專利名稱：再熱渦旋復(fù)合式熱機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以往復(fù)式內(nèi)燃機為燃?xì)獍l(fā)生器，渦旋流增壓，連續(xù)流多變?nèi)紵鼰衢W蒸混合換熱，往復(fù)、渦輪復(fù)合式熱機。
背景技術(shù)：
往復(fù)式內(nèi)燃機以其較高的熱效率和較好的綜合經(jīng)濟性，得到廣泛的應(yīng)用，近二三十年來，為進一步提高其效率和經(jīng)濟性，進行了多方研究和探討，但沒有大的突破。燃?xì)廨啓C以其較高比功，良好的機動性，廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船、輸油輸氣管道增壓，活動電站、電網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電等場合；目前應(yīng)用的燃?xì)廨啓C均采用定壓式燃燒吸熱，工作介質(zhì)是大量高溫低壓燃?xì)饪諝饣旌衔铮行ъ式档?，排氣余熱余速損失大，限制了燃?xì)廨啓C效率提高；較高的平均吸熱溫度，大量耐高溫貴金屬使用，使其在綜合經(jīng)濟性要求較高場合得不到廣泛應(yīng)用。蒸汽輪機效率提高，有賴于高參數(shù)蒸汽的應(yīng)用，隨著蒸汽壓力的提高，相應(yīng)提高了飽和蒸汽的溫度，勢必縮小鍋爐傳熱面兩側(cè)溫差，同時將大幅度增加鍋板厚度；鍋板厚度的增加和傳熱面兩側(cè)溫差縮小，效果都是降低傳熱率，從而降低鍋爐效率；這個傳熱面及傳熱面兩側(cè)熱傳導(dǎo)介質(zhì)溫差存在，這種換熱方式制約著蒸汽輪機效率的提高。上述三種類型熱機各以其特點，在現(xiàn)存動力系統(tǒng)中均占有一席之地；其共有的特點是對環(huán)境污染嚴(yán)重，效率低。也曾有人提出以往復(fù)式內(nèi)燃機為燃?xì)獍l(fā)生器的往復(fù)、燃?xì)鉁u輪復(fù)合式熱機，但因往復(fù)式內(nèi)燃機背壓大幅度提高有效焓降提高有限及不同氣動和扭矩特性不同轉(zhuǎn)數(shù)軸的聯(lián)接動力動態(tài)統(tǒng)一輸出未解決，以及性價比大幅下降而未進入實用領(lǐng)域。

實用新型內(nèi)容本發(fā)明的目的是取各類型熱機之所長，優(yōu)勢互補，探索一條提高熱機效率的新途徑，推出一種以往復(fù)式內(nèi)燃機為燃?xì)獍l(fā)生器，渦旋增壓，連續(xù)流多變狀態(tài)下燃燒吸熱閃蒸混合換熱，往復(fù)、渦輪復(fù)合式熱機。為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種再熱渦旋復(fù)合式熱機，所述再熱渦旋復(fù)合式熱機包括往復(fù)式內(nèi)燃機、高壓透平、低壓透平、燃燒室、丁字軸式差速聯(lián)軸器、套軸式差速聯(lián)軸器和計算機調(diào)控中心；所述再熱渦旋復(fù)合式熱機還包括渦旋增壓器、渦旋排氣裝置、楔形體調(diào)控裝置，空氣流量調(diào)節(jié)裝置；所述渦旋增壓器由設(shè)置在往復(fù)式內(nèi)燃機與燃燒室間的第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器和燃燒室與高壓透平間設(shè)置的第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器及高壓透平與低壓透平間設(shè)置的第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器組成，所述渦旋增壓器是單入口立交式渦旋增壓器或者是多入口立交式渦旋增壓器，或者是超越式渦旋增壓器；所述燃燒室是單入口立交式渦旋燃燒室或者是多入口立交式渦旋燃燒室，或者是超越式渦旋燃燒室或是環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室，或者是筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室；所述渦旋排氣裝置是單環(huán)渦旋排氣裝置，或者是雙環(huán)渦旋排氣裝置；所述渦旋增壓器和燃燒室的進、排氣通道上分別設(shè)置有一個楔形體調(diào)控裝置，所述楔形體調(diào)控裝置是分布位變式楔形體調(diào)控裝置，或者是一體位變式楔形體調(diào)控裝置，或者是分部形變式楔形體調(diào)控裝置或是外推形變式楔形體調(diào)控裝置，或者是內(nèi)頂形變式楔形體調(diào)控裝置；第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器中至少一級渦旋增壓器渦殼上設(shè)置有空氣流量調(diào)節(jié)裝置；三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的第一級渦旋增壓器及渦旋排氣裝置各設(shè