《喙轮全热动力发动机技术》商业计划书
中国专利技术
《喙轮全热动力发动机技术》项目商业计划书
项 目 方:廖紫成,廖程飞
实用新型专利号:ZL2018209807556
发 明 专 利 号:ZL2018106619174
撰 写 人:廖紫成
目 录
第一章:投资要点……………………………………………………5
1.1 专利项目介绍………………………………………………5
1.2 项目市场预测………………………………………………5
1.3 市场营销……………………………………………………6
1.4 财务分析……………………………………………………7
第二章:项目介绍……………………………………………………9
2.1 知识产权信息………………………………………………9
2.2 专利发明信息………………………………………………9
2.3 专利应用领域………………………………………………9
2.4 专利发明背景………………………………………………9
2.5 专利发明内容………………………………………………11
2.6 专利发明特点及优势………………………………………27
第三章:市场分析……………………………………………………30
3.1 全球发动机领域市场现状…………………………………30
3.2 全球发动机领域市场数据分析……………………………31
3.3 全球发动机领域SWOT分析………………………………33
3.4 全球发动机领域未来趋势…………………………………35
3.5 本专利技术市场定位分析…………………………………35
第四章:专利投资方式………………………………………………36
4.1 投资本专利的法律依据……………………………………36
4.2 专利转让方式………………………………………………36
4.3 投资者权利保证……………………………………………37
4.4 投资运作流程………………………………………………38
第五章:公司组建计划………………………………………………39
5.1 项目运营机构………………………………………………39
5.2 管理机制……………………………………………………42
5.3 生产基地选址………………………………………………43
5.4 生产规模……………………………………………………44
5.6 营销策划……………………………………………………45
5.7 企业文化建设………………………………………………46
5.8 环境保护……………………………………………………49
第六章:专利转化有关法规…………………………………………50
6.1 组织实施……………………………………………………50
6.2 保障措施……………………………………………………52
6.3 技术权益……………………………………………………53
6.4 法律责任……………………………………………………54
6.5 关于以高新技术成果出资入股若干问题的规定…………55
6.6 技术转让合同的一般规定…………………………………57
6.7 专利转让与申请转让相关约定……………………………59
6.8 专利实施许可合同…………………………………………59
6.8 技术秘密转让合同…………………………………………61
第七章:项目财务预测与评估………………………………………62
7.1 财务预测……………………………………………………62
7.2 成本费用预测………………………………………………64
7.3 喙轮发动机产品成本预估…………………………………75
7.4 喙轮发动机产品售价预估…………………………………66
7.5 投资回收期…………………………………………………66
第八章:风险评估……………………………………………………68
8.1 交易信用风险………………………………………………68
8.2 经营风险……………………………………………………69
8.3 产品价格变动风险…………………………………………70
8.4 技术风险……………………………………………………70
8.5 生产制造/管理风险………………………………………72
8.6 财务风险……………………………………………………73
8.7 市场风险……………………………………………………74
第九章:投资建议……………………………………………………76
9.1 制定知识产权战略发展计划………………………………76
9.2 加大研发投入、保持技术领先……………………………76
9.3 与政府保持良好沟通………………………………………77
第十章:结论…………………………………………………………78
正文
第一章:投资要点
1.1 专利项目介绍
本发明专利技术项目的实施涉及全球发动机技术领域,具体包括全球电力发动机行业、全球民用船舶发动机行业、全球民用车辆发动机行业、中国航空发动机行业、中国军舰发动机行业、中国军用车辆发动机行业等。
1.2 项目市场预测
目前,全球所有原动力发动机技术包括两大类:往复活塞式发动机如柴油机、汽油机和车辆发动机等,涡轮(透平)发动机如蒸汽轮机、燃气轮机、航空发动机、风力发动机和水轮机等。这两类发动机都存在相同或类似的致命缺陷,那就是不符合或不完全符合牛顿力学定律,致使其运转稳定性极差、振动和噪音极大,研发制造技术难度极大。不仅如此,这两类发动机最致命的缺陷是只能利用气体中(或液体中)的显热部分,不能利用或极少量利用蒸汽中的潜热,使其效率上不去,一般低于40%。
本专利技术项目所涉及的喙轮全热动力发动机技术(以下简称:喙轮发动机)完全符合自然规律、牛顿力学定律、热力学定律以及流体力学定律等现行科学理论,运转稳定性极好、振动和噪音极小,研发制造技术难度大大降低,最关键的是喙轮发动机可以让蒸汽在发动机内部液化95%以上,不需要冷凝器或冷却塔等附属装置以及由此造成的冷却液化技术限制,使发动机的工作温度从现在的约55℃以上降低到-20℃至-190℃以下,进而可以使用像四氟化碳(R14)、液氮(R728)等深冷制冷剂为其工质。除航空发动机和轿车发动机之外,不需要任何矿物能源(石油类和煤炭类等)和核能。
