CN1934336A

CN1934336A - 燃气－蒸汽锅炉发动机

Info

Publication number: CN1934336A
Application number: CN200580009411.6A
Authority: CN
Inventors: 周华群
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2007-03-21
Anticipated expiration: 2025-06-14
Also published as: CN1934336B

Abstract

本发明的燃气—蒸汽锅炉发动机，包括锅炉机、叶轮机、内燃机三种形式，该发动机利用二元燃烧的动能和热能产生高温高压燃气和蒸汽或其混合气作功，同时回收燃烧作功时消耗的热量，作功后的蒸汽冷却还原后循环利用。因而从根本上解决了现有热机巨大的能源浪费和环境污染问题，与原有技术相比，实现节能达75％左右，且近零排放，具有高功率密度、高可靠性的优点。

Description

燃气一蒸汽锅炉发动机

技术领域

本发明涉及一种燃气一蒸汽发动机，该发动机适用于机动车、机械设备、航空器和舰船。旦: ¾ϋ

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当今世界能源危机和环境污染日趋严重，而现有的热机又普遍存在着严重浪费燃料和污染环境的现象。本专利申请的发明人认为解决这一技术问题的关键涉及到对燃烧机理的深入研究。目前人们普遍把燃烧的动能归为热能，本发明人认为动能和热能是随燃烧同时产生的。把燃烧理解为在化学反应下的密度释放（动能）和热量释放。如 C和 0₂燃烧产生 C0₂， C相对于 co₂是高密度的固体，而 co₂相对于 C是微小密度的气体，即使气体燃料也要先压缩成一定密度才能燃烧，如液化天然气，液化石油气等。

燃烧热能是随动能而产生的，即在化学反应下的密度释放过程中产生了热量，密度释放越快，动能越大，热能也越强，燃烧工质越多，密度释放后的体积越大，即动量越多，产生的热量也越多，如火药和燃油爆炸（剧烈燃烧）的动能是典型例子。虽然动能可随热能的流失而消失，但热能也可随动能的增强而增加，如压缩式热泵，它们是相互依存和相互转换且成正比的关系，即动能越大热能也越大，反之热能越大动能也越大，但它们却是不同的两种能量。因燃烧中动能和热能成正比，所以动能适用于热定律学进行计算研究，这也是为什么燃机的研究设计可以用于热定律学得出结论的原因。对于发动机来讲，动能是直接能量，而热能是间接能量，它必须经中介转化，如锅炉产汽驱动蒸汽机。热能对于取暖、做饭等是直接能量，如家用燃具利用燃烧的热能做饭、洗浴，但它没有利用动能，而现有的燃机只利用了燃烧时的动能，热能都随冷却系统和排气系统白白浪费掉；蒸汽机组中的锅炉只利用了燃烧时的热能、动能都随烟气白白流失，且它们的排气都严重污染环境。发明内容

本专利申请的发明人从动能和热能随燃烧同时产生的认识出发，提供一种可同时利用燃烧产生燃气和蒸汽，并回收燃烧作功时消耗的热量，达到根本性节能环保、结构精简可靠、高功率密度的发动机。

为此而提出的三种体现其技术构思的解决方案是：

一种燃气一蒸汽锅炉机，该燃气一蒸汽锅炉机包括燃机、蒸汽机、磁电机的三机组合和二元制进气系统及水汽循环系统，由锅炉、燃烧室、双面向心透平、涡壳、轴、换热器、二元制进气系统、蒸汽进汽道、蒸汽排汽道、预热器、凝汽器、风扇、磁电机、给水泵组成，在可拆装的保温锅炉水面下，燃料与氧气燃烧的燃气在双面向心透平燃气涡轮面作功后，经换热器排出锅炉，锅炉内水吸收燃气热量变为高压蒸汽驱动双面向心透平蒸汽涡轮面，作功后的蒸汽经设在排气道内的预热器，预热锅炉给水，同时蒸汽也得到了冷却，再引入凝汽器，经冷却后还原回液态水，经过滤后由给水泵抽入预热器，吸收蒸汽余热后经单向阀又进入锅炉循环。

