CN208236549U - 一种旋轮发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋轮发动机,其包括供液装置、控制器、机体,所述供液装置和控制器分别与所述机体连接;其中,所述机体包括机壳,所述壳体内安装有旋转叶轮,所述壳体上设有至少一个进液口和出液口;在所述进液口处设有直喷推进器,所述半导体激光器和泵喷器安装在所述直喷推进器上,所述供液装置通过所述泵喷器与所述机壳连接,在所述供液装置与所述泵喷器之间设有磁化器。本实用新型的旋轮发动机可节省设备、省厂房,省料、省工、省时,低成本高产出,便于投放市场。避免了排放大量污染物,对环境、生态造成污染,可达到高质、高效、高输出功率的目的,具有广阔持续市场发展前景的换代动力源。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域,具体涉及一种旋轮发动机。
背景技术
目前,随着技术的发展,各种类型的发动机逐渐被研发出来,但是,柴油机、汽油机虽然技术比较成熟,但是这些发动机在使用的过程中,发动机要产生废气,容易对环境产生污染。
虽然很多发动机的已经研发了近半个多世纪,但是,仍然存在很多缺陷,例如,汪克尔转子发动机,经过半个多世纪的研发,该转子发动机已经上市销售以及使用,但是仍然存在多种缺陷,无法再市场上普及,其主要原因是该发动机的结构设计不合理导致在功能上存在着缺陷。
例如,柴油机的已有100多年的发展历程,在此发展中,按电控燃油技术分别经历了位置控制、时间控制、时间压力控制三个阶段的重大技术突破,才达到今天的技术水平。然而从柴油机技术发展来看,由于柴油机结构复杂,摩擦点多,内耗能达到30%。燃料消耗高,尤其是存在着排放大量污染物危害环境、能效低的缺陷。此外,传统的柴油机燃烧效率已经达到了极限,效率上不可能再有较大提高。
综上所述,传统的发动机存在着热效率低,存在排放尾气,对环境产生污染的缺陷,亟待进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种旋轮发动机,用以解决现有发动机对环境污染,热效率低,制造成本高的缺陷。
为实现上述目的,本实用新型提供一种旋轮发动机,所述旋轮发动机包括供液装置、控制器、机体,所述供液装置和控制器分别与所述机体连接;
其中,所述机体包括机壳,所述壳体内安装有旋转叶轮,所述壳体上设有至少一个进液口和出液口;
在所述进液口处设有直喷推进器,所述半导体激光器和泵喷器安装在所述直喷推进器上,所述供液装置通过所述泵喷器与所述机壳连接,在所述供液装置与所述泵喷器之间设有磁化器;
所述供液装置内具有推进剂,所述推进剂经过所述磁化器磁化后形成磁流体,所述磁流体通过泵喷器喷入直喷推进器,在所述半导体激光器的作用下,所述磁流体喷入所述壳体内,推动所述旋转叶轮转动;
所述供液装置包括供液箱和供液高压泵,所述供液高压泵与所述供液箱固定连接;
所述旋轮发动机还包括冷却器,所述壳体通过所述冷却器与所述供液装置连接。
优选地,所述供液箱内安装有推进剂流量传感器。
优选地,所述壳体内安装有转速传感器和温度传感器。
优选地,所述直喷推进器内安装有工作压力传感器。
优选地,所述供液装置与所述泵喷器之间安装有推进剂压力传感器。
优选地,所述控制器包括自诊断报警装置,所述自诊断报警装置对所述传感器信号进行检测,并发出故障提示信号。
优选地,所述壳体上设有第一进液口和第二进液口,所述第一进液口上设有第一直喷推进器,所述第二进液口上设有第二直喷推进器。
本实用新型具有如下优点:
本实用新型的旋轮发动机可节省设备、省厂房,省料、省工、省时,低成本高产出,便于投放市场。避免了排放大量污染物,对环境、生态造成污染。本实用新型的推进剂循环做功,无排放、无污染,绿色环保。可达到高质、高效、高输出功率的目的,具有广阔持续市场发展前景的换代动力源。
附图说明
图1为本实用新型的旋轮发动机的结构示意图。