本专利技术项目所涉及的喙轮发动机的强项是可以利用太阳能(空气或水含太阳能)直接转化成旋转机械能,既是发动机的技术革命,同时也是能源技术革命和环保技术革命,从此,我们人类将不再为日常生活和工业能源而发愁,也不会为”温室效应”、”酸雨”、”粉尘”、”雾霾”等环境污染而忧心忡忡。
以蒸汽轮机发电为例,本专利技术所涉及的喙轮发动机的发电技术成本从现在的约0.25元/KWh降低到0.05元/KWh以下。
因此,本专利技术项目所涉及的喙轮发动机能够代替现在全球的所有现行原动力发动机类型,其市场范围可覆盖全球所有原动力发动机领域,其市场总价值可达170万亿元RMB以上。
1.3 市场营销
要实现预定的利润目标,除了喙轮发动机优于现行所有发动机的性能、大大低于现行发动机的技术和制造难度、强有力的竞争价格以及几乎零消耗、零排放、零污染的环保特点之外,确保喙轮发动机的产品质量、严格的交货期、优良的售后服务,建立一支高素质的营销队伍,制定并实施营销战略和策略是最基本的保证。
我们的营销战略就是建立一支类似于”高铁产业化推广”的组织,将研发、设计、制造、销售以及售后服务集中于这个组织内统一管理,其市场规模是覆盖全球的民用发动机领域和覆盖我国的军用发动机领域。利用专利技术所赋予的”技术垄断”优势,将我国的所有发动机品牌誉满全球。
上述”组织”所涉及的研发、设计、制造企业可以包括现在的各类发动机研究所、研究院及其生产制造企业等,如果需要,也可以涉及各大专院校的发动机专业。
另外,为了满足市场全覆盖,本发明专利技术项目还可以研发、设计、制造小型分布式喙轮发电机组(类似于现在的余热发电项目)和移动式喙轮发电机组(类似于现在的柴油/汽油发电机组),该两个项目可以由除上述”组织”之外的中小型企业实施,其市场规模也能达到年GDP上千亿的级别。
因此,我们相信喙轮发动机将实现我国在发动机领域的超越,实现弯道超车,最终使我国成为引领全球的发动机之国。
1.4 财务分析
本专利技术项目是领先全球的发动机技术,在研发、设计、制造方面没有任何技术瓶颈,除喙轮发动机机头制造需要3D打印技术外,其余均是现代工业的普通技术,现在研发、设计、制造发动机的所有企业均可顺利进行生产制造。
也就是说,本专利技术项目只是实现了发动机的原理和理论突破,除需要3D打印的两类零件外,没有标新立异的结构设计,也没有难以实现或高技术难度的材料和加工制造要求。
因此,制造现行发动机的企业,如各类大大小小的蒸汽轮机公司、柴油机公司、燃气轮机公司、航空发动机公司、汽车发动机公司、船舶发动机公司以及各类军用发动机公司等,无需做大的改造,均可进行相应喙轮发动机的研发、设计和生产制造。
按照覆盖全球发动机领域的规模设计,按照17年的有效期限,需要如下总投资(包括上述公司的现有土地、厂房、装备设施和产业工人在内):
以下分析计算基于这样的条件:年发电时间按7200小时计算,煤电系数按0.35kg/KWh计算,标煤单价按0.75元/kg计算,喙轮发动机组的销售单价按4000元/KW计算,产业工人月薪按8000元/月计算,产业工人每年按14个月领取薪水计算,厂房建设费按2000元/㎡计算,工业用地租金按30万元/亩,发电机组发电量按输出电量计算。
1. 本专利技术中价值176.8万亿元RMB,按节约矿物能源计算;
2. 本专利制造业总价值36.27万亿元RMB,这也是全球客户投资总额;
3. 客户总利润176.8-36.27≈140.5万亿元RMB,客户平均每年纯利润8万亿元RMB以上。
4. 需要产业工人36.27×10^12/17/(3×10^6)≈72万人左右,不包括各类管理人员;
5. 制造业人工费占总价值比例=72×10^4×(14×8000)×17/(36.27×10^12)≈3.8%(不含高级管理人员)
6. 生产制造工厂总面积72×10^4×20/667≈2.2万亩左右,不包括办公楼、公共设施和道路;
7. 固定资产总投资5×(2.2×10^4×(667×2000+3×10^5))≈1800亿以上,不含公共和办公设施;
8. 固定资产占总价值比例1.8×10^11/(36.27×10^12)≈0.5%
9. 企业最小流动资金72×10^4×(3×8000)≈180亿元RMB;
10. 制造业利润比例大于100%;
11. 经营模式:订单拉动生产。
总体上看,本专利技术项目是一项投资规模大,利润属于”暴利”的项目,本专利技术项目产品性能优秀、超越现行所有同类发动机的性能,技术、制造难度大大低于现行同类发动机,质量可以得到有效保证。
本专利技术项目实施后,将产生无与伦比的经济效益、环保社会效益、发动机科技引领效益。
第二章:项目介绍
2.1 知识产权信息
专 利 名 称:喙轮压旋动力机及其动力系统
实用新型专利号:ZL 2018 2 0980755.6
发 明 专 利 号:ZL 2018 1 0661917.4
申 请 日 期:2018.06.25
公 开 日 期:2019.02.01
授 权 公 告 号:CN 208456672 U
2.2专利发明信息
专利权人:廖紫成、廖程飞
专利发明人:廖紫成、廖程飞
2.3专利应用领域
本专利技术项目适用于现在全球所有原动力发动机领域,包括各类全球电力发动机行业、全球民用船舶发动机行业、全球民用车辆发动机行业、中国航空发动机行业、中国军舰发动机行业、中国军用车辆发动机行业等。
2.4专利发明背景
汽轮机、涡轮风扇发动机、变循环发动机、冲压发动机、活塞式发动机、螺杆膨胀机和涡旋膨胀机等,是目前人类在能源领域使用的气源型发动机(注1,下同)。
注1:气源型发动机—是指以蒸汽、燃气或压缩气体为动力介质的发动机。其中蒸汽包括水蒸气、有机质蒸汽以及氮蒸汽等。
但是,这些发动机都不够理想,都无法利用空气或水含太阳能作为能源。就其主要原因是受限于理论基础和结构原理,使其稳定性差、做功能力差、效率低下。
例如,蒸汽轮机的热效率一般为35%左右。而航空发动机的热效率低于10%。即使是燃气轮机,按理说效率应该比较高,但其热效率一般也低于45%(不含热电联产),等等。
50%以上的能源都被浪费了,最明显的例子之一是电厂的冷却塔,它是消耗蒸汽潜热的装置,50%以上的能量就从这里被浪费,不仅如此,而且还增加了投资和运行成本。即使是热电联产也是基于热交换来提高效率,而不是发动机自身的效率被提高。