由于锅炉机结构简单，可以与磁电机组成同轴的一体机，形成并联混合动力系统，同时给锅炉机提供启动与供电。

所述的双面向心透平由常规的向心透平背靠背合并而成，一面为燃气涡轮，另一面为蒸汽涡轮，燃气和蒸汽经同一只向心透平作功。

该双面向心透平由燃气和蒸汽同时作功可相互减少热损失，由于蒸汽较燃气温度低，所以进入双面向心透平的蒸汽还可以再热膨胀，同时冷却了透平。

所述的二元制进气系统由氧气电控喷射系统和燃料电控喷射系统组成，电控系统可共用，各自喷射或利用高压氧气按当量比驱动燃料共用一个喷嘴喷射（喷雾器式）。

该二元制进气系统解决了现有技术粗放型进气、效率低、能耗高、功率密度低、对环境污染严重等问题，达到了在任何工况下精确控制混合气比例和进气量，高度节能，高功率密度，从根本上杜绝了 NOx的产生和显著降低 CO和 HC等污染物的产生。

因空气中有大约 21%的氧气，所以氧燃比为空燃比的 21%，如汽油的空燃比为 14.7: 1，那么氧燃比就为约 3.1 : 1就可以了，纯氧气促进燃烧，可谓是一触即发，使动能和热能相对于空燃比燃烧在更短的时间内同时释放，加之燃烧室或气缸容积的减小，更缩短了火焰传播时间，同时相对于空燃比燃烧产生了更高的温度，从而加大了与锅炉水的温差，使换热更迅速，也加大了与排气口或烟气口的废气温差，减少了热损失。因显著节能而减少了燃料携带量和减少了发动机的体积和质量，所以弥补了携带氧气瓶的体积和质量的不足。

本发明提供的燃气一蒸汽锅炉机的工作原理为：保温锅炉内水面下，燃料与氧气燃烧的燃气在双面向心透平燃气涡轮面作功后，经换热器后排出锅炉，锅炉内水吸收燃气热量后变为高压蒸汽驱动双面向心透平蒸汽涡轮面，作功后的蒸汽预热锅炉给水后，再引入凝汽器冷却还原回高温液态水，经给水泵抽入预热器吸收蒸汽余热后，又进入锅炉循环。同轴的磁电机提供锅炉机启动和供电外，还为并联混合动力系统关系。

本发明一种燃气一蒸汽锅炉机把同轴的燃机和蒸汽机安装在可拆装的保温锅炉内的水面下，拆装线可按需要选择，可采用法兰式连接，燃机和蒸汽机的外壳尽量采用一体化制造，密封处用软金属密封垫，并有与外壳一体的轴套延伸至与锅炉法兰连接处，达到隔绝水和高压蒸汽的作用，可采用中空轴油道压力润滑。燃机的排气引入换热器，排气在此换热后经统一排气口排出锅炉外，这样燃机作功几乎没有热损，只在排气中有小部分热损，但这也是现有锅炉烟气的热损，绝大部分热量都被锅炉内的水吸收产生高压蒸汽经进汽道驱动蒸汽机，作功后的蒸汽经设在排汽道内的预热器，预热锅炉给水，同时排汽也得到了冷却，再引入凝汽器，经与燃气一蒸汽锅炉机同轴或同步的风扇或自然风或水流（包括机动车、舰船、航空器的迎风迎水）冷却后还原回高温（95°C以上）液态水，经过滤后由同轴或同步的给水泵抽入预热器，吸收排汽余热后经单向阀又进入锅炉循环。此时燃气一蒸汽锅炉机的功率是现有技术的两台相同能耗的燃机和蒸汽机组（锅炉）功率的总和以上，耗能量却只有一台燃机的能耗，且无噪声污染。

