CN113123872A - 一种超高效环保的新能源增程专用发动机 - Google Patents
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Abstract
一种超高效环保的新能源增程专用发动机，由管式燃烧器、涡轮皮带轮、电动压缩机、扩散减压进气室等组成一封闭环路，电动压缩机将扩散减压进气室中的外面空气与介媒尾气压缩成高压空气输送到管式燃烧器中，其中一部分与燃料一起燃烧释放热量，剩下空气作为传热介媒用来吸收热量而膨胀成高压气流，高压气流冲击涡轮皮带轮使之转动，转动的涡轮皮带轮通过传动皮带带动发电机发电，从涡轮皮带轮出来的介媒尾气最后回到扩散减压进气室中参入下一次循环。本发明具有的超高热效率、高环保、制造成本低、使用成本低、安全、耐用、适用燃料宽泛、适应环境强、噪音小、振动小、易维修、易保养诸多特性，无疑会使其成为人类梦寐以求中的理想、完美动力装置。
Description
技术领域
本发明属于一种外燃发动机，涉及(氢)燃料电池、外源机、内燃机等技术领域。
背景技术
在严苛环保标准逼迫下，现有动力设备应用能源由化学能向电能发展过程中，采用的技术方案通常有三种模式：蓄电池+电动机，内燃机+发电机+蓄电池+电动机，燃料电池+蓄电池+电动机，其中第二种模式就是现有增程发动机采用的动力模式。由于现有内燃机通常只能采用活塞内燃机，而活塞内燃机具有热效率低(通常不超过40％)、排放尾气严重污染环境、制造复杂、成本高、适用燃料严苛、振动大、噪音大、保养难等诸多缺点，动力设备应用能源在由传统的高标准化石燃料向包括使用电能与氢燃料电池在内的新能源发展大趋势中，现有增程发动机中采用的内燃机无疑大大拖了这种所谓新能源动力设备发展的后腿，使装备这种动力装备的汽车成为所谓新能源汽车饱受诟病、深受质疑。显而易见，新能源运动中的增程发动机如同时具备如下理想标准必定能在上述三种模式中脱颖而出并独领新能源动力风骚：高环保、超高效、低成本制造、低成本使用、适用燃料广、环境适应性强，以及安全、耐用、易保养、易维修、无振动、低噪音等。
发明内容
为了使新能源应用中的增程发动机达到以上理想标准，本发明提供一种超高效环保的新能源增程专用发动机，它采用的技术方案是：首先采用电动压缩机将空气压缩成高压空气，并将其中一部分输送到特别设计的特殊燃烧装置中与同时输送到的燃料混合，采用最简单但又最实用、高效的精量等比燃烧技术，在非高压(甚至常压)情况下将燃料与氧气中的各自化学能以燃烧释放热量方式完全释放出来，由于是精量等比燃烧，这样便没有多余的尾气排出，只有剩下极少数不能参与燃烧、无害的气体以及反应产物二氧化碳，又由于是低压(甚至常压)情况下燃烧，这样就没有有害的氮氧化物产生，如此这样就实现了高环保。剩余部分的高压空气被用来作为传热介媒工质吸收上面燃烧释放出来的热量，并使之急速膨胀形成高压气流，再由此高压气流去冲击简单、稳固、实用的涡轮皮带轮装置中的涡轮使之转动，转动的涡轮带动涡轮皮带轮装置中的皮带轮转动，并由此进一步通过传动皮带带动通常的发电机转动而发出电，从而完成化学能一机械能一电能的能量转换。释放完大部分能量的传热介媒空气回到电动压缩机进口由此完成一次闭循环，并接着开始下一次闭循环，如此循环下去，燃料与空气中的各自化学能便连续不断地转变成电能存储在蓄电池中，蓄电池中的电又可放出一小部分去帮助卸除绝大部分能量的传热介媒通过压缩机回流到燃烧装置中，蓄电池中剩余的绝大部分电能代表整个系统装置对外输出电能。从系统装置整体看，在上述能量转换过程中，能量损失只有设备与管道表面对外散发出的热辐射和排出的少量不带压无害尾气本身所携带的热量，而热辐射可通过保温隔热措施加以大幅减少，尾气排出的热量可通过热交换回收再利用，由此可见，本发明能量转换及应用效率是极为高效的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超高效环保的新能源增程专用发动机，包括主发电机与次发电机、主涡轮皮带轮与次涡轮皮带轮、管式燃烧器、电动压缩机、扩散减压进气室、电动燃料输送泵、蓄电池，电动压缩机进气端法兰接口安装在上面设有空气进气孔的扩散减压进气室的出气端法兰接口上面，电动压缩机出气端法兰接口与废混换热管的介媒尾气进入法兰接口相固定连接，废混换热管的介媒空气流出分枝法兰接口与介媒空气调节阀的进口端法兰接口相固定连接，介媒空气调节阀的出口端法兰接口与管式燃烧器的介媒空气流入法兰接口相固定连接，管式燃烧器的高热介媒流出法兰接口与主涡轮皮带轮的进口端法兰接口相固定连接，主涡轮皮带轮的出口端法兰接口与整流连接管进口端法兰接口相固定连接，整流连接管出口端法兰接口与次涡轮皮带轮的进口端法兰接口相固定连接，次涡轮皮带轮的出口端法兰接口与扩散减压进气室的进气端法兰接口相固定连接；燃料箱的燃料出口法兰接口上固定有电动燃料输送泵的进口端法兰接口，电动燃料输送泵的出口端法兰接口固定有燃料调节阀的进口端法兰接口，燃料调节阀的出口端法兰接口固定有燃废换热管的换热燃料流入法兰接口，燃废换热管的换热燃料流出法兰接口与管式燃烧器的换热燃料流入法兰接口相固定连接；燃烧空气输送管其一端法兰接口与管式燃烧器的换热燃烧空气流入法兰接口相固定连接，其另一端法兰接口与空气调节阀的出口端法兰接口相固定连接，空气调节阀的进口端法兰接口与废混换热管的介媒空气流出分枝法兰接口相固定连接；第1废气输送管的一端法兰接口与废气控制阀的出口端法兰接口相固定连接，第1废气输送管的另一端法兰接口与燃废换热管的第1换热废气流入法兰接口相固定连接，废气控制阀的进口端法兰接口与管式燃烧器的废气流出法兰接口相固定连接；第2废气输送管的其一端法兰接口与废混换热管的第2换热废气流入法兰接口相固定连接，其另一端法兰接口与燃废换热管的第1换热废气流出法兰接口相固定连接；废混换热管的第2废气流出法兰接口上固定有废气排空管进口端法兰接口，废气排空管出口端与大气相通；主传动皮带将主涡轮皮带轮与主发电机连接起来，次传动皮带将次涡轮皮带轮与次发电机连接起来；蓄电池与主发电机、次发电机、电动压缩机、电动燃料泵共四部件之间均分别有导电线相连接，第1废气输送管、第2废气输送管、燃烧空气输送管、燃废换热管、废混换热管共5根管道的管壁外表面均被保温层覆盖予以隔热保温，整个供电装置对外输出电能由蓄电池完成。