图2为本实用新型的控制器的电路原理图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示,本实用新型的旋轮发动机,其包括供液装置50、控制器40、机体10,供液装置50和控制器40分别与机体10连接;其中,机体10包括机7,壳体7内安装有旋转叶轮9,旋转叶轮9中心设为转动轴15,通过转动轴15对外输出动力,转动轴15和壳体10之间通过轴承14可转动连接,壳体7上设有至少一个进液口和出液口;在进液口处设有直喷推进器41,半导体激光器51和泵喷器41安装在直喷推进器61上,供液装置50通过泵喷器与机壳7连接,在供液装置50与泵喷器41之间设有磁化器28;供液装置50内具有推进剂,推进剂经过磁化器磁化后形成磁流体推进剂,磁流体推进剂通过泵喷器41喷入直喷推进器61,在半导体激光器51的作用下,磁流体推进剂喷入壳体7内,推动旋转叶轮9转动。
具体的,强磁化器设置28在供液高压泵的高压管33上,当供液高压泵21将多种溶于水的混合物推进剂,其中,推进剂由如下成分组成:洁净水98.5份(其中含重水17份)、钾0.5份、氩气1份,在供液装置内将钾缓慢加入到洁净水中,并通入氩气,形成推进剂,钾起到提质增效的作用,氩气起到稳定剂的作用。推进剂泵入高压管道33,流经高压管道33时推进剂经强磁化器28磁化后,形成磁流体推进剂,大大提升推进剂能量跃迁与激发,起到提质增效的功能,产生强大的推进效应,由直喷推进器61尾管直喷推进壳体7内的旋转叶轮9做功,转化为旋转动力。并将排出的推进剂回收冷却,经回流管送回供液装置50,构成循环回路,形成磁流体推进剂循环做功。本发明的旋轮发动机的耗能极少、无排放、推进剂无臭无毒、不燃不爆、安全可靠、推进剂可循环利用。
其中,壳体7上可以设置两个进液口,第一进液口71和第二进液口72,第一进液口71上设有第一直喷推进器61,第二进液口72上设有第二直喷推进器62,即第一直喷推进器61和第二直喷推进器62,磁流体推进剂喷到直喷推进器室内经半导体激光器51、52照射,激光能对磁流体推进剂作用,激发磁流体推进剂能量跃迁与激发态,产生强大的推进力,磁流体推进剂直喷入机体的壳体内推进旋转叶轮旋转做功;第二直喷推进器62将磁流体推进剂喷入壳体7内,继续推动旋转叶轮9转动作功,在第一直喷推进器61和第二直喷推进器62的作用下,旋转叶轮9不间断的转动,周而复始对外输出动力。本实用新型的旋转发动机可实现全节省油料、无排放、无污染,旋转发动机的循环效率高达80%左右,达到超低运行成本。
供液装置50包括供液箱1和供液高压泵21,供液高压泵21与供液箱1固定连接。较佳的,供液箱内安装有两个供液高压泵,第一供液高压泵21和第二高压供液泵22,每个供液高压泵通过高压管33与泵喷器41相连接,控制器40控制供液高压泵21、22将供液箱1内的推进剂泵入泵喷器41。供液箱50内安装有推进剂流量传感器24,推进剂流量传感器24的作用是监测发动机的推进剂量,推进剂流量传感器24的检测信号转变电信号发送到控制器,作为磁流体推进剂和启动主控信号的依据。
旋轮发动机还包括冷却器12,壳体7通过冷却器12与供液装置50连接,在冷却器12末端管内设有推进剂温度传感器25,推进剂经过直喷推进器61对旋转叶轮作功后,经过出液口排出,进入到冷却器12中,经过冷却器12冷却的推进剂再经过管道13进入供液箱1内,推进剂供下一个过程循环使用。推进剂温度传感器25用于测量推进剂温度,给控制器提供热态信号,控制器利用其信号对泵喷器41供液量进行修正控制,以实现相应的控制功能。
壳体内安装有转速传感器23和温度传感器32,其中,转速传感器23用于测量磁流体推进剂喷射时刻和喷射量、转速计算。温度传感器32用于检测壳体内的磁流体推进剂在壳体7内的工作温度,当温度过高时,将信号反馈到控制器40中,控制器40控制喷入直喷推进器61内的磁流体推进剂的流量。
