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高压 涡轮 活塞复合热动力系统及提高其效率的方法

阅读：422发布：2021-04-09

专利汇可以提供高压涡轮活塞复合热动力系统及提高其效率的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞式气体压缩机、连续燃烧室、燃烧室叶轮压气机和做功机构，所述活塞式气体压缩机的压缩气体出口与所述燃烧室叶轮压气机的气体入口连通，所述燃烧室叶轮压气机的气体出口与所述连续燃烧室连通，所述连续燃烧室与所述做功机构连通，所述连续燃烧室的承压能力大于10MPa。本发明所公开的高压涡轮活塞复合热动力系统结构简单，大大提高了活塞热动力系统的效率和环保性。，下面是高压涡轮活塞复合热动力系统及提高其效率的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞式气体压缩机(1)、连续燃烧室(2)、燃烧室叶轮压气机(12)和做功机构(18)，其特征在于：所述活塞式气体压缩机(1)的压缩气体出口与所述燃烧室叶轮压气机(12)的气体入口连通，所述燃烧室叶轮压气机(12)的气体出口与所述连续燃烧室(2)连通，所述连续燃烧室(2)与所述做功机构(18)连通，所述连续燃烧室(2)的承压能力大于10MPa。
2.如权利要求1所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述做功机构(18)由燃烧室动力叶轮机构(13)和活塞式爆排发动机(3)构成，所述连续燃烧室(2)与所述燃烧室动力叶轮机构(13)的气体入口连通，所述燃烧室动力叶轮机构(13)的气体出口与活塞式爆排发动机(3)的气体入口连通。
3.如权利要求2所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞式爆排发动机(3)的爆排发动机排气道(7)上设排气道动力叶轮机构(8)。
4.如权利要求2所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述活塞式气体压缩机(1)的进气道(9)的体积流量与所述活塞式爆排发动机(3)的爆排发动机进气道(11)的体积流量之比大于8。
5.如权利要求2所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述活塞式爆排发动机(3)的排量大于所述活塞式气体压缩机(1)的排量。
6.如权利要求1或2所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞式气体压缩机(1)的气体压缩机进气道(9)上设进气道叶轮压气机(10)。
7.如权利要求6所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述进气道叶轮压气机(10)和所述活塞式气体压缩机(1)之间的连通通道上设降温器(41)。
8.如权利要求1或2所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞式气体压缩机(1)和所述燃烧室叶轮压气机(12)之间的连通通道上设降温器(41)。
9.一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构(14)、连续燃烧室(2)、燃烧室叶轮压气机(12)和燃烧室动力叶轮机构(13)，其特征在于：所述活塞气缸机构(14)包括活塞(31)、气缸(32)、进气门(33)、供气门(34)、充气门(35)和排气门(36)，所述气缸(32)经所述进气门(33)与活塞气缸机构进气道(37)连通，所述气缸(32)依次经所述供气门(34)和所述燃烧室叶轮压气机(12)与所述连续燃烧室(2)连通，所述连续燃烧室(2)依次经所述燃烧室动力叶轮机构(13)和所述充气门(35)与所述气缸(32)连通，所述气缸(32)经所述排气门(36)与活塞气缸机构排气道(38)连通，所述连续燃烧室(2)的承压能力大于10MPa。
10.如权利要求9所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门(33)、所述供气门(34)、所述充气门(35)和所述排气门(36)，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构(40)。
11.如权利要求9所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门(33)、所述供气门(34)、所述充气门(35)和所述排气门(36)，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气短压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构(40)。
12.一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构(14)、连续燃烧室(2)、燃烧室叶轮压气机(12)和燃烧室动力涡轮(13)，其特征在于：所述活塞气缸机构(14)包括活塞(31)、气缸(32)、进气门(33)、供气充气门(39)和排气门(36)，所述气缸(32)经所述进气门(33)与活塞气缸机构进气道(37)连通，所述气缸(32)依次经所述供气充气门(39)和所述燃烧室叶轮压气机(12)与所述连续燃烧室(2)连通，所述连续燃烧室(2)依次经所述燃烧室动力叶轮机构(13)和所述供气充气门(39)与所述气缸(32)连通，所述气缸(32)经所述排气门(36)与活塞气缸机构排气道(38)连通，所述连续燃烧室(2)的承压能力大于10MPa。
13.如权利要求12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门(33)、所述供气充气门(39)和所述排气门(36)，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构(40)。
14.如权利要求12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门(33)、所述供气充气门(39)和所述排气门(36)，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气短压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构(40)。
15.如权利要求2、9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述燃烧室动力叶轮机构(13)对所述燃烧室叶轮压气机(12)输出动力。
16.如权利要求1、2、9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述连续燃烧室(2)上设膨胀剂入口(4)。
17.如权利要求1、2、9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：所述连续燃烧室(2)的燃料入口(5)设为热摩可调燃料入口(6)。
18.如权利要求9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞气缸机构排气道(38)上设排气道动力叶轮机构(8)。
19.如权利要求9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞气缸机构进气道(37)上设进气道叶轮压气机(10)。
20.如权利要求19所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述进气道叶轮压气机(10)和所述活塞式气体压缩机(1)之间的连通通道上设降温器(41)。
21.如权利要求9或12所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述活塞气缸机构(14)和所述燃烧室叶轮压气机(12)之间的连通通道上设降温器(41)。
22.如权利要求2至5中任一项所述高压涡轮活塞复合热动力系统，其特征在于：在所述爆排发动机(3)上设燃料入口(5)。
23.一种提高权利要求1、2、9或12中任一项所述高压涡轮活塞复合热动力系统的效率的方法，其特征在于：调整所述连续燃烧室(2)产生的燃气工质的温度到2000K以下，调整所述连续燃烧室(2)产生的燃气工质的压力到15MPa以上，使所述连续燃烧室(2)产生的燃气工质的温度和压力符合类绝热关系。
24.一种提高权利要求1、2、9或12中任一项所述高压涡轮活塞复合热动力系统的效率的方法，其特征在于：调整所述连续燃烧室(2)的进气量，使所述连续燃烧室(2)内的空气过量系数小于1.95。

