[發明專利]低溫進氣發動機

有效

• 申請號: 201110299919.1
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102374011A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 靳北彪
• 主分類號: F02B29/04
• 分類號: F02B29/04;F02B33/40;F02B37/00;F02B41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱能與動力領域，尤其是一種低溫進氣發動機。

背景技術

在燃燒產物參與作功的熱動力系統（包括發動機）中，最重要的過程是要制備溫度和壓力參數科學合理的工質，才能推高熱動力系統的效率。為了制備溫度和壓力參數科學合理的工質，就要對熱動力系統的進氣進行冷卻，然而由于沒有溫度較低的冷源對進氣的冷卻一直處于效率較低的狀態。因此，需要制造一個溫度較低的冷源對進氣進行高效冷卻。

發明內容

為了達到上述目的，本發明提出的技術方案如下：

一種低溫進氣發動機，包括發動機，在與所述發動機的燃燒室連通的進氣道上設置壓縮冷卻系統，該壓縮冷卻系統包括壓氣機、熱交換器、旁通管開口、旁通管，所述熱交換器和旁通管開口設置在所述壓氣機的壓縮氣體出口與燃燒室之間的進氣道上，所述旁通管開口通過旁通管與熱交換器的冷流體入口連通。

所述旁通管通過節流閥或作功機構與熱交換器的冷流體入口連通。

在設有所述節流閥的結構中，在所述旁通管開口和所述燃燒室之間的所述進氣道上設深冷熱交換器，所述節流閥的氣體出口經所述深冷熱交換器的冷流體通道與所述熱交換器的冷流體入口連通。

所述旁通管開口與節流閥之間設膨脹劑混合降溫器，所述膨脹劑混合降溫器與膨脹劑源連通。

在設有所述作功機構的結構中，在所述旁通管開口和所述燃燒室之間的所述進氣道上設深冷熱交換器，所述作功機構的工質出口經所述深冷熱交換器與所述熱交換器的冷流體入口連通。

所述壓縮冷卻系統還包括環境吸熱排熱器，該環境吸熱排熱器設置在所述壓氣機上和/或在所述壓縮氣體出口和所述燃燒室之間的所述進氣道上。

所述熱交換器設置在所述環境吸熱排熱器和所述旁通管開口之間的所述進氣道上。

在所述旁通管開口和所述燃燒室之間設環境吸熱排熱器，所述熱交換器設置在所述環境吸熱排熱器和所述燃燒室之間。

在所述發動機的排氣道上設排氣動力透平，所述排氣動力透平對所述壓氣機輸出動力。

所述壓氣機設為多級壓氣機，在所述多級壓氣機的每一個級間或部分級間設環境吸熱排熱器。

在每個所述環境吸熱排熱器與下一級壓氣機的連通通道上或在一個所述環境吸熱排熱器與下一級壓氣機的連通通道上設旁通管開口。

本發明的原理是首先利用所述環境吸熱排熱器對所述發動機的進氣在壓縮進程中（即在所述壓氣機內）進行冷卻，和/或利用所述環境吸熱排熱器對所述發動機的進氣在所述壓氣機后進行冷卻，使被壓縮的進氣的溫度盡可能降低，然后將其中一部分與所述發動機的燃燒室連通，為所述發動機提供進氣，另一部分通過節流閥或通過作功機構形成溫度更低的氣體冷源，利用這一氣體冷源對進入所述發動機燃燒室的壓縮氣體進行冷卻和/或利用這一氣體冷源對進入所述發動機進氣系統的氣體進行冷卻，從而實現所述發動機進氣溫度的大幅度下降。

本發明中，所謂的膨脹劑混合降溫器是指利用膨脹劑混合降溫的熱交換器，所謂的膨脹劑是指不參與燃燒化學反應起冷卻降溫增加工質摩爾數作用的物質，如水，液體二氧化碳、液氮、液氦、液態空氣等。

本發明中，所謂的壓氣機是指一切可以對氣體進行壓縮增壓的裝置，如葉輪式壓氣機、活塞式壓氣機以及射流泵等。

本發明中，所謂的射流泵是指通過動力流體引射非動力流體（氣體），兩流體相互作用從一個出口排出的裝置，在這種裝置中，非動力流體（氣體）被動力流體引射并被壓縮，所謂的射流泵可以是傳統射流泵，也可以是非傳統射流泵。

本發明中，所謂的傳統射流泵是指由兩個套裝設置的管構成的，向內管提供高壓動力流體，內管高壓動力流體在外管內噴射，在內管高壓動力流體噴射和外管的共同作用下使內外管之間的其他流體（從外管進入的流體）沿內管高壓動力流體的噴射方向產生運動的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴區，外管可以設為文丘里管，內管噴嘴可以設為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區是指外管內截面面積發生變化的區域；所述射流泵至少有三個接口或稱通道，即射流泵動力流體噴射口、射流泵低壓流體入口和射流泵流體出口。