能力。

本发明中，所述附属做功机构包括气缸活塞式做功机构、叶轮式做功机构、罗茨马达、螺杆马达、气动马达等。

本发明中，所述气缸活塞机构可以按照四冲程工作模式工作，也可以按照二冲程工作模式工作，根据具体情况、依据公知技术决定其按二冲程工作模式或按四冲程工作模式工作，并根据工作模式的不同，依据公知技术对所述气缸活塞机构的结构进行调整。

本发明中的回流极限压比循环发动机可选择性地按照下述中的循环模式工作，但是由于在实际机构等诸多条件的限制下，本发明中发动机可能完全按下述循环方式工作，有可能出现一定程度偏差，但仍属于回流极限压比循环发动机的范畴。

本发明中，图1是纵轴为压力，横轴为温度的图，即P-T图，其中曲线A、曲线B和曲线C是绝热过程曲线，0-1是恒温压缩过程，1-2是绝热压缩过程，2-3是恒温吸热膨胀过程，3-0是绝热膨胀过程，2-4和2-4′是恒容加热过程，2-5和2-5′是恒压加热过程。

其中：0-1-2-3-0是卡诺循环的工作模式；0-1-2-5-0是效率高于前述卡诺循环的循环模式，0′-1-2-5′-0′是效率高于前述0-1-2-5-0的循环模式；0′-1-2-4′-0′是比0-1-2-4-0效率更高的循环工作模式。由图1可知，由状态点2开始到达任何一个在状态点3和4之间的并与状态点3和4在同一绝热过程曲线上的加热过程构成的循环的效率均比以状态点2处的温度为高温热源的卡诺循环的效率高，同样由状态点2开始到达任何一个在状态点3′和4′之间的并与状态点3′和4′在同一绝热过程曲线上的加热过程构成的循环的效率均比以状态点2处的温度为高温热源的卡诺循环、0-1-2-5-0以及0-1-2-4-0的效率高。本发明所公开的回流极限压比循环发动机，其循环模式可以是上述0-1-2-3-0、0-1-2-5-0、0-1-2-4-0、0′-1-2-5′-0′以及0′-1-2-4′-0′循环模式，也可以是0-1-2-X-0的循环模式，其中，X在状态点3和4之间的通过状态点3和4的绝热过程曲线上；或可以是0′-1-2-X′-0′的循环模式，其中，X′在状态点3′和4′之间的通过状态点3′和4′的绝热过程曲线上。

图中0-1-2-A-B-0的工作循环是效率高于前述0-1-2-3-0、0-1-2-5-0以及0-1-2-4-0工作循环的工作模式，其中A-B-C是等压线，上述工作循环的效率的排列顺序如下：0-1-2-A-B-0＞0-1-2-4-0＞0-1-2-5-0＞0-1-2-3-0。

对应的，0′-1-2-A-C-3′-0′的工作循环是效率高于前述0′-1-2-3′-0′、0′-1-2-5′-0′、0′-1-2-4′-0′、以及0′-1-2-4′-0′工作循环的工作模式，上述工作循环的效率的排列顺序如下：0′-1-2-A-C-3′-0′＞0′-1-2-4′-0′＞0′-1-2-5′-0′＞0′-1-2-3′-0′。

图中T₃与T₂的温差小于200K。

本发明中，所述恒温压缩过程、绝热压缩过程、恒容加热过程、恒压加热过程、恒温吸热膨胀过程以及绝热膨胀过程，均包括严格按所述过程进行的过程，也包括由于工程上或机构上的限制所必须采取的近似过程，例如：恒温压缩过程可能无法真正实现恒温压缩，但是必须有冷却过程参与，例如压缩过程的级间冷却过程的参与。

本发明中，应根据发动机领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统，例如根据所述燃烧室内燃烧条件的要求可以设置火花塞等。

本发明的有益效果如下：

所述储罐为本发明的回流极限压比循环发动机的工作循环提供有压工质，为发动机提供具有一定压力而且温度又不高的进气，具有压缩比高、效率高、节能的特点，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的P-T图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图；

