應廣大網友的熱切期盼，本文将對喙輪發動機的完整原理采用簡圖和文字兩種方式進行描述，但涉及專利技術的核心機密内容将僅以文字描述或省略，還望廣大網友諒解。

下圖一是喙輪發動機的原理方框圖：

圖一：喙輪發動機功能原理方框圖

下圖二是蒸汽喙輪發動機的原理結構圖：

圖二：蒸汽喙輪發動機原理結構圖

下圖三是燃氣喙輪發動機的原理結構圖：

圖三：燃氣喙輪發動機結構原理圖

下面将根據上圖一、圖二和圖三分别介紹蒸汽喙輪發動機和燃氣喙輪發動機原理。

一．喙輪發動機熱力學原理（參照圖一）

根據熱力學第三定律：“在絕對零度（約-273℃）時，任何完美晶體的熵都為零”，也就是說，從理論上說，隻要高于絕對零度的流體内部都有熱力學能量（焓、㶲和熵等），可實現熱傳導、熱輻射和熱對流以及對外做功等工況。從實際情況方面考慮，隻要流體的工作溫度高于“三相點”，不結冰，即可作為發動機的工質。

這個“三相點”，對于水大約是0℃，對于R116大約是-100℃，對于R14大約是-120℃，對于R728大約是-210℃。也就是說隻要喙輪發動機的排氣溫度高于這些相應溫度即可。

1. 蒸汽喙輪發動機的蒸汽工質的産生原理

根據熱力學第二定律：“熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體”，所以喙輪發動機所用工質的蒸發溫度必須低于空氣溫度（根據安裝地的年最低氣溫确定）或自然水溫（根據安裝地的年最低水溫确定，但必須高于5℃），例如R116的蒸發溫度為-15℃、R14的蒸發溫度為-50℃、R728的蒸發溫度為-150℃等。

在滿足上述要求的前提下，再根據熱力學第一定律：能量轉化及守恒定律和質量守恒定律，選擇需要的蒸發飽和溫度及飽和壓力。

利用空調系統中的利用空氣或自然水蒸發制冷劑的蒸發器技術，将喙輪發動機需要的工質加熱、蒸發，轉化成具有相應飽和壓力及飽和溫度的飽和蒸汽。

2. 燃氣喙輪發動機的燃氣工質的産生原理

根據熱力學第一定律：能量轉化及守恒定律和質量守恒定律，選擇需要的燃氣溫度和燃氣壓力。

利用壓氣機将空氣增壓到上述确定的燃氣壓力，并送入燃燒室。

利用油泵等動力機械将燃油增壓到大于壓氣機的排氣壓力，并送入燃燒室。

再根據不同燃料的燃燒化學方程式和熱力學中的對流傳熱原理将空氣加熱到上述确定的溫度。

3. 喙輪發動機内部工作的熱力學原理

根據熱力學第一定律：能量轉化及守恒定律和質量守恒定律，确保喙輪發動機所用工質在進、出口之間的壓差所代表的壓力勢能，大于等于其需要轉化的由喙輪發動機進、出口之間的溫差所代表内能。

其中，工質的内能：對于蒸汽喙輪發動機，包括蒸汽的顯熱和潛熱中所含内能部分（等于相應的總焓減去總熵所得的差值部分）；對于燃氣喙輪發動機，包括燃氣的顯熱和少量水蒸氣的潛熱所含内能部分（等于相應的總焓減去總熵所得的差值部分）。

二．喙輪發動機工作流程原理

1. 蒸汽喙輪發動機的工作流程原理

如圖二所示，來自于蒸發器的工質蒸汽，通過管道導引，進入“進氣口”，再進入喙輪發動機的“進氣腔中”，使蒸汽充滿整個“進氣腔中”，利用“加速器中”的分配、導向和加速功能将蒸汽加速到相應工質的音速左右，使蒸汽高速切向沖擊“喙輪中”的喙齒。其中，加速噴口沿喙輪外圓360°均布。

蒸汽高速切向沖擊“喙輪中”的喙齒後，使其降溫并産生部分液化。

沖擊“喙輪中”之後的汽液混合體在喙輪的喙齒間溝槽内轉彎90°後，通過該溝槽、利用旋轉流體（以下簡稱“旋流”）的軸向吸力作用将其排除“喙輪中”，分左右兩側（為了平衡喙輪的輪軸結構的軸向靜壓力，以避免使用推力軸承）進入“過道1”和“過道2”，保持高速旋流，再由左右級間隔離裝置阻擋，引導高速旋流再轉彎90°。