为符合锅炉内安装的需要，须简化燃机和蒸汽机及提高功率密度和可靠性，因此设计了二元制进气系统，它不仅满足了以上需要，且还实现了更高节能和近零放，使燃气一蒸汽锅炉机耗能量保持在原来的水平上，再次实现了大幅度的节能，即功率的显著增加。因锅炉水为循环利用，所以锅炉尺寸可以制造的非常紧凑，只需满足换热和蒸汽负荷或流量即可。

由于锅炉机结构简单，可与磁电机组成或同轴的一体机，形成并联混合动力系统，同时给锅炉机提供启动与供电。实现了更高的节能性、可靠性、环保性。这样燃机兼代了锅炉的炉膛，换热器替代了燃机的排气管，凝汽器替代了燃机的散热器，预热器替代了燃机的回热器，锅炉替代了燃机的冷却系统，磁电机替代了辅助动力。

一种燃气一蒸汽轮机，将燃气轮机和蒸汽轮机合二为一，共用一套涡轮，该发动机包括二元制进器系统、燃烧室、涡壳、环通道低压过热器、环通道高压过热器、凝汽器、轴、涡轮、给水泵、预热器、环形引射进汽口、排汽道、风扇、水过滤器、排气口，在采用二元制进气系统的球形燃烧室和涡壳外表面设保温环通道过热器（直流锅炉），水由凝汽器经与燃气一蒸汽轮机同轴或同步的给水泵供给，进入预热器吸收排气余热后变为蒸汽，进入低压过热器吸收涡壳热量后又进入高压过热器吸收燃烧室热量，再经环形引射进汽口后，与进入涡轮前的高温燃气混合再次吸收燃气后超热膨胀，共同推动涡轮及轴作功，排汽经设在排汽道内的预热器，预热锅锅炉给水，同时排汽也得到了冷却，再引入凝汽器，经冷却后还原回高温（95°C以上）液态水，过滤后又进入给水泵循环，包括燃烧产生的 H₂0气也一起被液化，极少量的 co₂则经凝汽器上的排气口排出。

所述的环形引射进汽口的前部分函道内径（燃烧室出口）比环形引射进汽口后的函道内径小，高温高压燃气经过时，在环形间隙处产生负压，形成强烈的引射作用，相对低压的蒸汽就经环形间隙进入函道与燃气混合。

混合气的涡轮进口温度由燃气膨胀极限温度和蒸汽膨胀极限温度折衷而定，约在 800°C左右，因水蒸汽在 850°C左右会裂解为 H₂和 0₂，此时作功能力就会与燃气无异，而 800°C也与燃气的膨胀极限温度接近。

一种燃气一蒸汽内燃机，为二冲程，它包括三元制进气系统、气缸盖、燃烧室、气缸、多孔排气口、曲轴箱、活塞及活塞环、曲轴连杆；其进气、配气、扫气由三元制进气系统控制，所述的三元制进气系统由水电控喷射系统和二元制进气系统组成，所述的二冲程包括：第一冲程，活塞由下至上运动，在压缩前向缸内喷入高压水雾，同时扫气，由于此时气缸内仍有较高的温度，水雾在扫出废气后就变为了蒸汽，同时冷却了气缸，在压缩过程中（为减少压缩功一般为后期）一次或分多次同时向缸内喷入氧气和燃料并混合，活塞继续上行至近上止点，混合气由于压缩效应而自燃（压燃）或被点燃；第二冲程，活塞由上至下运动，由于惯性活塞过了上止点，爆燃产生的高温高压燃气同时加热了气缸内大量被压缩的低温低压蒸汽，产生剧烈膨胀，共同推动活塞向下运动，同时通过连杆曲轴对外作功，活塞行至近下止点时多个排气口同时被打开，排出废汽后又进入第一冲程；排出的废汽引入凝汽器，经冷却后还原回液态水，经过滤后进入水直喷系统循环，包括燃烧产生的

