相變發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐、加熱器和噴管，所述加熱器對所述液體密封承壓儲罐傳熱，所述液體密封承壓儲罐的氣體工質(zhì)出口與所述噴管連通。本發(fā)明的所述相變發(fā)動機體積小、效率高、燃料多樣性好。
【專利說明】相變發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種相變發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的內(nèi)燃機和外燃機的效率低，污染排放嚴重，因此需要發(fā)明一種新型的發(fā)動機。

【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1.一種相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐、加熱器和噴管，所述加熱器對所述液體密封承壓儲罐傳熱，所述液體密封承壓儲罐的氣體工質(zhì)出口與所述噴管連通。
[0005]方案2.—種相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐、加熱器、噴管和轉(zhuǎn)子，所述液體密封承壓儲罐和所述加熱器設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上，所述噴管與所述轉(zhuǎn)子有矩設(shè)置，所述加熱器對所述液體密封承壓儲罐傳熱，所述液體密封承壓儲罐的氣體工質(zhì)出口與所述噴管連通。
[0006]方案3.在方案I或2的基礎(chǔ)上，所述相變發(fā)動機還包括附屬加熱器，所述附屬加熱器對即將進入所述噴管的工質(zhì)進行進一步加熱。
[0007]方案4.在方案I至3中任一方案的基礎(chǔ)上，所述液體密封承壓儲罐的承壓能力大于 5MPa。
[0008]方案5.在方案I至4中的任一方案的基礎(chǔ)上，所述相變發(fā)動機還包括液體低壓儲罐，在所述液體密封承壓儲罐上設(shè)液體導入逆止閥，當所述液體密封承壓儲罐內(nèi)的液體的量減少到設(shè)定值時，所述液體低壓儲罐內(nèi)的液體經(jīng)所述液體導入逆止閥導入所述液體密封承壓儲罐內(nèi)。
[0009]方案6.—種相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐、燃燒室和噴管，所述液體氧化劑承壓儲罐與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述噴管連通。
[0010]方案7.—種相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐、燃燒室、噴管和轉(zhuǎn)子，所述液體氧化劑承壓儲罐與所述燃燒室設(shè)在所述轉(zhuǎn)子上，所述噴管與所述轉(zhuǎn)子有矩設(shè)置，所述液體氧化劑承壓儲罐與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述噴管連通。
[0011]方案8.在方案6或7的基礎(chǔ)上，所述液體氧化劑承壓儲罐的承壓能力大于5MPa。
[0012]方案9.在方案6至8中任一方案的基礎(chǔ)上，所述相變發(fā)動機還包括液體氧化劑低壓儲罐，在所述液體氧化劑承壓儲罐上設(shè)液體氧化劑導入逆止閥，當所述液體氧化劑承壓儲罐內(nèi)的液體氧化劑的量減少到設(shè)定值時，所述液體氧化劑低壓儲罐內(nèi)的液體氧化劑經(jīng)所述液體氧化劑導入逆止閥導入所述液體氧化劑承壓儲罐內(nèi)。
[0013]本發(fā)明中，所述液體密封承壓儲罐內(nèi)的液體可以是水、氣體液化物或含氧氣體液化物，例如液化氮氣、液化空氣等。
[0014]本發(fā)明中，所謂的“氣體液化物”是指被液化的標準狀態(tài)下為氣態(tài)的氣體，這里的氣體是指標準狀態(tài)下其蒸氣分氣壓大于或等于一個大氣壓的物質(zhì)，例如，液氮、液氧、液體二氧化碳或液化空氣等。由于氣體液化物中蓄有大量能量，也不需高溫汽化器，使用氣體液化物能夠使得本申請的發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單、效率高。
[0015]本發(fā)明中，所謂的“含氧氣體液化物”是指含有液氧的氣體液化物。
[0016]本發(fā)明中，所謂的“氧化劑”是指能與燃料發(fā)生燃燒化學反應的物質(zhì)。
[0017]本發(fā)明中，所述液體氧化劑承壓儲罐內(nèi)的氧化劑可以是液氧、過氧化氫水溶液、液化空氣、液氧和液氮的混合物、液氧和液體二氧化碳的混合物等。