上述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的管式燃烧器包括受热波纹管、介媒空气直通管、油气混合室、燃烧空气预备一室与燃烧空气预备二室、燃料预备室、环形燃烧室、燃料喷射装置、点火装置，介媒空气直通管一端与介媒空气进气法兰相固定连接，另一端与受热波纹管相连相通，介媒空气直通管的外表面被相互连通一起的燃烧空气预备一室和燃烧空气预备二室所共同包裹覆盖，燃烧空气预备二室的外表面又被并列相邻的燃料预备室和油气混合室共同覆盖，燃烧空气预备二室与油气混合室之间的隔离壁间环形开设有若干燃烧空气进入孔，燃料预备室与油气混合室之间的隔离壁上安装有若干燃料喷射装置，环形布置的燃料喷射装置位于油气混合室内，但燃料喷射装置与燃料预备室相通；受热波纹管其一端固定在燃烧空气预备二室的端面上，其另一端与介媒空气出气法兰相固定连接，其每个波峰内壁上固定有1个加强传热筛网圆片，其外表面被环形燃烧室包裹覆盖；环形燃烧室由筒形外壳、受热波纹管、与油气混合室相共有的端面、与介媒空气出气法兰相固定连接的高热介媒出气口端面四部分封闭而成，并且受热波纹管与介媒空气出气法兰和高热介媒出气口端面三者一起交汇固定连接在一处；将环形燃烧室与油气混合室之间隔离开的二者共有端面隔离壁间环形开设有若干混合油气进入孔，环形燃烧室的圆筒侧表面内壁上设有若干环形布置的点火装置和开设有废弃物排放法兰，燃料预备室的圆筒外表面内壁上开设有燃料加入口，该燃料加入口上安装固定有燃料加入法兰，燃烧空气预备一室的圆筒外表面内壁上开设有空气加入口，该空气加入口上安装固定有空气加入法兰；圆筒形外壳、油气混合室、燃料预备室、燃烧空气预备一室的圆周外表面共同在同一圆周表面上，且均被隔热保温层所覆盖包裹。
上述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的涡轮皮带轮包括进流管、出流管、皮带安全保护壳、前支架外壳、后支架外壳、压尖盘、涡轮叶片、涡扇底盘、旋转轴、前轴承、后轴承、皮带轮诸部件，进流管一端安装固定有第1法兰接口，出流管一端安装固定有第5连接法兰，圆筒状的皮带安全保护壳两端分别安装固定有第2连接法兰与第3连接法兰；前支架外壳和后支架外壳其结构互为镜像对称，其均由环形圆盘部、圆筒部、法兰部三部分组成，其环形圆盘部与法兰部分别固定在圆筒部两端，其法兰部分别是第6连接法兰和第4连接法兰；旋转轴的中间部位安装有涡扇底盘，二者之间安装有定位键，定位键保证涡扇底盘能够随旋转轴同步旋转，涡扇底盘上安装固定有若干涡轮叶片的根部，涡轮叶片的顶部安装固定在压尖盘的内壁面上；压尖盘的外壁面上安装固定有若干调节性辐条支架的一端，调节性辐条支架的另一端安装固定在皮带轮内壁面上，皮带轮外表面上覆盖有传动皮带(或主传动皮带或此传动皮带)；前支架外壳与后支架外壳之间夹有圆筒状的皮带安全保护壳，前支架外壳与皮带安全保护壳之间通过第1套紧固螺栓螺母和第3法兰接口将二者连接固定在一起，后支架外壳与皮带安全保护壳之间通过第7套紧固螺栓螺母和第2法兰接口将二者固定连接在一起；皮带安全保护壳的圆筒部壁间设有多个成环状分布的传动皮带进出口，传动皮带(或主传动皮带或次传动皮带)从其中的两个传动皮带进出口中穿过；旋转轴的两端分别安装有前轴承与后轴承，前轴承的圆周外表面上套有前轴承套，前轴承套的圆周外表面上安装固定有若干前辐条支架的一端，前辐条支架的另一端安装固定在前支架外壳圆筒部的内壁面上，后轴承的圆周外表面上套有后轴承套，后轴承套的圆周外表面上安装固定有若干后辐条支架的一端，后辐条支架的另一端安装固定在后支架外壳圆筒部的内壁面上，并且每根均为薄片长条状的前辐条支架与后辐条支架其分别拥有的与各自大表面相平行的中心对称面所在平面均经过旋转轴的中心轴线；前轴承的前、后两端分别被前轴承前盖和前轴承后盖所盖住，且前轴承前盖和前轴承后盖通过第2套紧固螺栓螺母固定在前轴承套上，后轴承的前、后两端分别被后轴承前盖和后轴承后盖所盖住，且后轴承前盖和后轴承后盖通过第6套紧固螺栓螺母固定在后轴承套上，前轴承前盖上固定有前分流锥形罩，后轴承后盖上面固定有后锥形分流罩；进流管和前支架外壳之间由第1法兰接口与第6法兰接口以及第3套紧固螺栓螺母相互固定连接在一起，出流管和后支架外壳之间由第5法兰接口与第4法兰接口以及第5套紧固螺栓螺母相互固定连接在一起，并且进流管、前支架外壳、压尖盘、后支架外壳、出流管共五部件的内壁面均在同一圆周面上，并由此组成一直通管道供气流通过；皮带安全保护壳的下面设有安装底座，第8套紧固螺栓螺母将安装底座上面的一支架、第3法兰接口以及前支架外壳的环形圆盘部紧固在一起，第4套紧固螺栓螺母将安装底座上面的另一支架、第2法兰接口以及后支架外壳的环形圆盘部紧固在一起。