H₂0气也一起被液化，极少量的 ( 0₂则经凝汽器上的排气口排出。

为提高排气、扫气效率，采用多孔排气口排汽，同时由于进气、扫气与曲轴箱无关，所以可以采用飞溅润滑。

水电控喷射系统与现有的燃油电控喷射系统基本相同，只是水源为凝汽器，电控系统部分可共用，各自喷射或利用高压氧气驱动水喷射（喷雾器式）。

在确保当量氧燃比的情况下，应尽量提高水燃比来增加蒸汽量，也即动能（类似现有的稀燃技术），由于燃烧温度较现有技术大幅度降低，所以无须冷却系统，而且气缸和缸盖外壁还需保温，利用气缸体金属的蓄热使喷入缸内的水雾完全气化，气缸与曲轴箱之间采用绝热气缸垫，使之减少因热传递造成的热损。缸内喷射的水温高低，也即凝汽器冷却程度，须看是何种燃料或压缩比，也即排气后的缸内温度。

由于采用三元制进气，燃气一蒸汽内燃机的单缸容积可制造的非常大，减少了制造多缸机的复杂性和成本（为保持平衡和曲轴 360° 作功，一般双缸即可）。

本发明提供的燃气一蒸汽锅炉发动机其核心机件之间的密封垫采用由软金属，如：铅、锡、锌或铝等软金属制成。

现有的密封垫基本都用纸质和橡胶质的材料制成。它们有一个共同缺点，即都为热的不良导体，使机器产生的热量不能迅速的传递和散发，在各个密封件之间产生了温差，导致密封件之间的热胀冷缩不同，易产生密封不良的后果，且因密封垫本身的材质，使其使用寿命很短，易老化分解。因金属密封垫用软金属制成，所以实现了无热阻，不会产生因热阻导致的密封不良和温度过高等问题，使用寿命更长，不易老化分解，且增加了机器的整体性和美观。

因本发明的燃气一蒸汽锅炉发动机同时利用了燃烧的动能和热能，并采用了二元制燃烧和余热回收及回收了制氧时消耗的能量，且在等压下蒸汽比热至少要比空气一燃料燃烧产物的比热高一倍，所以从根本上解决了现有热机巨大的能源浪费和环境污染问题，达到了惊人的效果：

( 1 ) 实现了极度节能，最高节能可达 75%左右，也即只需原 25%的燃料可输出原动力。

(2) 由于高纯度的 C0₂很容易处理，所以达到了零排放。

(3 ) 结构的简单紧凑又达到了极高的功率密度和可靠性。附图说明

图 1为本发明发动机的燃气一蒸汽锅炉机剖视图；

图 2为本发明发动机的燃气一蒸汽轮机剖视图；

图 3为本发明发动机的燃气一蒸汽内燃机剖视图。具体实施方式

附图中描述了本发明提供的燃气一蒸汽锅炉发动机三种形式的各一个优选实施例。

图 1所示的燃气一蒸汽锅炉机 1是把同轴 2的燃机 3和蒸汽机 4安装在可拆装的保温锅炉 5内的水面下，拆装线 6可按需要选择，可采用法兰式连接，燃机 3和蒸汽机 4的外壳 7尽量采用一体化制造，密封处用软金属密封垫 8，并有与外壳 Ί一体的轴套 9延伸至与锅炉 5的法兰连接处，达到隔绝水和高压蒸汽的作用，并可采用中空轴 2油道压力润滑；燃机 3燃烧从二元制进气系统 10进入的混合物作功，排气引入换热器 11，在此换热后经排气口 12排出锅炉 5外，这样燃机 3作功几乎没有热损，绝大部分热量都被锅炉 5内的水吸收产生高压蒸汽经进汽道 13和进汽电磁阀 14驱动蒸汽机 4，作功后的蒸汽经设在排汽道 15内的预热器 16，预热锅炉 5给水，同时排汽也得到了冷却，再引入凝汽器 17，经同轴 2或同步的风扇 18或自然风或水流（包括机动车、舰船、航空器的迎风迎水）冷却后还原回高温（95 °C以上）液态水，经过滤器 19后由同轴 2或同步的给水泵 20抽入预热器 16，吸收排汽余热后经单向阀 21后又进入锅炉 5循环，因锅炉 5水为循环利用，所以锅炉 5尺寸可以制造得非常紧凑，只需满足换热和蒸汽负荷或流量即可；由于锅炉机 1结构简单，可以与磁电机 22组成同轴 2的一体机，形成并联混合动力系统 23，同时给锅炉机 1提供启动与供电。

