[发明专利]混合动力外燃式发动机

说明书

本发明公开了一种混合动力外燃式发动机，涉及发动机技术领域，包括热介质输出装置、热介质混合装置和能量转化装置，所述热介质输出装置通过燃料燃烧产生水蒸气介质和热空气介质两种热介质，所述水蒸气介质和热空气介质分别通过介质管道的水蒸气管道和热空气管道进入热介质混合装置，所述热介质混合装置将混合后的水蒸气介质和热空气介质输入能量转化装置，通过能量转化装置的输出轴输出动力。本发明借助水蒸气介质和热空气介质两种热介质携带的大量能量经水蒸气介质和热空气介质两种热介质混合后，通过能量转化装置将能量转化为动能，动能转化率高、污染小，本发明能够适用于飞机、汽车和轮船等多种机械设备，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种混合动力外燃式发动机。

背景技术

发动机就是一种能够把其它形式的能转化为机械能的设备，包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。内燃机是通过使燃料在设备内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。而外燃机则是利用燃料燃烧加热循环工质，使其热能转化为机械能的一种热力发动机。

目前由于外燃机自身结构原因导致其体积大、动能转化率低，人们往往选用内燃机来替代外燃机，但是内燃机也有一定的缺陷，其所用燃料会对环境产生污染，会加重环境恶化和雾霾的影响，不利于社会效益及经济效益。因此，急需设计一种环保低污染、动能转化率高的发动机设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种环保低污染、动能转化率高的混合动力外燃式发动机，能够应用于多种器械设备。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种混合动力外燃式发动机，包括热介质输出装置、热介质混合装置和能量转化装置，所述热介质输出装置通过燃料燃烧产生水蒸气介质和热空气介质两种热介质，所述水蒸气介质和热空气介质分别通过介质管道的水蒸气管道和热空气管道进入热介质混合装置，所述热介质混合装置将混合后的水蒸气介质和热空气介质输入能量转化装置，通过能量转化装置的输出轴输出动力。

优选地，所述热介质输出装置包括燃烧室、內球体、中球体和外球体，所述外球体与中球体之间充有水介质，所述中球体与內球体之间设有水蒸气介质流道；

所述燃烧室设置在內球体内腔，所述燃烧室的进气管贯穿內球体、中球体和外球体的底部设置，所述燃烧室的热空气出气管贯穿內球体、中球体和外球体的顶部设置；

所述水蒸气介质流道包括内流道和外流道，所述中球体的内腔设有与內球体相邻的内夹层和与所述外球体相邻的外夹层，水蒸气介质流经外夹层形成外流道，水蒸气介质流经内夹层形成内流道内流道，所述内流道和外流道在中球体底部贯通，所述外流道的水蒸气进口设置在外球体与中球体交界处的上部，所述内流道的水蒸气出气管设置在其顶部贯穿外球体设置，所述热空气出气管设置在水蒸气出气管内部，所述热空气出气管及水蒸气出气管分别与热空气管道和水蒸气管道对接。

优选地，所述热介质混合装置包括聚流壳、热介质分流组件和散流壳，所述热空气管道和水蒸气管道与热介质分流组件连通后，通过热介质分流组件将水蒸气介质和热空气介质分流进入聚流壳混合，再通过散流壳将混合后的热介质输入到能量转化装置中；所述散流壳中部贯穿输出轴、散流壳边缘与聚流壳边缘固定相连，所述散流壳为涡轮状结构，所述散流壳一侧设有发散状的弧形凸棱，所述散流壳上设有若干个出气孔，混合后的热介质通过出气孔输入到能量转化装置中。

优选地，所述热介质分流组件包括相互接触，且并列设置在输出轴上的分流部件和放流部件，所述分流部件套装在输出轴上，且相对介质管道固定不动；

所述分流部件外侧设有两个分别与热空气管道和水蒸气管道对接的进气孔，所述分流部件内侧设有两个出气口，所述分流部件内部设有隔板将分流部件内腔分隔成太极形状的两个阴阳鱼形空间，两个进气孔分别对应两个阴阳鱼形空间，两个出气口对应设置在阴阳鱼形空间的鱼尾处；