图6为本发明实施例5的结构示意图；

图7为本发明实施例6的结构示意图；

图8为本发明实施例7的结构示意图；

图9为本发明实施例8的结构示意图；

图10为本发明实施例9的结构示意图；

图11为本发明实施例10的结构示意图；

图12为本发明实施例11的结构示意图；

图13为本发明实施例12的结构示意图；

图14为本发明实施例13的结构示意图；

图15为本发明实施例14的结构示意图；

图16为本发明实施例15的结构示意图；

图17为本发明实施例16的结构示意图；

图18为本发明实施例17的结构示意图；

图19为本发明实施例18的结构示意图；

图20为本发明实施例19的结构示意图；

图21为本发明实施例20的结构示意图，

图中：

1气缸活塞机构、2储罐、3氧化剂供给器、4工质导出口、5燃料供给器、6燃烧室、7供送通道、8回送通道、9冷却器、12附属做功机构、13工质导出控制阀、14涡轮、15叶轮式压气机、16空气压缩机、141附属涡轮、151附属叶轮式压气机。

具体实施方式

实施例1

如图2所示的一种回流极限压比循环发动机，包括气缸活塞机构1、储罐2、氧化剂供给器3、工质导出口4和燃料供给器5，在所述气缸活塞机构1的气缸内设置燃烧室6，所述燃烧室6经供送通道7与所述储罐2连通，所述燃烧室6经回送通道8与所述储罐2连通，所述氧化剂供给器3经氧化剂入口与所述燃烧室6连通，所述燃料供给器5经燃料入口与所述燃烧室6连通，所述燃烧室6与所述工质导出口4连通，所述储罐2的承压能力大于0.5MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于0.5MPa。

所述工质导出口4在导出工质的同时还可以导出部分热量。

作为可以变换的实施方式，所述储罐2的承压能力可改设为大于0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或改设为大于2MPa。

作为可以变换的实施方式，可以不对所述氧化剂供给器3的承压能力进行限制，或者将所述氧化剂供给器3的承压能力改设为大于0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或改设为大于2MPa。

作为可以变换的实施方式，可以选择性的设置所述氧化剂供给器3所提供的氧化剂的压力大于或等于1MPa，温度低于373K。

实施例2

如图3所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例1的基础上：所述氧化剂入口、所述燃料入口、所述工质导出口4均设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，在所述气缸活塞机构1的气缸上的所述氧化剂入口处设置气门，在所述供送通道7上设置冷却器9，在所述工质导出口4处设置工质导出控制阀13，所述冷却器9的出口的工质温度低于373K，所述储罐2的承压能力大于0.7MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于0.7MPa。

所述氧化剂入口、所述燃料入口、所述工质导出口4的设置只需要保证所述氧化剂供给器3、所述工质导出口4和所述燃料供给器5分别和所述燃烧室6连通即可，它们的具体设置位置不影响本发明的发明目的的实现。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9还可改设在所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9的出口的工质温度可以不限定。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9可以不设。

作为可以变换的实施方式，可以不在所述工质导出口4处设置工质导出控制阀13。

实施例3

如图4所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例2的区别在于：所述燃料供给器5经燃料入口与所述储罐2连通，所述工质导出口4设置在所述供送通道7上，所述储罐2的承压能力大于0.9MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于0.9MPa。具体实施时，所述工质导出口4设置在所述冷却器9与所述气缸活塞机构1的气缸之间的连通通道上，所述工质导出口4处设所述工质导出控制阀13。

本实施例中所述工质导出口4的设置位置可以在需要冷却前将工质导出，节省冷却需要的能量，同时增加导出工质的做功能力。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4还可改为设置在所述回送通道8上或所述储罐2上；所述燃料供给器5的燃料入口还可设置在所述供送通道7上或所述回送通道8上。

实施例4

如图5所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例3的基础上：所述氧化剂供给器3设为空气压缩机16，所述空气压缩机16的出口处的气体温度低于373K。

作为可以变换的实施方式，所述空气压缩机16可设为多级。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3还可设为包括冷却器的空气压缩机16。

作为可以变换的实施方式，所述空气压缩机16的出口处的气体温度可以不设。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述空气压缩机16等结构，并选择性的设置所述空气压缩机16的出口处的气体温度低于373K。

实施例5

如图6所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例3的区别在于：所述回流极限压比循环发动机还包括附属做功机构12，所述工质导出口4与所述附属做功机构12的工质入口连通，所述冷却器9改为设置在所述回送通道8上，所述储罐2的承压能力大于1.1MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.1MPa。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3所提供的氧化剂的压力大于或等于1MPa，温度低于373K。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述附属做功机构12等结构。

实施例6

如图7所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例2的区别在于：取消工质导出控制阀13，在所述工质导出口4处增设涡轮14，在所述氧化剂供给器3和所述燃烧室6之间的连通通道上增设叶轮式压气机15，所述冷却器9改为设置在所述储罐2上，所述涡轮14对所述叶轮式压气机15输出动力，所述储罐2的承压能力大于1.5MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.5MPa。