直喷推进器61内安装有工作压力传感器20,工作压力传感器20的作用为实时地测量直喷推进器61工作室内磁流体的推力、压力,作为磁流体推进剂的闭环回路一个精确反馈信号,控制器40根据该精确的反馈信号,控制器40控制直喷推进器61喷射磁流体推进剂的压力、推力,使得直喷推进器61的工作状态处于最佳状态,若反馈信号反应出直喷推进器未处在最佳状态时,控制器40会控制供液高压泵21对直喷推进器61的推进剂的输出量。
供液装置50与泵喷器41之间安装有推进压力传感器28,推进压力传感器28作用是根据推进剂密度计算喷射剂量和所需的脉宽,推进压力传感器28安装于供液装置50与泵喷器41之间的高压输液管内,通过推进压力传感器28实时地检测高压输液管内推进剂的流量等参数,并实时地反馈到控制器50中。
供液高压泵21经高压输液管将推进剂体输送至泵喷器41再注入直喷推进器61内,经过直喷推进器61内半导体激光器照射磁流体推进剂的相互作用,形成能量跃迁与激发态,经直喷推进器61直喷进入壳体7内推进旋转叶轮转动,旋转叶轮转动带动转动轴转动,转动轴可连接外界的设备及装置,达到对外输出动力的目的。
本实用新型中,所有的传感器采集的信号,经控制器运算处理、判断,然后输出指令,控制有关执行器动作,达到快速、准确自动控制发动机工作。本实用新型的旋转发动机通过激光器照射,直喷推进器内磁流体推进剂的相互作用,形成能量跃迁与激发态,产生强大的推进效应,这些能量以3100m/s高速向外传播,形成30-500MPa的压力和推进力,从直喷推进器尾管直喷进入壳体内,推动壳体内旋转叶轮转动做功。
作为可变换的实施方式,在壳体上可以设置多个直喷推进器,多个直喷推进器对旋转叶轮进行驱动,旋轮发动机的功率可再提升三倍。在旋轮发动机具体应用的过程中,可将多台旋轮发动机串联在同一根轴上,对同一轴进行驱动,输出功率将大大提高,多肽旋轮发动机功率预计能达到500-6000kW,可以满足多种不同动力需求。
如图2所示,本实用新型的控制器40包括自诊断报警装置27,自诊断报警装置27对传感器信号进行检测,并发出故障提示信号。报警装置包括自诊断故障灯,在发动机运行时,控制器不断监测各种传感器的信号,一旦发现有不正常的检测信号,传感器检测的故障信号包括有机器故障、传感器、执行器、线路、发动机模块引起的故障,或是各参数改变,通过解码读取,若有故障,自诊断故障灯亮起,提示需要停止发动机进行维修。发动机启动开关开启后,控制器进入工作状态,某些程序或步骤从ROM中取出进入CPU,这些程序可以是:启动推进剂调节,运行推进剂调节,限量推进剂控制,怠速调节,运行平稳调节,巡航控制,转速调节,故障报警,关闭发动机控制等。
本实用新型的旋轮发动机的控制器由各个传感器、开关、ECU和执行器组成。控制器的电源电路包括四部分:ECU控制器的外部电源电路、ECU控制器的内部电源电路、接地电路、超级电容器与蓄电池组合电路。ECU控制器外部电源电路受启动开关19控制,打开启动开关19主继电器26吸合,ECU的+B和+B1端子通电;关闭启动开关19,主继电器26断开,ECU控制器的+B和+B1端子断电。
ECU控制器的内部电源电路:ECU控制器的内部电源电路具有电池盒内置电源电路,以保证微机处理器及其接口电路在+5V的电压以下,即使在发动机启动工况等使蓄电池电压有较大波动时,也能保持+5V的电压,从而保证整个系统稳定的工作。
接地电路:ECU接地电路至少有三条接地线,以确保ECU正常工作。
超级电容器与蓄电池组合电路:电源采用16.2V/400F超级电容器与12v45A·h的蓄电池并联时,由于超级电容器的等效串联电阻(ESR)远低于蓄电池的内阻,在启动瞬间1200A启动电流中的800A的电流由超级电容器提供,蓄电池仅提供400A的电流,明显低于仅采用蓄电池的560A,阻止电池内阻上升平稳电压。超级电容器与电压为12v,容量为45A·h的蓄电池节省电能,确保系统工作,延长蓄电池寿命。
工作室温度传感器32置于壳体内,可实时监测工作温度,向控制器提供发动机温度信号。控制器将根据温度变化,调节控制泵喷器的脉宽调节信号,同时对发动机过热保护。