)置有一個固液體分離裝置；高壓透平的套軸式高壓透平軸和低壓透平的低壓透平軸分別與套軸式差速聯(lián)軸器的兩個套軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪固接，套軸式差速聯(lián)軸器的輸出軸中介軸的一端與變速箱輸入軸的一端傳動連接，變速箱輸出軸的一端和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸的一端分別與丁字軸式差速聯(lián)軸器的兩個丁字軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪固接，動力由丁字軸式差速聯(lián)軸器輸出軸丁字軸輸出；往復(fù)式內(nèi)燃機的排氣通道與第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器上的空氣流量調(diào)節(jié)裝置與大氣相通，第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與燃燒室的環(huán)形進氣通道相接連通，燃燒室的環(huán)形排氣通道與第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與高壓透平的環(huán)形進氣通道相接連通，高壓透平的環(huán)形排氣通道與第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與低壓透平的環(huán)形進氣通道相接連通，低壓透平的環(huán)形排氣通道與渦旋排氣裝置的環(huán)形進氣通道相接連通，渦旋排氣裝置的陣列式排氣口與大氣相
ο在燃燒室混合燃燒段，往復(fù)式內(nèi)燃機排出經(jīng)增壓具有一定溫度和壓力的燃?xì)饪諝饣旌衔锖陀煽諝饬髁空{(diào)節(jié)裝置進入的空氣與燃料在定常連續(xù)渦旋流的多變狀態(tài)下燃燒吸熱；在燃燒室混合排氣段在同樣的多變狀態(tài)下，再熱后高溫燃?xì)饪諝饣旌衔锱c適量的高壓霧化潔凈水細(xì)小液滴表面直接接觸閃蒸蒸發(fā)混合換熱；在渦旋增壓器、渦旋燃燒室和渦旋排氣裝置中，所述介質(zhì)在定常連續(xù)渦旋流中被動態(tài)壓縮，介質(zhì)的部分內(nèi)能先轉(zhuǎn)變?yōu)榻橘|(zhì)的動能，動能又轉(zhuǎn)變?yōu)榻橘|(zhì)的位能；套軸式差速聯(lián)軸器和丁字軸式差速聯(lián)軸器通過其行星齒輪的自適應(yīng)差速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)高壓透平、低壓透平、往復(fù)式內(nèi)燃機焓降的動態(tài)分配和軸端差速聯(lián)接并一軸輸出動力；所述再熱渦旋復(fù)合式熱機所有設(shè)備由一個計算機調(diào)控中心和多個執(zhí)行和伺服機構(gòu)統(tǒng)一控制。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)手段是首先在燃燒室中實現(xiàn)一種定常連續(xù)流的多變?nèi)紵鼰帷Ｔ诙嘧內(nèi)紵鼰徇^程中，介質(zhì)的溫度、壓力、比容都改變，實現(xiàn)的壓力較為接近平均吸熱溫度對應(yīng)壓比。要實現(xiàn)這一過程，燃燒室排氣通道上可采用堵的辦法，但又不能完全堵死，還得定常連續(xù)流動，就象水電站的攔河壩；拉法爾噴管臨界狀態(tài)就可產(chǎn)生這一效應(yīng)，當(dāng)拉法爾噴管喉部氣流達到音速時，拉法爾噴管即處在臨界狀態(tài)下，在臨界壓比范圍內(nèi)增加噴管上游壓力室壓力和降低噴管下游背壓室壓力，拉法爾噴管喉部氣流速度將保持不變，從而拉法爾噴管的容積流量保持不變，增加或降低壓力室壓力會相應(yīng)增加或減少拉法爾噴管的質(zhì)量流量，降低或增加背壓室壓力，背壓室壓力擾動不會上傳到壓力室，因為壓力擾動也是一種壓力波，壓力波是以音速傳播的，在音速和超音速氣流中下游的壓力擾動不會上朔傳播，從而拉法爾噴管的喉部流體速度及容積和質(zhì)量流量保持不變。在臨界截面范圍內(nèi)，增加或減小拉法爾噴管喉部截面，會相應(yīng)增加或減小拉法爾噴管的容積流量; 應(yīng)用拉法爾噴管臨界效應(yīng)(臨界狀態(tài)下喉部流速不變?nèi)莘e流量保持和下游壓力擾動上傳逆止效應(yīng))，在燃燒室排氣通道上設(shè)置喉部截面可調(diào)的拉法爾噴管，即可在拉法爾噴管臨界狀態(tài)下實時有效調(diào)控燃燒室壓力，燃燒室的容積和質(zhì)量流量，同時實現(xiàn)介質(zhì)的定常連續(xù)流動。本人在前專利申請《渦旋燃?xì)庹羝啓C》《渦旋空氣內(nèi)能利用裝置》(專利申請?zhí)柗謩e為 2010105923931,2010206668165 和 2011100392146,2011200412728)推出的喉部截面可調(diào)的楔形體調(diào)控裝置，配合特定氣流通道結(jié)構(gòu)形線，在臨界狀態(tài)下即可實現(xiàn)拉法爾噴管臨界效應(yīng)。