工作原理：保温锅炉 5水面下，燃烧室 24燃料与氧气燃烧的燃气在双面向心透平 25燃气涡轮面作功后，经换热器 11后排出锅炉 5，锅炉 5内水吸收燃气热量后变为高压蒸汽驱动双面向心透平 25蒸汽涡轮面，作功后的蒸汽预热锅炉 5给出水后再引入凝汽器 17冷却还原回高温液态水，经给水泵 20抽入预热器 16吸收排汽余热后又进入锅炉 5循环。同轴 2的磁电机 22 与锅炉机 1组成并联混合动力系统 23，同时给锅炉机 1提供启动与供电。

本燃气一蒸汽锅炉机技术设计的核心组成双面向心透平 25可理解为现有技术的向心透平背靠背合并而成，一面为燃气涡轮 3，另一面为蒸汽涡轮 4，燃气和蒸汽经同一只向心透平 25作功，燃气和蒸汽同时作功可相互减少热损失，由于蒸汽较燃气温度低，所以进入双面向心透平 25 的蒸汽还可以再热膨胀，同时冷却了透平 25。

图 2所示的燃气一蒸汽轮机 26，在采用二元制进气系统 27的球形燃烧室 28和涡壳 29外表面设保温环通道过热器 30、 31 , 水由凝汽器 32经与燃气一蒸汽轮机 26同轴 33或同步的给水泵 34供给，进入预热器 35吸收排气余热后变为蒸汽，进入低压过热器 30吸收涡壳 29热量后又进入高压过热器 31，吸收燃烧室 28热量后，再经环形引射进汽口 36后与进入涡轮 37前的高温高压燃气混合后再次吸收燃气的 "超热"膨胀，共同推动涡轮 37及轴 33作功，排汽经设在排汽道 38内的预热器 35，预热锅炉 30、 31给水，同时排汽也得到了冷却，再引入凝汽器 32，经同轴 33或同步的风扇 39或自然风或水流（包括机动车、舰船、航空器的迎风迎水）冷却后还原回高温（95 °C以上）液态水，经过滤器 40后又进入给水泵 34循环，包括燃烧产生的 H₂0气也一起被液化，极少量的 C0₂则经凝汽器 32上的排气口 41排出。环形引射进汽口 36的前部分函道 42内径（燃烧室出口）比环形引射进汽口后的函道 43内径小，高温高压燃气经过时，在环形间隙 36处产生负压，形成强烈的引射作用，相对低压的蒸汽就经环形间隙 36处进入函道与燃气混合。

图 3所示的燃气一蒸汽内燃机 44，其进气、配气、扫气由三元制进气系统 45、 46、 47控制；为提高排气、扫气效率，采用多气口及排气管 48排汽，因进气、扫气与曲轴箱 49无关，所以可以采用飞溅润滑。

所述的三元制进气系统 45、 46、 47由水电控喷射系统 45，和二元制进气系统 46、 47组成，电控系统部分可共用，各自独立喷射或利用高压氧气驱动水喷射（喷雾器式）。

第一冲程，活塞 50由下至上运动，在下止点时水电控喷射系统 45向气缸 51内喷入高压水雾，同时扫气，由于此时气缸 51内仍有较高温度，水雾在扫出废汽后就变为了蒸汽（可采用近沸点的高温水喷射），同时冷却了气缸 51，在压缩过程中（为减少压缩功，一般在压缩后期），氧气和燃料电控喷射系统 46、 47—次或分多次同时向气缸 51内喷入氧气和燃料并混合（对喷或喷雾器式喷射），活塞 50继续上行至近上止点，混合气由于压缩效应而自燃（压燃）或被点燃，第二冲程，活塞 50 由上至下运动，由于惯性活塞 50过了上止点，氧燃比混合气爆燃产生的高温高压燃气同时加热了气缸 51 内大量被压縮的低温低压蒸汽，产生剧烈膨胀，共同推动活塞 50向下运动，同时通过连杆曲轴 52对外作功，活塞 50行至近下止点时多个排气口 48同时被打开，排出废汽后又进入第一冲程。排出的废汽引入凝汽器 53，经同轴 52或同步的风扇 54或自然风或水流（包括机动车、舰船、航空器的迎风迎水）冷却后还原回液态水，经过滤器 55后进入水电控直喷系统 45循环，包括燃烧产生的 H₂0气也一起被液化，极少量的 C0₂则经凝汽器 53上的排气口 56排出。

