[实用新型]低温进气发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种低温进气发动机。

背景技术

在燃烧产物参与作功的热动力系统（包括发动机）中，最重要的过程是要制备温度和压力参数科学合理的工质，才能推高热动力系统的效率。为了制备温度和压力参数科学合理的工质，就要对热动力系统的进气进行冷却，然而由于没有温度较低的冷源对进气的冷却一直处于效率较低的状态。因此，需要制造一个温度较低的冷源对进气进行高效冷却。

发明内容

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：

一种低温进气发动机，包括发动机，在与所述发动机的燃烧室连通的进气道上设置压缩冷却系统，该压缩冷却系统包括压气机、热交换器、旁通管开口、旁通管，所述热交换器和旁通管开口设置在所述压气机的压缩气体出口与燃烧室之间的进气道上，所述旁通管开口通过旁通管与热交换器的冷流体入口连通。

所述旁通管通过节流阀或作功机构与热交换器的冷流体入口连通。

在设有所述节流阀的结构中，在所述旁通管开口和所述燃烧室之间的所述进气道上设深冷热交换器，所述节流阀的气体出口经所述深冷热交换器的冷流体通道与所述热交换器的冷流体入口连通。

所述旁通管开口与节流阀之间设膨胀剂混合降温器，所述膨胀剂混合降温器与膨胀剂源连通。

在设有所述作功机构的结构中，在所述旁通管开口和所述燃烧室之间的所述进气道上设深冷热交换器，所述作功机构的工质出口经所述深冷热交换器与所述热交换器的冷流体入口连通。

所述压缩冷却系统还包括环境吸热排热器，该环境吸热排热器设置在所述压气机上和/或在所述压缩气体出口和所述燃烧室之间的所述进气道上。

所述热交换器设置在所述环境吸热排热器和所述旁通管开口之间的所述进气道上。

在所述旁通管开口和所述燃烧室之间设环境吸热排热器，所述热交换器设置在所述环境吸热排热器和所述燃烧室之间。

在所述发动机的排气道上设排气动力透平，所述排气动力透平对所述压气机输出动力。

所述压气机设为多级压气机，在所述多级压气机的每一个级间或部分级间设环境吸热排热器。

在每个所述环境吸热排热器与下一级压气机的连通通道上或在一个所述环境吸热排热器与下一级压气机的连通通道上设旁通管开口。

本实用新型的原理是首先利用所述环境吸热排热器对所述发动机的进气在压缩进程中（即在所述压气机内）进行冷却，和/或利用所述环境吸热排热器对所述发动机的进气在所述压气机后进行冷却，使被压缩的进气的温度尽可能降低，然后将其中一部分与所述发动机的燃烧室连通，为所述发动机提供进气，另一部分通过节流阀或通过作功机构形成温度更低的气体冷源，利用这一气体冷源对进入所述发动机燃烧室的压缩气体进行冷却和/或利用这一气体冷源对进入所述发动机进气系统的气体进行冷却，从而实现所述发动机进气温度的大幅度下降。

本实用新型中，所谓的膨胀剂混合降温器是指利用膨胀剂混合降温的热交换器，所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却降温增加工质摩尔数作用的物质，如水，液体二氧化碳、液氮、液氦、液态空气等。

本实用新型中，所谓的压气机是指一切可以对气体进行压缩增压的装置，如叶轮式压气机、活塞式压气机以及射流泵等。

本实用新型中，所谓的射流泵是指通过动力流体引射非动力流体（气体），两流体相互作用从一个出口排出的装置，在这种装置中，非动力流体（气体）被动力流体引射并被压缩，所谓的射流泵可以是传统射流泵，也可以是非传统射流泵。

本实用新型中，所谓的传统射流泵是指由两个套装设置的管构成的，向内管提供高压动力流体，内管高压动力流体在外管内喷射，在内管高压动力流体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体（从外管进入的流体）沿内管高压动力流体的喷射方向产生运动的装置；所谓射流泵的外管可以有缩扩区，外管可以设为文丘里管，内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指外管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即射流泵动力流体喷射口、射流泵低压流体入口和射流泵流体出口。