作为可以变换的实施方式，所述涡轮14、所述叶轮式压气机15可以择一设置。

作为可以变换的实施方式，所述涡轮14可以不对所述叶轮式压气机15输出动力。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或改设所述储罐2上，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9可以改设在所述供送通道7、所述回送通道8中的至少一处上。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述涡轮14和所述叶轮式压气机15等结构。

实施例7

如图8所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例5的区别在于：在所述供送通道7上增加设置附属涡轮141，在所述回送通道8上增加设置附属叶轮式压气机151，所述燃料供给器5的燃料入口与所述氧化剂供给器3的氧化剂入口一体化设置，所述冷却器9设置在所述储罐2与所述附属涡轮141之间的连通通道上，所述储罐2的承压能力大于2MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于2MPa。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9还可改设在所述储罐2与所述附属叶轮式压气机151之间的连通通道上。

为了提高系统的效率，所述附属涡轮141可选择性地对所述附属叶轮式压气机151输出动力。

作为可以变换的实施方式，所述附属涡轮141与所述附属叶轮式压气机151可以择一设置。

作为可以变换的实施方式，所述附属做功机构12可以取消。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述附属涡轮141与所述附属叶轮式压气机151等结构。

作为可以变换的实施方式，所述燃料供给器5的燃料入口与所述氧化剂供给器3的氧化剂入口可分别设置。

实施例8

如图9所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例2的基础上：设置两个所述气缸活塞机构1，每个所述燃烧室6均经所述供送通道7和所述回送通道8与同一个所述储罐2连通，每个所述燃烧室6均与同一个所述氧化剂供给器3连通。

作为可以变换的实施方式，所述气缸活塞机构1可以设为3个或者更多，所述储罐2可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，同理，所述氧化剂供给器3可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，与所述储罐2、所述氧化剂供给器3连通的所述燃烧室6所在的所述气缸活塞机构1的个数可以不同。

作为可以变换的实施方式，在所述储罐2为两个所述气缸活塞机构1提供有压气体的结构中，所述氧化剂供给器3可以只为一个所述气缸活塞机构1提供氧化剂，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述氧化剂供给器3；同理，在所述氧化剂供给器3分别为两个所述气缸活塞机构1提供氧化剂的结构中，所述储罐2可以只为一个所述气缸活塞机构1提供有压气体，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述储罐2。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述气缸活塞机构1为两个或两个以上。

实施例9

如图10所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例6的区别在于：设置两个所述气缸活塞机构1，每一个所述燃烧室6均经所述工质导出口4与所述涡轮14连通，每一个所述燃烧室6均经所述叶轮式压气机15与同一个所述氧化剂供给器3连通。

本实施例在具体实施时在所述工质导出口4处设置所述工质导出控制阀13。

作为可以变换的实施方式，所述气缸活塞机构1可以设为3个或者更多，所述储罐2可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，同理，所述氧化剂供给器3可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，与所述储罐2、所述氧化剂供给器3连通的所述燃烧室6所在的所述气缸活塞机构1的个数可以不同。

作为可以变换的实施方式，在所述储罐2为两个所述气缸活塞机构1提供有压气体的结构中，所述氧化剂供给器3可以只为一个所述气缸活塞机构1提供氧化剂，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述氧化剂供给器3和叶轮式压气机15；同理，在所述氧化剂供给器3分别为两个所述气缸活塞机构1提供氧化剂的结构中，所述储罐2可以只为一个所述气缸活塞机构1提供有压气体，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述储罐2。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述气缸活塞机构1为两个或两个以上。

实施例10

如图11所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例7的区别在于：设置两个所述气缸活塞机构1，所述储罐2经所述附属涡轮141与每一个所述供送通道7连通，所述储罐2经所述附属叶轮式压气机151与每一个所述回送通道8连通，所述冷却器9设置在所述储罐2上，所述工质导出口4设置在所述气缸活塞机构1上。

作为可以变换的实施方式，所述气缸活塞机构1可以设为3个或者更多，所述储罐2可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，同理，所述氧化剂供给器3可以与每个所述气缸活塞机构1的气缸内的所述燃烧室6连通，与所述储罐2、所述氧化剂供给器3连通的所述燃烧室6所在的所述气缸活塞机构1的个数可以不同。