在确保当量氧燃比的情况下，应尽量提高水燃比来增加蒸汽量，也即动能（类似现有的稀燃技术），由于燃烧温度较现有技术显著降低，所以无须冷却系统，而且气缸 51和气缸盖 57外壁还需保温，利用气缸 51体金属的蓄热使喷入气缸 51 内的水雾完全气化；气缸外表、气缸盖外表及气缸与曲轴箱结合处需隔热保温。气缸 51与曲轴箱 49之间采用绝热气缸垫 58，使之减少因热传递造成的热损，气缸 51内喷射的水温高低，也即凝汽器 53冷却程度，须看是何种燃料或压缩比，也即排气后的气缸 51内温度。

由于采用三元制进气 45、 46、 47，燃气一蒸汽内燃机的单缸 51容积可制造的非常大，减少了制造多缸 51机的复杂性和成本。为保持平衡和曲轴 52三百六十度作功，一般双缸 51即可。

上面结合附图详细说明的实施方式并非是对本发明提供的技术方案的限定，凡是根据本发明提出的技术构思作出的变型，都应当是本发明的权利要求的保护范围之内，如采用直流锅炉或汽包锅炉的变型；采用轴流或径流涡轮的变型；将排气直接排入大气的变型；锅炉外置同轴或非同轴蒸汽机的变型；增设与发动机同轴的压气机替代氧气喷射系统的变型；各组件位置的变型等。

Claims

权利要求书

1、一种燃气一蒸汽锅炉机，该发动机包括燃机、蒸气机、磁电机的三机结合和二元制进气系统及水汽循环系统，由锅炉、双面向心透平、涡壳、轴、磁电机、换热器、二元制进气系统、蒸汽进汽道、蒸汽排汽道、预热器、凝汽器、风扇、给水泵组成，其特征为：可拆装的保温锅炉内水下，燃料与氧气燃烧的燃气在双面向心透平燃气涡轮面作功后，经换热器排出锅炉，锅炉内水吸收燃气热量后，变为高压蒸汽驱动双面向心透平蒸汽涡轮面，作功后的蒸汽经设在排汽道内的预热器，预热锅炉给水，同时蒸汽也得到了冷却，再引入凝汽器，经同轴或同步的风扇或自然风或水流冷却后还原回液态水，经过滤后由同轴或同步的给水泵抽入预热器，吸收排汽余热后，经单向阀又进入锅炉循环，同轴的磁电机与燃气一蒸汽锅炉机组成并联混合动力系统，同时给燃气一蒸汽锅炉机提供启动与供电。

2、一种燃气一蒸汽轮机，该发动机包括二元制进器系统、燃烧室、涡壳、环通道低压过热器、环通道高压过热器、凝汽器、轴、涡轮、给水泵、预热器、环形引射进汽口、排汽道、风扇、水过滤器、排气口，其特征为：把燃气轮机和蒸汽轮机合二为一，共用一套涡轮，在采用二元制进气系统的球形燃烧室和涡壳外表面设保温环通道过热器，水由凝汽器经与燃气一蒸汽轮机同轴或同步的给水泵供给，进入预热器吸收排气余热后变为蒸汽，进入低压过热器吸收涡壳热量后又进入高压过热器吸收燃烧室热量，再经环形引射进汽口后，与进入涡轮前的高温燃气混合再次吸收燃气的超热膨胀，共同推动涡轮及轴作功，排汽经设在排汽道内的预热器，预热锅炉给水，同时排汽也得到了冷却，再引入凝汽器，经同轴或同步的风扇或自然风或水流冷却后还原回高温液态水，过滤后又进入给水泵循环，包括燃烧产生的 0气也一起被液化，极少量的 ( 0₂则经凝汽器上的排气口排出。

