高压内燃工质发生器及其发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种高压内燃工质发生器，包括燃烧室、还原剂源、氧化剂源、氧化氢源，所述还原剂源与所述燃烧室连通，所述氧化剂源与所述燃烧室连通，所述氧化氢源与所述燃烧室连通；在所述燃烧室上设工质导出口，所述燃烧室的承压能力大于5MPa。本发明专利技术还公开了包括所述高压内燃工质发生器的发动机。本发明专利技术的高压内燃工质发生器可以制造出压力高、温度高的工质，而且功率密度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高压内燃工质发生器，包括燃烧室、还原剂源、氧化剂源、氧化氢源，所述还原剂源与所述燃烧室连通，所述氧化剂源与所述燃烧室连通，所述氧化氢源与所述燃烧室连通；在所述燃烧室上设工质导出口，所述燃烧室的承压能力大于5MPa。本专利技术还公开了包括所述高压内燃工质发生器的发动机。本专利技术的高压内燃工质发生器可以制造出压力高、温度高的工质，而且功率密度高。【专利说明】高压内燃工质发生器及其发动机
本专利技术涉及热能与动力领域，尤其是一种高压内燃工质发生器，本专利技术还涉及包含所述高压内燃工质发生器的发动机。
技术介绍
利用热能(如化学能)产生动力的装置中最重要的工作过程是工质高能状态的制造过程，所谓工质高能状态的制造过程是指利用热能产生高温高压工质的过程，例如内燃机，或通过在高压下燃烧将热量直接传给工质的过程，例如郎肯循环中，或利用外燃形式将液态工质变成高温高压气态工质的过程。至今为止的动力系统中工质制造过程要么是制造出温度高、压力低的工质(例如内燃机，工质温度约2700K，压力在IOMPa以内)，要么是制造出压力高、温度低的工质(例如郎肯循环发动机，工质温度约900K，压力约30MPa)，这样的工质在做功过程中严重地影响了发动机的效率。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种新型结构的工质发生器，并进一步解决现有技术无法制造出温度高、压力高(例如温度2700K时，压力在15MPa以上)的工质的问题，本专利技术还提供包括所述工质发生器的发动机。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下: 一种高压内燃工质发生器，包括燃烧室、还原剂源、氧化剂源、氧化氢源，所述还原剂源与所述燃烧室连通，所述氧化剂源与所述燃烧室连通，所述氧化氢源与所述燃烧室连通；在所述燃烧室上设工质导出口，所述燃烧室的承压能力大于5MPa。所述燃烧室的承压能力大于6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、IOMPa、I IMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa 或大于 20MPa。所述高压内燃工质发生器还包括核心燃烧区，所述核心燃烧区设置在所述燃烧室内，所述还原剂源直接与所述核心燃烧区连通，所述氧化剂源直接与所述核心燃烧区连通，所述氧化氢源直接与所述核心燃烧区连通。—种包括所述高压内燃工质发生器的发动机，所述工质导出口与做功机构连通，在所述做功机构上设置乏气口。一种包括所述高压内燃工质发生器的发动机，所述工质导出口与做功机构连通，所述做功机构经冷却器与所述氧化氢源连通，在所述做功机构上和/或在所述做功机构与所述氧化氢源之间的连通通道上设乏气口。一种包括所述高压内燃工质发生器的发动机，所述工质导出口经冷却器与做功机构连通，在所述做功机构上设乏气口。一种包括所述高压内燃工质发生器的发动机，所述工质导出口经冷却器与做功机构连通，所述做功机构与所述氧化氢源连通，在所述做功机构上和/或在所述做功机构与所述氧化氢源之间的连通通道上设乏气口。一种包括所述高压内燃工质发生器的发动机，其特征在于:所述工质导出口经冷却器与做功机构连通，所述做功机构经冷却器与所述氧化氢源连通，在所述做功机构上和/或在所述做功机构与所述氧化氢源之间的连通通道上设乏气口。所述做功机构与所述氧化氢源连通。所述做功机构经冷却器与所述氧化氢源连通，在所述做功机构上和/或在所述做功机构与所述氧化氢源之间的连通通道上设乏气口。所述氧化氢源设为气缸活塞机构A,所述做功机构设为气缸活塞机构B。所述气缸活塞机构A的活塞经连杆与曲轴的一个连杆轴颈连接，所述气缸活塞机构B的活塞经连杆与所述曲轴的另一个连杆轴颈连接，两个所述连杆轴颈之间存在相位差。