CN103867240B - 转壳朗肯循环发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转壳朗肯循环发动机，所述转壳朗肯循环发动机包括旋转密闭外壳体、叶轮独立转子、永磁体、内射喷射通道和旋转电感线圈，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体有矩设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子旋转，所述永磁体设在所述叶轮独立转子上，所述旋转电感线圈设在所述旋转密闭外壳体上，所述旋转电感线圈跨越所述旋转密闭外壳体内外，所述永磁体与所述旋转电感线圈相互作用对外输出电力或输出机械动力。本发明中所公开的所述转壳朗肯循环发动机体积小，重量轻，由于采用外燃式，所以燃料多样性好，污染排放少。

Description

转壳朗肯循环发动机

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种转壳朗肯循环发动机。

背景技术

 传统朗肯循环发动机（即朗肯循环热动力系统，例如热电站）体积庞大而笨重，其主要原因是只有动叶旋转，而静叶不转，而且泵送系统比较复杂，如果能够发明一种结构简单的朗肯循环发动机就能够使其在交通运输领域得到广泛应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案一：一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体、叶轮独立转子、永磁体、内射喷射通道和旋转电感线圈，在所述旋转密闭外壳体上设工质加热通道，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体有矩设置，所述工质加热通道的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子设置在所述旋转密闭外壳体的内部，所述叶轮独立转子的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子与所述旋转密闭外壳体旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子旋转，在所述旋转密闭外壳体上设工质冷凝冷却通道，所述工质冷凝冷却通道的工质入口与所述旋转密闭外壳体的内部空间连通，对所述叶轮独立转子的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道，在所述旋转密闭外壳体上设渐开流体通道，所述工质冷凝冷却通道的工质出口与所述渐开流体通道的工质入口连通，所述渐开流体通道的工质出口与所述工质加热通道的工质入口连通，所述永磁体设在所述叶轮独立转子上，所述旋转电感线圈设在所述旋转密闭外壳体上，所述旋转电感线圈跨越所述旋转密闭外壳体内外，所述永磁体与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势；所述旋转电感线圈经电刷对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对静止发电线圈形成电磁感应，所述静止发电线圈对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对电感转子形成电磁感应，所述电感转子对外输出机械动力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对永磁转子形成电磁感应，所述永磁转子对外输出机械动力。

方案二：一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体、叶轮独立转子、永磁体、内射喷射通道和旋转电感线圈，在所述旋转密闭外壳体上设工质加热通道，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体有矩设置，所述工质加热通道的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子设置在所述旋转密闭外壳体的内部，所述叶轮独立转子的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子与所述旋转密闭外壳体旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子旋转，在所述旋转密闭外壳体上设工质冷凝冷却通道，所述工质冷凝冷却通道的工质入口与所述旋转密闭外壳体的内部空间连通，对所述叶轮独立转子的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道，在所述旋转密闭外壳体上设渐开流体通道，所述工质冷凝冷却通道的工质出口与所述渐开流体通道的工质入口连通，所述渐开流体通道的工质出口与所述工质加热通道的工质入口连通，所述永磁体设在所述旋转密闭外壳体上，所述旋转电感线圈设在所述叶轮独立转子上，所述永磁体与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势；所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对静止发电线圈形成电磁感应，所述静止发电线圈对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对电感转子形成电磁感应，所述电感转子对外输出机械动力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈，所述闭合电感线圈对永磁转子形成电磁感应，所述永磁转子对外输出机械动力。