说明书全文

高压涡轮 活塞复合热动力系统及提高其效率的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种热动力系统。

背景技术

[0002] 传统活塞式热动力系统（即内燃机）的燃烧室是间歇式工作的，这就给燃烧提出了巨大的困难，因为要在极短的时间内混合燃烧，正是因为这一点，内燃机的效率和环保型一直没有得到很好的解决。与此同时，要想更有效地将燃料的热能转换成机械功，就要大幅度提高工质的压力，然而活塞式发动机由于其结构的特殊性，其最高承压能力不过在一两百个大气压左右，这是严重影响内燃机效率的问题之一。因此，需要发明一种连续燃烧室且充分利用叶轮机构和活塞机构的效率更高的热动力系统。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

[0004] 一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞式气体压缩机、连续燃烧室、燃烧室叶轮压气机和做功机构，所述活塞式气体压缩机的压缩气体出口与所述燃烧室叶轮压气机的气体入口连通，所述燃烧室叶轮压气机的气体出口与所述连续燃烧室连通，所述连续燃烧室与所述做功机构连通，所述连续燃烧室的承压能力大于10MPa。

[0005] 所述做功机构由燃烧室动力叶轮机构和活塞式爆排发动机构成，所述连续燃烧室与所述燃烧室动力叶轮机构的气体入口连通，所述燃烧室动力叶轮机构的气体出口与活塞式爆排发动的气体入口机连通。

[0006] 一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构、连续燃烧室、燃烧室叶轮压气机和燃烧室动力叶轮机构，所述活塞气缸机构包括活塞、气缸、进气门、供气门、充气门和排气门，所述气缸经所述进气门与活塞气缸机构进气道连通，所述气缸依次经所述供气门和所述燃烧室叶轮压气机与所述连续燃烧室连通，所述连续燃烧室依次经所述燃烧室动力叶轮机构和所述充气门与所述气缸连通，所述气缸经所述排气门与活塞气缸机构排气道连通，所述连续燃烧室的承压能力大于10MPa。