本实用新型的旋轮发动机的工作过程为:开启发动机启动开关19,发动控制器进入工作状态,所有传感器对检测的各种信号进行采集,某些程序或步骤从ROM中取出,进入CPU进行运算、判断经输出电路发出指令,控制有关执行器动作,达到快速、准确自动控制发动机工作。
控制器执行器动作,执行器接输出电路指令,令直喷推进器内的供液高压泵输送推进剂,磁流体推进剂经过泵喷器喷出推进剂,经半导体激光器照射磁流体推进剂,激光对磁流体推进剂作用,形成能量跃迁与激发态产生强大的推进力以3100m/s高速喷射,并产生30-500MPa压力,喷射的磁流体喷入壳体内,推动壳体内的旋转叶轮做功,两个直喷推进器可同时或者间隔喷入壳体内磁流体推进剂,推动旋转叶轮不断转动,完成作功行程,如此循环,不断驱动旋转叶轮转动,对外输出动力,并将作功后的磁流体推进剂回收冷却,输送回供液箱形成推进剂循环做功,无排放。
本实用新型的旋轮发动机具有以下优点:
本实用新型的旋轮发动机可节省设备、省厂房,省料、省工、省时,低成本高产出,便于投放市场。我将为产企节省大量投资。本实用新型的旋轮发动机不用油、省钱、省力、省时,实现用户使用便利的目的。避免了排放大量污染物,对环境、生态造成污染。本实用新型的推进剂循环做功,无排放、无污染,绿色环保。如果若在今后15~20年内都能换用旋轮发动机,每年将节省我国石油消耗总量的70%的石油,同时也减排这70%的石油产生的污染物,将产生巨大的经济效益和巨大的社会效益。本实用新型利用磁流体推进剂,理化性能稳定、循环做功,成本低、无臭无毒、不燃不爆,使用安全可靠,可达到高质、高效、高输出功率的目的,具有广阔持续市场发展前景的换代动力源。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种旋轮发动机,其特征在于,所述旋轮发动机包括供液装置、控制器、机体,所述供液装置和控制器分别与所述机体连接;
其中,所述机体包括机壳,所述壳体内安装有旋转叶轮,所述壳体上设有至少一个进液口和出液口;
在所述进液口处设有直喷推进器,半导体激光器和泵喷器安装在所述直喷推进器上,所述供液装置通过所述泵喷器与所述机壳连接,在所述供液装置与所述泵喷器之间设有磁化器;
所述供液装置内具有推进剂,所述推进剂经过所述磁化器磁化后形成磁流体,所述磁流体通过泵喷器喷入直喷推进器,在所述半导体激光器的作用下,所述磁流体喷入所述壳体内,推动所述旋转叶轮转动;
所述供液装置包括供液箱和供液高压泵,所述供液高压泵与所述供液箱固定连接;
所述旋轮发动机还包括冷却器,所述壳体通过所述冷却器与所述供液装置连接。
2.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述供液箱内安装有推进剂流量传感器。
3.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述壳体内安装有转速传感器和温度传感器。
4.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述直喷推进器内安装有工作压力传感器。
5.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述供液装置与所述泵喷器之间安装有推进剂压力传感器。
6.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述控制器包括自诊断报警装置,所述自诊断报警装置对传感器信号进行检测,并发出故障提示信号。
7.根据权利要求1所述的旋轮发动机,其特征在于,
所述壳体上设有第一进液口和第二进液口,所述第一进液口上设有第一直喷推进器,所述第二进液口上设有第二直喷推进器。
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Legal Events
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20181214 |