CN104131914A

CN104131914A - 压气喷管推进发动机

Info

Publication number: CN104131914A
Application number: CN201410228906.9A
Authority: CN
Inventors: 靳北彪
Original assignee: Molecule Power Beijing Technology Co Ltd
Current assignee: Molecule Power Beijing Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2014-11-05

Abstract

本发明公开了一种压气喷管推进发动机，包括容积型空气压缩单元、燃烧室和喷管，所述压气喷管推进发动机还包括附属冷却器和往复式空气压缩机所述容积型空气压缩单元、所述附属冷却器、所述往复式空气压缩机、所述燃烧室和所述喷管依次连通，所述容积型空气压缩单元输出的压缩气体的压力大于1MPa。本发明所述压气喷管推进发动机结构简单，成本低，而且燃料多样性好，效率高，污染排放少。

Description

压气喷管推进发动机

技术领域

本发明涉及热能与动力，尤其是一种压气喷管推进发动机。

背景技术

能源和环境问题日益重要，而解决能源和环境问题的最重要环节是要解决汽油机、柴油机的效率和污染排放问题，而汽油机和柴油机引起结构和工作原理所限，很难有本质性的提高，因此需要发明一种新型发动机。

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1，一种压气喷管推进发动机，包括容积型空气压缩单元、燃烧室和喷管，所述压气喷管推进发动机还包括附属冷却器和往复式空气压缩机所述容积型空气压缩单元、所述附属冷却器、所述往复式空气压缩机、所述燃烧室和所述喷管依次连通，所述容积型空气压缩单元输出的压缩气体的压力大于1MPa。

方案2，在方案1的基础上，所述燃烧室设为旋转燃烧室，所述喷管与所述旋转燃烧室的旋转轴有矩设置。

方案3，在方案1或2的基础上，所述容积型空气压缩单元内设有冷却器。

方案4，在前述方案1至3中任一方案的基础上，所述压气喷管推进发动机还包括前置压气机，所述前置压气机的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元的空气入口连通。

方案5，在前述方案1至3中任一方案的基础上，所述压气喷管推进发动机还包括前置压气机和涡轮，所述前置压气机的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元的空气入口连通，所述喷管的工质出口直接或经导流体与所述涡轮的工质入口连通，所述涡轮对所述前置压气机输出动力。

方案6，在前述方案1至5中任一方案的基础上，所述压气喷管推进发动机还包括后置压气机，所述容积型空气压缩单元的压缩空气出口与所述后置压气机的空气入口连通。

方案7，在前述方案1至5中任一方案的基础上，所述压气喷管推进发动机还包括后置压气机和涡轮，所述容积型空气压缩单元的压缩空气出口与所述后置压气机的空气入口连通，所述喷管的工质出口直接或经导流体与所述涡轮的工质入口连通，所述涡轮对所述后置压气机输出动力。

方案8，在前述方案1的基础上，所述往复式空气压缩机设为低频高压往复压缩机。

方案9，在前述方案1至7中任一方案的基础上，在所述容积型空气压缩单元中包含往复式空气压缩机的结构中，所述往复式空气压缩机设为低频高压往复压缩机。

本发明中，所谓的“所述喷管与所述旋转燃烧室的旋转轴有矩设置”是指所述喷管喷射时所受到的反作用力对所述旋转燃烧室的旋转轴线产生扭矩的设置方式。

本发明中，所述冷却器、所述附属冷却器都是冷却器，名称不同是为了加以区分而定义的。

本发明中，所述前置压气机、所述后置压气机都是压气机，名称不同只是为了加以区分而定义的。

本发明中，所述容积型空气压缩单元是指至少包括一个容积型压缩机构的空气压缩单元，例如，全部由容积型压缩机构构成的单级或多级压缩单元，至少包括一个容积型压缩机构和至少一个速度型压缩机的压缩单元，所述容积型压缩机构包括往复式空气压缩机、螺杆式空气压缩机、罗茨式空气压缩机等。

本发明中，所述低频高压往复压缩机是指转速低于1500转/分、1490转/分、1480转/分、1470转/分、1460转/分、1450转/分、1440转/分、1430转/分、1420转/分、1410转/分、1400转/分、1390转/分、1380转/分、1370转/分、1360转/分、1350转/分、1340转/分、1330转/分、1320转/分、1310转/分、1300转/分、1290转/分、1280转/分、1270转/分、1260转/分、1250转/分、1240转/分、1230转/分、1220转/分、1210转/分、1200转/分、1190转/分、1180转/分、1170转/分、1160转/分、1150转/分、1140转/分、1130转/分、1120转/分、1110转/分、1100转/分、1090转/分、1080转/分、1070转/分、1060转/分、1050转/分、1040转/分、1030转/分、1020转/分、1010转/分、1000转/分、990转/分、980转/分、970转/分、960转/分、950转/分、940转/分、930转/分、920转/分、910转/分、900转/分、890转/分、880转/分、870转/分、860转/分、850转/分、840转/分、830转/分、820转/分、810转/分、800转/分、790转/分、780转/分、770转/分、760转/分、750转/分、740转/分、730转/分、720转/分、710转/分、700转/分、690转/分、680转/分、670转/分、660转/分、650转/分、640转/分、630转/分、620转/分、610转/分、600转/分、590转/分、580转/分、570转/分、560转/分、550转/分、540转/分、530转/分、520转/分、510转/分、500转/分、490转/分、480转/分、470转/分、460转/分、450转/分、440转/分、430转/分、420转/分、410转/分、400转/分、390转/分、380转/分、370转/分、360转/分、350转/分、340转/分、330转/分、320转/分、310转/分或低于300转/分，同时压比大于3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或大于50的单级往复式空气压缩机，所述低频高压往复压缩机的转速和压比可以在各自的数值范围内独立选择，并自由组合，例如可以是1300转/份、压比50，也可以是1300转/分、压比4，还可以是500转/分、压比50，等等。

