變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，具體涉及一種變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以汽油機(jī)和柴油機(jī)為代表的容積型動力機(jī)構(gòu)的效率問題和污染排放問題一直沒有得到很好的解決，其根本原因是由于其正時燃燒方式以及壓縮過程和膨脹過程的容積變化相同所致，而這兩大問題是這類發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)所致，無法改變，因此需要發(fā)明新型發(fā)動機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
[0004]方案1:一種變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)，包括壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、氣體壓縮控制閥、工質(zhì)連續(xù)加熱器、氣體膨脹控制閥和膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、所述氣體壓縮控制閥、所述工質(zhì)連續(xù)加熱器、所述氣體膨脹控制閥和所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)依次連通，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于I。
[0005]方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)聯(lián)動設(shè)置。
[0006]方案3:在方案2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)聯(lián)動設(shè)置。
[0007]方案4:在方案I的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于1.1、1.2、1.3、1.4、1.5,1.6,1.7,1.8,1.9 或大于 2。
[0008]方案5:在方案I至4中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)設(shè)為兩個以上且排量不同，所有所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)按排量由大到小依次連通，排量最小的所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述氣體壓縮控制閥連通。
[0009]方案6:在方案I至5中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)設(shè)為兩個以上且排量不同，所有所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)按排量由小到大依次連通，排量最小的所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述氣體膨脹控制閥連通。
[0010]方案7:在方案I至6中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣體壓縮控制閥設(shè)為氣體壓縮旋轉(zhuǎn)控制閥或設(shè)為壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)。
[0011]方案8:在方案I至7中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣體膨脹控制閥設(shè)為氣體膨脹旋轉(zhuǎn)控制閥或設(shè)為膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)。
[0012]方案9:在方案I至8中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述工質(zhì)連續(xù)加熱器設(shè)為外燃加熱器、余熱加熱器、內(nèi)燃連續(xù)燃燒室或設(shè)為短間歇內(nèi)燃燃燒室。
[0013]方案10:在方案I至9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)還包括葉輪壓氣機(jī)，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述葉輪壓氣機(jī)工質(zhì)出口連通。
[0014]方案11:在方案I至10中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)還包括透平，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述透平的工質(zhì)入口連通。
[0015]方案12:在方案I至9中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)還包括葉輪壓氣機(jī)和透平，所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口與所述葉輪壓氣機(jī)工質(zhì)出口連通，所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與所述透平的工質(zhì)入口連通，所述透平與所述葉輪壓氣機(jī)聯(lián)動設(shè)置。
[0016]方案13:在方案5至12中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在至少相鄰兩個所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)之間串聯(lián)設(shè)置中冷器。
[0017]方案14:在方案10至13中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述葉輪壓氣機(jī)的工質(zhì)出口與所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口之間串聯(lián)設(shè)置中冷器。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“壓縮用”是指用于壓縮的；所謂的“膨脹用”是指用于膨脹的。
[0019]本發(fā)明中，所謂的“工質(zhì)連續(xù)加熱器”是指對能夠持續(xù)的對工質(zhì)進(jìn)行加熱的部件、單元或系統(tǒng)，包括用外部熱量(例如外部燃燒室或余熱)對工質(zhì)進(jìn)行連續(xù)加熱的加熱器，用內(nèi)燃連續(xù)燃燒的方式對工質(zhì)加熱的內(nèi)燃燃燒室，以及短間歇內(nèi)燃燃燒室。
[0020]本發(fā)明中，所謂的“短間歇內(nèi)燃燃燒室”是指燃燒過程和非燃燒過程交替進(jìn)行，非燃燒時長小于燃燒時長，且在非燃燒過程中工質(zhì)持續(xù)從燃燒室內(nèi)的固體表面吸熱的內(nèi)燃燃燒室。
[0021 ] 本發(fā)明中，所謂的“A和B聯(lián)動設(shè)置”是指A和B相互有驅(qū)動作用的設(shè)置方式，包括共軸設(shè)置方式。