方案三：在方案一或二的基础上，所述永磁体设为柱面永磁体，所述旋转电感线圈设为柱面电感线圈。

方案四：在方案一或二的基础上，所述永磁体设为端面永磁体，所述旋转电感线圈设为端面电感线圈。

方案五：一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体、叶轮独立转子、内射喷射通道和角动量反制体，在所述旋转密闭外壳体上设工质加热通道，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体有矩设置，所述工质加热通道的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子设置在所述旋转密闭外壳体的内部，所述叶轮独立转子的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子与所述旋转密闭外壳体旋转配合设置，所述角动量反制体设置在所述叶轮独立转子上，所述内射喷射通道喷射的气体工质冲击到所述叶轮独立转子的叶轮结构后改变流动方向，在所述旋转密闭外壳体上设工质冷凝冷却通道，所述工质冷凝冷却通道的工质入口与所述旋转密闭外壳体的内部空间连通，被所述叶轮独立转子的所述叶轮结构改变流动方向的工质进入所述工质冷凝冷却通道，在所述旋转密闭外壳体上设渐开流体通道，所述工质冷凝冷却通道的工质出口与所述渐开流体通道的工质入口连通，所述渐开流体通道的工质出口与所述工质加热通道的工质入口连通；所述旋转密闭外壳体对外输出机械动力，或在所述旋转密闭外壳体上设置永磁体，所述永磁体对静止发电线圈形成电磁感应，所述静止发电线圈对外输出电力。

方案六：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为阻尼叶轮。

方案七：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为重力偏心结构体。

方案八：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为反制永磁体，所述反制永磁体与静止永磁体相互作用，所述静止永磁体设置在机体上。

方案九：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为反制永磁体，所述反制永磁体与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上。

方案十：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止永磁体相互作用，所述静止永磁体设置在机体上。

方案十一：在方案五的基础上，所述角动量反制体设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上。

方案十二：在上述任一方案的基础上，所述工质冷凝冷却通道上设回热区。

方案十三：在上述任一方案的基础上，在所述工质冷凝冷却通道的内侧和/或外侧设传热强化结构。

方案十四：在上述任一方案的基础上，在所述工质加热通道的内侧和/或外侧设传热强化结构。

方案十五：在上述任一方案的基础上，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体轴向有矩设置，所述叶轮结构设为轴流透平。

方案十六：在方案一至十四中任一方案的基础上，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体径向有矩设置，所述叶轮结构设为径流透平。

方案十七：在方案一至十六中任一方案的基础上，在所述旋转密闭外壳体的内侧壁上设至少一个壳体轴流叶轮结构，在所述叶轮独立转子上设与所述壳体轴流叶轮结构同数量的转子轴流叶轮结构。

方案十八：在方案一至十六中任一方案的基础上，在所述旋转密闭外壳体的内侧壁上设至少一个壳体轴流叶轮结构，在所述叶轮独立转子上设个数为所述壳体轴流叶轮结构的数量减一个的转子轴流叶轮结构。

方案十九：在上述任一方案的基础上，所述工质加热通道的承压能力大于5MPa。

方案二十：在上述任一方案的基础上，在所述旋转密闭外壳体上设工质存储空间，所述工质存储空间与工质流通通道连通。

方案二十一：在上述任一方案的基础上，进入所述内射喷射通道的工质的温度和压力符合类绝热关系。

方案二十二：在上述任一方案的基础上，所述内射喷射通道设为内射拉瓦尔喷管。

方案二十三：在上述任一方案的基础上，所述内射喷射通道的工质入口处的承压能力设为大于2MPa。

本发明中，所谓的“旋转密闭外壳体”是指自身发生旋转的、密闭的壳体。

本发明中，所谓的“叶轮独立转子”是指带有叶轮的、设置在所述旋转密闭外壳体内的、与外界没有直接机械连接的转子。

本发明中，所谓的“旋转电感线圈”是指做旋转运动的电感线圈。

本发明中，所谓的“所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体有矩设置”是指所述内射喷射通道喷射所受到的反作用力的方向线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线不相交的设置方式，即所述内射喷射通道由喷射所获得的反作用力对于所述旋转密闭外壳体的旋转轴线形成扭矩的设置方式。

本发明中，所谓的“所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体轴向有矩设置”是指所述内射喷射通道的喷射方向与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线之间的夹角不等于90度，且所述内射喷射通道的喷射方向线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线不相交的设置方式。

本发明中，所谓的“所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体径向有矩设置”是指所述内射喷射通道的喷射方向与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线之间的夹角等于90度，且所述内射喷射通道的喷射方向线与所述旋转密闭外壳体的旋转轴线不相交的设置方式。