上述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的扩散减压进气室的内部空间由圆筒形容积部分和圆台形容积部分两部分组成，圆筒形容积部分同圆台形容积部分内部空间相通组成一完整内部空间，圆筒形容积部分的端面上设有介媒尾气进入法兰接口，圆台形容积部分的小圆台端面上设有混合空气流出法兰接口，圆筒形容积部分的圆筒形内壁面的壁间设有若干滤后空气进入口，圆筒形内壁面的外面被圆筒形外壁面包围，两壁面之间形成一定的相对封闭的空间，此空间内填满空气过滤层，圆筒形外壁面壁间开设有若干空气进气孔。
上述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的废混换热管包括废混换热内管、介媒尾气进入法兰接口、废混换热外管，位于废混换热管内部中间位置的废混换热内管，其一端开口固定有介媒尾气进入法兰接口，其另一端开口固定有介媒空气流出分枝法兰接口，其管身上距离介媒空气流出分枝法兰接口附近的部位设有一开口，此开口上固定有介媒空气流出分支法兰接口，其在介媒尾气进入法兰接口与介媒空气流出分支法兰接口之间的管身外面被废混换热外管所包裹，且废混换热内管与废混换热外管两换热管管壁之间留有一定距离而形成封闭的夹层空间，此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干废混加强换热环片，每个废混加强换热环片其内圆周端与外圆周端分别固定在废混换热内管外壁面上与废混换热外管内壁面上，其上面设有若干换热废气通过孔；废混换热外管其管身一端距离介媒尾气进入法兰接口附近处的圆周侧表面上设有开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流出法兰接口，其管身另一端距离介媒空气流出分枝法兰接口不远处的圆周侧表面上设有另一开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流入法兰接口。
本发明的有益效果是：
一、高环保。与现有的内燃机相比，本发明空气与燃料的燃烧是在低压甚至常压下进行，且是精量等比燃烧，没有多余量的空气参与和排放，燃烧后的废弃物是无害的二氧化碳，如果燃料是氢气，废弃物只是水，没有了高温、高压情况下才能产生的对大气有害的氮氧化物，更没有了包含大量有害氮氧化物的混合燃气，这样的排放无疑是高环保的。
二、超高效。从整个装置能量损失情况分析，能产生能量损失的只有废弃物所含热量和热辐射两个方面，更何况此两方面能量损失已在本发明中作了相应的能量回收与防流失措施，能损失的能量被进一步减少，根据能量守恒定律，没损失、剩下的能量全部从空气、燃料所包含的化学能转变成了电能，这样的能量转化效率在此保守估计也在85％以上，这是现有动力装置所无法比拟与想象的。
三、卓越无比的其它综合性能。深入综合分析本发明技术方案不难看出，本发明除上面超高效、高环保两关键性能指标外，另外显然还具有低成本制造、低成本使用、安全、耐用、燃料通用性与环境适应性均强，以及噪音极小、无振动、易维修、易保养等诸多优点，显示出卓越无比的综合性能。
在认真逐一对比前面提及的为增程发动机所提前设定的理想标准诸条件后，在此毫不夸张地说，本发明实实在在、完完全全地达到了，由此可见，本发明提出的技术方案就是人类动力设备新能源运动中梦寐以求的那种理想增程发动机。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1为本发明工作原理示意图；
图2为管式燃烧器结构与工作原理示意图；
图3为图2中E-E向视图；
图4为涡轮皮带轮结构与工作原理示意图；
图5为图4中E-E向视图；
图6为扩散减压进气室结构示意图；
图7为热交换管结构示意图。
图中01.主涡轮皮带轮，02.主传动皮带，03.主发电机，04.第1废气输送管，05.次发电机，06.次传动皮带，07.燃料箱，08.次涡轮皮带轮，09.整流连接管，10.扩散减压进气室，10a.空气进气孔，11.电动压缩机，12.电动燃料输送泵，13.废气排空管，14.废混换热管，14a.介媒尾气进入法兰接口，14b.第2换热废气流出法兰接口，14c.第2换热废气流入法兰接口，14d.介媒空气流出分枝法兰接口，14e.介媒空气流出分枝法兰接口，14f.废混换热内管，14g.废混换热外管，14h.废混加强换热环片，14i.换热废气通过孔，15.燃料调节阀，16.蓄电池，17.第2废气输送管，18.空气调节阀，19.燃烧空气输送管，20.管式燃烧器，20a.废气流出法兰接口，20b.高热介媒流出法兰接口，20c.换热燃料流入法兰接口，20d.换热燃烧空气流入法兰接口，20e.介媒空气流入法兰接口，21.燃废换热管，21a.第1换热废气流出法兰接口，21b.换热燃料流出法兰接口，21c.第1换热废气流入法兰接口，21d.换热燃料流入法兰接口，22.废气控制阀，23.介媒空气调节阀，25.受热波纹管，26.加强传热筛网圆片，27.点火装置，28.油气混合室；29.空气预备一室，30.介媒空气直通管，31.空气预备二室，32.燃料预备室，33.燃料喷射装置，34.混合燃气进入孔，35.混合油气进入孔，36.环形燃烧室，36a.筒形外壳，36b.高热介媒出气口端面，37.外壳保温层，41.第1套紧固螺栓螺母，42.前支架外壳，42a.第6法兰接口，43.前辐条支架，44.涡扇底盘，45.定位键，46.旋转轴，47.前轴承，48.前轴承前盖，49.前锥形分流罩，50.第2套紧固螺母螺栓，51.前轴承后盖，52.