水轮机效率号称>90%(非热效率),但其工作原理是基于重力势能和静压原理,所以无法用于气源型发动机。
所以,提高发动机能量转换效率,尤其是提高气源型发动机的能量转换效率,是能源领域追求的目标,也是本喙轮全热动力发动机技术(以下简称喙轮发动机)想要达到的目标。
总观当前发动机的工作原理,有一个很有意思的现象:气是气,水是水(或液是液),泾渭分明,汽液不能混合。即汽轮机的蒸汽中不能有水,水轮机的水中不能有汽,否则发动机将产生强烈振动、负荷失稳(注2,下同)等现象。
注2:负荷失稳—是指因负荷与旋转件的几何对称性发生偏差或流体流向不符合旋转件的运动规律等,而造成的结构不稳定或振动等。
所谓发动机是指能将气体、液体或汽液混合体等流体的内能(?)转化为旋转机械能的一种特殊装置。
发动机所遵循的基本理论基础包括牛顿三大力学定律、运动学、动力学及其理论公式等,热力学四大定律、流体力学、物理化学及其理论公式等,以及与此二者密切相关的能量转换理论、功能原理及其理论公式等。
本专利技术就是基于这些理论基础结合唯象理论展开研究,并获得成功,有原理试验机录像为证。
2.5 专利发明内容
本发明是根据牛顿力学定律、流体动力学、热力学定律等现行科学原理,结合”瀑布”、”海浪”和”飓风”等自然现象(唯象理论),最终实现将流体的内能(?)转化为机械能或电能的目的。
本发明的实现过程为:流体通过流体储存分配腔17和流体导向分配环14后形成高速流体,其一,在喙轮6转动方向相反的喙齿曲面(简称”反向曲面”,下同)产生相对负压;其二,高速流体流过反向曲面后直接冲向与喙轮6转动方向一致的喙齿曲面(简称”正向曲面”,下同),对其产生冲击力并将流体动能传递给正向曲面;其三,高速流体冲向正向曲面后将沿正向曲面弧线向喙齿6的反向曲面根部运动,在此过程中,由于流体的惯性将其剩余的动能进一步传递给喙轮6,同时由于喙轮6的左侧被流体导向分配环14或壳体5封闭,所以流体将沿轴向向其后方(排气口方向)运动,使流体流动速度与喙轮旋转速度产生时间差,进而使正、反两个方向的曲面产生压差,这样喙轮6的喙齿的两个工作曲面就会产生相对于旋转中心的力矩差,由此力矩差推动喙轮6旋转;其四,当喙轮6的转速达到我们需要的转速时(例如发电机需要的1500RPM)就会形成”飓风”效应,即旋转中心(主要是喙轮6和传动轴4)压力低、而旋转圆周(喙轮6与壳体5之间)的压力高,且形成强大的离心力和中心负压,将质量大的分子和凝结的液体分子甩向圆周,其一有利于液体从圆周导出,其二减小喙轮6和传动轴5的旋转阻力,其三由于强大的离心力作用,可以强制部分”紊乱运动”的分子或粒子作规则运动,减少相互碰撞、摩擦等内耗行为,降低熵的影响,从而最大程度地将流体的焓差转换成机械能进而转换成电能的目的。
只要本喙轮压旋动力机内部的流体存在势能或/和动能,就会产生上述力矩差值和”飓风”效应,直到流体完全失去可转换的焓差为止,如果流体是可凝性汽体(如水蒸气、有机质蒸汽、液氮、液氧等),则可将90%以上蒸汽凝结成液体;如果是不可凝气体(如压缩空气,柴油、煤油或汽油等燃烧后的气体,工业上产生的一些不可凝且含有一定焓差的废气等)或液体(如炼油过程的汽油、煤油、柴油等冷却分离等,化工行业的液体物料冷却等),则可将温度、压力降为预先设定的温度和/或压力,此温度和/或压力只要高于流体的三相点的温度和/或压力即可。
为配合本喙轮动力机的正常运转,本发明需要专用的控制系统,其控制原理是利用喙轮机的流体进口阀的开度控制整机总功率,电机或其它用功机械等的最大功率与之匹配,其过程中的流体和环境的温度、压力和流量等的波动,均从喙轮机的排气压力、温度和流量的反馈进行控制,对于影响喙轮机正常运转的进口流量、压力、温度、过程中的液化量以及出口温度和压力(避免出口温度、压力≤工质三相点的温度、压力)等重要参数,均采用多重反馈控制措施,以避免损坏机器或无故停机的情况发生。其控制的基本逻辑是:以排气压力和排气温度为主要基准,当排气压力升高时说明进气压力或流量在减小,反之当排气压力降低时说明进气压力或流量在增大;当排气温度升高时说明进气温度或流量在减小,反之当排气温度降低时说明进气温度或流量在增大。其它阀、电机等部件的控制均以此为参考进行控制。
本发明的控制系统的控制点均设置”手动”和”自动”两种状态。启动(开机)程序也设置为”手动”和”自动”两种状态。
本发明为适应各种使用工质,其控制程序将按统一模式、按台设置基准值的方式运行。
本发明的最低能量转化效率可达到70%以上(按焓差计算),其中燃气可达70%左右,有机质蒸汽可达75%左右,水蒸气可达80%左右。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种喙轮压旋动力机,其原理见图一,包括右轴承盖1及其连接螺栓
2、右轴承3、传动轴4、机壳5、喙轮6(多种类型)、传动键7、机械密封9、左轴承盖12及其连接螺栓11、左轴承10、连接键13、流体进口15、流体导向分配环14、流体流动腔16、流体储存分配腔17、排气腔19、液体出口8和气体出口18等组成,其中,所涉及的喙轮6有多种基本原理结构,见图二至图六;所涉及的流体导向分配环14的原理结构见图七,其作用是加速流体并改变流体运动方向,使其流向与所述喙轮6的喙齿反向曲面有一定夹角,使其表面产生一定负压,其夹角大小取决流体性质、压力和流速等,除此之外不受其它限制;所涉及的所述喙轮6的喙齿的正向曲面的作用是接受流体的冲击载荷、延长流体在该曲面的移动距离以及延长流体在喙齿缺口内的移动时间和储存时间,从而形成正向曲面与反向曲面的压力差,其结构形式和尺寸由流体性质、流量、流速、压力和温度决定,除此之外不受其它限制;所涉及的流体流动腔16和流体储存分配腔17的作用是将流体从上一级导入下一级,其结构形式和尺寸除与流通流量、压力、温度和阻力等参数有关外,不受其它限制;所涉及的喙轮6的喙齿与传动轴4的最佳状态是相互平行,如有特殊要求或特别构思也可与传动轴4有一定的空间夹角,其角度不受特别限制。