本发明中，所谓的“喷射通道”是指一切可以喷射流体获得反作用力的通道，例如，亚音速喷管、超音速喷管（即拉瓦尔喷管）、透平（包括涡轮）或导流喷射通道等。

本发明中，所述内射喷射通道是向所述旋转密闭外壳体内部喷射的喷射通道。

本发明中，所述内射喷射通道可选择性地设置一个或两个以上，在设置所述内射喷射通道时，要充分考虑所述旋转密闭外壳体的动平衡和所述旋转密闭外壳体受力平衡。

本发明中，所谓的“叶轮结构”是指由叶片构成的结构体，可以是轴流式即轴流透平（也可称轴流叶片），也可以径流式即径流透平。

本发明中，所述叶轮结构是指透平。

本发明中，所述电感转子相当于电动机的鼠笼转子。

本发明中，所谓的“渐开流体通道”是指由离旋转轴线近向离旋转轴线远的方向设置的流体通道，其目的是当所述旋转密闭外壳体发生旋转时，所述渐开流体通道内的液体会产生离心力形成定向流动，相当于泵的作用，将液体由所述工质冷凝冷却通道输送到所述工质加热通道内。

本发明中，所述渐开流体通道的作用相当于传统朗肯循环中向锅炉注水的液体泵。

本发明中，所述渐开流体通道与所述工质加热通道可以一体化设置。

本发明中，所述回热区是利用已被冷凝冷却的工质吸收即将被冷凝冷却的工质的热量的区域，相当于传统朗肯循环中的回热器。

本发明中，所谓的“角动量反制体”是指具有阻碍或限制所述叶轮独立转子旋转作用的物体，例如阻尼叶轮、重力偏心结构体、反制永磁体、反制电感线圈等。

本发明中，所谓的“阻尼叶轮”是指减缓所述叶轮独立转子旋转速度的叶轮。

本发明中，所谓的“重力偏心结构体”是指防止所述叶轮独立转子旋转的偏心设置的质量块。

本发明中，所谓的“反制永磁体”是指通过接收外部磁场作用限制所述叶轮独立转子旋转的永磁体。

本发明中，所谓的“反制电感线圈”是指通过接收外部磁场作用限制所述叶轮独立转子旋转的电感线圈。

本发明中所公开的所述转壳朗肯循环发动机的工质可以用水，也可以用其它一切可用于朗肯循环的工质，例如，烷烃、氟立昂或醇类等。

本发明中，应根据公知技术设置热源对所述工质加热通道内的工质进行加热使工质发生汽化并可选择性地实现临界化、超临界化、超超临界化和/或过热化，所述热源可为燃烧室也可为余热。

本发明中，应根据公知技术设置冷源对所述工质冷凝冷却通道内的工质进行冷却冷凝，所述冷源可为散热器或热交换器等。

本发明中，可根据公知技术对所述工质冷凝冷却通道内的被冷却冷凝工质进行回热。

本发明中，所述工质加热通道的承压能力可选择性地设为大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。

本发明中，所述工质加热通道内的工质压力与其承压能力相匹配，即所述工质加热通道内的最高工质压力达到其承压能力。

本发明中，所述内射喷射通道的工质入口处的承压能力可选择性地设为大于2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27Pa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa或大于30MPa。

本发明中，所述内射喷射通道的工质入口处的工质压力应与其承压能力相匹配，即所述内射喷射通道的工质入口处的最高工质压力达到其承压能力。

本发明中，经所述工质冷凝冷却通道冷凝冷却后的液体工质以液态形式进入所述渐开流体通道，经所述渐开流体通道加压后进入所述工质加热通道。

本发明中，所述工质流通通道包括所述工质加热通道、所述工质冷凝冷却通道、所述渐开流体通道等供流体流通的通道。

本发明中，所述类绝热关系包括下列三种情况：1.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在工质绝热关系曲线（即经过标准状态点的工质绝热关系曲线）上，即气体工质的状态参数点在图14中O-A-H所示曲线上；2.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线左侧，即气体工质的状态参数点在图14中O-A-H所示曲线的左侧；3.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线右侧，即气体工质的状态参数点在图14中O-A-H所示曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此气体工质的压力按绝热关系计算所得温度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、加750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、加180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加110K的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和/或不高于加20K的和，即如图14所示，所述气体工质的实际状态点为B点，A点是压力与B点相同的绝热关系曲线上的点，A点和B点之间的温差应小于1000K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K、50K、40K、30K或小于20K。