本发明中，所述容积型空气压缩单元输出的压缩气体的压力大于1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或大于20MPa。

本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。

本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但是是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。

本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。

本发明人认为：距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高，距离大效率低。

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

本发明的有益效果如下:

本发明所述压气喷管推进发动机结构简单，成本低，而且燃料多样性好，效率高，污染排放少。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例3的结构示意图；

图4是本发明实施例4的结构示意图；

图5是本发明实施例5的结构示意图；

图6是本发明实施例6的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的压气喷管推进发动机，包括容积型空气压缩单元10、燃烧室20和喷管30，所述压气喷管推进发动机还包括附属冷却器40和往复式空气压缩机50所述容积型空气压缩单元10、所述附属冷却器40、所述往复式空气压缩机50、所述燃烧室20和所述喷管30依次连通，所述容积型空气压缩单元10输出的压缩气体的压力大于1MPa。

优选地，可以选择性的将所述往复式空气压缩机50设为低频高压往复压缩机。

实施例2

如图2所示的压气喷管推进发动机，其在实施例1的基础上，将所述燃烧室20设为旋转燃烧室21，所述喷管30与所述旋转燃烧室21的旋转轴有矩设置。

实施例3

如图3所示的压气喷管推进发动机，其在实施例1或2的基础上，进一步还包括前置压气机60，所述前置压气机60的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元10的空气入口连通。

实施例4

如图4所示的压气喷管推进发动机，其在实施例1或2的基础上，进一步还包括前置压气机60和涡轮70，所述前置压气机60的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元10的空气入口连通，所述喷管30的工质出口直接或经导流体与所述涡轮70的工质入口连通，所述涡轮70对所述前置压气机60输出动力。

实施例5

如图5所示的压气喷管推进发动机，其在实施例1或2的基础上，进一步还包括后置压气机80，所述容积型空气压缩单元10的压缩空气出口与所述后置压气机80的空气入口连通。

实施例6

如图6所示的压气喷管推进发动机，其在实施例1或2的基础上，进一步还包括后置压气机80和涡轮70，所述容积型空气压缩单元10的压缩空气出口与所述后置压气机80的空气入口连通，所述喷管30的工质出口直接或经导流体与所述涡轮70的工质入口连通，所述涡轮70对所述后置压气机80输出动力。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中，都可以参照实施例3至6设置所述前置压气机60或后置压气机80等。

作为可以变换的实施方式，本发明的所有实施方式中，可选择地在所述容积型空气压缩单元10内设置冷却器。

本发明所有实施方式中，所述容积型空气压缩单元10都可以选择性的设置包含往复式空气压缩机50，本发明的所有在所述容积型空气压缩单元10中包含往复式空气压缩机50的结构中，都可以选择性的将所述往复式空气压缩机50设为低频高压往复压缩机。

本发明的所有实施方式中，都可以选择性的将所述容积型空气压缩单元10输出的压缩气体的压力改设为大于2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或改设为大于20MPa。

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

1.一种压气喷管推进发动机，包括容积型空气压缩单元(10)、燃烧室(20)和喷管(30)，其特征在于：所述压气喷管推进发动机还包括附属冷却器(40)和往复式空气压缩机(50)所述容积型空气压缩单元(10)、所述附属冷却器(40)、所述往复式空气压缩机(50)、所述燃烧室(20)和所述喷管(30)依次连通，所述容积型空气压缩单元(10)输出的压缩气体的压力大于1MPa。

2.如权利要求1所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述燃烧室(20)设为旋转燃烧室(21)，所述喷管(30)与所述旋转燃烧室(21)的旋转轴有矩设置。

3.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述容积型空气压缩单元(10)内设有冷却器。

4.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述压气喷管推进发动机还包括前置压气机(60)，所述前置压气机(60)的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元(10)的空气入口连通。

5.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述压气喷管推进发动机还包括前置压气机(60)和涡轮(70)，所述前置压气机(60)的压缩气体出口与所述容积型空气压缩单元(10)的空气入口连通，所述喷管(30)的工质出口直接或经导流体与所述涡轮(70)的工质入口连通，所述涡轮(70)对所述前置压气机(60)输出动力。

6.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述压气喷管推进发动机还包括后置压气机(80)，所述容积型空气压缩单元(10)的压缩空气出口与所述后置压气机(80)的空气入口连通。

7.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述压气喷管推进发动机还包括后置压气机(80)和涡轮(70)，所述容积型空气压缩单元(10)的压缩空气出口与所述后置压气机(80)的空气入口连通，所述喷管(30)的工质出口直接或经导流体与所述涡轮(70)的工质入口连通，所述涡轮(70)对所述后置压气机(80)输出动力。

8.如权利要求1所述压气喷管推进发动机，其特征在于：所述往复式空气压缩机(50)设为低频高压往复压缩机。

9.如权利要求1或2所述压气喷管推进发动机，其特征在于：在所述容积型空气压缩单元(10)中包含往复式空气压缩机的结构中，所述往复式空气压缩机设为低频高压往复压缩机。