燃燒室壓力升高，勢必會向上游逆流，低于燃燒室壓力的介質(zhì)不能進入燃燒室，這是以往這方面研究和探索失敗的根本原因；實際上有多種方法可解決這一問題；方法一是唧送，應(yīng)用動葉柵流體唧送和逆止效應(yīng)，軸流和離心式壓氣機就是應(yīng)用這一效應(yīng)工作的；大壓差逆止唧送要求葉柵迎角極小，剛性極大，有較大的穩(wěn)定工作區(qū)，本人在前專利申請《渦旋燃?xì)庹羝啓C》推出的筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室和環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室的火焰筒壁及其端板、撐板采用的疊板隔層小孔結(jié)構(gòu)，即可滿足這一要求；方法二是誘導(dǎo)，當(dāng)葉柵或類葉柵體軸線與流體矢量方向角小于90度時，根據(jù)相對性原理，會產(chǎn)生上述效應(yīng)，誘導(dǎo)介質(zhì)由低壓區(qū)進入高壓控制區(qū)，所述角度越小，流體速度越高，效應(yīng)越顯著；方法三，又一種誘導(dǎo)方式，應(yīng)用流體的標(biāo)量場、矢量場特性和渦旋流的速度場、壓力場、溫度場和能量場效應(yīng)，在燃燒室內(nèi)營造一個穩(wěn)定的渦旋流場，使入射氣流與渦旋流矢量相同，給入射氣流低于靜壓頭一個動壓頭值的背壓，誘導(dǎo)相對低壓的介質(zhì)進入燃燒室；本人在前專利申請《渦旋燃?xì)庹羝啓C》和本發(fā)明推出的渦旋燃燒室就是應(yīng)用上述效應(yīng)(方法二、三)和拉法爾噴管臨界效應(yīng)，實現(xiàn)燃燒室多變?nèi)紵鼰岷突旌祥W蒸換熱。僅僅使介質(zhì)的壓力接近平均吸熱溫度對應(yīng)的壓比是不夠的， 本人在前專利申請《渦旋燃?xì)庹羝啓C》《渦旋空氣內(nèi)能利用裝置》和本發(fā)明首推的渦旋增壓器、渦旋燃燒室、旋轉(zhuǎn)燃燒室和渦旋排氣裝置，在流體的標(biāo)量場、矢量場特性和渦旋流的速度場、壓力場、溫度場和能量場效應(yīng)、勢流疊加及拉法爾噴管臨界效應(yīng)作用下，用介質(zhì)的內(nèi)能動態(tài)壓縮，實現(xiàn)介質(zhì)壓力的提升，使介質(zhì)的壓力高出平均吸熱溫度對應(yīng)的壓比，同時實現(xiàn)介質(zhì)的定常連續(xù)流動，最終實現(xiàn)深度焓降。理論支持與探討簡述如下宏觀運動流體不同于靜止流體的地方在于，靜止流體內(nèi)任一點處流體的壓力(滯止壓)，在各個方向上都相等(流體的標(biāo)量場特性)，宏觀運動流體不僅具有標(biāo)量場特性，同時還具有矢量場特性；宏觀運動流體作用于觀測點的壓力，等
于該方向與矢量方向夾角的余弦與動壓頭的乘積，加上靜壓頭值；
權(quán)利要求1.一種再熱渦旋復(fù)合式熱機，所述再熱渦旋復(fù)合式熱機包括往復(fù)式內(nèi)燃機(59)、高壓透平(7)、低壓透平(14)、燃燒室、丁字軸式差速聯(lián)軸器(64)、套軸式差速聯(lián)軸器(10)和計算機調(diào)控中心；其特征在于所述再熱渦旋復(fù)合式熱機還包括渦旋增壓器、渦旋排氣裝置、楔形體調(diào)控裝置和空氣流量調(diào)節(jié)裝置；所述渦旋增壓器由設(shè)置在往復(fù)式內(nèi)燃機(59)與燃燒室間的第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器和燃燒室與高壓透平(7)間設(shè)置的第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器及高壓透平(7)與低壓透平(14)間設(shè)置的第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器組成，所述渦旋增壓器是單入口立交式渦旋增壓器(2)或者是多入口立交式渦旋增壓器 (109)，或者是超越式渦旋增壓器00)；所述燃燒室是單入口立交式渦旋燃燒室(9 或者是多入口立交式渦旋燃燒室(300)，或者是超越式渦旋燃燒室(97)或是環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室 (71)，或者是筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室(54)；所述渦旋排氣裝置是單環(huán)渦旋排氣裝置(15)，或者是雙環(huán)渦旋排氣裝置(5 ；所述渦旋增壓器和燃燒室的進、排氣通道上分別設(shè)置有一個楔形體調(diào)控裝置，所述楔形體調(diào)控裝置是分布位變式楔形體調(diào)控裝置(3)，或者是一體位變式楔形體調(diào)控裝置0 )，或者是分部形變式楔形體調(diào)控裝置(4)或是外推形變式楔形體調(diào)控裝置037)，或者是內(nèi)頂形變式楔形體調(diào)控裝置055)；第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器中至少一級渦旋增壓器渦殼上設(shè)置有空氣流量調(diào)節(jié)裝置；三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的第一級渦旋增壓器及渦旋排氣裝置各設(shè)置有一個固液體分離裝置；高壓透平(7)的套軸式高壓透平軸(6)和低壓透平(14)的低壓透平軸(1 分別與套軸式差速聯(lián)軸器(10)的兩個套軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪04)固接，套軸式差速聯(lián)軸器的輸出軸中介軸(16)的一端與變速箱輸入軸(328)的一端傳動連接，變速箱輸出軸(61) 的一端和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 的一端分別與丁字軸式差速聯(lián)軸器(64)的兩個丁字軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪0 固接，動力由丁字軸式差速聯(lián)軸器(64)輸出軸丁字軸 (27)輸出；往復(fù)式內(nèi)燃機(59)的排氣通道與第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器上的空氣流量調(diào)節(jié)裝置與大氣相通，第一組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與燃燒室的環(huán)形進氣通道相接連通，燃燒室的環(huán)形排氣通道與第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與高壓透平(7)的環(huán)形進氣通道相接連通，高壓透平(7)的環(huán)形排氣通道與第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形進氣通道相接連通，第三組串聯(lián)的多級渦旋增壓器的環(huán)形排氣通道與低壓透平(14)的環(huán)形進氣通道相接連通，低壓透平(14)的環(huán)形排氣通道與渦旋排氣裝置的環(huán)形進氣通道相接連通，渦旋排氣裝置的陣列式排氣口與大氣相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于丁字軸式差速聯(lián)軸器 (64)由丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸(182)、丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸安裝架(25)、兩個丁字軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪(22)、四個丁字軸式差速聯(lián)軸器行星齒輪(沈)、十字軸安裝架錐形齒輪(79)、丁字軸(XT)、丁字軸式差速聯(lián)軸器殼體08)、丁字軸錐形齒輪(76)、 四個軸承(60)和兩個差速聯(lián)軸器自動防逆轉(zhuǎn)裝置組成；四個丁字軸式差速聯(lián)軸器行星齒輪06)可轉(zhuǎn)動分別安裝在丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸(18 上，丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸(18 固裝在丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸安裝架0 上，丁字軸式差速聯(lián)軸器十字軸安裝架0 通過兩個軸承(60)可轉(zhuǎn)動安裝在變速箱輸出軸(61)和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 上，變速箱輸出軸(61)和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 分別固裝在相對應(yīng)的丁字軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪0 上，兩個丁字軸式差速聯(lián)軸器錐形主動齒輪0 分別與四個丁字軸式差速聯(lián)軸器行星齒輪06)相嚙合；十字軸安裝架錐形齒輪(79)與丁字軸錐形齒輪(76)相嚙合；丁字軸錐形齒輪(76)與丁字軸(XT)相固接；變速箱輸出軸(61)和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 的一端分別裝有一個差速聯(lián)軸器自動防逆轉(zhuǎn)裝置，差速聯(lián)軸器自動防逆轉(zhuǎn)裝置由輪盤(105)、支架(104、兩個軸鍵(106)、多個楔形滾道(107)、多個彈簧 (102)和多個滾珠(10 組成；變速箱輸出軸(61)和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 的一端分別安裝在支架(104)的中心孔和輪盤(105)的中心軸孔內(nèi)，并分別通過一個軸鍵(106)與輪盤(10 固接，變速箱輸出軸(61)和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 各通過一個軸承(60)分別與支架(104)可轉(zhuǎn)動連接，支架(104)與丁字軸式差速聯(lián)軸器殼體08)相固接，輪盤 (105)與支架(104)相鄰一側(cè)端面上沿其圓周方向加工有多個楔形滾道(107)，每個楔形滾道(107)內(nèi)裝有一個滾珠(10 和一個彈簧(102)，所述彈簧(10 設(shè)置在滾珠(10 的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于空氣流量調(diào)節(jié)裝置由空氣通道(321)和一體位變式楔形體調(diào)控裝置(224)組成，空氣通道(321)設(shè)置在渦旋增壓器的渦殼上，是渦旋增壓器等速渦殼入口的一部分，空氣通道(321)的入口流量可調(diào)與大氣相通，空氣通道(321)出口在氣流旋轉(zhuǎn)方向上與渦旋增壓器相通，一體位變式楔形體調(diào)控裝置(224)安裝在空氣通道(321)的入口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于所述渦旋燃燒室為多入口立交式渦旋燃燒室(300)，多入口立交式渦旋燃燒室(300)由多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)、多個多入口立交式渦旋燃燒室進氣口、多個多入口立交式渦旋燃燒室導(dǎo)氣渦殼、多個多入口立交式渦旋燃燒室撐桿(306)、多個多入口立交式渦旋燃燒室隔板(307)、 多入口立交式渦旋燃燒室排氣口(308)、多入口立交式渦旋燃燒室排氣集氣腔(309)、多入口立交式渦旋燃燒室排氣通道(310)、多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311)、至少一個第五燃料噴嘴097)、至少一個第五點火器098)、至少一個第五噴水嘴(四9)和多個第二柳葉形管(31 組成；多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)是一個環(huán)形等速渦殼，多個多入口立交式渦旋燃燒室導(dǎo)氣渦殼將多入口立交式渦旋燃燒室進氣口均分為多個，多個多入口立交式渦旋燃燒室進氣口位于多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)的內(nèi)側(cè)，多入口立交式渦旋燃燒室進氣口比多入口立交式渦旋燃燒室導(dǎo)氣渦殼多一個，多入口立交式渦旋燃燒室導(dǎo)氣渦殼為漸開線形，其中多入口立交式渦旋燃燒室第一導(dǎo)氣渦殼(305)設(shè)置在多入口立交式渦旋燃燒室第一進氣口(30 和多入口立交式渦旋燃燒室第二進氣口(30 的中間， 多入口立交式渦旋燃燒室第二導(dǎo)氣渦殼(326)設(shè)置在多入口立交式渦旋燃燒室第二進氣口(303)和多入口立交式渦旋燃燒室第三進氣口(327)的中間；多個多入口立交式渦旋燃燒室導(dǎo)氣渦殼由多個多入口立交式渦旋燃燒室撐桿(306)支撐并固裝在多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)上，多入口立交式渦旋燃燒室撐桿(306)的截面為葉片形；多個多入口立交式渦旋燃燒室進氣口均為環(huán)形并與環(huán)形的多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311) 連通，多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311)的內(nèi)邊為漸開線形并與多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)切向外接，多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311)的外邊是多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)漸開線的延長過渡線；多入口立交式渦旋燃燒室(300)內(nèi)等間距設(shè)置有多個多入口立交式渦旋燃燒室隔板(307)，多個多入口立交式渦旋燃燒室隔板(307)將多入口立交式渦旋燃燒室(300)沿軸向均分成多段，每段多入口立交式渦旋燃燒室(300)由一個多入口立交式渦旋燃燒室混合燃燒段(31 