本发明中，所述类绝热关系可以是上述三种情况中的任何一种，也就是指：进入所述内射喷射通道的工质的状态参数（即气体工质的温度和压力）点在如图14所示的通过B点的绝热过程曲线E-B-D的左侧区域内。

本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，应在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下:

本发明中所公开的所述转壳朗肯循环发动机体积小，重量轻，由于采用外燃式，所以燃料多样性好，污染排放少。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；

图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；

图9所示的是本发明实施例9的结构示意图；

图10所示的是本发明实施例10的结构示意图，

图11所示的是本发明实施例11的结构示意图；

图12所示的是本发明实施例12的结构示意图，

图13所示的是本发明实施例13的结构示意图；

图14所示的是气体工质的温度T和压力P的关系图；

图中：

1旋转密闭外壳体、11工质加热通道、12内射拉瓦尔喷管、13工质冷凝冷却通道、14渐开流体通道、15工质存储空间、2叶轮独立转子、3永磁体、301柱面永磁体、302端面永磁体、41闭合电感线圈、42静止发电线圈、43电感转子、44永磁转子、401柱面电感线圈、402壳上端面电感线圈、5角动量反制体、51阻尼叶轮、52重力偏心结构体、53反制永磁体、54静止永磁体、131回热区。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体1、叶轮独立转子2、永磁体3、内射喷射通道和旋转电感线圈，在所述旋转密闭外壳体1上设工质加热通道11，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体1有矩设置，所述工质加热通道11的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子2设置在所述旋转密闭外壳体1的内部，所述叶轮独立转子2的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体1的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子2与所述旋转密闭外壳体1旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子2的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子2旋转，在所述旋转密闭外壳体1上设工质冷凝冷却通道13，所述工质冷凝冷却通道13的工质入口与所述旋转密闭外壳体1的内部空间连通，对所述叶轮独立转子2的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子2旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道13，在所述旋转密闭外壳体1上设渐开流体通道14，所述工质冷凝冷却通道13的工质出口与所述渐开流体通道14的工质入口连通，所述渐开流体通道14的工质出口与所述工质加热通道11的工质入口连通，所述永磁体3设在所述叶轮独立转子2上，所述旋转电感线圈设在所述旋转密闭外壳体1上，所述旋转电感线圈跨越所述旋转密闭外壳体1内外，所述永磁体3与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势。

本实施例中，将所述永磁体3设为柱面永磁体301，将所述旋转电感线圈具体的设为了闭合电感线圈41，并对应所述柱面永磁体301，将所述闭合电感线圈41设为了柱面电感线圈401，所述闭合电感线圈41对静止发电线圈42形成电磁感应，所述静止发电线圈42对外输出电力，将所述内射喷射通道具体的设为了内射拉瓦尔喷管12，并将所述内射拉瓦尔喷管12具体地设为与所述旋转密闭外壳体1轴向有矩设置，所述叶轮结构设为轴流透平；在所述工质冷凝冷却通道13上设置了回热区131。

