[实用新型]一种新型内燃机

说明书

技术领域：

　　本实用新型涉及的是一种发动机，尤其是一种内燃发动机。

背景技术：

　　在现有技术中，与本申请最为接近的技术是燃气轮机，燃压共轴的单个做功转子的燃气轮机其转速适应范围较窄，压气转子和做功转子之间的转速比不可变，多个自由做功转子的燃气轮机上其多个自由做功转子在一个燃气通道内，多个自由做功转子之间的转速还是受流量限制其相互制约，使压气转子输出压缩空气的压缩比或流量调控范围相对较窄，分轴式燃气轮机即轴流燃气机虽然做到了燃压分轴，但是其压气做功转子和功率输出做功转子还是同在一个燃气通道内，其在低速工作时压气做功转子仍然受其制约，无法做到高低速相互适应，使其功率输出范围和工况适应范围相对较窄，再就是现有技术中燃气轮机的做功转子几乎全都是透平式的涡轮或页轮，其形状、周/排气量都相对固定不变，使其在相同工作气压下做功转子的排气量相对固定不变，这就是燃气轮机低速时耗油较高的问题所在，不能在低速条件下使用，还有就是其喷气口的大小、燃烧室的形状、容积固定不变，使燃料从喷射、混合、点火、燃烧到做功转子的距离都固定不变，使燃料适用范围相对较窄，不能使用多种燃料，这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种做功转子在相同压力下周/排气量和燃烧室的形状以及做功转子和压气转子之间的转速比都可调可变可控，其转速适用范围较宽、功率输出范围较宽、可在复杂工况条件下工作、在不更换机器硬件的情况下可实现多燃料互换的技术方案。