所述喙轮6的第一种结构,其原理见图二,是以外圆半径R1和基园半径R2之差、两个任一半径夹角α、与该两个半径之一的垂直线段所决定的圆弧r、以及与圆弧r相切的一段半径L所决定的一个形如鸟喙的轮式结构,其中,R2小于R1,α小于两相邻齿间夹角,圆弧r的圆心位于缺口内侧的基圆周上。该喙轮的其它尺寸如厚度B和b、直径D和d、键W等的结构和尺寸参数以及材质等,均根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述喙轮6的第二种结构,其原理见图三,是以外圆半径R1和基园半径R2之差、两个任一半径夹角α、与该两个半径之一的垂直线段所决定的圆弧r、并将圆弧r的上半段改为斜直线段L所决定的一个形如鸟喙的轮式结构,其中,R2小于R1,α小于两相邻齿间夹角,线段L可以以该线段上的任一点为圆心旋转任一角度,圆弧r的圆心位于缺口内侧。该喙轮的其它尺寸如厚度B和b、直径D和d、键W等的结构和尺寸参数以及材质等,均根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述喙轮6的第三种结构,其原理见图四,是以外基圆R1爪顶园R2和爪根圆R3、R2和R3之间的任一半径线段L所决定的圆弧r所组成的一个形如鸟喙的轮式结构,其中,R1大于或等于本喙轮压旋动力机机壳内半径,R2根据流体所载总能量决定,R3小于R2,线段L可以以该线段上的任一点为圆心旋转任一角度,圆弧r的圆心位于缺口外侧。该喙轮的其它尺寸如厚度B和b、直径D和d、键W等的结构和尺寸参数以及材质等,均根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述喙轮6的第四种结构,其原理见图五,是以外圆半径R1和基园半径R2之差为半径、两个任一半径夹角α所决定的圆弧r、并将圆弧r的上半段改为斜直线段L所决定的一个形如鸟喙的轮式结构,其中,R2小于R1,α等于两相邻齿间夹角,线段L可以以该线段上的任一点为圆心旋转任一角度,圆弧r的圆心位于缺口内侧。该喙轮的其它尺寸如厚度B和b、直径D和d、键W等的结构和尺寸参数以及材质等,均根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述喙轮6的第五种结构,其原理见图六,是以外圆半径R1和基园半径R2之差为半径、两个任一半径夹角α所决定的圆弧r1、并将圆弧r1的上半段改为斜直线段L、再以r2为半径倒角后所决定的一个形如鸟喙的轮式结构,其中,R2小于R1,α等于两相邻齿间夹角,r2小于等于r1,线段L可以以该线段上的任一点为圆心旋转任一角度,圆弧r的圆心位于缺口内侧。该喙轮的其它尺寸如厚度B和b、直径D和d、键W等的结构和尺寸参数以及材质等,均根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述图二到图六的喙轮6的原理特点是流体从喙轮圆周切向进入,轴向排出。
所述喙轮6及其喙齿结构形式不限于上述图二至图六所述类型,只要是利用流体被加速后从近似叶轮的切线的方向冲击轮齿、产生相对于旋转中心的力矩,进而现能量转换的目的的结构均属于本发明范围。
所述喙轮6的喙齿的齿数为正整数即可,不受其它限制。
所述流体导向分配环14,其原理见图七,是以外圆D2和内圆D1所构成的圆环为基础,在其上以间隙J和角度α加工一些缺口,除有导向、分配作用外,还有给流体加速的作用,D1、D2、J和α以及缺口数量等均根据喙轮6的结构、尺寸和流体的性质、流量、压力、温度和流速等确定,其它不受特别限制。
所述喙轮6的数量以将流体的可转化能量用完或用到需要的参数为基准,根据设计实际条件决定,不受其它限制。
所述除壳体5、喙轮6和流体导向分配环14之外的其它零部件、结构和尺寸根据设计实际条件决定,不受特别限制。
所述喙轮压旋动力机的安装方位可以是卧式、立式或倾斜式,具体根据实际条件决定,不受特别限制。
为了便于实时控制,该发明可在需要的部位设置压力和温度表或/和传感器、液位计或/和传感器、流量计或/和传感器以及相应的控制程序等。
为延长轴承的使用寿命,该发明可以设置轴承冷却(或加热)、润滑系统。
为满足流体介质的密封性,可在轴承两侧或一侧设置机械密封结构或其它形式的密封结构。
所述喙轮压旋机为适应有机质管壳式蒸发器特点(适用于低温余热工况,海水、河水太阳能工况等),其流程结构见图九:喙轮机有机质管壳式发电站流程结构示意图。有机质被”满液蒸发器”蒸发后通过”进气流量计”和”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”电机”旋转发电。蒸汽在”喙轮机”内部做功后90%以上被转化成了液体,通过”喙轮机”底部的”排液阀”进入”储液罐”,再通过”预热器”加热后由”工质泵”加压后回到”满液蒸发器”,此处的”工质泵”与”预热器”的位置可以互换;约10%左右的余气通过”排汽阀”进入”气液分离器”,其中液体通过”出液阀”进入”储液罐”,气体通过”排汽阀”和”排汽流量计”以及”余气过热器”后由”余气压缩机”压缩后经”压缩流量计”后,与”满液蒸发器”出来的汽体混合后进入”喙轮机”,即完成一个循环,以此循环连续运行实现发电(将此系统中的”电机”换成其它用功机械则即可成为非发电的动力系统,下同)。
所述喙轮压旋机为适应有机质盘管式蒸发器特点(适用于空气太阳能工况),其流程结构见图十:喙轮机有机质盘管式发电站流程结构示意图,有机质被”盘管蒸发”组蒸发后通过”进气流量计”和”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”电机”旋转、发电。蒸汽在”喙轮机”内部做功后90%以上被转化成了液体,通过”喙轮机”底部的”排液阀”进入”储液罐”,由”工质泵”加压后回到”盘管蒸发”组;约10%左右的余气通过”排汽阀”进入”气液分离器”,其中液体通过”出液阀”进入”储液罐”,气体通过”排汽阀”和”排汽流量计”以及”余气过热器”后由”余气压缩机”压缩后经”压缩流量计”后,与”盘管蒸发”组出来的汽体混合后进入”喙轮机”,即完成一个循环,以此循环连续运行实现发电。