实施例2

如图2所示的转壳朗肯循环发动机，其在实施例1的基础上：在所述旋转密闭外壳体1上设工质存储空间15，所述工质存储空间15与工质流通通道连通。

实施例3

如图3所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例2的区别在于：

所述内射拉瓦尔喷管12改为与所述旋转密闭外壳体1径向有矩设置，所述叶轮结构设为径流透平。

实施例4

如图4所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例3的区别在于：

所述永磁体3改设为端面永磁体302，所述旋转电感线圈改设为壳上端面电感线圈402。

实施例5

如图5所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例2的区别在于：

所述闭合电感线圈41改为对电感转子43形成电磁感应，所述电感转子43对外输出机械动力。

实施例6

如图6所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例2的区别在于：

所述闭合电感线圈41改为对永磁转子44形成电磁感应，所述永磁转子44对外输出机械动力。

实施例7

一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体1、叶轮独立转子2、永磁体3、内射喷射通道和旋转电感线圈，在所述旋转密闭外壳体1上设工质加热通道11，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体1有矩设置，所述工质加热通道11的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子2设置在所述旋转密闭外壳体1的内部，所述叶轮独立转子2的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体1的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子2与所述旋转密闭外壳体1旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子2的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子2旋转，在所述旋转密闭外壳体上1设工质冷凝冷却通道13，所述工质冷凝冷却通道13的工质入口与所述旋转密闭外壳体1的内部空间连通，对所述叶轮独立转子2的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子2旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道13，在所述旋转密闭外壳体1上设渐开流体通道14，所述工质冷凝冷却通道13的工质出口与所述渐开流体通道14的工质入口连通，所述渐开流体通道14的工质出口与所述工质加热通道11的工质入口连通，所述永磁体3设在所述旋转密闭外壳体1上，所述旋转电感线圈设在所述叶轮独立转子2上，所述永磁体3与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势。

本实施例中，将所述永磁体3设为柱面永磁体301，将所述旋转电感线圈具体的设为了闭合电感线圈41，并对应所述柱面永磁体301，将所述闭合电感线圈41设为了柱面电感线圈401，所述闭合电感线圈41对静止发电线圈42形成电磁感应，所述静止发电线圈42对外输出电力，将所述内射喷射通道具体的设为了内射拉瓦尔喷管12，并将所述内射拉瓦尔喷管12具体的设为与所述旋转密闭外壳体1轴向有矩设置，所述叶轮结构设为轴流透平；在所述工质冷凝冷却通道13上设置了回热区131。

实施例1和实施例7及其可变换的实施方式，给出了几种所述旋转电感线圈上产生电动势对外输出的形式：通过所述静止发电线圈42对外输出电力，通过使所述闭合电感线圈41对电感转子43形成电磁感应，所述电感转子43对外输出机械动力，或通过所述闭合电感线圈41对永磁转子44形成电磁感应，所述永磁转子44对外输出机械动力；作为可以变换的实施方式，上述各实施方式可以在上述不同的实施例中给出的形式中任则其一，不受各实施方式中已经选择的形式的限制，除此之外，还可选择性地使所述旋转电感线圈经电刷对外输出电力。

实施例8

如图8所示的转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体1、叶轮独立转子2、内射喷射通道和角动量反制体5，在所述旋转密闭外壳体1上设工质加热通道11，所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体1有矩设置，所述工质加热通道11的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子2设置在所述旋转密闭外壳体1的内部，所述叶轮独立转子2的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体1的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子2与所述旋转密闭外壳体1旋转配合设置，所述角动量反制体5设置在所述叶轮独立转子2上，所述内射喷射通道喷射的气体工质冲击到所述叶轮独立转子2的叶轮结构后改变流动方向，在所述旋转密闭外壳体1上设工质冷凝冷却通道13，所述工质冷凝冷却通道13的工质入口与所述旋转密闭外壳体1的内部空间连通，被所述叶轮独立转子2的所述叶轮结构改变流动方向的工质进入所述工质冷凝冷却通道13，在所述旋转密闭外壳体1上设渐开流体通道14，所述工质冷凝冷却通道13的工质出口与所述渐开流体通道14的工质入口连通，所述渐开流体通道14的工质出口与所述工质加热通道11的工质入口连通；在所述旋转密闭外壳体1上设置永磁体3，所述永磁体3对静止发电线圈42形成电磁感应，所述静止发电线圈42对外输出电力。

本实施例中，将所述角动量反制体5具体的设为了反制永磁体53，所述反制永磁体53与静止永磁体54相互作用，所述静止永磁体54设置在机体上；将所述内射喷射通道具体的设为了内射拉瓦尔喷管12，并将所述内射拉瓦尔喷管12具体的设为与所述旋转密闭外壳体1径向有矩设置，所述叶轮结构设为径流透平；在所述工质冷凝冷却通道13上设置了回热区131。