[0007] 一种高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构、连续燃烧室、燃烧室叶轮压气机和燃烧室动力涡轮，所述活塞气缸机构包括活塞、气缸、进气门、供气充气门和排气门，所述气缸经所述进气门与活塞气缸机构进气道连通，所述气缸依次经所述供气充气门和所述燃烧室叶轮压气机与所述连续燃烧室连通，所述连续燃烧室依次经所述燃烧室动力叶轮机构和所述供气充气门与所述气缸连通，所述气缸经所述排气门与活塞气缸机构排气道连通，所述连续燃烧室的承压能力大于10MPa。

[0008] 所述燃烧室动力叶轮机构对所述燃烧室叶轮压气机输出动力。

[0009] 在所述连续燃烧室上设膨胀剂入口。

[0010] 所述连续燃烧室的燃料入口设为热摩可调燃料入口。

[0011] 在所述活塞式爆排发动机的爆排发动机排气道上设排气道动力叶轮机构。

[0012] 在所述活塞式气体压缩机的气体压缩机进气道上设进气道叶轮压气机。

[0013] 在所述活塞气缸机构排气道上设排气道动力叶轮机构。

[0014] 在所述活塞气缸机构进气道上设进气道叶轮压气机。

[0015] 所述活塞式气体压缩机的进气道的体积流量与所述活塞式爆排发动机的爆排发动机进气道的体积流量之比大于8。

[0016] 所述活塞式爆排发动机的排量大于所述活塞式气体压缩机的排量。

[0017] 所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门、所述供气门、所述充气门和所述排气门，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构。

[0018] 所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门、所述供气门、所述充气门和所述排气门，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气短压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构。

[0019] 所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门、所述供气充气门和所述排气门，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构。

[0020] 所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门、所述供气充气门和所述排气门，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气短压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构。

[0021] 一种提高所述高压涡轮活塞复合热动力系统的效率的方法，调整所述连续燃烧室产生的燃气工质的温度到2000K以下，调整所述连续燃烧室产生的燃气工质的压力到15MPa以上，使所述连续燃烧室产生的燃气工质的温度和压力符合类绝热关系。

[0022] 一种提高所述高压涡轮活塞复合热动力系统的效率的方法，调整所述连续燃烧室的进气量，使所述连续燃烧室内的空气过量系数小于1.95。

[0023] 在所述爆排发动机上设燃料入口。

[0024] 在所述活塞式气体压缩机和所述燃烧室叶轮压气机之间的连通通道上设降温器。

[0025] 在所述进气道叶轮压气机和所述活塞式气体压缩机之间的连通通道上设降温器。

[0026] 在所述活塞气缸机构和所述燃烧室叶轮压气机之间的连通通道上设降温器。

[0027] 本发明的原理是：将经过所述活塞式气体压缩机压缩的气体利用所述叶轮式压气机进一步提高压力，将此高压气体在所述连续燃烧室内被升温，将升温后的高压工质导入所述做功机构膨胀做功；在本发明某些技术方案中，所述做功机构设为由所述燃烧室动力叶轮机构和所述活塞式做功机构构成，在这种结构中，经所述燃烧室动力叶轮机构膨胀做功后的压力有所下降的工质被导入所述活塞式做功机构进一步膨胀做功；利用这一原理，可以降低所述活塞式气体压缩机和所述活塞式做功机构的工作压力。

[0028] 本发明中，所谓连续燃烧室是指能够连续燃烧的燃烧室。

[0029] 本发明中，所谓活塞气缸机构是指内部设有活塞的气缸，并在气缸上至少设有进气门、供气门、排气门和充气门的机构，或是指内部设有活塞的气缸，并在气缸上至少设有进气门、供气充气门和排气门的机构；所谓进气门是指控制进气的气门，所谓供气门是指控制压缩气体流出的气门（相当于传统活塞式气体压缩机的排气门），所谓充气门是指控制所述工质腔产生的燃气工质充入所述气缸的气门，所谓排气门是指控制膨胀做功后的缸内气体流出的气门；所谓的供气充气门是指具有从所述气缸向所述工质腔供气功能和从所述工质腔向所述气缸充气功能的气门。

[0030] 本发明中，所谓的气门是指任何能够使气体通道断通的机构，例如传统内开气门、外开气门、受控喷嘴等。

[0031] 本发明中，所谓的燃烧室动力叶轮机构是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。

[0032] 本发明中，所谓的燃烧室叶轮压气机是指一切利用叶轮对气体进行压缩的装置，例如涡轮压气机等。

[0033] 本发明中，所述燃烧室动力涡轮对外输出动力，和/或所述活塞式爆排发动机对外输出动力。

[0034] 本发明中，所谓的降温器是指一切降低工质温度的装置，例如散热器、热交换器或混合式降温器；所谓的混合式降温器是指通过向工质内混入其他物质达到使工质温度降低目的的装置。