在所述冷却器与所述燃烧室之间的连通通道上设置回热器。一种发动机，包括高压内燃工质发生器，所述高压内燃工质发生器包括燃烧室、还原剂源、氧化剂源、氧化氢源，所述还原剂源与所述燃烧室连通，所述氧化剂源与所述燃烧室连通，所述氧化氢源与所述燃烧室连通；所述燃烧室的承压能力大于5MPa，所述氧化氢源与做功机构连通，在所述做功机构上和/或在所述做功机构与所述氧化氢源之间的连通通道上中的至少一处设乏气口。在所述燃烧室与所述氧化氢源之间的连通通道上和/或在所述氧化氢源与所述做功机构之间的连通通道上中的至少一处设冷却器。所述燃烧室的承压能力大于6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、IOMPa、I IMPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa 或大于 20MPa。所述高压内燃工质发生器还包括核心燃烧区，所述核心燃烧区设置在所述燃烧室内，所述还原剂源直接与所述核心燃烧区连通，所述氧化剂源直接与所述核心燃烧区连通，所述氧化氢源直接与所述核心燃烧区连通。所述做功机构设为气缸活塞机构B。本专利技术的原理如下: 如果仅通过将氧化剂、还原剂直接燃烧产生高压会同时产生过高温度，使所述燃烧室的材料无法承受，因此，本专利技术中通过将氧化剂、还原剂、氧化氢同时导入所述燃烧室的方式以实现产生温度可以接受、压力高的工质(因为水蒸气本身特性，可以在较低的温度下获得较高的压力，可以通过调整水蒸气的含量来调整工质的温度、压力)，本专利技术中，氧化剂和还原剂在所述燃烧室内发生燃烧化学反应，所产生的热量直接传给氧化氢，使氧化氢达到气化、过热化、临界化、超临界化和/或超超临界化。本专利技术的高压内燃工质发生器可以根据需要调整能够到达的温度、压力值，当然本专利技术的高压内燃工质发生器也可以根据需要生成温度、压力都相对较低的工质，比如压力大于5MPa的工质。本专利技术中，所谓的还原剂源是指用于提供还原剂的装置，所谓的还原剂是指一切能够与氧化剂发生放热化学反应的物质，例如碳氢化合物、碳氢氧化合物、氢气等，其中，所述碳氢化合物包括汽油、柴油、天然气、重油、煤油、沼气、航空煤油等其他烃类；所述碳氢氧化合物包括甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等。本专利技术中，所谓的氧化剂源是指用于提供氧化剂的装置，所谓的氧化剂是指一切能够与还原剂发生放热化学反应的物质，例如氧(液氧、氧气)、空气、液态空气、双氧水、双氧水溶液等。本专利技术中，所谓的氧化氢源是指用于提供氧化氢的装置，所谓的氧化氢是指水、水蒸气，所述水蒸气包括饱和水蒸气、不饱和水蒸气、过饱和水蒸气、临界水蒸气、超临界水蒸气、超超临界水蒸气。本专利技术中，氧化剂、还原剂、氧化氢供送时，可以连续供送、间歇供送或者按正时关系供送。本专利技术中，所谓的做功机构可以是连续式做功机构(例如叶轮做功机构、齿轮马达)或往复式做功机构(例如活塞式做功机构)。本专利技术中，所谓的核心燃烧区的设置目的是使氧化剂、还原剂在发生化学反应之前或过程中，不与氧化氢混合或只在一定程度上与氧化氢混合。所述核心燃烧区可以是通过固体界面隔离所营造的空间，所谓的固体界面隔离是指带有通道的容器，氧化剂、还原剂在此容器中燃烧，将热量通过所述容器的壁或所述通道传递给氧化氢，燃烧化学反应的产物通过所述通道与氧化氢混合；或，所述核心燃烧区还可以是通过非固体界面隔离所营造的空间，所谓的非固体界面隔离是指利用流体力学领域里的公知技术减少氧化氢在氧化剂与还原剂的燃烧化学反应结束前的混入。本专利技术中，所述燃烧室的工质压力与所述燃烧室的承压能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压内燃工质发生器，包括燃烧室（1）、还原剂源（2）、氧化剂源（3）、氧化氢源（4），其特征在于：所述还原剂源（2）与所述燃烧室（1）连通，所述氧化剂源（3）与所述燃烧室（1）连通，所述氧化氢源（4）与所述燃烧室（1）连通；在所述燃烧室（1）上设工质导出口（6），所述燃烧室（1）的承压能力大于5MPa。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：靳北彪，
申请(专利权)人：摩尔动力北京技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：