前轴承套，53.进流管，53a.第1法兰接口，54.第3套紧固螺栓螺母，55.调节性辐条支架，56.皮带轮，57.传动皮带，58.皮带安全保护壳，58a.传动皮带进出口，58b.第2法兰接口，58c.第3法兰接口，59.后支架外壳，59a.第4法兰接口，60.安装底座，61.第4套紧固螺栓螺母，62.第5套紧固螺栓螺母，63.压尖盘，64.涡轮叶片，65.第6套紧固螺母螺栓，66.后锥形分流罩，67.后轴承后盖，68.后轴承，69.后轴承前盖，70.后轴承套，71.后辐条支架，72.出流管，72a.第5法兰接口，73.第7套紧固螺栓螺母，74.第8套紧固螺栓螺母，75.介媒尾气进入法兰接口，76.圆筒形内壁面，76a.滤后空气进入口，77.圆筒形容积部分，78.圆筒形外壁面，79.空气过滤层，80.圆台形容积部分，81.混合空气流出法兰接口。
具体实施方式
【实施例】
如图1所示，一种超高效环保的新能源增程专用发动机，主要包括主发电机03与次发电机05、主涡轮皮带轮01与次涡轮皮带轮08、管式燃烧器20、电动压缩机11、扩散减压进气室10、电动燃料输送泵12、蓄电池16，电动压缩机11进气端法兰接口安装在上面设有空气进气孔10a的扩散减压进气室10的出气端法兰接口上面，电动压缩机11出气端法兰接口与废混换热管14的介媒尾气进入法兰接口14a相固定连接，废混换热管14的介媒空气流出分枝法兰接口14d与介媒空气调节阀23的进口端法兰接口相固定连接，介媒空气调节阀23的出口端法兰接口与管式燃烧器20的介媒空气流入法兰接口20e相固定连接，管式燃烧器20的高热介媒流出法兰接口20b与主涡轮皮带轮01的进口端法兰接口相固定连接，主涡轮皮带轮01的出口端法兰接口与整流连接管09进口端法兰接口相固定连接，整流连接管09出口端法兰接口与次涡轮皮带轮08的进口端法兰接口相固定连接，次涡轮皮带轮08的出口端法兰接口与扩散减压进气室10的进气端法兰接口相固定连接；燃料箱07的燃料出口法兰接口上固定有电动燃料输送泵12的进口端法兰接口，电动燃料输送泵12的出口端法兰接口固定有燃料调节阀15的进口端法兰接口，燃料调节阀15的出口端法兰接口固定有燃废换热管21的换热燃料流入法兰接口21d，燃废换热管21的换热燃料流出法兰接口21b与管式燃烧器20的换热燃料流入法兰接口20c相固定连接；燃烧空气输送管19其一端法兰接口与管式燃烧器20的换热燃烧空气流入法兰接口20d相固定连接，其另一端法兰接口与空气调节阀18的出口端法兰接口相固定连接，空气调节阀18的进口端法兰接口与废混换热管14的介媒空气流出分枝法兰接口14e相固定连接；第1废气输送管04的一端法兰接口与废气控制阀22的出口端法兰接口相固定连接，第1废气输送管04的另一端法兰接口与燃废换热管21的第1换热废气流入法兰接口21c相固定连接，废气控制阀22的进口端法兰接口与管式燃烧器20的废气流出法兰接口20a相固定连接；第2废气输送管17的其一端法兰接口与废混换热管14的第2换热废气流入法兰接口14c相固定连接，其另一端法兰接口与燃废换热管21的第1换热废气流出法兰接口21a相固定连接；废混换热管14的第2废气流出法兰接口14b上固定有废气排空管13进口端法兰接口，废气排空管13出口端与大气相通；主传动皮带02将主涡轮皮带轮01与主发电机03连接起来，次传动皮带06将次涡轮皮带轮08与次发电机05连接起来；蓄电池16与主发电机03、次发电机05、电动压缩机11、电动燃料泵12共四部件之间均分别有导电线相连接，第1废气输送管04、第2废气输送管17、燃烧空气输送管19、燃废换热管21、废混换热管14共5根管道的管壁外表面均被保温层覆盖予以隔热保温，整个供电装置对外输出电能由蓄电池16完成。
如图2、图3所示，管式燃烧器20包括受热波纹管25、介媒空气直通管30、油气混合室28、燃烧空气预备一室29与燃烧空气预备二室31、燃料预备室32、环形燃烧室36、燃料喷射装置33、点火装置27，介媒空气直通管30一端与介媒空气进气法兰20e相固定连接，另一端与受热波纹管25相连相通，介媒空气直通管30的外表面被相互连通一起的燃烧空气预备一室29和燃烧空气预备二室31所共同包裹覆盖，燃烧空气预备二室31的外表面又被并列相邻的燃料预备室32和油气混合室28共同覆盖，燃烧空气预备二室31与油气混合室28之间的隔离壁间环形开设有若干燃烧空气进入孔34，燃料预备室32与油气混合室28之间的隔离壁上安装有若干燃料喷射装置33，环形布置的燃料喷射装置33位于油气混合室28内，但燃料喷射装置33与燃料预备室32相通；受热波纹管25其一端固定在燃烧空气预备二室31的端面上，其另一端与介媒空气出气法兰20b相固定连接，其每个波峰内壁上固定有1个加强传热筛网圆片26，其外表面被环形燃烧室36包裹覆盖；环形燃烧室36由筒形外壳36a、受热波纹管25侧壁面、与油气混合室28相共有的端面、高热介媒出气口端面36b四部分封闭而成，并且受热波纹管25侧壁面、介媒空气出气法兰20b以及高热介媒出气口端面36b三者一起交汇固定连接在一处；将环形燃烧室36与油气混合室28之间隔离开的二者共有端面隔离壁间环形开设有若干混合油气进入孔35，环形燃烧室36的圆周侧表面内壁上设有若干环形布置的点火装置27和开设有废弃物排放法兰20a，燃料预备室32的圆筒外表面内壁上开设有燃料加入口，该燃料加入口上安装固定有燃料加入法兰20c，燃烧空气预备一室29的圆筒外表面内壁上开设有空气加入口，该空气加入口上安装固定有空气加入法兰20d；圆筒形外壳36a、油气混合室28、燃料预备室32、燃烧空气预备一室29的圆周外表面共同在同一圆周表面上，且均被隔热保温层37所覆盖包裹。