[0022]本發(fā)明中，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是指一切流體進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)的運(yùn)動件的表面和流體流出區(qū)內(nèi)的運(yùn)動件的表面不同的容積型流體機(jī)構(gòu)，也就是說，所謂的“變界流體機(jī)構(gòu)”是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動件形成容積變化的一切容積型流體機(jī)構(gòu)，例如，滑片泵、滑片式機(jī)構(gòu)(例如，滑片式壓縮機(jī)或滑片式膨脹機(jī))、偏心轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)(例如，偏心轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)或偏心轉(zhuǎn)子膨脹機(jī))、液環(huán)式機(jī)構(gòu)(例如，液環(huán)式壓縮機(jī)或液環(huán)式膨脹機(jī))、羅茨式機(jī)構(gòu)(例如，羅茨式壓縮機(jī)或羅茨式膨脹機(jī))、螺桿式機(jī)構(gòu)(例如，螺桿式壓縮機(jī)或螺桿式膨脹機(jī))、旋轉(zhuǎn)活塞式機(jī)構(gòu)(例如，旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)或旋轉(zhuǎn)活塞式膨脹機(jī))、滾動活塞式機(jī)構(gòu)(例如，滾動活塞式壓縮機(jī)或滾動活塞式膨脹機(jī))、擺動轉(zhuǎn)子式機(jī)構(gòu)(例如，擺動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)或擺動轉(zhuǎn)子式膨脹機(jī))、單工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，單工作腔滑片式壓縮機(jī)或單工作腔滑片式膨脹機(jī))、雙工作腔滑片式機(jī)構(gòu)(例如，雙工作腔滑片式壓縮機(jī)或雙工作腔滑片式膨脹機(jī))、貫穿滑片式機(jī)構(gòu)(例如，貫穿滑片式壓縮機(jī)或貫穿滑片式膨脹機(jī))、齒輪流體機(jī)構(gòu)(例如，齒輪壓縮機(jī)或齒輪膨脹機(jī))和轉(zhuǎn)缸滾動活塞機(jī)構(gòu)(例如，轉(zhuǎn)缸滾動活塞壓縮機(jī)或轉(zhuǎn)缸滾動活塞膨脹機(jī))等。所述變界流體機(jī)構(gòu)可選擇性地選擇包括氣缸、隔離體和缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體，且由所述氣缸、所述隔離體和所述缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)體三者相互配合形成容積變化的機(jī)構(gòu)。
[0023]本發(fā)明中，把所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于I的目的是要降低由工質(zhì)連續(xù)加熱器對工質(zhì)加熱的過程所引起的壓力升高，進(jìn)而減少對相關(guān)機(jī)構(gòu)的承壓能力的要求；也減少溫升，進(jìn)而減少污染排放物的排放量。
[0024]本發(fā)明中，某個數(shù)值A(chǔ)以上和某個數(shù)值A(chǔ)以下均包括本數(shù)A。
[0025]本發(fā)明人根據(jù)熱力學(xué)的基本原理以及對宇宙現(xiàn)象的觀察認(rèn)為:在沒有外部因素影響的前提下，熱不可能百分之百的轉(zhuǎn)換成其它任何形式的能量或物質(zhì)。傳統(tǒng)熱力學(xué)第二定律中只闡述了在沒有外部因素影響的前提下，熱不能百分之百的轉(zhuǎn)換成功，這一定律是正確的，但是是片面的。可以用通俗的語言將熱定義為能量的最低形式，或者簡稱為這是宇宙的垃圾。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認(rèn)為:任何生物(動物、植物、微生物、病毒和細(xì)菌)的生長過程都是放熱的。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認(rèn)為:任何一個過程或任何一個循環(huán)(不局限于熱力學(xué)過程，例如化學(xué)反應(yīng)過程、生物化學(xué)反應(yīng)過程、光化學(xué)反應(yīng)過程、生物生長過程、植物生長過程都包括在內(nèi))其最大做功能力守恒，本發(fā)明人認(rèn)為沒有光合作用的植物生長過程是不能提高其做功能力的，也就是說，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的養(yǎng)分的做功能力之和；之所以一棵樹木的做功能力要大于樹苗的做功能力，是因為陽光以光合作用的形式參與了由樹苗到樹木的生長過程。
[0026]本發(fā)明人認(rèn)為:熱機(jī)工作的基本邏輯是收斂-受熱-發(fā)散。所謂收斂是工質(zhì)的密度的增加過程，例如冷凝、壓縮均屬收斂過程，在同樣的壓力下，溫度低的工質(zhì)收斂程度大；所謂受熱就是工質(zhì)的吸熱過程；所謂發(fā)散是指工質(zhì)的密度降低的過程，例如膨脹或噴射。任何一個發(fā)散過程都會形成做功能力的降低，例如，氣態(tài)的空氣的做功能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液態(tài)空氣的做功能力；甲醇加水加中等溫度的熱生成一氧化碳和氫氣，雖然所生成的一氧化碳和氫氣的燃燒熱大于甲醇的燃燒熱20%左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例則微乎其微，其原因在于這一過程雖然吸了 20%左右的熱，但是生成物一氧化碳和氫氣的發(fā)散程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲醇。因此，利用溫度不高的熱參加化學(xué)反應(yīng)是沒有辦法有效提高生成物的做功能力的。
[0027]本發(fā)明人認(rèn)為:距離增加是熵增加的過程，冷熱源之間的距離也影響效率，距離小效率高，距離大效率低。
[0028]本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。
[0029]眾所周知，在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，對信息不對稱和信息對稱的研宄都授予過諾貝爾獎，可見交易雙方擁有信息的狀態(tài)決定交易成敗、交易的公平性和交易的利潤。交易的本質(zhì)其實是信息交易。為本發(fā)明人認(rèn)為，專利具有信息零對稱性，即交易雙方對專利的真正價值都知之甚少。專利信息零對稱屬性，如不破解，運(yùn)營很難實現(xiàn)。專利的信息零對稱性決定了專利運(yùn)營的科學(xué)性和復(fù)雜性。在普通商品交易中，信息不對稱有利于促進(jìn)交易，提高利潤。而對專利而言，則完全不同，專利需要解決技術(shù)問題，專利的價值在專利運(yùn)用中很快被知曉，所以專利必須貨真價實，信息零對稱和信息不對稱必然都會嚴(yán)重阻礙專利運(yùn)營，解決專利信息零對稱問題，使交易雙方在高水平上信息對稱是專利運(yùn)營企業(yè)的根本工作。
[0030]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過將所述膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口處的體積流量和所述壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口處的體積流量之比大于1，從而降低由工質(zhì)連續(xù)加熱器對工質(zhì)加熱的過程所引起的壓力升高，進(jìn)而減少對相關(guān)機(jī)構(gòu)的承壓能力的要求；也減少溫升，進(jìn)而減少污染排放物的排放量。同時，本發(fā)明的所述變界流體機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)整機(jī)部件少，成本低，運(yùn)行平穩(wěn)，具有較高的功率密度高和效率，可以應(yīng)用各種燃料。
【附圖說明】
[0031]圖1:實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2:實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3:實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4:實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5:實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6:實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7:實施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8:實施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖9:實施例14的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖中:I壓縮用變界流體機(jī)構(gòu)、2氣體壓縮控制閥、3工質(zhì)連續(xù)加熱器、4氣體膨脹控制閥、5膨脹用變界流體機(jī)構(gòu)、6葉輪壓氣機(jī)、7透平、8中冷器。
【具體實施方式】
[0041