[0018]本發(fā)明中，所謂的“所述噴管與所述轉(zhuǎn)子有矩設(shè)置”是指所述噴管噴射時所受到的反作用力對所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生扭矩的設(shè)置方式。
[0019]本發(fā)明中，所述液體密封承壓儲罐的承壓能力可以選擇性地設(shè)為大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于 30MPa。
[0020]本發(fā)明中，所述液體密封承壓儲罐內(nèi)的工質(zhì)的壓力應與其承壓能力相匹配，即所述液體密封承壓儲罐內(nèi)的最高工質(zhì)壓力達到其承壓能力。
[0021]本發(fā)明中，所述液體氧化劑承壓儲罐的承壓能力可以選擇性地設(shè)為大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、lOMPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于30MPao
[0022]本發(fā)明中，所述液體氧化劑承壓儲罐內(nèi)的工質(zhì)的壓力應與其承壓能力相匹配，SP所述液體氧化劑承壓儲罐內(nèi)的最高工質(zhì)壓力達到其承壓能力。
[0023]本發(fā)明中，所述液體低壓儲罐中的所謂“低壓”是指和所述液體密封承壓儲罐相比所述液體低壓儲罐所需承受的壓力低。
[0024]本發(fā)明中，所述液體氧化劑低壓儲罐中的所謂“低壓”是指和所述液體氧化劑承壓儲罐相比所述液體氧化劑低壓儲罐所需承受的壓力低。
[0025]本發(fā)明中，所謂的“加熱器”是指一切可以對工質(zhì)進行外部加熱的裝置，可以是用火焰直接進行的外部加熱的裝置，也可以是用熱交換器對氣體工質(zhì)進行加熱的裝置。
[0026]本發(fā)明中，所謂的“加熱器”、“附屬加熱器”均是加熱器，名稱不同只是為了區(qū)分而加以定義的。
[0027]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。
[0028]本發(fā)明人根據(jù)熱力學的基本原理以及對宇宙現(xiàn)象的觀察認為: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?？梢杂猛ㄋ椎恼Z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)明人還認為:任何生物(動物、植物、微生物、病毒和細菌)的生長過程都是放熱的。經(jīng)分析，本發(fā)明人還認為:任何一個過程或任何一個循環(huán)(不局限于熱力學過程，例如化學反應過程、生物化學反應過程、光化學反應過程、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。[0029]本發(fā)明人認為:熱機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遠低于液態(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)散程度遠遠大于甲醇。因此，利用溫度不高的熱參加化學反應是沒有辦法有效提高生成物的做功能力的。
[0030]本發(fā)明人認為: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。
[0031 ] 本發(fā)明中，應根據(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。
[0032]本發(fā)明的有益效果如下:
[0033]本發(fā)明的所述相變發(fā)動機體積小、效率高、燃料多樣性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖5是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6是本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7是本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖中，
[0042]I液體密封承壓儲罐、11液體低壓儲罐、2加熱器、21附屬加熱器、3噴管、4轉(zhuǎn)子、5液體導入逆止閥、6液體氧化劑承壓儲罐、61液體氧化劑低壓儲罐、7燃燒室、8液體氧化劑導入逆止閥。
【具體實施方式】
[0043]實施例1
