[發明專利]氣體活塞脈沖發動機

有效

• 申請號: 201010137273.2
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101825041B
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 靳北彪
• 主分類號: F02K7/02
• 分類號: F02K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機領域，尤其是一種氣體活塞脈沖發動機。

技術背景

內燃機設計中，為了使燃料和空氣的混合物能夠達到隨后的燃燒爆炸所需 要的高溫高壓，同時也為了提高內燃機的熱效率，都必須對進氣進行壓縮。現 有的內燃機設計中采用了三種技術方案來實現壓氣，即活塞壓氣、渦輪壓氣或 者沖壓壓氣。但是，無論是利用活塞(比如活塞式內燃機)或者壓氣渦輪(比 如燃氣輪機、噴氣式發動機等)等機械部件對空氣進行壓縮，還是利用內燃機 的高速運動對空氣進行沖壓來對空氣進行壓縮(比如沖壓發動機)，都存在著 十分明顯的弊端；前兩者不僅結構復雜、制造成本高，而且需要對活塞、渦輪 等壓氣部件進行潤滑，從而帶來一系列的問題，并且壓氣本身所消耗的能量來 自于好不容易獲得的寶貴的機械功，降低了發動機的熱功轉換效率；后者雖然 一定程度上解決了前兩者存在的問題，但是無法在低速工況下工作，并且不能 在靜止條件下啟動；另外，無論是渦輪壓氣還是沖壓壓氣在低速工況下都存在 著壓氣效果不足的問題。這些都極大地制約了現有內燃機熱效率的提高、制造 成本的降低和使用領域的擴大。

因此，急需發明一種具有新型壓氣方式的內燃式或者混燃式發動機。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

一種氣體活塞脈沖發動機，包括噴管，在所述噴管內設置至少一個燃燒室； 在所述噴管內和/或所述噴管的側壁上設置至少一個以所述噴管的噴射方向為 總體噴射指向的高壓流體噴嘴，和/或在所述噴管內和/或所述噴管的側壁上設 置至少一個以所述噴管的噴射方向的反方向為總體噴射指向的高壓流體噴嘴， 所述高壓流體噴嘴經高壓流體噴射控制閥與高壓流體源連通；

其中，以所述噴管的噴射方向為總體噴射指向的所述高壓流體噴嘴設為順 向高壓流體噴嘴，所述順向高壓流體噴嘴與所述高壓流體源之間的所述高壓流 體噴射控制閥設為順向高壓流體噴射控制閥；以所述噴管的噴射方向的反方向 為總體噴射指向的所述高壓流體噴嘴設為逆向高壓流體噴嘴，所述逆向高壓流 體噴嘴與所述高壓流體源之間的所述高壓流體噴射控制閥設為逆向高壓流體 噴射控制閥。

所述高壓流體噴嘴設置在所述燃燒室之外的所述噴管的腔體內部和/或設 置在所述燃燒室之外的所述噴管的側壁上。

所述噴管設為具有擴張區的局部增壓噴射管。

所述高壓流體噴嘴設為文丘里噴射管式噴嘴，所述文丘里噴射管式噴嘴的 高壓氣體入口與所述高壓流體源連通。

所述噴管的噴管進氣端設端口密封殼，所述端口密封殼將所述噴管進氣端 密封，在所述端口密封殼上設至少一個進氣通道，所述進氣通道與有壓氣體源 連通。

所述噴管的噴管進氣端設端口密封殼，所述端口密封殼將所述噴管進氣端 密封，在所述端口密封殼上設至少一個進氣通道，所述進氣通道與文丘里噴射 管的流體噴口連通；或所述噴管的噴管進氣端設端口密封殼，所述端口密封殼 將所述噴管進氣端密封，在所述端口密封殼上設至少一個進氣通道，所述進氣 通道與文丘里噴射管的流體噴口連通，在所述文丘里噴射管的高壓氣體入口和 低壓氣體入口處分別設高壓控制閥和低壓控制閥，控制所述高壓控制閥和所述 低壓控制閥使所述文丘里噴射管間歇式噴射流體。

在設有所述高壓控制閥和所述低壓控制閥的結構中，所述進氣通道至少分 為兩組，控制所述高壓控制閥和所述低壓控制閥使不同組中的所述進氣通道交 替進氣，以增高所述噴管內的工作壓力，或在增高所述噴管內的工作壓力的同 時實現所述噴管連續穩定工作。

所述端口密封殼上還設有常通式進氣通道，所述進氣通道在所述常通式進 氣通道的周圍圍成一周，所述常通式進氣通道按連續進氣方式工作。

沿所述噴射管的軸向上設至少兩個所述燃燒室，對每個所述燃燒室進行差 時燃料噴射和/或差時點火。

在所述噴管內設一個所述燃燒室和至少兩個所述逆向高壓流體噴嘴，以提 高所述燃燒室內的氣體的壓力。

在所述燃燒室的前方設壓氣渦輪，在所述燃燒室的后方設動力渦輪，所述 壓氣渦輪和所述動力渦輪同軸設置；

或者在所述燃燒室的后方設動力渦輪，所述動力渦輪與動力輸出軸連接。

將所述氣體活塞脈沖發動機設在轉子上構成氣體活塞脈沖轉子發動機。

在所述燃燒室后方設高壓流體導出口，所述高壓流體導出口與所述高壓流 體噴嘴連通或經增壓裝置后與所述高壓流體噴嘴連通；