和一個多入口立交式渦旋燃燒室混合排氣段(314)組成，每個多入口立交式渦旋燃燒室混合燃燒段(313)內(nèi)設(shè)有至少一個第五燃料噴嘴(四7)和至少一個第五點火器098)，每個多入口立交式渦旋燃燒室混合排氣段(314)內(nèi)設(shè)有至少一個第五噴水嘴099)，每個多入口立交式渦旋燃燒室隔板(307) 的中間均設(shè)有一個第三隔板過氣孔(315)，各段多入口立交式渦旋燃燒室(300)經(jīng)第三隔板過氣孔(315)首尾相接形成一個渦環(huán)；多入口立交式渦旋燃燒室(300)的渦環(huán)橫截面多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)上設(shè)有多入口立交式渦旋燃燒室排氣口(308)，多入口立交式渦旋燃燒室排氣口(308)位于每段多入口立交式渦旋燃燒室(300)未端的多入口立交式渦旋燃燒室隔板(307)的內(nèi)側(cè)，對應(yīng)多入口立交式渦旋燃燒室排氣口(308)外側(cè)的多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)上設(shè)有多入口立交式渦旋燃燒室排氣集氣腔(309)， 多入口立交式渦旋燃燒室排氣口(308)與多入口立交式渦旋燃燒室排氣集氣腔(309)連通，多入口立交式渦旋燃燒室排氣集氣腔(309)與第二柳葉形管(31 相接連通，第二柳葉形管(312)與環(huán)形的多入口立交式渦旋燃燒室排氣通道(310)相接連通，第二柳葉形管 (312)設(shè)置在多入口立交式渦旋燃燒室第一進氣口 302對應(yīng)的多入口立交式渦旋燃燒室渦殼(301)上，每段多入口立交式渦旋燃燒室(300)設(shè)至少一個第二柳葉形管(312)，第二柳葉形管(312)的外側(cè)是多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311)；多入口立交式渦旋燃燒室進氣通道(311)和多入口立交式渦旋燃燒室排氣通道(310)上分別設(shè)置有一個楔形體調(diào)控裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室(71) 火焰筒和筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室(54)火焰筒分別由往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；即環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒(164)的兩端分別固裝在環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒前撐板(87)和環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒后撐板(88)上，環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒前撐板(87)和環(huán)形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒后撐板 (88)固裝在往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(6 上；筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒Gl)的兩端各通過一個端軸撐板(84)和一個火焰筒內(nèi)凹端板(8 分別固裝在筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒前端軸 (165)和后端軸(67)上，筒形旋轉(zhuǎn)燃燒室火焰筒前端軸(16 與往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸(63) 為一體軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于第一組和第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器為超越式渦旋增壓器(20)，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器間設(shè)置的燃燒室為超越式渦旋燃燒室(97)，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器與其間串聯(lián)設(shè)置的超越式渦旋燃燒室(97)組成一個單元體，所述單元體按并列多個字母S形軸對稱內(nèi)外兩層排列設(shè)置；單元體串聯(lián)的超越式渦旋增壓器00)和超越式渦旋燃燒室(97)的級數(shù)為奇數(shù)時，往復(fù)式內(nèi)燃機(59)排出的燃?xì)饪諝饣旌衔锸紫冗M入位于單元體內(nèi)層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔镞M入位于單元體外層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第二級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第二級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔镞M入位于單元體內(nèi)層第二位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第三級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第三級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔镞M入位于單元體外層第二位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第四級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第四級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔镞M入位于單元體內(nèi)層第三位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第五級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第五級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔镞M入位于單元體外層第三位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第六級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第六級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔锇床⒘卸鄠€字母S形排列依次進入單元體外層第三位以后單元體內(nèi)、外層各位上的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器、超越式渦旋燃燒室(97)和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器，第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的次未級超越式渦旋增壓器位于單元體外層的未位，第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的未級超越式渦旋增壓器位于單元體內(nèi)層的未位，單元體外層的未位位于單元體內(nèi)層次未位和內(nèi)層未位中間的外側(cè)，單元體外層第一位位于單元體內(nèi)層第一位和內(nèi)層第二位中間的外側(cè)；當(dāng)單元體串聯(lián)的超越式渦旋增壓器00)和超越式渦旋燃燒室 (97)的級數(shù)為偶數(shù)時，往復(fù)式內(nèi)燃機(59)排出的燃?xì)饪諝饣旌衔锸紫冗M入位于單元體外層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器，隨后按并列多個字母S形排列依次進入單元體的內(nèi)層第一位、外層第二位、內(nèi)層第二位、外層第三位、 內(nèi)層第三位、外層第四位及以后單元體內(nèi)、外層各位上的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器、超越式渦旋燃燒室(97)和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器，單元體外層的末位于單元體內(nèi)層次位和內(nèi)層末位中間的外側(cè)，單元體內(nèi)層第一位位于單元體外層第一位和外層第二位中間的內(nèi)側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述再熱渦旋復(fù)合式熱機，其特征在于第一組和第二組串聯(lián)的多級渦旋增壓器為超越式渦旋增壓器(20)，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器間設(shè)置的燃燒室為超越式渦旋燃燒室(97)，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器與其間串聯(lián)設(shè)置的超越式渦旋燃燒室(97)組成一個單元體，所述單元體按并列多個字母Z形軸對稱內(nèi)外兩層排列設(shè)置； 單元體串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器和超越式渦旋燃燒室(97)的級數(shù)是4的整數(shù)倍時， 