[0044]如圖1所示的相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐1、加熱器2和噴管3，所述加熱器2對所述液體密封承壓儲罐I傳熱，所述液體密封承壓儲罐I的氣體工質(zhì)出口與所述噴管3連通。
[0045]本實施例中，所述液體密封承壓儲罐I中的液體在所述加熱器2的作用下氣化形成高壓氣體，該高壓氣體經(jīng)所述液體密封承壓儲罐I的氣體工質(zhì)出口進入所述噴管3并從所述噴管3噴出做功。
[0046]本實施例中，所述噴管3可選擇性地做直線運動等非旋轉(zhuǎn)運動。
[0047]實施例2[0048]如圖2所示的相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐1、加熱器2、噴管3和轉(zhuǎn)子4，所述液體密封承壓儲罐I和所述加熱器2設(shè)在所述轉(zhuǎn)子4上，所述噴管3與所述轉(zhuǎn)子4有矩設(shè)置，所述加熱器2對所述液體密封承壓儲罐I傳熱，所述液體密封承壓儲罐I的氣體工質(zhì)出口與所述噴管3連通。
[0049]本實施例中，所述液體密封承壓儲罐I中的液體在所述加熱器2的作用下氣化形成高壓氣體，該高壓氣體經(jīng)所述液體密封承壓儲罐I的氣體工質(zhì)出口進入所述噴管3并從所述噴管3噴出獲得反作用力推動所述轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
[0050]實施例3
[0051]如圖3所示的相變發(fā)動機，其在實施例1的基礎(chǔ)上，還包括附屬加熱器21，所述附屬加熱器21對即將進入所述噴管3的工質(zhì)進行進一步加熱。
[0052]作為可變換的實施方式，實施例2也可以參照本實施例增設(shè)所述附屬加熱器21。
[0053]實施例4
[0054]如圖4所示的相變發(fā)動機,在實施例3的基礎(chǔ)上,還包括液體低壓儲罐11,在所述液體密封承壓儲罐I上設(shè)液體導入逆止閥5，當所述液體密封承壓儲罐I內(nèi)的液體的量減少到設(shè)定值時，所述液體低壓儲罐11內(nèi)的液體經(jīng)所述液體導入逆止閥5導入所述液體密封承壓儲罐I內(nèi)。
[0055]作為可變換的實施方式，上述所有實施方式均可以參照本實施例增設(shè)所述液體低壓儲罐11及其相關(guān)結(jié)構(gòu)。
[0056]上述所有實施方式中，所述液體密封承壓儲罐I的承壓能力均可選擇性的設(shè)為大于 5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、IOMPa、IIMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa 或大于30MPao
[0057]實施例5
[0058]如圖5所示的相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐6、燃燒室7和噴管3，所述液體氧化劑承壓儲罐6與所述燃燒室7連通，所述燃燒室7與所述噴管3連通。
[0059]本實施例中，所述液體氧化劑承壓儲罐6中的液體氧化劑在所述燃燒室7中氣化并與燃料燃燒形成高溫高壓氣體，該高溫高壓氣體進入所述噴管3并從所述噴管3噴出做功。
[0060]本實施例中，所述噴管3可選擇性地做直線運動等非旋轉(zhuǎn)運動。
[0061]實施例6
[0062]如圖6所示的相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐6、燃燒室7、噴管3和轉(zhuǎn)子4，所述液體氧化劑承壓儲罐6與所述燃燒室7設(shè)在所述轉(zhuǎn)子4上，所述噴管3與所述轉(zhuǎn)子4有矩設(shè)置，所述液體氧化劑承壓儲罐6與所述燃燒室7連通，所述燃燒室7與所述噴管3連通。
[0063]本實施例中，所述液體氧化劑承壓儲罐6中的液體氧化劑在所述燃燒室7中氣化并與燃料燃燒形成高溫高壓氣體，該高溫高壓氣體進入所述噴管3并從所述噴管3噴出獲得反作用力推動所述轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
[0064]實施例7
[0065]如圖7所示的相變發(fā)動機，其在實施例5的基礎(chǔ)上，還包括液體氧化劑低壓儲罐61，在所述液體氧化劑承壓儲罐6上設(shè)液體氧化劑導入逆止閥8，當所述液體氧化劑承壓儲罐6內(nèi)的液體氧化劑的量減少到設(shè)定值時，所述液體氧化劑低壓儲罐61內(nèi)的液體氧化劑經(jīng)所述液體氧化劑導入逆止閥8導入所述液體氧化劑承壓儲罐6內(nèi)。
[0066]作為可變換的實施方式，實施例6也可以參照本實施例增設(shè)所述液體低壓儲罐61及其相關(guān)結(jié)構(gòu)。
