[發(fā)明專利]多級容積機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510086887.5
• 申請日: 2015-02-17
• 公開（公告）號: CN104775902A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳北彪
• 申請（專利權(quán)）人: 摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F02B75/00
• 分類號: F02B75/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種多級容積機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

活塞式內(nèi)燃機(jī)體積功率低、效率低、污染排放嚴(yán)重，且其結(jié)構(gòu)和工作邏輯限制了活塞式內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步改良，因此，需要發(fā)明一種新型的發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

方案1：一種多級容積機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)，包括容積型氣體壓縮單元和容積型膨脹單元，所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)出口經(jīng)燃燒室與所述容積型膨脹單元的工質(zhì)入口連通，所述容積型氣體壓縮單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次減少的容積型機(jī)構(gòu)，所述容積型膨脹單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次增加的容積型機(jī)構(gòu)。

方案2：在方案1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述容積型膨脹單元和所述容積型氣體壓縮單元共軸設(shè)置、經(jīng)固定傳動比的減速機(jī)構(gòu)聯(lián)動設(shè)置、經(jīng)固定傳動比的增速機(jī)構(gòu)聯(lián)動設(shè)置、經(jīng)變速箱聯(lián)動設(shè)置或經(jīng)無級變速箱聯(lián)動設(shè)置。

方案3：在方案1或方案2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述燃燒室設(shè)為連續(xù)燃燒室。

方案4：在方案1至方案3中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述燃燒室內(nèi)的空氣過量系數(shù)大于2、2.1、2.2、2.3、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、或大于4.0。

方案5：在方案1至方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)入口與速度型壓氣機(jī)的工質(zhì)出口連通。

方案6：在方案1至方案5中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述容積型膨脹單元的工質(zhì)出口與速度型做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。

方案7：在方案1至方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)入口與速度型壓氣機(jī)的工質(zhì)出口連通，所述速度型壓氣機(jī)的級數(shù)大于3級、4級或大于5級，所述容積型膨脹單元的工質(zhì)出口與速度型做功機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通，所述速度型做功機(jī)構(gòu)的級數(shù)大于2級、3級或大于4級。

方案8：一種多級容積機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)，包括容積型氣體壓縮單元和容積型膨脹單元，所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)出口經(jīng)還原燃燒室與所述容積型膨脹單元的工質(zhì)入口連通，所述容積型氣體壓縮單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次減少的容積型機(jī)構(gòu)，所述容積型膨脹單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次增加的容積型機(jī)構(gòu)，所述容積型膨脹單元的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器與所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)入口連通，所述容積型氣體壓縮單元、所述還原燃燒室、所述容積型膨脹單元和所述排熱器形成的閉合回路內(nèi)充入氫氣。

方案9：在方案8的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述排熱器上設(shè)置液體出口。

方案10：一種多級容積機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)，包括容積型氣體壓縮單元和容積型膨脹單元，所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)出口經(jīng)加熱器與所述容積型膨脹單元的工質(zhì)入口連通，所述容積型氣體壓縮單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次減少的容積型機(jī)構(gòu)，所述容積型膨脹單元包括兩個以上串聯(lián)連通且排量依次增加的容積型機(jī)構(gòu)，所述容積型膨脹單元的工質(zhì)出口經(jīng)排熱器與所述容積型氣體壓縮單元的工質(zhì)入口連通，所述容積型氣體壓縮單元所述加熱器、所述容積型膨脹單元和所述排熱器形成的閉合回路內(nèi)充入單原子氣體或雙原子氣體。

本發(fā)明中，所謂的“燃燒室”是指一切氧化劑過量的氧化劑和還原劑發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的腔體，例如：設(shè)有燃料入口的，工作時空氣事先進(jìn)入再由所述燃料入口導(dǎo)入燃料后發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的腔體。

本發(fā)明中，所謂的“還原燃燒室”是指一切還原劑過量的還原劑和氧化劑發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的腔體，例如：設(shè)有氧氣入口的，工作時氫氣事先進(jìn)入再由所述氧氣入口導(dǎo)入氧氣后發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)的腔體。

本發(fā)明人認(rèn)為，發(fā)動機(jī)的壓縮過程應(yīng)由多級完成，這樣可以利用承壓能力低的機(jī)構(gòu)壓縮低壓工質(zhì)，利用承壓能力高的機(jī)構(gòu)壓縮高壓工質(zhì)，這樣可以大大減少發(fā)動機(jī)的機(jī)構(gòu)笨重程度和更科學(xué)的配置材料使用量，也更科學(xué)的配置承載力設(shè)計，膨脹過程也類同；不僅如此，間歇燃燒是發(fā)動機(jī)污染排放嚴(yán)重和控制機(jī)構(gòu)復(fù)雜的根本原因，因此，必須采用連續(xù)燃燒方式，而且將壓縮和膨脹過程均分級進(jìn)行，由于渦輪增壓的壓比有限，膨脹比也有限，而且這一限制很難加以消除，因此，必須將壓縮過程用兩級以上的容積機(jī)構(gòu)進(jìn)行，膨脹過程也用兩級以上的容積機(jī)構(gòu)進(jìn)行，才能具有現(xiàn)實意義。

本發(fā)明中，所謂“空氣過量系數(shù)”是指空氣過量的程度，具體計算方式如下：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，以碳?xì)浠衔餅槿剂系睦碚摽諝夂腿剂现?質(zhì)量比)為15：1，如果空氣過量系數(shù)設(shè)為1.5，則空燃比為1.5*15：1,以此類推。