[0035] 本发明中，所述连续燃烧室内的空气过量系数小于1.95、1.90、1.85、1.80、1.75、1.70、1.65、1.60、1.55、1.50、1.45、1.40、1.35、1.30、1.25、1.20、1.15、1.10或小于1.05，或等于1.00。

[0036] 本发明中，所谓空气过量系数是指实际充入所述连续燃烧室内的空气质量与理论上燃料燃烧所需空气质量的比值，例如空气过量系数为1.5是指实际充入所述连续燃烧室内的空气质量是理论上燃料燃烧所需空气质量的1.5倍。

[0037] 本发明中，所述高压涡轮活塞复合热动力系统的工作压力大于10Mpa，与所述连续燃烧室的承压能力相吻合。

[0038] 本发明中，所述连续燃烧室的承压能力大于10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、
17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、
22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、
27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa或大于30MPa。

[0039] 本发明中，图7是气体工质的温度T和压力P的关系图，O-A-H所示曲线是通过状态参数为298K和0.1MPa的O点的气体工质绝热关系曲线；B点为气体工质的实际状态点，E-B-D所示曲线是通过B点的绝热关系曲线，A点和B点的压力相同；F-G所示曲线是通过2800K和10MPa（即目前内燃机中即将开始做功的气体工质的状态点）的工质绝热关系曲线。

[0040] 本发明中，图7中的中的是气体工质绝热指数，是气体工质的压力，是气体工质的温度，是常数。

[0041] 本发明中，所谓的类绝热关系包括下列三种情况：1.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线上，即气体工质的状态参数点在图7中O-A-H所示曲线上；2.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线左侧，即气体工质的状态参数点在图7中O-A-H所示曲线的左侧；3.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线右侧，即气体工质的状态参数点在图7中O-A-H所示曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此气体工质的压力按绝热关系计算所得温度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、加750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、加180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加
110K的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加
40K的和、加30K的和或不高于加20K的和，即如图7所示，所述气体工质的实际状态点为B点，A点是压力与B点相同的绝热关系曲线上的点，A点和B点之间的温差应小于1000K、
900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250K、200K、
190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K、50K、40K、30K或小于20K。

[0042] 本发明中，所谓类绝热关系可以是上述三种情况中的任何一种，也就是指：即将开始做功的气体工质的状态参数（即气体工质的温度和压力）点在如图7所示的通过B点的绝热过程曲线E-B-D的左侧区域内。

[0043] 本发明中，所谓的即将开始做功的气体工质是指所述连续燃烧室产生的燃气工质。

[0044] 本发明中，将即将开始做功的气体工质的状态参数（即气体工质的温度和压力）符合类绝热关系的发动机系统（即热动力系统）定义为低熵发动机。

[0045] 本发明中，所述活塞式气体压缩机的进气道的体积流量与所述活塞式爆排发动机的爆排发动机进气道的体积流量之比大于8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、
23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5或大于30。

[0046] 本发明中，所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却和调整做功工质摩尔数并膨胀做功的工质，可以是气体或液体，如水蒸汽、二氧化碳、氦气、氮气及水、液体二氧化碳、液氦、液氮、液化空气等。

[0047] 本发明所谓的爆排发动机是指由燃烧室和膨胀做功机构（即做功机构）构成的，只进行燃烧爆炸做功过程（含燃烧爆炸做功冲程）和排气过程，不包含吸气过程和压缩过程的热动力系统（即将热转换成功的系统），这种热动力系统中的原工质是以充入的方式而不是吸入的方式进入燃烧室的；燃烧室与膨胀做功机构（即做功机构）可以直接连通，也可以将燃烧室设置在膨胀做功机构内（如将燃烧室设置在气缸活塞机构的气缸内的结构），还可以将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通；在将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通的结构中，为了充分高效燃烧，可以使燃烧室处于连续燃烧状态，也可以使燃烧室处于间歇燃烧状态；一个燃烧室可以对应一个膨胀做功机构，一个燃烧室也可以对应两个或两个以上的膨胀做功机构；做功机构可以是活塞式膨胀做功机构（含转子式膨胀做功机构），还可以是透平式膨胀做功机构（即叶轮式做功机构），所谓的膨胀做功机构是指利用燃烧室的工质膨胀对外输出动力的机构；为使这种发动机正常工作需要在进气中加入燃料或在燃烧室中喷射燃料，根据燃料不同，可以采用点燃或压燃形式。