[0067]實施例5至實施例7中的所述液體氧化劑承壓儲罐6的承壓能力均可選擇性的設(shè)為大于 5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、llMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
[0068]顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐(1)、加熱器(2)和噴管(3)，其特征在于:所述加熱器(2)對所述液體密封承壓儲罐(1)傳熱，所述液體密封承壓儲罐(1)的氣體工質(zhì)出口與所述噴管(3)連通。
2.—種相變發(fā)動機，包括液體密封承壓儲罐(1)、加熱器(2)、噴管(3)和轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于:所述液體密封承壓儲罐(1)和所述加熱器(2)設(shè)在所述轉(zhuǎn)子(4)上，所述噴管(3)與所述轉(zhuǎn)子(4)有矩設(shè)置，所述加熱器(2)對所述液體密封承壓儲罐(1)傳熱，所述液體密封承壓儲罐(1)的氣體工質(zhì)出口與所述噴管(3)連通。
3.如權(quán)利要求1或2所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述相變發(fā)動機還包括附屬加熱器(21)，所述附屬加熱器(21)對即將進入所述噴管(3)的工質(zhì)進行進一步加熱。
4.如權(quán)利要求1或2所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述液體密封承壓儲罐(1)的承壓能力大于5MPa。
5.如權(quán)利要求1或2所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述相變發(fā)動機還包括液體低壓儲罐(11)，在所述液體密封承壓儲罐(1)上設(shè)液體導入逆止閥(5)，當所述液體密封承壓儲罐(1)內(nèi)的液體的量減少到設(shè)定值時，所述液體低壓儲罐(11)內(nèi)的液體經(jīng)所述液體導入逆止閥(5)導入所述液體密 封承壓儲罐(1)內(nèi)。
6.一種相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐(6)、燃燒室(7)和噴管(3)，其特征在于:所述液體氧化劑承壓儲罐(6)與所述燃燒室(7)連通，所述燃燒室(7)與所述噴管(3)連通。
7.—種相變發(fā)動機，包括液體氧化劑承壓儲罐(6)、燃燒室(7)、噴管(3)和轉(zhuǎn)子(4)，其特征在于:所述液體氧化劑承壓儲罐(6)與所述燃燒室(7)設(shè)在所述轉(zhuǎn)子(4)上，所述噴管(3)與所述轉(zhuǎn)子(4)有矩設(shè)置，所述液體氧化劑承壓儲罐(6)與所述燃燒室(7)連通，所述燃燒室(7)與所述噴管(3)連通。
8.如權(quán)利要求6或7所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述液體氧化劑承壓儲罐(6)的承壓能力大于5MPa。
9.如權(quán)利要求6或7所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述相變發(fā)動機還包括液體氧化劑低壓儲罐(61)，在所述液體氧化劑承壓儲罐(6)上設(shè)液體氧化劑導入逆止閥(8)，當所述液體氧化劑承壓儲罐(6)內(nèi)的液體氧化劑的量減少到設(shè)定值時，所述液體氧化劑低壓儲罐(61)內(nèi)的液體氧化劑經(jīng)所述液體氧化劑導入逆止閥(8)導入所述液體氧化劑承壓儲罐(6)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8所述相變發(fā)動機，其特征在于:所述相變發(fā)動機還包括液體氧化劑低壓儲罐(61)，在所述液體氧化劑承壓儲罐(6)上設(shè)液體氧化劑導入逆止閥(8)，當所述液體氧化劑承壓儲罐(6)內(nèi)的液體氧化劑的量減少到設(shè)定值時，所述液體氧化劑低壓儲罐(61)內(nèi)的液體氧化劑經(jīng)所述液體氧化劑導入逆止閥(8)導入所述液體氧化劑承壓儲罐(6)內(nèi)。
【文檔編號】F02G1/047GK103993979SQ201410172045
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月11日
【發(fā)明者】靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司