如图4、图5所示，涡轮皮带轮包括进流管53、出流管72、皮带安全保护壳58、前支架外壳42、后支架外壳59、压尖盘63、涡轮叶片64、涡扇底盘44、旋转轴46、前轴承47、后轴承68、皮带轮56诸部件，进流管53一端安装固定有第1法兰接口53a，出流管72一端安装固定有第5法兰接口72a，圆筒状的皮带安全保护壳58两端分别安装固定有第2法兰接口58b与第3法兰接口58c；前支架外壳42和后支架外壳59其结构互为镜像对称，其均由环形圆盘部、圆筒部、法兰部三部分组成，其环形圆盘部与法兰部分别固定在圆筒部两端，其法兰部分别是第6法兰接口42a和第4法兰接口59a；旋转轴46的中间部位安装有涡扇底盘44，二者之间安装有定位键45，定位键45保证涡扇底盘44能够随旋转轴46同步旋转，涡扇底盘44上安装固定有若干涡轮叶片64的根部，涡轮叶片64的顶部安装固定在压尖盘63的内壁面上；压尖盘63的外壁面上安装固定有若干调节性辐条支架55的一端，调节性辐条支架55的另一端安装固定在皮带轮56内壁面上，皮带轮56外表面上覆盖有传动皮带57(或主传动皮带02或此传动皮带06)；前支架外壳42与后支架外壳59之间夹有圆筒状的皮带安全保护壳58，前支架外壳42与皮带安全保护壳58之间通过第1套紧固螺栓螺母41和第3法兰接口58c将二者连接固定在一起，后支架外壳59与皮带安全保护壳58之间通过第7套紧固螺栓螺母73和第2法兰接口58b将二者固定连接在一起；皮带安全保护壳58的圆筒部壁间设有多个成环状分布的传动皮带进出口58a，传动皮带57(或主传动皮带02或此传动皮带06)从其中的两个传动皮带进出口58a中穿过；旋转轴46的两端分别安装有前轴承47与后轴承68，前轴承47的圆周外表面上套有前轴承套52，前轴承套52的圆周外表面上安装固定有若干前辐条支架43的一端，前辐条支架43的另一端安装固定在前支架外壳42圆筒部的内壁面上，后轴承68的圆周外表面上套有后轴承套70，后轴承套70的圆周外表面上安装固定有若干后辐条支架71的一端，后辐条支架71的另一端安装固定在后支架外壳59圆筒部的内壁面上，并且薄片长条状的每根前辐条支架43与后辐条支架71其分别拥有的与各自大表面平行的中心对称面所在平面均经过旋转轴46的中心轴线；前轴承47的前、后两端分别被前轴承前盖48和前轴承后盖51所盖住，且前轴承前盖48和前轴承后盖51通过第2套紧固螺栓螺母50固定在前轴承套52上，后轴承68的前、后两端分别被后轴承前盖69和后轴承后盖67所盖住，且后轴承前盖69和后轴承后盖67通过第6套紧固螺栓螺母65固定在后轴承套70上，前轴承前盖48上固定有前分流锥形罩49，后轴承后盖67上面固定有后锥形分流罩66；进流管53和前支架外壳42之间由第1法兰接口53a与第6法兰接口42a以及第3套紧固螺栓螺母54相互固定连接在一起，出流管72和后支架外壳59之间由第5法兰接口72a与第4法兰接口59a以及第5套紧固螺栓螺母62相互固定连接在一起，并且进流管53、前支架外壳42、压尖盘63、后支架外壳59、出流管72共五部件的内壁面均在同一圆周面上，并由此组成一直通管道供气流通过；皮带安全保护壳58的下面设有安装底座60，第8套紧固螺栓螺母74将安装底座60上面的一支架、第3法兰接口58c以及前支架外壳42的环形圆盘部紧固在一起，第4套紧固螺栓螺母61将安装底座60上面的另一支架、第2法兰接口58b以及后支架外壳59的环形圆盘部紧固在一起。
如图6所示，扩散减压进气室10的内部空间由圆筒形容积部分77和圆台形容积部分80两部分组成，圆筒形容积部分77同圆台形容积部分80内部空间相通组成一完整内部空间，圆筒形容积部分77的端面上设有介媒尾气进入法兰接口75，圆台形容积部分80的小圆台端面上设有混合空气流出法兰接口81，圆筒形容积部分77的圆筒形内壁面76的壁间设有若干滤后空气进入口76a，圆筒形内壁面76的外面被圆筒形外壁面78包围，两壁面之间形成一定的相对封闭的空间，此空间内填满空气过滤层79，圆筒形外壁面78壁间开设有若干空气进气孔10a。
如图7所示，废混换热管14包括废混换热内管14f、介媒尾气进入法兰接口14a、废混换热外管14g，位于废混换热管14内部中间位置的废混换热内管14f，其一端开口固定有介媒尾气进入法兰接口14a，其另一端开口固定有介媒空气流出分枝法兰接口14d，其管身上距离介媒空气流出分枝法兰接口14d不远的部位设有一开口，此开口上固定有介媒空气流出分支法兰接口14e，其在介媒尾气进入法兰接口14a与介媒空气流出分支法兰接口14e之间的管身外面被废混换热外管14g所包裹，且废混换热内管14f与废混换热外管14g两换热管管壁之间留有一定距离而形成封闭的夹层空间，此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干废混加强换热环片14h，每个废混加强换热环片14h其内圆周端与外圆周端分别固定在废混换热内管14f外壁面上与废混换热外管14g内壁面上，其上面设有若干换热废气通过孔14i；废混换热外管14g其管身一端距离介媒尾气进入法兰接口14a附近处的圆周侧表面上设有开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流出法兰接口14b，其管身另一端距离介媒空气流出分枝法兰接口14e附近处的圆周侧表面上设有另一开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流入法兰接口14c。