[0048] 本发明中，所谓热摩可调燃料是指燃料和膨胀剂的混合物，通过调节燃料在混合物中所占的比例来调整所述热摩可调燃料的热值和摩尔数，它可以是醇类的水溶液（如乙醇水溶液、甲醇水溶液等），也可以是醇类、碳氢化合物和水的混合溶液（如乙醇、水和柴油的混合溶液，乙醇、水和汽油的混合溶液等），它还可以是几种不同的醇类、碳氢化合物和膨胀剂的混合物，如乙醇、甲醇、柴油、汽油、水和液态二氧化碳的混合物；不仅如此，热摩可调燃料中的燃料可以由多种燃料构成，膨胀剂也可以由多种膨胀剂构成。所述热摩可调燃料的作用是为了减少系统储罐的数量，并可使以水为膨胀剂的系统防冻、防腐，而且使结构简单，减少系统的体积和造价。

[0049] 本发明中，应根据公知技术在必要的地方设部件、单元和系统。

[0050] 本发明的有益效果如下:

[0051] 本发明所公开的高压涡轮活塞复合热动力系统结构简单，大大提高了活塞热动力系统的效率和环保性。附图说明

[0052] 图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

[0053] 图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

[0054] 图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

[0055] 图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

[0056] 图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

[0057] 图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

[0058] 图7是气体工质的温度T和压力P的关系图。

[0059] 其中：1活塞式气体压缩机、2连续燃烧室、3活塞式爆排发动机、4膨胀剂入口、5燃料入口、6热摩可调燃料入口、7爆排发动机排气道、8排气道动力叶轮机构、9气体压缩机进气道、10进气道叶轮压气机、11爆排发动机进气道、12燃烧室叶轮压气机、13燃烧室动力叶轮机构、14活塞气缸机构、18做功机构、31活塞、32气缸、33进气门、34供气门、35充气门、36排气门、38活塞气缸机构排气道、39供气充气门、40二冲程控制机构、41降温器。

具体实施方式

[0060] 实施例1

[0061] 如图1所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞式气体压缩机1、连续燃烧室2、燃烧室叶轮压气机12和做功机构18，所述活塞式气体压缩机1的压缩气体出口与所述燃烧室叶轮压气机12的气体入口连通，所述燃烧室叶轮压气机12的气体出口与所述连续燃烧室2连通，所述连续燃烧室2与所述做功机构18连通，所述连续燃烧室2的工作压力大于10MPa。

[0062] 图中所示的所述做功机构18由燃烧室动力叶轮机构13和活塞式爆排发动机3构成，所述连续燃烧室2与所述燃烧室动力叶轮机构13的气体入口连通，所述燃烧室动力叶轮机构13的气体出口与活塞式爆排发动机3的气体入口连通，在所述连续燃烧室2上设燃料入口5。

[0063] 为了提高所述高压涡轮活塞复合热动力系统的效率和环保性，调整所述连续燃烧室2产生的燃气工质的温度到2000K以下，调整所述连续燃烧室2产生的燃气工质的压力到15MPa以上，使所述连续燃烧室2产生的燃气工质的温度和压力符合类绝热关系。调整所述连续燃烧室2的进气量，使所述连续燃烧室2内的空气过量系数小于1.95。

[0064] 具体实施时，所述连续燃烧室2的承压能力还可以是大于10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、
16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、
21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、
26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa或大于30MPa。

[0065] 本实施例产品的工作过程为：将经过所述活塞式气体压缩机1压缩的气体利用所述燃烧室叶轮式压气机12进一步提高压力，将此高压气体在所述连续燃烧室2内被升温，将升温后的高压工质导入所述燃烧室动力叶轮机构13，经所述燃烧室动力叶轮机构13膨胀做功后的压力有所下降的工质，再被导入所述活塞式做功机构3进一步膨胀做功。