作为可以变换的实施方式，在所述储罐2为两个所述气缸活塞机构1提供有压气体的结构中，所述氧化剂供给器3可以只为一个所述气缸活塞机构1提供氧化剂，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述氧化剂供给器3；同理，在所述氧化剂供给器3分别为两个所述气缸活塞机构1提供氧化剂的结构中，所述储罐2可以只为一个所述气缸活塞机构1提供有压气体，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述储罐2。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可按照本实施例中的方案设置所述气缸活塞机构1为两个或两个以上。

实施例11

如图12所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例1的基础上：

在所述供送通道7上设置冷却器9，所述冷却器9的出口的工质温度低于373K，所述氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，所述工质导出口4设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，所述燃料入口设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，在所述工质导出口4处设置工质导出控制阀13，所述储罐2的承压能力大于0.7MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于0.7MPa。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3所提供的氧化剂的压力大于或等于1MPa，温度低于373K。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂入口改为设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上，所述工质导出口4改为设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上，所述燃料入口设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9改为设置在所述回送通道8或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9的出口的工质温度可以不必限定。

作为可以变换的实施方式，所述冷却器9可以不设。

作为可以变换的实施方式，可以取消所述工质导出控制阀13。

实施例12

如图13所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例11的区别在于：

所述工质导出口4改为设置在所述供送通道7上，所述冷却器9改为设置在所述储罐2上，所述储罐2的承压能力大于0.9MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于0.9MPa。

具体实施时，可选择地，所述氧化剂供给器3设为空气压缩机。

具体实施例时，所述氧化剂供给器3可按正时关系喷入所述燃烧室6也可不按正时关系喷入所述燃烧室6。

实施例13

如图14所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例12的基础上：

所述回流极限压比循环发动机还包括附属做功机构12，所述工质导出口4与所述附属做功机构12的工质入口连通，所述储罐2的承压能力大于1.1MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.1MPa。

作为可以变换的实施方式，可以将实施例12中的可变换的实施方式按照本实施例中的方案设置所述附属做功机构12等结构。

作为可以变换的实施方式，实施例11可按照本实施例中的方案设置所述附属做功机构12等结构。

实施例14

如图15所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例12的区别在于：

所述氧化剂供给器3经叶轮式压气机15与所述燃烧室6连通，所述回流极限压比循环发动机还包括涡轮14，所述涡轮14的工质入口与所述工质导出口4连通，所述储罐2的承压能力大于1.3MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.3MPa。

具体实施时，可选择地，所述涡轮14可对所述叶轮式压气机15输出动力，所述涡轮14也可以对外输出动力

作为可以变换的实施方式，所述涡轮14、所述叶轮式压气机15可以择一设置。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中都可参照本实施例设置所述涡轮14、所述叶轮式压气机15等结构。

实施例15

如图16所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例12的区别在于：

所述氧化剂入口改设在所述储罐2上，所述燃料入口改设在所述储罐2上，所述储罐2的工质出口与附属叶轮压气机151的工质入口连通，所述附属叶轮压气机151的工质出口与一个所述燃烧室6连通，一个所述燃烧室6与附属涡轮141的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口与所述储罐2的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口经所述冷却器9和所述附属叶轮式压气机151的工质入口连通，所述储罐2的承压能力大于1.5MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.5MPa。

本实施例在具体实施时，所述冷却器9可选择性地设置在所述附属叶轮压气机151的工质出口与一个所述燃烧室6之间的所述回送通道8上。

为了提高系统的效率，所述附属涡轮141对所述附属叶轮式压气机151输出动力，所述附属涡轮141也可以对外输出动力。

作为可以变换的实施方式，所述附属涡轮141、所述附属叶轮式压气机151可以择一设置。

作为可以变换的实施方式本发明的所有实施方式都按照本实施例中的方案设置所述附属涡轮141、所述附属叶轮式压气机151等结构。

实施例16

如图17所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例14的区别在于：

所述储罐2的工质出口与附属叶轮压气机151的工质入口连通，所述附属叶轮压气机151的工质出口与一个所述燃烧室6连通，一个所述燃烧室6与附属涡轮141的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口与所述储罐2的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口经所述冷却器9和所述附属叶轮式压气机151的工质入口连通，所述冷却器9设置在所述储罐2上，所述储罐2的承压能力大于1.7MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.7MPa，具体实施时，在所述附属叶轮式压气机151与所述燃烧室6之间的所述回送通道8上设置冷却器9。