作为可以变换的实施方式，可选择性地取消所述永磁体3和所述静止发电线圈42，并使所述旋转密封外壳体1对外输出机械动力。

实施例9

如图9所示的转壳朗肯循环发动机，其在实施例8的基础上：在所述旋转密闭外壳体1上设工质存储空间15，所述工质存储空间15与工质流通通道连通。

实施例10

如图10所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例9的区别在于：

将所述角动量反制体5改设为重力偏心结构体52。

实施例11

如图11所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例9的区别在于：

将所述角动量反制体5改设为阻尼叶轮51。

实施例8及其可变换的实施方式，也可选择性地参照实施例10将所述角动量反制体5改设为重力偏心结构体52；或参照实施例11将所述角动量反制体5改设为阻尼叶轮51；或使所述反制永磁体53与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上；或者将所述角动量反制体5改设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止永磁体54相互作用，所述静止永磁体54设置在机体上；或将所述角动量反制体5设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上。

实施例12

如图12所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例1的区别在于：

将所述渐开流体通道14与所述工质加热通道11改为一体化设置。

本发明的所有实施方式中，都可以参考本实施例将所述渐开流体通道14与所述工质加热通道11改为一体化设置。

实施例13

如图13所示的转壳朗肯循环发动机，其与实施例12的区别在于：

将所述叶轮独立转子2的叶轮结构设置在所述叶轮独立转子2的中间，在所述叶轮独立转子2的所述叶轮结构的两侧分别设置一套工质循环系统（包括所述工质加热通道11、所述内射拉瓦尔喷管12、所述工质冷凝冷却通道13和所述渐开流体通道14等）及动力输出系统（根据输出动力的方式不同可以包括所述永磁体3、所述静止发电线圈42和闭合电感线圈41等），两套工质循环系统中的所述内射拉瓦尔喷管12一体化设置，两套工质循环系统及动力输出系统可以如图所示的对称设置。

经所述叶轮独立转子2的所述叶轮结构后形成两股工质，两股工质分别经冷凝冷却、加压、汽化后再混合进入所述内射拉瓦尔喷管12。

本发明的所有实施方式中，都可以参考本实施例设置两套工质循环系统及动力输出系统。

本发明所有的将所述永磁体3设为柱面永磁体301的实施方式，均可选择性地将所述永磁体3改设为端面永磁体302，将所述旋转电感线圈改设为壳上端面电感线圈402，反之亦然。

本发明的所有实施方式中，都可以选择性地在所述工质冷凝冷却通道13的内侧和/或外侧设传热强化结构，还可以选择性地在所述工质加热通道11的内侧和/或外侧设传热强化结构。

本发明中所有将所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体1轴向有矩设置的实施方式，均可选择性地参照实施例3将所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体1改为径向有矩设置，所述叶轮结构改设为径流透平；反之亦然。

本发明中的所有未设所述工质存储空间15实施方式中，都可以选择性地参照实施例2在所述旋转密闭外壳体1上增设工质存储空间15，所述工质存储空间15与工质流通通道连通，所述设置有所述工质存储空间15实施方式中，所述述工质存储空间15也可选择性地取消。且，本发明中的所述工质存储空间15的位置不限于图中所示的位置，其可以设置在任何所述转壳朗肯循环发动机的任何位置只要与工质流通通道连通即可。

本发明的所有实施例方式中，都在所述旋转密闭外壳体1的内侧壁上设置了一个所述壳体轴流叶轮结构，其中“将所述内射拉瓦尔喷管12设为与所述旋转密闭外壳体1轴向有矩设置，所述叶轮结构设为轴流透平”的实施方式中，例如实施例1、实施例2等，所述叶轮独立转子2的叶轮结构即为转子轴流叶轮结构，即相当于在所述叶轮独立转子2上设与所述壳体轴流叶轮结构同数量的转子轴流叶轮结构，而“将所述内射拉瓦尔喷管12与所述旋转密闭外壳体1径向有矩设置，所述叶轮结构设为径流透平”的实施方式中，例如实施例3、实施例4等，所述叶轮独立转子2未设置转子轴流叶轮结构，即在所述叶轮独立转子2上设个数为所述壳体轴流叶轮结构的数量减一个的转子轴流叶轮结构。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中的所述壳体轴流叶轮结构可以不设，或者，可以“按照所述叶轮独立转子2上的转子轴流叶轮结构与所述壳体轴流叶轮结构同数量的方式”或“按照所述叶轮独立转子2上的转子轴流叶轮结构的数量比所述壳体轴流叶轮结构的数量少一个的方式”增设所述转子轴流叶轮结构和所述壳体轴流叶轮结构，并选择性地使所述转子轴流叶轮结构和所述壳体轴流叶轮结构交替设置，从而使得工质中的能量能够被充分转化成旋转动力，提高效率。