所述喙轮压旋机为适应水蒸汽、锅炉特点(适用于热电、核电和高温余热等工况),其流程结构见图十一:喙轮机水蒸气发电站流程结构示意图,水被”蒸气锅炉”蒸发后通过”储气罐”和”进气流量计”以及”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”电机”旋转、发电。水蒸汽在”喙轮机”内部做功后90%以上被转化成了水,通过”喙轮机”底部的”排水阀”进入”储水罐”,由”水泵”加压后经”省煤器”加热后回到”蒸汽锅炉”;约10%左右的余气通过”排汽阀”进入”气液分离器”,水通过”出水阀”进入”储水罐”,气体通过”真空泵”提压后直接排空(此相当于传统汽轮机系统的除氧过程),即完成一个循环,以此循环连续运行实现发电。
所述喙轮压旋机为适应燃气、燃烧室特点,其流程结构见图十二:喙轮机机燃气发电站流程结构示意图,”压气机”将空气压缩后一部分进入”燃烧室”与”油泵”送来的油或石油气混合燃烧后进入”降温室”与”压气机”压缩后的另一部分空气混合降温后通过”进气流量计”以及”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”电机”旋转、发电。尾气通过”排空阀”直接排空,即完成一个循环,以此循环连续运行实现发电。
所述喙轮压旋机为适应航空发动机特点,其流程结构见图十三:喙轮机燃气航空发动机流程结构示意图,”前压气机”将”空气进口”进来的部分空气压缩后进入”燃烧室”,一部分与”油泵”送来的油混合燃烧后进入”降温室”与另一部分空气混合降温后进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”后压气机”旋转和”自发电”机进行发电,”后压气机”将”喙轮机”出来的低压气体和”空气进口”进来的另一部分空气混合后压缩成低温、高压、高密度的气流从飞机尾部喷出(消除飞机的红外特征),即完成一个循环,以此循环连续运行为飞机提供动力。
所述喙轮压旋机为适应汽车发动机特点,其流程结构见图十四:喙轮机燃气汽车发动机流程结构示意图,”压气机”将空气压缩后一部分进入”燃烧室”与”油泵”送来的油混合燃烧后进入”降温室”与”压气机”压缩后的另一部分空气混合降温后通过”进气流量计”以及”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”汽车变速箱”旋转和”自发电”机进行发电。尾气通过”排空阀”直接排空,即完成一个循环,以此循环连续运行为汽车提供动力。
所述喙轮压旋机为适应有机质盘管式车用特点(适用于空气太阳能车用工况),其流程结构见图十五:喙轮机有机质盘管式发蒸发器车用动力机程结构示意图,其中”蓄电池”由”自用发电机”充电,其作用是启动动力机系统和车辆自耗电。由于车速与空气的相对速度,有机质被”盘管蒸发”组蒸发后通过”进气流量计”和”进口阀”进入”喙轮机”,使”喙轮机”旋转并带动”车用减速箱”旋转,并带动”自用发电机”发电。蒸汽在”喙轮机”内部做功后90%以上被转化成了液体,通过”喙轮机”底部的”排液阀”进入”储液罐”,由”工质泵”加压后回到”盘管蒸发”组;约10%左右的余气通过”排汽阀”进入”气液分离器”,其中液体通过”出液阀”进入”储液罐”,气体通过”排汽阀”和”排汽流量计”以及”余气过热器”后由”余气压缩机”压缩后经”压缩流量计”后,与”盘管蒸发”组出来的汽体混合后进入”喙轮机”,即完成一个循环,以此循环连续运行实现为车辆提供动力和自发电。
以上所述图九至图十五的工况是一般工况,本发明不限于此七种工况,只要是利用本发明的喙轮压旋动力机而实现的所有动力系统均属于本发明的范畴。
以上所述图九至图十五所述工况的整机系统可以分别单独申请专利,但必须征得本专利持有人的同意。
为满足太阳能发电或其它温度低于160℃的热源的热能转换,需要专用的工质予以配合,以实现ORC动力系统,其工质配方如下表(不限于):
序号 工质名称 工质代号 工质配方 蒸发温度 备注
1 特低温工质 R584A~J R728_R14=0%~100% -170~-80℃
2 极低温工质 R564A~J R116_R14=0%~100% -80~-10℃
3 低温工质 R565A~J R116_R125=0%~100% -30~+10℃
4 中温工质 R554A~J R125a_R134a=0%~100% +10~+40℃
5 高温工质 R545A~J R134a_R245fa=0%~100% +40~+110℃
注:上表中工质的臭氧层破坏指数均为0,只是除R728外有一定的温室效应,但是因为是循环使用,所以排放量很小。
由于R116、R125、R134a、R245fa和R14等制冷剂虽然臭氧层破坏指数是0,但都有较二氧化碳强的温室效应,所以使用后的废液(汽)、余液(汽)等需要回收,或回收清洁处理后再使用,或进行分解、无害处理,不应随意排放。本发明主张谁卖出、谁回收、谁处理的原则。
对于使用本发明的空气太阳能发电项目,当气温低于0℃时,其蒸发器外侧会结冰,所以需设置除冰机构或设施。
所述喙轮压旋动力机及其系统的原理、结构形式、用途或应用领域等不限于上述所述范围,只要是利用流体被加速后从近似叶轮的切线的方向冲击轮齿、产生相对于旋转中心的力矩,进而达到能量转换、传递或转移等的目的的旋转体结构及其系统均属于本发明应用范围,包括压缩机类或泵类等。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图一至图七所示,本发明所述喙轮压旋动力机包括(但不限于)喙轮6、传动轴4、机壳5、右轴承3、左轴承10、右轴承盖1及其连接螺栓2,左轴承盖12及其连接螺栓11,传动键7和连接键13,机械密封9,流体导向分配环14、流体进口15、液体出口8和气体出口18,流体流动腔16,流体储存分配腔17。
本喙轮压旋动力机的喙轮6与机壳5内壁之间的间距e根据流体状态(气态、液体或其它状态等)、质量流量、体积流量、流速等参数确定,不受其它限制。
本喙轮压旋动力机中,喙轮6可以为一个或多个,其它零部件根据喙轮6的结构、尺寸和流体参数等进行设计选配。
如图一所示,除喙轮6、流体流动腔16、流体储存分配腔17和流体导向分配环13是本发明的专用部件外,其余均为常用机械零件,没有特别要求,均可根据使用条件经常规设计确定。
