[发明专利]一种基于斜击式水轮机的气动发动机及其工作方法

权利要求书

1.一种基于斜击式水轮机的气动发动机，其特征在于，包括空气压缩机（1）、高压气罐（2）、加热池（3）、沸水（4）、变频水泵（5）、小型斜击式水轮机（6）、拉伐尔喷管（7）、电控单元（8）、电控调节阀（9）、气压传感器（10）及缓冲罐（11），其中，所述空气压缩机（1）、高压气罐（2）、电控调节阀（9）、拉伐尔喷管（7）依次串联连接；所述变频水泵（5）从加热池（3）吸取沸水（4）至出气管道；

所述电控单元（8）输入端连接小型斜击式水轮机（6），输出端分别连接电控调节阀（9）和变频水泵（5）；

所述高压气罐（2）内设有气压传感器（10），并通过外电路与空气压缩机（1）相连接；

所述缓冲罐（11）用于储存缓冲之后、进入拉伐尔喷管（7）的气体。

2.根据权利要求1所述的一种基于斜击式水轮机的气动发动机，其特征在于，所述拉伐尔喷管（7）出口射流中心与小型斜击式水轮机（6）转轮平面呈22.5度夹角。

3.根据权利要求1所述的一种基于斜击式水轮机的气动发动机，其特征在于，所述缓冲罐（11）压力值设置在3Mpa~8Mpa之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于斜击式水轮机的气动发动机，其特征在于，所述高压气罐（2）最高承受压力为35Mpa~40Mpa。

5.一种发动机的工作方法，依赖如权利要求1所述基于斜击式水轮机的气动发动机，其特征在于，包括以下步骤：

S1、空气压缩机开始工作，加热池中的水开始加热，直至高压气罐的气压达到20Mpa，加热池开始沸腾；

S2、打开电控调节阀和变频水泵，压缩气体经由缓冲罐后与由变频水泵泵入的沸水以10:1的体积比混合，压缩气体受热后剧烈膨胀，随后经过拉伐尔喷管加速至超音速后，气水混合物在喷嘴出口与小型斜击式水轮机转轮平面呈22.5度夹角冲击小型斜击式水轮机，使其输出轴功；

S3、在设备工作时，通过气压传感器感知高压气罐中的气压，在压力接近高压气罐容许的最高气压值时，自动关闭空气压缩机；而当高压气罐中的气压低于一定值时，空气压缩机开始工作。

6.根据权利要求5所述的发动机的工作方法，其特征在于，所述电控单元的输入端连接小型斜击式水轮机，输出端连接电控调节阀和变频水泵，根据需要通过调节电控调节阀的开度和变频水泵的转速，改变发动机的输出功率。