本发明中的所有实施方式中，都可以选择性地将所述工质加热通道的承压能力设为大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。

本发明中的所有实施方式中，都可以选择性地将所述内射喷射通道的工质入口处的承压能力设为大于2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27Pa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa或大于30MPa，从而提高发动机的效率。

本发明中的所有实施方式中，都可以选择性地使进入所述内射喷射通道的工质的温度和压力符合类绝热关系。

本发明中的所有实施方式中，均设置了所述回热区131，作为可以变换的实施方式，可选择性地取消所述回热区131。

本发明中的所有实施方式中，都将所述内射喷射通道具体的设为了所述内射拉瓦尔喷管12，作为可以变换的实施方式，所述内射喷射通道可以改设为内射亚音速喷管、内射透平（包括涡轮）或改设为内射导流喷射通道等。

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 (23)

1.一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体（1）、叶轮独立转子（2）、永磁体（3）、内射喷射通道和旋转电感线圈，其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质加热通道（11），所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体（1）有矩设置，所述工质加热通道（11）的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子（2）设置在所述旋转密闭外壳体（1）的内部，所述叶轮独立转子（2）的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体（1）的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子（2）与所述旋转密闭外壳体（1）旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子（2）的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子（2）旋转，在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质冷凝冷却通道（13），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质入口与所述旋转密闭外壳体（1）的内部空间连通，对所述叶轮独立转子（2）的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子（2）旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道（13），在所述旋转密闭外壳体（1）上设渐开流体通道（14），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质出口与所述渐开流体通道（14）的工质入口连通，所述渐开流体通道（14）的工质出口与所述工质加热通道（11）的工质入口连通，所述永磁体（3）设在所述叶轮独立转子（2）上，所述旋转电感线圈设在所述旋转密闭外壳体（1）上，所述旋转电感线圈跨越所述旋转密闭外壳体（1）内外，所述永磁体（3）与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势；所述旋转电感线圈经电刷对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对静止发电线圈（42）形成电磁感应，所述静止发电线圈（42）对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对电感转子（43）形成电磁感应，所述电感转子（43）对外输出机械动力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对永磁转子（44）形成电磁感应，所述永磁转子（44）对外输出机械动力。

2.一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体（1）、叶轮独立转子（2）、永磁体（3）、内射喷射通道和旋转电感线圈，其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质加热通道（11），所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体（1）有矩设置，所述工质加热通道（11）的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子（2）设置在所述旋转密闭外壳体（1）的内部，所述叶轮独立转子（2）的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体（1）的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子（2）与所述旋转密闭外壳体（1）旋转配合设置，所述内射喷射通道喷射的气体工质对所述叶轮独立转子（2）的叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子（2）旋转，在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质冷凝冷却通道（13），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质入口与所述旋转密闭外壳体（1）的内部空间连通，对所述叶轮独立转子（2）的所述叶轮结构做功推动所述叶轮独立转子（2）旋转后的工质进入所述工质冷凝冷却通道（13），在所述旋转密闭外壳体（1）上设渐开流体通道（14），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质出口与所述渐开流体通道（14）的工质入口连通，所述渐开流体通道（14）的工质出口与所述工质加热通道（11）的工质入口连通，所述永磁体（3）设在所述旋转密闭外壳体（1）上，所述旋转电感线圈设在所述叶轮独立转子（2）上，所述永磁体（3）与所述旋转电感线圈相互作用在所述旋转电感线圈产生电动势；所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对静止发电线圈（42）形成电磁感应，所述静止发电线圈（42）对外输出电力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对电感转子（43）形成电磁感应，所述电感转子（43）对外输出机械动力，或所述旋转电感线圈设为闭合电感线圈（41），所述闭合电感线圈（41）对永磁转子（44）形成电磁感应，所述永磁转子（44）对外输出机械动力。