如图一至图七所示,工作时,流体从流体进口15切向引入,经流体储存分配腔17和流体导向分配环14加速后进入喙轮压旋动力机,被分配到每一个喙齿缺口工作面,其工作原理基于利用流体的压力传递特点结合空气动力学原理、冲压发动机原理等,利用喙齿的结构形式(如图二至图六),由喙轮工作部位两侧曲面(相对于喙齿中心线)所承受的压力差产生相对于旋转中心的力矩差值,由此力矩差值推动喙轮旋转,流体从喙轮轴向流出,经流体流动腔16到达下一级的流体储存分配腔17,重复上述过程,每级以此类推,最后进入由机壳5、喙轮6和机械密封9所组成的排出腔,再经液体出口8和气体出口18引出喙轮压旋动力机,即完成一个工作流程。
本发明所述喙轮压旋机的除壳体5、喙轮6和流体导向分配环14的原理和结构以及整机控制程序之外的其它配套设备(如电机、泵、压缩机、压气机和阀等)、零部件(如轴、轴承、机械密封、转速表或传感器、温度和压力表或传感器、流量和液位计或传感器、除主控制板或芯片外的其它电气配件等)和材料(如轴、支座、管道等的材料)等的原理、性能、质量和品牌等均不属于本发明的范围,即只要使用了本发明的壳体5、喙轮6和流体导向分配环14的原理和结构以及或/和整机控制程序及其主控制板或芯片原理的动力机械均属于本发明的范畴。
2.6 专利发明特点及优势
本专利技术项目的有益效果在于:所述喙轮压旋动力机及其动力系统具有以下优点:
1、转换效率高:对于可凝流体,如水蒸气、有机质蒸汽、液氮或液氧等,其毛转换率可达85%以上,除去各种损失和自消耗部分,输出部分能达到75%以上;对于不可凝流体,如压缩空气、燃气燃油气体等,其毛转换率可达80%以上,除去各种损失和自消耗部分,输出部分能达到72%以上。所以本发明的热效率将是现行以高能气体为动力源的动力机的2~7倍以上。
2、适用范围广:本发明的单台输出功率可以从1KW至1500MW之间选择,其热效率均可以达到70%以上,不像汽轮机那样,当输出功率在5MW以下时其热效率会急剧下降,最低降到不足10%。
3、调节范围大:本发明的已定型的单台动力系统,其功率调节范围可以在15%至100%之间调节,对应的热源波动也可在75%至100%之间调节,不会造成停机等现行,其热效率仍然会达到20%以上,不像汽轮机那样,当输出功率小于50%或热源小于90%时会自动停机。
4、对热源介质要求低:其一,本发明可适用所有清洁液体或/和气体的热源介质,包括水蒸气及其与水的混合体、有机质蒸汽及其与其液体的混合体、压缩空气、各种清洁的高压液体和各种燃气等,其二,对于可凝性介质,无论带液与否、或液体含量多少,也无论是过热汽体还是饱和汽体还是过冷汽体,本发明均可正常运行,不会像汽轮机那样,只适用于过热蒸汽,而且当蒸汽干度低于95%时会自动停机或损坏机器。
5、投资成本低:由于本发明的转换效率高,其一,已将工作介质或冷却为液体(可凝性流体),或已将其的参数降到了需要的值,无需额外增加冷却、降压系统,所以无需投资冷却、减压设备,如发电厂的冷却塔及其供电系统等;其二,单位输出功率的成本将比现行动力机降低40%以上。
6、自耗能低:由于已将工质介质状态降为液体或需要的参数,所以无需额外增加因降温、降压而消耗能源,本发明除流体循环耗能、机械摩擦损耗、表面散热和流体自身的熵损外没有别的损耗。
7、节约水资源:由于工质介质无需冷却,所以无需像发电厂的凉水塔那样的冷却设备,也就无需消耗冷却水。
8、结构简单:相对其它机械(如汽轮机叶片制作、螺杆机的加工和内燃机的气缸加工等),结构简单,制造加工难度低,特别是喙轮及其喙齿没有固体间的相对摩擦,减少了许多附属结构,如冷却、润滑等。
9、寿命长:由于工作的喙齿没有固体间的相对摩擦,所以主要工作部件可以做到无故障运转,本发明的无故障寿命主要决定于轴承和/或机械密封等运动部件的寿命,以及控制系统的元器件的寿命等。
10、维修方便:相对于其它动力机械(如汽轮机、燃气轮机、活塞式动力机等),由于结构简单,而且结构相对复杂的部件无需维修,所以维修方便许多。
11、节能环保:其一,由于转换效率高,能源利用率高,即使使用矿物能源可以降低”减排量”(如单位GDP能耗,二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、粉尘等的减排等)50%以上;其二,特别是可以利用空气中或水中所储存的太阳能(全球范围任意地区包括极地均可使用,太阳输送到地球的能量相当于全球能耗的500倍以上,此能量如果不用也会散射到宇宙),一方面可以彻底摆脱人类对矿物能源的依赖,另一方面降低或限制空气整体温度升高,降低或/和延缓温室效应,消除对臭氧层的破坏等。
第三章:市场分析
3.1 全球发动机领域现状
全球发动机领域的现状包括如下几方面:
1. 电力发电系统,均采用蒸汽轮机为主、燃气轮机为辅的市场模式,其能源主要是煤炭、石油和天然气等矿物能源和核能,发电技术成本约为0.25元/KWh以上;
2. 船舶动力系统,均采用燃气轮机为主、蒸汽轮机和往复活塞式柴油发电机为辅的市场模式,其能源主要是石油产品和天然气等矿物能源和核能,其运行成本转换成发电技术成本约为1.2元/KWh以上;
3. 车辆动力系统,均采用往复活塞式柴油机和汽油机为主,其能源主要是石油产品和天然气等矿物能源,其运行成本转换成发电技术成本:轿车类约为0.8元/KWh以上,卡车类约为1.2元/KWh;
4. 飞机动力系统,均采用涡扇航空发动机为主,其能源主要是航空煤油等矿物燃料,其运行成本,按F135航空发动机为例(相当于24MW的发动机),耗油量约为8000kg/h航空煤油,单价约6元/kg(约合7.7元/升),转换成发电技术成本约为2.0元/KWh以上。
5. 其它小型移动式和分布式发电系统,均采用往复活塞式柴油机,其能源主要是石油产品和天然气等矿物能源,其运行成本转换成发电技术成本约为1.2元/KWh。
上述现行动力系统,除上述所述的技术成本高之外,由于均大量使用矿物能源:一是矿物能源是不可再生能源,地球资源总有消耗殆尽的一天,之所谓”能源危机”;二是由于大量排放二氧化碳(温室气体)、二氧化硫、氮氧化物和粉尘(造成酸雨和雾霾的元凶)等污染物,对地球环境造成严重污染。
3.2 全球发动机领域市场数据分析
投资者可以根据本专利技术项目所覆盖的市场范围,委托有资质的第三方进行专业的市场数据分析,并获得具有时效性价值的 告。
以2019年统计数据为依据,全球发动机领域的经济数据如下:
以下计算基于:年发电时间按7200小时计算,煤电系数按0.35kg/KWh计算,标煤单价按0.75元/kg计算,喙轮发动机组单价按4000元/KW计算,发电机组发电量按输出电量计算。