利用高速旋流的離心分離功能将部分滴狀液珠分離到殼體内壁處，再經預設的排液結構排出到“排液口1”和“排液口2”。剩餘蒸汽及其霧狀液體工質進入“進氣腔1”和“進氣腔2”，再利用“加速器1”和“加速器2”的分配、引導和加速功能将流體再次加速到其音速左右，使汽液混合體高速切向沖擊“喙輪1”和“喙輪2”的喙齒，使其再次降溫并産生再次部分液化。

沖擊“喙輪1”和“喙輪2”之後的汽液混合體再在“喙輪1”和“喙輪2”的喙齒間溝槽内轉彎90°後，通過該溝槽、利用旋流的軸向吸力作用将其分别排除“喙輪1”和“喙輪2”。

如果還有下一級，則按照上述相應流程再進行一次加速、沖擊過程。

如果沒有下一級，則直接進入“排氣腔1”和“排氣腔2”，利用高速旋流的離心分離功能将部分滴狀液珠分離到殼體内壁處，再經預設的排液結構排出到“排液口1”和“排液口2”，通過管道及其控制閥控制後進入儲液罐。

剩餘蒸汽及其霧狀液體工質進入“排氣口1”和“排氣口2”，再進入外設氣液分離器，将霧狀液體分離出來後，液體通過管道及其控制閥控制後進入儲液罐。

殘餘蒸汽通過過熱器過熱後，由壓縮機增壓後，再回到喙輪發動機的“進氣口”處即可。

流入儲液罐的液體，通過工質泵增壓後再回到蒸發器系統即可。

2. 燃氣喙輪發動機的工作流程原理

如圖三所示，來自于燃燒室的燃氣工質，通過管道導引，進入喙輪發動機的“進氣腔中”，使燃氣充滿整個“進氣腔中”，利用“加速器中”的分配、導向和加速功能将燃氣加速到相應工質的音速左右，使燃氣高速切向沖擊“喙輪中”的喙齒。其中加速噴口沿喙輪外圓360°均布。

燃氣高速切向沖擊“喙輪中”的喙齒後，使其降溫。

沖擊“喙輪中”之後的氣體在“喙輪中”的喙齒間溝槽内轉彎90°後，通過該溝槽、利用旋流的軸向吸力作用将其排除“喙輪中”，分左右兩側（為了平衡喙輪的輪軸結構的軸向靜壓力，以避免使用推力軸承）進入“過道左”和“過道右”，保持高速旋流，再由左右級間隔離裝置阻擋，引導高速旋流再轉彎90°，

氣體在級間過道處旋流後，進入“進氣腔左”和“進氣腔右”，再利用“加速器左”和“加速器右”的分配、引導和加速功能将流體再次加速到其音速左右，使氣體高速切向沖擊“喙輪左”和“喙輪右”的喙齒，使其再次降溫并使水蒸氣産生部分或全部液化，其氣體最低溫度可降至5℃左右。

沖擊“喙輪左”和“喙輪右”之後的汽液混合體在喙輪的喙齒間溝槽内再轉彎90°後，通過該溝槽、利用旋流的軸向吸力作用将其分别排除“喙輪左”和“喙輪右”。

如果還有下一級則按照上述相應流程再進行一次加速、沖擊過程。

如果沒有下一級，則直接進入“排氣腔左”和“排氣腔右”。

利用高速旋流的離心分離功能将部分滴狀水珠分離到殼體内壁處，再經預設的排液結構排出到“排液口左”和“排液口右”通過控制閥直接排空。

剩餘氣體及其霧狀水進入“排氣口左”和“排氣口右”通過控制閥直接排空。

三．喙輪發動機的機械原理

喙輪發動機，包括蒸汽喙輪發動機和燃氣喙輪發動機，在機械結構、運動特征和力學特性等機械原理方面都做到了完全符合自然規律，完全遵守力學定律、熱力學定律、流體力學定律和功能原理等理論基礎，具體如下：

