活塞汽轮发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102135031A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102135031A(43)申请公布日2011.07.27(21)申请号201110037498.5(22)申请日2011.02.14(71)申请人张永吉地址530031广西壮族自治区南宁市星光大道45号9栋2单元103号(72)发明人张永吉(51)Int.Cl.F02B41/10(2006.01)F01D5/00(2006.01)F01D25/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称活塞汽轮发动机(57)摘要本活塞汽轮发动机属于发动机技术领域。目的是提高热机效率，节省燃油。它是由活塞式内燃机与汽轮发动机结合形成。从物理学知道，当一个容器内的气体温度高于容器外气体温度时，其压力也大于容器外压力，温差越大压差越大，一旦容器有小开口，其内气体就会迅速向外膨胀形成高速气流。本发明创造正是根据这一原理，用活塞式内燃机排出的高温高压“废气”驱动汽轮发动机做功，把二者的功率合成叠加后输出。汽轮发动机回收利用了活塞式内燃机排出“废气”的部分热能，转化成有用功，而大幅度提高热机效率。理论上可使汽油机效率由30％提高到约41％，节油约27％；柴油机效率由45％提高到约54％，节油约17％。CN10235ACCNN110213503102135036A权利要求书1/1页1.本活塞汽轮发动机是在活塞式内燃机上装一台汽轮发动机而结合成的一种新型发动机，其特征是：活塞式内燃机排气口用引导管与汽轮发动机的喷嘴接口连接起来，使内燃机与汽轮发动机成为一体。2.按照权利要求1，连接内燃机和汽轮发动机用的引导管，其特征是：引导管的等效容积最好约等于一个气缸的工作容积。3.按照权利要求1，汽轮发动机可以是单级汽轮发动机，其特征是：叶轮用径向叶轮，叶轮等效直径与叶轮高的比值可取4～8，以取6较好；蜗壳等效容积最好约等于1个气缸工作容积。4.按照权利要求1，汽轮发动机可以是两级或多级汽轮发动机，其特征是：采用同轴多级叶轮，第一级用径向叶轮，第二级及后面各级叶轮用轴向叶轮；第一级蜗壳等效容积同单级的，后面逐级增大。5.按照权利要求1，汽轮发动机与活塞式内燃机可构成双结合方式，其特征是：活塞式内燃机排气口用引导管与汽轮发动机喷嘴接口连接；汽轮发动机转轴通过皮带轮和皮带再与活塞式内燃机主轴(即往复式活塞内燃机的曲轴或旋转转子活塞内燃机的输出轴，下同)联接。6.按照权利要求1，汽轮发动机与活塞式内燃机可构成双结合方式，其特征是：活塞式内燃机排气口用引导管与汽轮发动机喷嘴接口连接，同时，汽轮发动机的叶轮直接安装在活塞式内燃机的主轴上。2CCNN110213503102135036A说明书1/3页活塞汽轮发动机(一)技术领域[0001]本活塞汽轮发动机是将活塞式内燃机(简称活塞机，下同)与汽轮发动机(简称汽轮机，下同)结合而成的一种新型发动机。本活塞汽轮发动机属于发动机技术领域。目的是提高热机效率，达到节省燃油，节能减排。(二)背景技术[0002]内燃机自1876年发明以来，发展至今，技术已很成熟，性能也很好了。但热机效率还不是很理想，据初中《物理》第二册第37-38页(人民教育出版社.2001年12月第一版，2003年5月第2次印刷)介绍：汽油机效率只有20％-30％，柴油机效率只有30％-45％。据说电喷机会好些，但未见到具体数据。[0003]将热机效率再提高些，使发动机更省油些，还是很有可能的。本人作了一些探索，有所收获。(三)发明内容[0004]前面提到的《物理》书中还说道：废气的温度较高，废气带走很大一部分热能，在热机的各种损失中，废气带走的热能最多。又从物理学知道，当一个容器内的气体温度高于容器外气体温度时，其压力也大于容器外压力，温差越大压力差越大，一旦容器有小开口，其内气体就会迅速向外膨胀，形成高速气流。根据这个原理，并从回收利用废气热能着手，在活塞机上装一台汽轮机，把活塞机排出的高温高压“废气”用引导管送到汽轮机，驱动汽轮机旋转做功，再将汽轮机的输出功与原活塞机的输出功进行合成叠加(后面再说具体如何合成叠加)，构成总输出。这样，“废气”的部分热能得以回收利用，转化成有用功，热机效率明显提高，燃油就节省了。(四)附图说明[0005]附图1是本活塞汽轮发动机的结构原理示意图(仅仅是示意图)。在图1中，1是活塞机排气口，2是引导管，3是汽轮机喷嘴及接口，4是汽轮机，5是排气消声器，M是台面，也可以是活塞机主轴(即活塞式内燃机的曲轴或旋转转子活塞内燃机的输出轴，下同)的支承端面。[0006]附图2是汽轮机叶轮和蜗壳示意图。8是径向叶轮，9是蜗壳。D1是蜗壳等效内径，h1是蜗壳高；D2是叶轮等效直径，h2是叶轮高，D1略大于D2，h1略大