本发明装置整体工作原理与运行过程操作说明。
参照附图1，本装置开始工作，同时启动电动燃料输送泵12和电动压缩机11，燃料从燃料箱经电动燃料输送泵12抽吸出来后经过燃料调节阀15、燃废换热管21以及换热燃料流入法兰接口20c输送进管式燃烧器20中，燃料在燃废换热管21中通过与废气热交换温度得到提升，燃料输送量由燃料调节阀15调节控制。开始工作后的电动压缩机11其进口形成的强大抽吸力将扩散减压进气室10中以及系统回路中留存的介媒空气，以及从主涡轮皮带轮01和次涡轮皮带轮08中相关缝隙泄漏进的外面空气，再加上从空气进气孔10a中被吸入到扩散减压进气室10中的外面补充空气一起压缩成高压空气流，此高压空气流一部分经废混换热管14、空气调节阀18、燃烧空气输送管19而进入管式燃烧器20中成燃烧空气，参与燃烧的空气流量由空气调节阀18调节控制，高压空气流剩余部分经废混换热管14和介媒空气调节阀23进入管式燃烧器20中成为传热介媒空气，传热介媒空气的流量由介媒空气调节阀23调节控制。
参照附图2和附图3，燃料经换热燃料流入法兰接口20c进入到燃料预备室32中，然后经燃料喷射装置33喷射到油气混合室28中；参与燃烧的空气经换热燃烧空气流入法兰接口20d首先进入空气预备一室29中，再进入空气预备二室31后又经混合燃气进入孔34最后同样进入到油气混合室28中；在油气混合室28中空气和喷射成细雾状的燃料混合后经混合油气进入孔35进入到环形燃烧室36中，最后由点火装置27点火发生燃烧；传热介媒空气经介媒空气直通管30进入到受热波纹管25中。精量等比的燃料和参与燃烧的空气在环形燃烧室36中通过混合燃烧后，其释放产生的热量被进入到受热波纹管25中的传热介媒空气通过热交换方式吸收，加强传热筛网圆片26的存在更是加强了这里的热传递与热交换，迅速吸收大量热量后的传热介媒空气体积迅速膨胀形成高温、高压气流，并随即从管式燃烧器20的高热介媒流出法兰接口20b高速冲出。
参照附图1、附图4、附图5，高温、高压传热介媒空气流冲出管式燃烧器20后即高速冲击主涡轮皮带轮01，主涡轮皮带轮01中的涡轮叶片64在高速气流的冲击下发生转动，转动的涡轮叶片64带动皮带轮56转动，转动的皮带轮56通过主传动皮带02带动主发电机03转动并发出电流。从主涡轮皮带轮01出来后的传热介媒空气流又通过整流连接管09整流后再去冲击次涡轮皮带轮08，次涡轮皮带轮08通过次传动皮带06带动次发电机05转动并发出电流。从管式燃烧器20中冲出的高温、高压传热介媒空气流其经过上面两次能量转换后使其所具有的动能进一步转化成电能(根据涡轮转动工作效率一般估计在30-35％，本发明中的涡轮皮带轮设定的级数最多3级，这里以两级发电予以作图示例说明)，传热介媒空气流从次涡轮皮带轮08出来后回到扩散减压进气室10中，从而完成一次闭路循环。扩散减压进气室10的容积内径大于整流连接管09的内径，回到扩散减压进气室10中的传热介媒空气流因体积突然增大而气压力与流速会突然下降，这样就加大了管式燃烧器20与扩散减压进气室10之间的传热介媒空气流的压头压力差，这种压力差是决定介媒空气流通过涡轮皮带轮+发电机组合装置发电多少的主要因素，原理类似于电压差，这种压力差越大，显然越有利于涡轮皮带轮+发电机组合装置的多发电。电动压缩机11连续不断运行，回到扩散减压进气室10中的传热介媒空气流以及回路外面的补充空气同时被电动压缩机11再次吸入而压缩，形成高压空气流，即开始下一次闭路循环，如此循环下去燃料与外面空气中所包含的化学能被连续不断地转化成电能，并被输送存储到蓄电池16中，电动压缩机11、电动燃料输送泵12二电动设备由蓄电池9供电，整个系统装置对外输出电能由蓄电池9完成。
参照附图1、附图2、附图6、附图7，从管式燃烧器20中的废气流出法兰接口20a流出的燃烧后废气经废气控制阀22和第1废气输送管04输送到燃废换热管21中与燃料进行第一次热交换，自身温度很低的燃料从自身温度很高的废气中吸收热量后自身温度得到提高，废气自身温度得到降低，废气经第一次热交换后从第1换热废气流出法兰接口21a出来后又经第2废气输送管17输送到废混换热管14中进一步与混合空气进行第二次热交换，自身温度不高的混合空气从自身温度较高的废气中吸收热量后自身温度得到提高，废气自身温度得到进一步降低，废气经第二次热交换后从第2换热废气流出法兰接口14b中流出，并经废气排空管13排到空气中，废气在输送与换热过程中的流速与压力可通过废气控制阀22调节控制。
Claims (5)
1.一种超高效环保的新能源增程专用发动机，包括主发电机(03)、次发电机(05)、电动压缩机(11)、电动燃料输送泵(12)、蓄电池(16)，其特征在于：电动压缩机(11)进气端法兰接口同上面设有空气进气孔(10a)的扩散减压进气室(10)的出气端法兰接口固定连接在一起，电动压缩机(11)出气端法兰接口与废混换热管(14)的介媒尾气进入法兰接口(14a)相固定连接，废混换热管(14)的介媒空气流出分枝法兰接口(14d)与介媒空气调节阀(23)的进口端法兰接口相固定连接，介媒空气调节阀(23)的出口端法兰接口与管式燃烧器(20)的介媒空气流入法兰接口(20e)相固定连接，管式燃烧器(20)的高热介媒流出法兰接口(20b)与主涡轮皮带轮(01)的进口端法兰接口相固定连接，主涡轮皮带轮(01)的出口端法兰接口与整流连接管(09)进口端法兰接口相固定连接，整流连接管(09)出口端法兰接口