[发明专利]气体活塞脉冲发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其是一种气体活塞脉冲发动机。

技术背景

内燃机设计中，为了使燃料和空气的混合物能够达到随后的燃烧爆炸所需 要的高温高压，同时也为了提高内燃机的热效率，都必须对进气进行压缩。现 有的内燃机设计中采用了三种技术方案来实现压气，即活塞压气、涡轮压气或 者冲压压气。但是，无论是利用活塞(比如活塞式内燃机)或者压气涡轮(比 如燃气轮机、喷气式发动机等)等机械部件对空气进行压缩，还是利用内燃机 的高速运动对空气进行冲压来对空气进行压缩(比如冲压发动机)，都存在着 十分明显的弊端；前两者不仅结构复杂、制造成本高，而且需要对活塞、涡轮 等压气部件进行润滑，从而带来一系列的问题，并且压气本身所消耗的能量来 自于好不容易获得的宝贵的机械功，降低了发动机的热功转换效率；后者虽然 一定程度上解决了前两者存在的问题，但是无法在低速工况下工作，并且不能 在静止条件下启动；另外，无论是涡轮压气还是冲压压气在低速工况下都存在 着压气效果不足的问题。这些都极大地制约了现有内燃机热效率的提高、制造 成本的降低和使用领域的扩大。

因此，急需发明一种具有新型压气方式的内燃式或者混燃式发动机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种气体活塞脉冲发动机，包括喷管，在所述喷管内设置至少一个燃烧室； 在所述喷管内和/或所述喷管的侧壁上设置至少一个以所述喷管的喷射方向为 总体喷射指向的高压流体喷嘴，和/或在所述喷管内和/或所述喷管的侧壁上设 置至少一个以所述喷管的喷射方向的反方向为总体喷射指向的高压流体喷嘴， 所述高压流体喷嘴经高压流体喷射控制阀与高压流体源连通；

其中，以所述喷管的喷射方向为总体喷射指向的所述高压流体喷嘴设为顺 向高压流体喷嘴，所述顺向高压流体喷嘴与所述高压流体源之间的所述高压流 体喷射控制阀设为顺向高压流体喷射控制阀；以所述喷管的喷射方向的反方向 为总体喷射指向的所述高压流体喷嘴设为逆向高压流体喷嘴，所述逆向高压流 体喷嘴与所述高压流体源之间的所述高压流体喷射控制阀设为逆向高压流体 喷射控制阀。

所述高压流体喷嘴设置在所述燃烧室之外的所述喷管的腔体内部和/或设 置在所述燃烧室之外的所述喷管的侧壁上。

所述喷管设为具有扩张区的局部增压喷射管。

所述高压流体喷嘴设为文丘里喷射管式喷嘴，所述文丘里喷射管式喷嘴的 高压气体入口与所述高压流体源连通。

所述喷管的喷管进气端设端口密封壳，所述端口密封壳将所述喷管进气端 密封，在所述端口密封壳上设至少一个进气通道，所述进气通道与有压气体源 连通。

所述喷管的喷管进气端设端口密封壳，所述端口密封壳将所述喷管进气端 密封，在所述端口密封壳上设至少一个进气通道，所述进气通道与文丘里喷射 管的流体喷口连通；或所述喷管的喷管进气端设端口密封壳，所述端口密封壳 将所述喷管进气端密封，在所述端口密封壳上设至少一个进气通道，所述进气 通道与文丘里喷射管的流体喷口连通，在所述文丘里喷射管的高压气体入口和 低压气体入口处分别设高压控制阀和低压控制阀，控制所述高压控制阀和所述 低压控制阀使所述文丘里喷射管间歇式喷射流体。

在设有所述高压控制阀和所述低压控制阀的结构中，所述进气通道至少分 为两组，控制所述高压控制阀和所述低压控制阀使不同组中的所述进气通道交 替进气，以增高所述喷管内的工作压力，或在增高所述喷管内的工作压力的同 时实现所述喷管连续稳定工作。

所述端口密封壳上还设有常通式进气通道，所述进气通道在所述常通式进 气通道的周围围成一周，所述常通式进气通道按连续进气方式工作。

沿所述喷射管的轴向上设至少两个所述燃烧室，对每个所述燃烧室进行差 时燃料喷射和/或差时点火。

在所述喷管内设一个所述燃烧室和至少两个所述逆向高压流体喷嘴，以提 高所述燃烧室内的气体的压力。

在所述燃烧室的前方设压气涡轮，在所述燃烧室的后方设动力涡轮，所述 压气涡轮和所述动力涡轮同轴设置；

或者在所述燃烧室的后方设动力涡轮，所述动力涡轮与动力输出轴连接。

将所述气体活塞脉冲发动机设在转子上构成气体活塞脉冲转子发动机。

在所述燃烧室后方设高压流体导出口，所述高压流体导出口与所述高压流 体喷嘴连通或经增压装置后与所述高压流体喷嘴连通；