为了提高系统的效率，所述附属涡轮141对所述附属叶轮式压气机151输出动力，所述附属涡轮141也可以对外输出动力。

作为可以变换的实施方式，所述附属涡轮141、所述附属叶轮式压气机151可以择一设置。

作为可以变换的实施方式，可以将实施例14中的可变换的实施方式按照本实施例中的方案设置所述附属涡轮141、所述附属叶轮式压气机151等结构。

作为可以变换的实施方式，实施例11至实施例13均可按照本实施例中的方案设置所述附属涡轮141、所述附属叶轮式压气机151等结构。

实施例17

如图18所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例1的区别在于：

所述氧化剂供给器3与两个所述燃烧室6连通，所述储罐2经所述供送通道7与两个所述燃烧室6连通，所述储罐2经所述回送通道8与两个所述燃烧室6连通，所述储罐2的承压能力大于1.9MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于1.9MPa。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3与至少一个所述燃烧室6连通。

作为可以变换的实施方式，所述储罐2经所述供送通道7与至少一个所述燃烧室6连通，所述储罐2经所述回送通道8与至少一个所述燃烧室6连通。

作为可以变换的实施方式，与所述储罐2、所述氧化剂供给器3连通的所述燃烧室6所在的所述气缸活塞机构1的个数可以不同。

作为可以变换的实施方式，在所述储罐2为两个所述气缸活塞机构1提供有压气体的结构中，所述氧化剂供给器3可以只为一个所述气缸活塞机构1提供氧化剂，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述氧化剂供给器3；同理，在所述氧化剂供给器3分别为两个所述气缸活塞机构1提供氧化剂的结构中，所述储罐2可以只为一个所述气缸活塞机构1提供有压气体，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述储罐2。

本实施例在具体实施时，所述氧化剂入口、所述燃料入口、所述工质导出口4均设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，在所述供送通道7上设置冷却器9。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂入口设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述回送通道8、所述储罐2中的至少一处上设置冷却器9，并选择性地使所述冷却器9的出口的工质温度低于373K，。

作为可以变换的实施方式，可以将实施例1中的可变换的实施方式按照本实施例中的方案设置两个或两个以上所述气缸活塞机构1等结构。

实施例18

如图19所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例15的基础上：

所述氧化剂入口改设在所述气缸活塞机构1的气缸上，所述工质导出口4改设在所述气缸活塞机构1的气缸上，所述燃料入口改设在所述气缸活塞机构1的气缸上，所述储罐2的工质出口与附属叶轮压气机151的工质入口连通，所述附属叶轮压气机151的工质出口与两个所述燃烧室6连通，两个所述燃烧室6与附属涡轮141的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口与所述储罐2的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口经所述冷却器9和所述附属叶轮式压气机151的工质入口连通，本实施例中，所述冷却器9设置在所述储罐2上，所述储罐2的承压能力大于2.0MPa，所述氧化剂供给器3的承压能力大于2.0MPa。

作为可以变换的实施方式，所述储罐2的工质出口与附属叶轮压气机151的工质入口连通，所述附属叶轮压气机151的工质出口与至少一个所述燃烧室6连通，至少一个所述燃烧室6与附属涡轮141的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口与所述储罐2的工质入口连通，所述附属涡轮141的工质出口经所述冷却器9和所述附属叶轮式压气机151的工质入口连通。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂入口设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

实施例19

如图20所示的回流极限压比循环发动机，其与实施例1的区别在于：

所述储罐2经所述供送通道7与两个所述燃烧室6连通，所述储罐2经所述回送通道8与两个所述燃烧室6连通，所述氧化剂供给器3经所述叶轮式压气机15与两个所述燃烧室6连通，所述回流极限压比循环发动机还包括涡轮14，所述涡轮14的工质入口与两个所述工质导出口4连通，所述涡轮14对所述叶轮式压气机15输出动力，具体实施时，所述涡轮14还可以对外输出动力。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3经叶轮式压气机15与至少一个所述燃烧室6连通，所述回流极限压比循环发动机还包括涡轮14，所述涡轮14的工质入口与至少一个所述工质导出口4连通。

作为可以变换的实施方式，与所述储罐2、所述氧化剂供给器3连通的所述燃烧室6所在的所述气缸活塞机构1的个数可以不同。

作为可以变换的实施方式，所述涡轮14、所述叶轮式压气机15可以择一设置。

作为可以变换的实施方式，在所述储罐2为两个所述气缸活塞机构1提供有压气体的结构中，所述氧化剂供给器3可以只为一个所述气缸活塞机构1提供氧化剂，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述氧化剂供给器3一个所述叶轮式压气机15；同理，在所述氧化剂供给器3分别为两个所述气缸活塞机构1提供氧化剂的结构中，所述储罐2可以只为一个所述气缸活塞机构1提供有压气体，同时，为每个所述气缸活塞机构1对应设置一个所述储罐2。