与次涡轮皮带轮(08)的进口端法兰接口相固定连接，次涡轮皮带轮(08)的出口端法兰接口与扩散减压进气室(10)的进气端法兰接口相固定连接；燃料箱(07)的燃料出口法兰接口上固定有电动燃料输送泵(12)的进口端法兰接口，电动燃料输送泵(12)的出口端法兰接口固定有燃料调节阀(15)的进口端法兰接口，燃料调节阀(15)的出口端法兰接口固定有燃废换热管(21)的换热燃料流入法兰接口(21d)，燃废换热管(21)的换热燃料流出法兰接口(21b)与管式燃烧器(20)的换热燃料流入法兰接口(20c)相固定连接；燃烧空气输送管(19)其一端法兰接口与管式燃烧器(20)的换热燃烧空气流入法兰接口(20d)相固定连接，其另一端法兰接口与空气调节阀(18)的出口端法兰接口相固定连接，空气调节阀(18)的进口端法兰接口与废混换热管(14)的介媒空气流出分枝法兰接口(14e)相固定连接；第1废气输送管(04)的一端法兰接口与废气控制阀(22)的出口端法兰接口相固定连接，第1废气输送管(04)的另一端法兰接口与燃废换热管(21)的第1换热废气流入法兰接口(21c)相固定连接，废气控制阀(22)的进口端法兰接口与管式燃烧器(20)的废气流出法兰接口(20a)相固定连接；第2废气输送管(17)的其一端法兰接口与废混换热管(14)的第2换热废气流入法兰接口(14c)相固定连接，其另一端法兰接口与燃废换热管(21)的第1换热废气流出法兰接口(21a)相固定连接；废混换热管(14)的第2废气流出法兰接口(14b)上固定有废气排空管(13)进口端法兰接口，废气排空管(13)出口端与大气相通；主传动皮带(02)将主涡轮皮带轮(01)与主发电机(03)连接起来，次传动皮带(06)将次涡轮皮带轮(08)与次发电机(05)连接起来；蓄电池(16)与主发电机(03)、次发电机(05)、电动压缩机(11)、电动燃料泵(12)共四部件之间均分别有导电线相连接，第1废气输送管(04)、第2废气输送管(17)、燃烧空气输送管(19)、燃废换热管(21)、废混换热管(14)共5根管道的管壁外表面均被保温层覆盖予以隔热保温，整个供电装置对外输出电能由蓄电池(16)完成。
2.根据权利要求1所述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的管式燃烧器(20)包括受热波纹管(25)、介媒空气直通管(30)、油气混合室(28)、燃烧空气预备一室(29)与燃烧空气预备二室(31)、燃料预备室(32)、环形燃烧室(36)、燃料喷射装置(33)、点火装置(27)，介媒空气直通管(30)一端与介媒空气进气法兰接口(20e)相固定连接，另一端与受热波纹管(25)相连相通，介媒空气直通管(30)的外表面被相互连通一起的燃烧空气预备一室(29)和燃烧空气预备二室(31)所共同包裹覆盖，燃烧空气预备二室(31)的外表面又被并列相邻的燃料预备室(32)和油气混合室(28)共同覆盖，燃烧空气预备二室(31)与油气混合室(28)之间的隔离壁间环形开设有若干燃烧空气进入孔(34)，燃料预备室(32)与油气混合室(28)之间的隔离壁上安装有若干燃料喷射装置(33)，环形布置的燃料喷射装置(33)位于油气混合室(28)内，但燃料喷射装置(33)与燃料预备室(32)相通；受热波纹管(25)其一端固定在燃烧空气预备二室(31)的端面上，其另一端与介媒空气出气法兰接口(20b)相固定连接，其每个波峰内壁上固定有1个加强传热筛网圆片(26)，其外表面被环形燃烧室(36)包裹覆盖；环形燃烧室(36)由筒形外壳(36a)、受热波纹管(25)侧壁面、与油气混合室(28)相共有的端面、高热介媒出气口端面(36b)四部分封闭而成，并且受热波纹管(25)侧壁面、介媒空气出气法兰接口(20b)以及高热介媒出气口端面(36b)三者一起交汇固定连接在一处；将环形燃烧室(36)与油气混合室(28)之间隔离开的二者共有端面隔离壁间环形开设有若干混合油气进入孔(35)，环形燃烧室(36)的圆周侧表面内壁上设有若干环形布置的点火装置(27)和开设有废弃物排放法兰接口(20a)，燃料预备室(32)的圆周侧表面内壁上开设有燃料加入口，该燃料加入口上安装固定有燃料加入法兰接口(20c)，燃烧空气预备一室(29)的圆筒外表面内壁上开设有空气加入口，该空气加入口上安装固定有空气加入法兰接口(20d)；圆筒形外壳(36a)、油气混合室(28)、燃料预备室(32)、燃烧空气预备一室(29)的圆周外表面共同在同一圆周表面上，且均被隔热保温层(37)所覆盖包裹。
3.根据权利要求1所述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的涡轮皮带轮包括进流管(53)、出流管(72)、皮带安全保护壳(58)、前支架外壳(42)、后支架外壳(59)、压尖盘(63)、涡轮叶片(64)、涡扇底盘(44)、旋转轴(46)、前轴承(47)、后轴承(68)、皮带轮(56)诸部件，进流管(53)一端安装固定有第1法兰接口(53a)，出流管(72)一端安装固定有第5法兰接口(72a)，圆筒状的皮带安全保护壳(58)两端分别安装固定有第2法兰接口(58b)与第3法兰接口(58c)；前支架外壳(42)和后支架外壳(59)其结构互为镜像对称，其均由环形圆盘部、圆筒部、法兰部三部分组成，其环形圆盘部与法兰部分别固定在圆筒部两端，其法兰部分别是第6法兰接口(42a)和第4法兰接口(59a)；旋转轴(46)的中间部位安装有涡扇底盘(44)，二者之间安装有定位键(45)，