1. 喙輪輪軸結構是點對稱結構，完全符合勻速旋轉規律，具有極佳的旋轉穩定性，且加工制造難度極低，采用現代中等精度的機械加工方法和工藝即可實現加工制造。

2. 導向分配加速器是一個與殼體連接的固定件，将流體按照喙輪做功的需要進行等量分配，再引導到喙輪的外圓切向處，再通過加速結構加速後，使流體的沖擊方向與喙輪的旋轉面在同一平面的切向處，符合勻速旋轉的運動特征和受力特征，進一步确保了喙輪輪軸旋轉件的旋轉穩定性。

3. 導向分配加速器與喙輪輪軸旋轉件的完美結合，使流體能夠包裹着喙輪輪軸旋轉件，以大于等于喙輪輪軸旋轉件最大線速度的旋轉速度一同同向旋轉，避免了流體對喙輪輪軸旋轉件的旋轉阻力。

4. 導向分配加速器與喙輪輪軸旋轉件之間的間隙可完全實現機控，既能做到間隙最小化，又能避免兩者之間的磕碰摩擦，即除軸承和機械密封外，喙輪發動機沒有多餘的固體接觸和摩擦。

5. 由于導向分配加速器将流體引導到了喙輪輪軸旋轉件的外圓切向處：一是流體都集中在喙輪最大力矩半徑處做功；二是流體以切向方向着力，對喙輪輪軸旋轉件的作用力沒有結構分解；三是流體被加速到其音速左右，其動能參與做功的比例至少提高25倍。此三者均大大提高了流體的做功能力和效率，使流體不但能釋放其顯熱，而且還能釋放其90%以上的潛熱。

6. 除了喙輪輪軸旋轉件的勻速旋轉外，沒有任何多餘的機械運動形式。

7. 流體通過喙輪輪軸旋轉件時，設有專用軸向流通通道，且将流體的軸向動态作用力通過級間隔離裝置引到了殼體上，所以流體的軸向流動不會給喙輪輪軸旋轉件施加動态作用力，以确保其旋轉穩定性。

四．喙輪發動機的啟動原理

1. 蒸汽喙輪發動機的啟動，有如下兩種方式：

① 如果蒸汽喙輪發動機并入電網發電，則直接用電網電源，帶動普通有機質壓縮機、工質泵和潤滑油泵等運轉。

以下内容參照圖二。

壓縮機的運轉會在喙輪發動機的“排氣腔1”和“排氣腔2”産生相對負壓，這樣就在喙輪發動機的“進氣腔中”與“排氣腔1”和“排氣腔2”之間産生了壓差，當壓差和流量達到一定程度（約為設計值的30%）時，喙輪發動機就開始旋轉，當壓差和流量增大到一定程度（約設計值的50%左右），蒸汽開始降溫和液化，當降溫和液化量達到一定程度（約為設計值的150%左右）時，系統開始趨于形成自我壓差功能，壓縮機功率開始減小，當壓縮機功率小到設計值時，關閉多餘的啟動備用壓縮機，系統達到穩定運行狀态，啟動結束。

② 如果蒸汽喙輪發動機獨立使用，如車用、船用或野外作業用發動機，則用蓄電池作為啟動電源，同時系統中壓縮機、工質泵和潤滑油泵等均選用直流适配型，其餘啟動方法和流程同上。

2. 燃氣喙輪發動機的啟動，有如下兩種方式：

① 如果燃氣喙輪發動機并入電網發電，則直接用電網電源，帶動啟動電機、供油泵和潤滑油泵等運轉。

以下内容參照圖三。

啟動電機的運轉會帶動壓氣機旋轉，當壓氣機排氣壓力達到設計壓力的30%左右時，開始在燃燒室點火，當“進氣腔中”的溫度和壓力達到一定值（約為設計值的30%左右）時，喙輪發動機就開始在“進氣腔中”與“排氣腔左”和“排氣腔右”之間形成一定壓差，當壓差和流量增大一定程度（約設計值的50%左右）時，燃氣開始降溫，當降溫達到一定程度（約為設計值的150%左右）時，系統開始趨于形成自我壓差功能，啟動電機功率開始減小，當啟動電機功率小到設計值時，關啟動電機，系統達到穩定運行狀态，啟動結束。

② 如果燃氣喙輪發動機獨立使用，如車用、船用或野外作業用發動機以及航空發動機等，則用蓄電池作為啟動電源，同時系統中啟動電機、供油泵和潤滑油泵等均選用直流适配型，其餘啟動方法和流程同上。

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