1. 电力发电领域,全球共发电约27万亿KWh,折算成标煤为27*0.35≈94.5亿吨,能耗总费用94.5*750≈70875亿元RMB。全球总发电输出功率约为375万MW,发电装置自耗电平均按20%,总发电功率约约487.5万MW;
2. 船舶动力领域,按全球发电量的8%计算,则相当于2.16万亿KWh,折算成标煤为2.16*0.35≈7.5亿吨,能耗总费用7.5*750≈5625亿元RMB。折算成发电量相当于全球总发电输出功率为30万MW,发电装置自耗电平均按20%,总发电功率约36万MW;
3. 车辆动力领域,按全球发电量的12%计算,则相当于3.24万亿KWh,折算成标煤为3.24*0.35≈11.3亿吨,能耗总费用11.3*750≈8475亿元RMB。折算成发电量相当于全球总发电输出功率为45万MW,发电装置自耗电平均按20%,总发电功率约54万MW;
4. 飞机动力领域,按全球发电量的5%计算,则相当于1.35万亿KWh,折算成标煤为1.35*0.35≈4.7亿吨,能耗总费用4.7*750≈3525亿元RMB。折算成发电量相当于全球总发电输出功率为18.75万MW,发电装置自耗电平均按20%,总发电功率约22.5万MW;
5. 其它小型移动式和分布式发电领域,按全球发电量的1%计算,则相当于0.27万亿KWh,折算成标煤为0.27*0.35≈0.95亿吨,能耗总费用0.95*750≈710亿元RMB。全球总发电输出功率为3.75万MW,发电装置自耗电平均按20%,总发电功率约4.5万MW;
我国2019年总发电量约为7.5万亿KWh,扣除非火力发电的约23%后,火力发电量约为5.8万亿KWh,折合标煤5.8*0.35≈20亿吨,耗能费用约为1.5万亿元。即如果用喙轮发动机技术的空气或水含太阳能代替现在的火力发电,我国每年可节约1.5万亿元RMB的能源采购费用,17年可节约25.5万亿元RMB。
综上所述,全球每年总能耗约为118.95*1.2≈142.74亿吨标煤,总能耗费用约10.7万亿元RMB,扣除去飞机和轿车依然要消耗其总量的25%的矿物能源后,还有10.4万亿元RMB的多余矿物能源消耗。
如果这部分能源消耗完全用喙轮发动机的空气或水含太阳能代替,即每年可节约矿物能源费用10.4万亿元RMB,本专利有效期17年内共可以节约10.4*17≈176.8万亿元RMB。
综上所述,全球发动机总发电功率约为604.5万MW,总装机容量约为725.4万MW。
如果这部分发电总量的发动机全用喙轮发动机代替,其制造业年GDP约为604500*4000≈24.18万亿元RMB,专利有效期内还需要第二次投资喙轮发动机装备,按第一次投资的50%计算,专利有效期17年内喙轮发动机总GDP约为36.27万亿元RMB,按利润率100%计算,其中的利润至少18万亿元RMB,平均每年1万亿元RMB以上的利润。
全球客户的总利润空间为176.8-36.27≈140.5万亿元RMB,平均每年8万亿元RMB以上的利润。这也是喙轮发动机的卖点。
3.3 全球发动机领域SWOT分析
3.3.1 发动机行业领域优势分析(S)
3.3.1.1 良好的国家政策和投资环境
国家强调在”十四五”期间以及未来十五年内,把科技自立自强作为国家发展战略支持,要将我国发展成为科技强国、创新强国、制造业强国、质量强国,要以科技创新发展、绿色生态发展引领国民经济高质量发展。而本专利技术项目即是我们的 高科技含量的发动机技术,又是以空气或水含太阳能为主要能源(涵盖比例90%以上)的清洁可再生能源为基础的绿色技术。所以投资本专利技术项目可获得强有力的国家政策支持和充足的资金支撑。
3.3.1.2 我国有强大的制造业基础,喙轮发动机系统所涵盖所有零部件均可在国内采购,采购回来后进行组装即可。
3.3.1.3 我国有充裕的劳动力市场,由于喙轮发动机系统的制造没有技术瓶颈,所以对技术工人的要求不会像现在的航空发动机、汽车发动机、汽轮机以及柴油机等那么高的技能要求,只要具备相应的各类发动机制造技能、各类空调制造技能等的技术工人均可胜任。
3.3.2 发动机行业领域劣势分析(W)
3.3.2.1 技术超前、创意超前,造成了人们在认知上的盲区
由于本专利技术项目一改目前的发动机技术不符合或不完全符合自然规律和牛顿力学定律的常规,实现了一种完全符合自然规律、牛顿力学定律和热力学定律的发动机技术,通过流体加速装置,使工质蒸汽具有强大的动能做功能力,能将95%以上的工质蒸汽直接在发动机内部液化为液体,从而避免了发动机排出蒸汽的冷凝液化过程及其装置(冷凝器或冷却塔等系统),进而解决了工质蒸汽需要自然水冷却并液化的问题。其最终效果是使喙轮发动机能够使用像R14和R728等深冷有机工质,使喙轮发动机的工作温度从现在的蒸汽轮机的约55℃以上降低到-20℃至-190℃以下,使提取空气或水含太阳能符合热力学定律,并成为现实。
然而,也正是这一创新,超越了人们的认知和固有思维模式,使包括现在的发动机科学家在的人们难以在短时间内接受。
3.3.2.2 本专利技术项目过于庞大,尽管其研发、设计和制造技术难度大大降低,但是除国家政府实施其产业化推广外,其它一般的企业包括特大型企业难以实现全覆盖的产业化推广。
3.3.3 发动机行业领域机会分析(O)
3.3.3.1 目前,我国的发动机领域长期处于落后状态,发动机的”心脏病”一直困扰着我国的经济发展、环境改善和技术引领等伟大的中国梦的实现,使我国在发动机领域受制于人。本专利技术项目正是可以让我国改变这种现状的发动机技术。
3.3.3.2 全球发动机领域的需求量极大,包括各类原动力发动机在内,全球需求量折算成发电功率后,按输出总发电功率计算约为604.5万MW以上,总发电功率约为725.4万MW,装机容量将达到725.4*1.2≈870万MW,预计GDP将带到604.5*1000*4000≈24万亿元RMB,本专利有效期内还要第二次投资,按第一次投资的50%计算,总GDP将达到36万亿元RMB以上,平均每年GDP将达到2万亿元RMB以上(相当于中西部地区一个省的年GDP)。
3.3.4 发动机行业领域威胁分析(T)