定位键(45)保证涡扇底盘(44)能够随旋转轴(46)同步旋转，涡扇底盘(44)上安装固定有若干涡轮叶片(64)的根部，涡轮叶片(64)的顶部安装固定在压尖盘(63)的内壁面上；压尖盘(63)的外壁面上安装固定有若干调节性辐条支架(55)的一端，调节性辐条支架(55)的另一端安装固定在皮带轮(56)内壁面上，皮带轮(56)外表面上覆盖有传动皮带(57)[或主传动皮带(02)或次传动皮带(06)]；前支架外壳(42)与后支架外壳(59)之间夹有圆筒状的皮带安全保护壳(58)，前支架外壳(42)与皮带安全保护壳(58)之间通过第1套紧固螺栓螺母(41)和第3法兰接口(58c)将二者连接固定在一起，后支架外壳(59)与皮带安全保护壳(58)之间通过第7套紧固螺栓螺母(73)和第2法兰接口(58b)将二者固定连接在一起；皮带安全保护壳(58)的圆筒部壁间设有多个成环状分布的传动皮带进出口(58a)，传动皮带(57)从其中的两个传动皮带进出口(58a)中穿过；旋转轴(46)的两端分别安装有前轴承(47)与后轴承(68)，前轴承(47)的圆周外表面上套有前轴承套(52)，前轴承套(52)的圆周外表面上安装固定有若干前辐条支架(43)的一端，前辐条支架(43)的另一端安装固定在前支架外壳(42)圆筒部的内壁面上，后轴承(68)的圆周外表面上套有后轴承套(70)，后轴承套(70)的圆周外表面上安装固定有若干后辐条支架(71)的一端，后辐条支架(71)的另一端安装固定在后支架外壳(59)圆筒部的内壁面上，并且每根均为薄片长条状的前辐条支架(43)与后辐条支架(71)其分别拥有的与各自大表面平行的中心对称面所在平面均经过旋转轴(46)的中心轴线；前轴承(47)的前、后两端分别被前轴承前盖(48)和前轴承后盖(51)所盖住，且前轴承前盖(48)和前轴承后盖(51)通过第2套紧固螺栓螺母(50)固定在前轴承套(52)上，后轴承(68)的前、后两端分别被后轴承前盖(69)和后轴承后盖(67)所盖住，且后轴承前盖(69)和后轴承后盖(67)通过第6套紧固螺栓螺母(65)固定在后轴承套(70)上，前轴承前盖(48)上固定有前分流锥形罩(49)，后轴承后盖(67)上面固定有后锥形分流罩(66)；进流管(53)和前支架外壳(42)之间由第1法兰接口(53a)与第6法兰接口(42a)以及第3套紧固螺栓螺母(54)相互固定连接在一起，出流管(72)和后支架外壳(59)之间由第5法兰接口(72a)与第4法兰接口(59a)以及第5套紧固螺栓螺母(62)相互固定连接在一起，并且进流管(53)、前支架外壳(42)、压尖盘(63)、后支架外壳(59)、出流管(72)共五部件的内壁面在均同一圆周面上，并由此组成一直通管道供气流通过；皮带安全保护壳(58)的下面设有安装底座(60)，第8套紧固螺栓螺母(74)将安装底座(60)上面的一支架、第3法兰接口(58c)以及前支架外壳(42)的环形圆盘部紧固在一起，第4套紧固螺栓螺母(61)将安装底座(60)上面的另一支架、第2法兰接口(58b)以及后支架外壳(59)的环形圆盘部紧固在一起。
4.根据权利要求1所述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的扩散减压进气室(10)的内部空间由圆筒形容积部分(77)和圆台形容积部分(80)两部分组成，圆筒形容积部分(77)同圆台形容积部分(80)内部空间相通组成一完整内部空间，圆筒形容积部分(77)的端面上设有介媒尾气进入法兰接口(75)，圆台形容积部分(80)的小圆台端面上设有混合空气流出法兰接口(81)，圆筒形容积部分(77)的圆筒形内壁面(76)的壁间设有若干滤后空气进入口(76a)，圆筒形内壁面(76)的外面被圆筒形外壁面(78)包围，两壁面之间形成一定的相对封闭的空间，此空间内填满空气过滤层(79)，圆筒形外壁面(78)壁间开设有若干空气进气孔(10a)。
5.根据权利要求1所述的一种超高效环保的新能源增程专用发动机，其特征在于：所述的废混换热管(14)包括废混换热内管(14f)、介媒尾气进入法兰接口(14a)、废混换热外管(14g)，位于废混换热管(14)内部中间位置的废混换热内管(14f)，其一端开口固定有介媒尾气进入法兰接口(14a)，其另一端开口固定有介媒空气流出分枝法兰接口(14d)，其管身上距离介媒空气流出分枝法兰接口(14d)附近的部位设有一开口，此开口上固定有介媒空气流出分支法兰接口(14e)，其在介媒尾气进入法兰接口(14a)与介媒空气流出分支法兰接口(14e)之间的管身外面被废混换热外管(14g)所包裹，且废混换热内管(14f)与废混换热外管(14g)两换热管管壁之间留有一定距离而形成封闭的夹层空间，此封闭夹层空间内相隔一段距离设有若干废混加强换热环片(14h)，每个废混加强换热环片(14h)其内圆周端与外圆周端分别固定在废混换热内管(14f)外壁面上与废混换热外管(14g)内壁面上，其上面设有若干换热废气通过孔(14i)；废混换热外管(14g)其管身一端距离介媒尾气进入法兰接口(14a)附近处的圆周侧表面上设有开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流出法兰接口(14b)，其管身另一端距离介媒空气流出分枝法兰接口(14e)不远处的圆周侧表面上设有另一开孔，此开孔外面固定有第2换热废气流入法兰接口(14c)。
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