本实施例在具体实施时，所述氧化剂入口、所述燃料入口、所述工质导出口4均设置在所述气缸活塞机构1的气缸上，在所述储罐2上设置冷却器9。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂入口设置在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述燃料入口可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述工质导出口4可以改设在所述供送通道7上、所述回送通道8上或所述储罐2上。

作为可以变换的实施方式，所述供送通道7、所述回送通道8中的至少一处上设置冷却器9，并选择性地使所述冷却器9的出口的工质温度低于373K，。

作为可以变换的实施方式，可以将实施例1中的可变换的实施方式按照本实施例中的方案设置两个或两个以上所述气缸活塞机构1、所述叶轮式压气机15、所述涡轮14等结构。

实施例19可以按照本实施例中的方案设置所述叶轮式压气机15、所述涡轮14等结构。

实施例20

如图21所示的回流极限压比循环发动机，其在实施例11的基础上：

所述氧化剂供给器3设为空气压缩机16，本实施例中的所述空气压缩机16设为活塞式空气压缩机。

作为可以变换的实施方式，所述氧化剂供给器3还可以设为带冷却器的空气压缩机16或多级空气压缩机16；所述空气压缩机16的出口处的气体温度可以设为低于373K；所述空气压缩机16还可以设为其他形式的空气压缩机，比如叶轮式空气压缩机。

实施例11至实施例20，所述氧化剂供给器3可按正时关系喷入所述燃烧室6也包括不按正时关系喷入所述燃烧室6。

本发明的所有实施方式均可以按照实施例7中的方案将所述燃料供给器5的燃料入口与所述氧化剂供给器3的氧化剂入口一体化设置。

本发明的所有氧化剂入口设置在所述气缸活塞机构1的气缸上的实施方式中，均可选择性地在所述气缸活塞机构1的气缸上的氧化剂入口设置气门。

本发明的所有实施方式，在具体实施时，均可选择性地所述工质导出口4处设所述工质导出控制阀13。

本发明中的所述储罐2为所述发动机提供有压循环工质，保证系统内的工质压力维持在较高的水平，从而提高发动机的效率。作为可以变换的实施方式，本发明的上述所有实施方式中都可选择地将所述储罐2的承压能力改设为大于0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或改设为大于2.0MPa，此时，所述储罐2内的工质的压强分别对应达到大于0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或大于2.0MPa。相应的所述氧化剂供给器的承压能力可以改设为大于0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或大于2.0MPa，此时，所述氧化剂供给器内的氧化剂的压强分别对应达到大于0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa、1.5MPa、1.7MPa、1.9MPa或大于2.0MPa，本发明中的所述氧化剂供给器内的氧化剂压力需要能够保证所述氧化剂供给器内的氧化剂能够进入所述燃烧室。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有设有所述冷却器9的实施方式均可以参照实施例2将所述冷却器9的出口的工质温度设为低于373K。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式均可以参照实施例1的可变换方式设定所述氧化剂供给器所提供的氧化剂的压力大于或等于1MPa、温度低于373K。

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。

Claims (10)

1.一种回流极限压比循环发动机，包括气缸活塞机构（1）、储罐（2）、氧化剂供给器（3）、工质导出口（4）和燃料供给器（5），其特征在于：在所述气缸活塞机构（1）的气缸内设置燃烧室（6），所述燃烧室（6）经供送通道（7）与所述储罐（2）连通，所述燃烧室（6）经回送通道（8）与所述储罐（2）连通，所述氧化剂供给器（3）经氧化剂入口与所述燃烧室（6）连通，所述燃料供给器（5）经燃料入口与所述燃烧室（6）连通，所述燃烧室（6）与所述工质导出口（4）连通，所述储罐（2）的承压能力大于0.5MPa。

2.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：在所述供送通道（7）、所述回送通道（8）、所述储罐（2）中的至少一处上设置冷却器（9）。

3.如权利要求2所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述冷却器（9）的出口的工质温度低于373K。

4.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于0.7MPa。

5.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于0.9MPa。

6.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于1.1MPa。

7.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于1.3MPa。

8.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于1.5MPa。

9.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于1.7MPa。

10.如权利要求1所述回流极限压比循环发动机，其特征在于：所述储罐（2）的承压能力大于1.9MPa。

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