3.如权利要求1或2所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述永磁体（3）设为柱面永磁体（301），所述旋转电感线圈设为柱面电感线圈（401）。

4.如权利要求1或2所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述永磁体（3）设为端面永磁体（302），所述旋转电感线圈设为端面电感线圈（402）。

5.一种转壳朗肯循环发动机，包括旋转密闭外壳体（1）、叶轮独立转子（2）、内射喷射通道和角动量反制体（5），其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质加热通道（11），所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体（1）有矩设置，所述工质加热通道（11）的气相工质出口与所述内射喷射通道的工质入口连通，所述叶轮独立转子（2）设置在所述旋转密闭外壳体（1）的内部，所述叶轮独立转子（2）的旋转轴线与所述旋转密闭外壳体（1）的旋转轴线共线，所述叶轮独立转子（2）与所述旋转密闭外壳体（1）旋转配合设置，所述角动量反制体（5）设置在所述叶轮独立转子（2）上，所述内射喷射通道喷射的气体工质冲击到所述叶轮独立转子（2）的叶轮结构后改变流动方向，在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质冷凝冷却通道（13），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质入口与所述旋转密闭外壳体（1）的内部空间连通，被所述叶轮独立转子（2）的所述叶轮结构改变流动方向的工质进入所述工质冷凝冷却通道（13），在所述旋转密闭外壳体（1）上设渐开流体通道（14），所述工质冷凝冷却通道（13）的工质出口与所述渐开流体通道（14）的工质入口连通，所述渐开流体通道（14）的工质出口与所述工质加热通道（11）的工质入口连通；所述旋转密闭外壳体（1）对外输出机械动力，或在所述旋转密闭外壳体（1）上设置永磁体（3），所述永磁体（3）对静止发电线圈（42）形成电磁感应，所述静止发电线圈（42）对外输出电力。

6.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为阻尼叶轮（51）。

7.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为重力偏心结构体（52）。

8.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为反制永磁体（53），所述反制永磁体（53）与静止永磁体（54）相互作用，所述静止永磁体（54）设置在机体上。

9.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为反制永磁体（53），所述反制永磁体（53）与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上。

10.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止永磁体（54）相互作用，所述静止永磁体（54）设置在机体上。

11.如权利要求5所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述角动量反制体（5）设为反制电感线圈，所述反制电感线圈与静止励磁体相互作用，所述静止励磁体设置在机体上。

12.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述工质冷凝冷却通道（13）上设回热区（131）。

13.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：在所述工质冷凝冷却通道（13）的内侧和/或外侧设传热强化结构。

14.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：在所述工质加热通道（11）的内侧和/或外侧设传热强化结构。

15.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体（1）轴向有矩设置，所述叶轮结构设为轴流透平。

16.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述内射喷射通道与所述旋转密闭外壳体（1）径向有矩设置，所述叶轮结构设为径流透平。

17.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）的内侧壁上设至少一个壳体轴流叶轮结构，在所述叶轮独立转子（2）上设与所述壳体轴流叶轮结构同数量的转子轴流叶轮结构。

18.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）的内侧壁上设至少一个壳体轴流叶轮结构，在所述叶轮独立转子（2）上设个数为所述壳体轴流叶轮结构的数量减一个的转子轴流叶轮结构。

19.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述工质加热通道（11）的承压能力大于5MPa。

20.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：在所述旋转密闭外壳体（1）上设工质存储空间（15），所述工质存储空间（15）与工质流通通道连通。

21.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：进入所述内射喷射通道的工质的温度和压力符合类绝热关系。

22.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述内射喷射通道设为内射拉瓦尔喷管（12）。

23.如权利要求1、2或5至11中任一项所述转壳朗肯循环发动机，其特征在于：所述内射喷射通道的工质入口处的承压能力大于2MPa。