本方案是通过如下技术措施来实现的：主要由机体、压气转子、做功转子、燃烧室以及燃料供给装置和点火装置构成，所述压气转子和做功转子安装在机体腔内，所述机体腔可以是圆形也可以是椭圆形，所述压器转子跟做功转子在同一条轴线上，做功转子和压气转子之间有间隔机体壁，机体壁里有支撑轴承，机体壁内有进排气口和燃烧室以及各种管道，所述压气转子可以是现有技术中可适用于本方案的各种形式的压气机构，如离心式涡轮压气机、叶片泵式压气机或透平式页片压气机等，所述压气转子可以是由单个压气转子构成的单级压气结构也可以是两个压气转子构成的两级压气结构还可以是多个压气转子构成的多级压气机构，如多级涡轮压气机、多级叶片压气机等，所述压气转子还可以是多种形式的压气机构成的混合多级压气机构，如用透平页片式压气机作初级离心式涡轮压气机为末级、离心式涡轮压气机为初级叶片泵式压气机为中末级等混合结构，所述多级压气机构或混合多级压气机构的各级之间可以是共轴模式也可以是用行星齿轮组连接的分轴模式还可以是有选择性的使用行星齿轮组进行连接共轴、分轴混用，具体可根据实际需要灵活选择组合模式，所述行星齿轮组上有行星齿轮组控制装置，所述行星齿轮组控制装置可以锁定行星齿轮组中任两项齿轮也可以锁止或控制处于自由状态的那一项齿轮，所述做功转子可以是单个做功转子也可以是两个做功转子或两个以上多个做功转子，所述做功转子是两个时，两做功转子轴可以不连接也可以共轴连接还可以是经行星齿轮组进行连接，所述做功转子是多个时，第一做功转子跟第二做功转子之间可以不连接也可以共轴连接还可以用行星齿轮组连接，其它做功转子可以用共轴连接也可以用行星齿轮组连接还可以是有选择性的使用行星齿轮组或轴进行连接，所述做功转子是两个或两个以上多个时，两做功转子或多个做功转子可以共用一个燃烧室或不共用一个燃烧室，还可以有选择性的分组共用燃烧室，所述做功转子轴和压气转子轴之间可以是共轴连接也可以是经行星齿轮组进行连接，所述做功转子是非透平式叶轮结构，所述叶轮可以是开式叶轮也可以是叶片一边由轮片封堵的半闭式叶轮或叶片两边都由轮片封堵的闭式叶轮构成，所述叶轮上的叶片可以跟机体腔壁接触也可以不跟机体腔壁接触，所述叶轮上的叶片可以是固定在轮体上的固定叶片，所述固定式叶片可以往顺时针倾斜也可以往逆时针倾斜。所述叶轮上的相邻两叶片之间有跟叶片同宽且可以上下活动的舌片，所述舌片的一个边跟相邻两叶片中一个叶片顶边用活动轴进行活性连接，所述活动轴可以在叶片的逆时针侧面顶边上也可以在叶片的顺时针侧面顶边上，所述舌片以连接轴为轴心另一个边沿相邻另一叶片的叶面在90度范围内上下滑动，其上止点不超过所对应的叶片顶边，所述舌片活动边所对应的叶片面成弧形其弧度和舌片滑动边的滑动弧度相匹配，在开式叶轮结构中当舌片滑动边在上止点时相邻两叶片、舌片、轮体和做功转子机体腔两壁之间形成一个相对密封的转子空腔。所述叶轮上的叶片也可以是安装在轮体轴向凹槽内的活动式叶片，所述叶片顶端面上可以有跟叶片同宽的轴向叶片凹槽，所述叶片凹槽内有滚柱跟椭圆形做功转子腔内圆面接触，在做功转子机体腔侧壁上有跟轴向凹槽底部相对应的环形气槽，轴向凹槽底部跟做功转子机体腔侧壁上的环形气槽相通，所述活动式叶片可以在轴向凹槽内自内向外滑动，所述叶片内端面上轴向凹槽底部可以有弹簧，所述叶片内有叶片孔，所述叶轮上的相邻两叶片之间有跟叶片同宽且可以上下活动的舌片，所述舌片是由舌片凸体和舌片凹体串插构成的可伸缩舌片，所述舌片凹体内舌片凸体顶端面上有弹簧，所述舌片的一个边跟相邻两叶片中一个叶片顶边用活动轴进行活性连接，所述舌片连接边可以是舌片凸体的一个边也可以是舌片凹体的一个边，所述活动轴可以在叶片的逆时针侧面顶边上也可以在叶片的顺时针侧面顶边上，所述舌片以连接轴为轴心另一个边沿相邻另一叶片的叶面在90度范围内上下滑动，其上止点不超过所对应的叶片顶边，所述舌片活动边所对应的叶片面成弧形其弧度和舌片滑动边的滑动弧度相匹配，在开式叶轮结构中当舌片滑动边在上止点时相邻两叶片、可伸缩舌片、轮体和做功转子机体腔两壁之间形成一个相对密封的转子空腔，所述转子空腔经叶片孔跟轴向凹槽底部相通，在闭式叶轮结构中当舌片滑动边在上止点时相邻两叶片、可伸缩舌片、轮体和叶片两侧轮片之间形成一个相对密封的转子空腔，轴向凹槽底部轮片上有通气孔和做功转子机体腔侧壁上对应的环形气槽相通，在半闭式叶轮结构中，当舌片活动边在上止点时相邻两叶片、可伸缩舌片、轮体和叶片一边的轮片以及叶片另一边的轮腔侧壁之间形成一个相对密封的叶轮空腔，当叶片的封堵侧在对应的环形气槽一边时，叶片封堵侧轴向凹槽底部轮片上有通气孔和做功转子机体腔侧壁上对应的环形气槽相通，所述环形气槽经气道孔跟做功转子出气口相通，所述舌片下面转子空腔内可以有弹簧，所述机体内有圆筒形燃烧室，所述圆筒形燃烧室在做功转子腔上面，所述燃烧室内有跟燃烧室内圆相匹配的圆柱形活塞，所述圆柱形活塞把燃烧室分成前后两个腔室，圆柱形活塞可以在燃烧室的前后腔室内滑动，所述圆柱形活塞外圆面上有密封活塞环，所述圆柱形活塞中心有喷气孔，所述喷气孔上可以有导向片也可以有导向槽，所述喷气孔内安装有燃料喷射器，所述燃料喷射器在喷气孔内可以前后轴向活动，所述燃料喷射器在喷气孔内最前位置时喷气孔的开度最小，所述燃料喷射器在喷气孔内最后位置时喷气孔的开度最大，所述圆柱形活塞后端燃烧室后腔室内有弹簧，所述弹簧后端有活塞位置控制器，所述活塞位置控制器可以推动弹簧或拉动弹簧来控制活塞在燃烧室内所处的位置，所述弹簧圈内有伸缩管，所述伸缩管前端连接在燃料喷射器上跟燃料喷射器相通，伸缩管后端经过活塞位置控制器、机体跟机体外燃料供给装置相通，可通过伸缩管调节燃料喷射器在喷气孔内的位置来控制喷气孔的开度大小进而控制喷气孔的喷气流量，所述燃烧室后腔室后端跟压气转子出气口连通，所述燃烧室前腔室前端跟做功转子进气口连通，所述做功转子进气口上安装有点火器，所述燃料供给装置可以是现有技术中可适用于本方案的能供给各种液体燃料及气体燃料的燃料供给设备，所述燃料喷射器可以是现有技术中可适用于本方案的能喷射各种气体和液体燃料的燃料喷嘴或喷头或其它燃料喷射器件，所述点火装置可以是现有技术中可用于本方案的各种点火器件。本方案具体的特点还有，所述压气转子出气口上有储气控制阀跟机体外储气装置连接，所述储气装置可以是现有技术中可适用于本方案的各种可以储存压缩空气的储气设备，所述储气控制阀可以使压气转子出气口、燃烧室后腔室和储气装置三者互通，储气控制阀还可以关闭压气转子出气口使储气装置单独跟燃烧室后腔室相通，储气控制阀还可以关闭储气装置使压气转子出气口跟燃烧室后腔室单独相通，所述燃烧室前腔室内做功转子进气口处有稳焰器，所述稳焰器是多孔钟形使稳焰器内燃气流速低于稳焰器外燃气流速，让可燃混合气的燃烧更稳定，做功转子进气口处有可转动凸轮轴，所述凸轮轴可以关闭或打开做功转子进气口，通过凸轮轴可以调节做功转子进气口的开度大小，控制做功转子进气口的燃气流量与方向，所述做功转子腔侧壁上环形气槽跟做功转子出气口相通的气道上有气阀，所述气阀具有双向通气控制功能，可以使气道内气流只能往一边流动也可以使气道内气流只能往另一边流动还可以使气道内气流双向流动，所述做功转子出气口跟环形气槽相通的气道口外排气道上有排气控制阀，通过排气控制阀可以调控做功转子出气口处的排气压力和排气量，所述储气控制阀、气阀、排气控制阀、燃料喷射器、活塞位置控制器以及行星齿轮组控制装置均可以是现有技术中可用于本方案的电控装置或电控制机构以及电子控制器件等电器元件。