往復(fù)式內(nèi)燃機(59)排出的燃?xì)饪諝饣旌衔锸紫冗M入位于單元體內(nèi)層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器，第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器出來具有一定壓力燃?xì)饪諝饣旌衔锇床⒘卸鄠€字母Z形排列依次進入位于單元體外層第一位、外層第二位、內(nèi)層第二位、內(nèi)層第三位、外層第三位、外層第四位、內(nèi)層第四位、內(nèi)層第五位、外層第五位及以后單元體內(nèi)、外層各位上的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器、超越式渦旋燃燒室(97)和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器，第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的次未級超越式渦旋增壓器位于單元體外層的未位，第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的未級超越式渦旋增壓器位于單元體內(nèi)層的未位，單元體內(nèi)層的未位于單元體外層次未位和外層的未位中間的內(nèi)側(cè)，單元體外層第一位位于單元體內(nèi)層第一位和內(nèi)層第二位中間的外側(cè)；當(dāng)單元體串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器 (20)和超越式渦旋燃燒室(97)的級數(shù)加2是4的整數(shù)倍時，往復(fù)式內(nèi)燃機(59)排出的燃?xì)饪諝饣旌衔锸紫冗M入位于單元體外層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器，隨后按并列多個字母Z形排列依次進入單元體的內(nèi)層第一位、 內(nèi)層第二位、外層第二位、外層第三位、內(nèi)層第三位及以后單元體內(nèi)、外層各位上的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器、超越式渦旋燃燒室(97)和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器，單元體內(nèi)層的未位于單元體外層次未位和外層的未位中間的內(nèi)側(cè)，單元體外層第一位位于單元體內(nèi)層第一位和內(nèi)層第二位中間的外側(cè)；當(dāng)單元體串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器00)和超越式渦旋燃燒室(97)的級數(shù)加1是4的整數(shù)倍時，往復(fù)式內(nèi)燃機(59)排出的燃?xì)饪諝饣旌衔锸紫冗M入位于單元體外層第一位的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器的第一級超越式渦旋增壓器，隨后按并列多個字母Z形排列依次進入單元體的外層第二位、內(nèi)層第一位、內(nèi)層第二位、外層第三位、外層第四位、內(nèi)層第三位及以后單元體內(nèi)、外層各位上的第一組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器、超越式渦旋燃燒室(97)和第二組串聯(lián)的多級超越式渦旋增壓器，單元體內(nèi)層的未位于單元體外層次未位和外層的未位中間的內(nèi)側(cè)，單元體內(nèi)層第一位位于單元體外層第一位和外層第二位中間的內(nèi)側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及一種再熱渦旋復(fù)合式熱機；所述熱機的往復(fù)式內(nèi)燃機和燃燒室間、燃燒室與高壓透平間及高、低壓透平間各串聯(lián)一組多級渦旋增壓器，所述渦旋增壓器和燃燒室進、排氣通道上各設(shè)置一個楔形體調(diào)控裝置；高、低壓透平軸和往復(fù)式內(nèi)燃機輸出軸由兩級差速聯(lián)軸器差速聯(lián)接并一軸輸出動力；在渦旋效應(yīng)，勢流疊加、動葉柵唧送逆止和拉法爾噴管臨界效應(yīng)作用下，所述燃燒室在定常連續(xù)流多變狀態(tài)下實現(xiàn)燃燒吸熱閃蒸混合換熱，渦旋增壓器、燃燒室和渦旋排氣裝置用介質(zhì)的內(nèi)能動態(tài)壓縮，使介質(zhì)壓力高出平均吸熱溫度對應(yīng)的壓比，并在透平中實現(xiàn)深度焓降，使所述熱機效率達到較高水平，對環(huán)境較少污染；本熱機適用于車船、分布式或活動電站等場合使用。
文檔編號F16H48/06GK202023635SQ20112007797
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者杜臣 申請人:杜臣