[0066] 实施例2

[0067] 如图2所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构14、连续燃烧室2、燃烧室叶轮压气机12和燃烧室动力叶轮机构13，所述活塞气缸机构14包括活塞31、气缸32、进气门33、供气门34、充气门35和排气门36，所述气缸32经所述进气门33与活塞气缸机构进气道37连通，所述气缸32依次经所述供气门34和所述燃烧室叶轮压气机12与
所述连续燃烧室2连通，所述连续燃烧室2依次经所述燃烧室动力叶轮机构13和所述充气门35与所述气缸32连通，所述气缸32经所述排气门36与活塞气缸机构排气道38连通，
所述连续燃烧室2的承压能力大于10MPa。

[0068] 具体实施时，还可以在所述活塞气缸机构排气道38上设排气道动力叶轮机构8，和/或在所述活塞气缸机构进气道37上设进气道叶轮压气机10；可选择地，在所述进气道叶轮压气机10和所述活塞气缸机构14之间的连通通道上和/或在所述活塞气缸机构14和所述燃烧室叶轮压气机12之间的连通通道上设降温器41。

[0069] 所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门33、所述供气门34、所述充气门35和所述排气门36，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构40。

[0070] 实施例3

[0071] 如图3所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，包括活塞气缸机构14、连续燃烧室2、燃烧室叶轮压气机12和燃烧室动力叶轮机构13，所述活塞气缸机构14包括活塞31、气缸32、进气门33、供气充气门39和排气门36，所述气缸32经所述进气门33与活塞气缸机构进气道37连通，所述气缸32依次经所述供气充气门39和所述燃烧室叶轮压气机12与
所述连续燃烧室2连通，所述连续燃烧室2依次经所述燃烧室动力叶轮机构13和所述供气充气门39与所述气缸32连通，所述气缸32经所述排气门36与活塞气缸机构排气道38连
通，所述连续燃烧室2的承压能力大于10MPa。所述燃烧室动力叶轮机构13对所述燃烧室叶轮压气机12输出动力。

[0072] 具体实施时，所述高压涡轮活塞复合热动力系统还包括控制所述进气门33、所述供气充气门39和所述排气门36，使高压涡轮活塞复合热动力系统按照进气扫气排气短压气供气冲程—燃气做功冲程的循环模式工作的二冲程控制机构40。

[0073] 具体实施时，还可以在所述活塞气缸机构排气道38上设排气道动力叶轮机构8，和/或在所述活塞气缸机构进气道37上设进气道叶轮压气机10，可选择地，在所述进气道叶轮压气机10和所述活塞气缸机构14之间的连通通道上和/或在所述活塞气缸机构14和所述燃烧室叶轮压气机12之间的连通通道上设降温器41。

[0074] 实施例4

[0075] 如图4所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，其与实施例1的区别在于：在所述连续燃烧室2上设膨胀剂入口4。所述活塞式爆排发动机3的排量大于所述活塞式气体压缩机1的排量。在所述爆排发动机3上设燃料入口5。

[0076] 实施例5

[0077] 如图5所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，其与实施例1的区别在于：所述连续燃烧室2的燃料入口5设为热摩可调燃料入口6，在所述活塞式气体压缩机1和所述燃烧室叶轮压气机12之间的连通通道上设降温器41。

[0078] 实施例6

[0079] 如图6所示的高压涡轮活塞复合热动力系统，其与实施例4的区别在于：在所述活塞式爆排发动机3的爆排发动机排气道7上设排气道动力叶轮机构8，在所述活塞式气体压缩机1的气体压缩机进气道9上设进气道叶轮压气机10。所述活塞式气体压缩机1的进气道9的体积流量与所述活塞式爆排发动机3的爆排发动机进气道11的体积流量之比大
于8。在所述进气道叶轮压气机10和所述活塞式气体压缩机1之间的连通通道上设降温器
41。

[0080] 具体实施时，所述活塞式气体压缩机1的进气道9的体积流量与所述活塞式爆排发动机3的爆排发动机进气道11的体积流量之比还可以是大于8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、
21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5或大于
30。显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

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