3、一种燃气一蒸汽内燃机，该发动机为二冲程内燃机，由三元制进气系统控制进气、配气、扫气，采用多气口排汽和飞溅润滑，包括三元制进气系统、气缸盖、气缸、燃烧室、多排汽口及排汽管、曲轴箱、活塞及活塞环、曲轴连杆，其特征为：所述的二冲程包括：第一冲程，活塞由下至上运动，在压縮前向缸内喷入高压水雾，同时扫气，由于此时气缸内仍有较高的温度，水雾在扫出废气后就变为了蒸汽，同时冷却了气缸，在压缩过程中期或后期，一次或分多次同时向缸内喷入氧气和燃料并对喷或喷雾器式喷射混合，活塞继续上行至近上止点，混合气由于压缩效应而自燃或被点燃；第二冲程，活塞由上至下运动，由于惯性活塞过了上止点，爆燃产生的高温高压燃气同时加热了气缸内大量被压缩的低温低压蒸汽，产生剧烈膨胀，共同推动活塞向下运动，同时通过连杆曲轴对外作功，活塞行至近下止点时多个排气口同时被打开，排出废汽后又进入第一冲程；排出的废汽引入凝汽器，经同轴或同步的风扇或自然风或水流冷却后还原回液态水，经过滤后进入水直喷系统循环，包括燃烧产生的 H₂0气也一起被液化，极少量的（ 0₂则经凝汽器上的排气口排出。

4、根据权利要求 1所述的发动机，其特征为：不可燃液体从汽包锅炉或直流锅炉外注入，吸收燃气轮机燃烧作功时消耗的热量后变为高压蒸汽，经同轴的径流涡轮或轴流涡轮作功，排汽预热注入锅炉的不可燃液体后，引入冷却还原装置循环利用。

5、根据权利要求 2所述的发动机，其特征为：不可燃液体从汽包锅炉或直流锅炉外注入，吸收燃气燃烧作功时消耗的热量后变为高压蒸汽，并与燃气混合后共同经轴流涡轮或径流涡轮作功，排汽经预热锅炉给水后引入冷却还原装置循环利用。

6、根据权利要求 3所述的发动机，其特征为：不可燃液体喷入活塞式发动机或转子发动机或旋缸发动机的气缸内，作为吸收燃料与氧气燃烧热量的介质膨胀作功，排汽引入冷却还原装置循环利用。

7、根据权利要求 1或 2所述的发动机，其特征为：所述的二元制进气系统由氧气电控喷射系统和燃料电控喷射系统组成，其电控系统部分共用，各自喷射或利用高压氧气按当量比驱动燃料共用一个喷嘴喷射。

8、根据权利要求 1 所述的发动机，其特征为：所述的双面向心透平由向心透平背靠背合并而成，燃气和蒸汽经同一只双面向心透平作功，其一面为燃气涡轮，另一面为蒸汽涡轮，燃气和蒸汽同时作功时，相对低温的蒸汽可再热膨胀，同时冷却透平。

9、根据权利要求 3所述的发动机，其特征为：所述的三元制进气系统由水电控喷射系统和二元制进气系统组成，其电控系统部分共用，各自独立喷射或利用高压氧气驱动水喷射。

10、根据权利要求 3所述的发动机，其特征为：利用气缸体金属的蓄热，使喷入缸内的水雾完全气化，气缸外表、气缸盖外表及气缸与曲轴箱结合处加设隔热保温层。

11、根据权利要求 1或 2或 3所述的发动机，其特征为：各高温高压机件之间的密封垫采用由软金属制成的金属密封垫。其软金属为铅或锡或锌或铝。