3.3.4.1 喙轮发动机技术是一项发动机性能指标及优,成本极低,利润极高(属于暴利行业),且几乎是零消耗、零排放、零污染的先进技术,难免被西方国家嫉妒、盗取甚至明火执仗地抢劫。
3.3.4.2 络时代,喙轮发动机技术所涉及的核心机密技术容易失密。
3.3.4.3 由于本专利技术90%以上的能源将由太阳能代替,石油和煤炭行业将面临大量人员失业。
3.4 全球发动机领域未来趋势
未来全球发动机领域将全部被喙轮发动机占领,90%以上的能源将是空气或水含太阳能。
3.5 本专利技术市场定位分析
本专利技术项目将覆盖现在的全球所有原动力发动机领域。
第四章:专利投资方式
4.1 投资本专利的法律依据
本专利投资的法律依据为自2009年10月1日起施行的《中华人民共和国专利法》,以及自2010年1月22日起施行的《中华人民共和国专利法实施细则》。
4.2 专利转让方式
专利持有人廖紫成先生、廖程飞先生希望以上述专利技术项目与有识之士合作,早日将相关专利技术及其产品推向市场,为国家创造经济价值,为中国乃至全球创造环保和社会价值,为全国人民乃至全球人民改善生存环境和生活成本。
4.3 投资者权益保障
由于专利技术是一项风险投资,所以降低投资风险、保障投资者的利益是专利技术实施的重要内容。
降低投资风险主要有如下方式:
1. 投资者最好是懂发动机技术至少是精通机械制造业运营的个人或企业,如果是单纯的金融企业、非机械制造业企业或有资金的个人,其运营风险很大。
2. 专利转让方负责向投资方全面、客观、真实地给出设计方案和技术图纸,并培训出一批(相关专业至少各1人)懂喙轮发动机的技术人员。
3. 投资者在投资本专利技术项目时,须本着公开、公平、公正、自愿的原则。
4. 投资者在投资本专利技术项目时,专利技术实施人有义务将有关专利技术项目的专家意见公布于众,专利技术实施人在项目介绍的过程中不得使用煽动性语言,不得替投资者作出肯定或否定意见。
5. 投资者可以在经专利权人许可的条件下转让,以收回投资。
6. 投资者有权了解所投资的专利技术的转化及收入情况。
7. 专利实施后,实施方将向投资者公布有关专利技术项目的财务资料,投资者有异议时,可委托有关中介机构进行审计。
4.4 投资运作流程
第五章:公司组建计划
首先,投资者有”公司组建计划”的自主权,特别本就是发电机生产制造的投资企业,仍然可以按原运作方式运行,只需要添加必要的生产装备即可。但是,无论是现有发动机制造企业还是新组建的公司,为了保密,其喙轮发动机机头的关键零部件的3D打印及其机头装配工序,需要设置隔离区,进行封闭式管理。所以以下条款只是建议,仅供参考。
5.1 项目运营机构
首先,为了保密,本专利技术项目的喙轮发动机机头必须在我国境内实施研发、设计、制造和售后维修服务,不得在所设置的专用隔离区之外实施喙轮发动机机头的装配和维修操作,也不得在专属隔离区之外使用涉及保密的技术文件,包括保密零部件的图纸、设计计算书以及控制逻辑和控制程序的源代码等。
其次,根据我国有关法律法规,在我国境内从事某种商品生产经营活动的必须依法向国家有关部门申请注册,成立相应的某种商品生产、经营的单位或企业,在国家有关部门批准范围内从事商品生产、经营活动,同时对其产品技术、价格、安全等承担相应的责任和义务。因此在拟定生产本专利技术前,必须依法申请,成立相应的公司或工厂。
1. 股东会
本专利项目有限责任公司由项目方与若干投资者组成项目公司股东会。股东会是本专利项目公司的最高权利机构。股东会原则上一年召开一次,如有特殊需要,可以召开临时股东会。
2. 董事会
本专利项目的有限责任公司设立董事会,董事会严格按照国家《公司法》及有关法律法规的规定设置和行使职能。在股东大会(股东会)的授权下,制订公司重大经营方针、重大投资决策等。
董事会成员为3-5人。董事会设董事长1人,建议由最大股东派出人员担任,副董事长2人,其中1人由项目方派出人员担任。生产办法由公司章程规定,董事长为公司的法定代表人。
本专利项目公司定期召开董事会。董事会会议由董事长召集和主持,董事长因特殊原因不能履行职务时,由董事长指定副董事长或者其他董事召集和主持。1/3以上董事可以提议召开董事会会议。
3. 监事会
本专利项目公司设立监事会,其成员不得少于3人。监事会应在其组成人员中推选1名召集人。监事会由股东代表和适当比例的公司职工代表组成,具体比例由公司章程规定。监事会中的职工代表由公司职工民主选举产生。
4. 总经理
本专利项目公司初期考虑建议由投资双方推举人选担任总经理,由董事会聘任或者解雇。总经理聘任期满后,可以考虑通过公开招聘形式在社会上招聘总经理。
5. 智能机构
为保证本专利项目公司顺利运转,拟设置生产管理部、市场营销部、行政管理部、技术开发部(按喙轮发动机类型下设8个专业组:喙轮发动机机头组、电力动力组、民用船舶动力组、军用船舶动力组、民用车辆动力组、军用车辆动力组、民用航空发动机组和军用航空发动机组)、财务管理部、人力资源部等职能部门。
生产管理部,负责生产管理、生产制造技术革新、设备维护维修等事务,完成各项生产任务。并负责原材料和零部件的采购、保管和产品的生产制造、质量、包装储运等工作。
市场营销部,负责产品营销政策、营销任务及公司发展的策划,特别是产品的市场分析定位、销售策略和广告的策划等。
行政管理部,负责公司公共关系、文秘档案、法律事务、信息传递、安全保卫、车辆调度、生活服务等。
技术开发部,负责公司所有产品设计、开发、成果转化等相关工作。
人力资源部,负责本项目公司人力资源计划的编制、员工的招聘、培训、考核、薪资、福利、奖惩等事务,制定人事计划和人事规章等工作。
6. 管理制度
为了保证本专利项目的顺利实施,公司需建立一整套切实可行的科学化、标准化的规则制度、奖惩制度,并严格执行,做到由规章制度来管理。董事长负责制订董事会议事制度,总经理负责制订其职能实施规则,各职能部门负责制订相应的规章制度,这些规章制度 董事会讨论通过。
5.2 管理机制
1. 决策管理
本专利项目公司的决策管理系统既要锁定风险,又要赋予一定的决策权。一般是在一定规模下给与公司管理者决策权,但本专利项目公司的决策是建立在核心技术保密、专家咨询、项目评审、互联 检索等的基础上,最后提交决策委员会(董事会),当决策委员会(董事会)的票数相等时,最后的决策由公司董事长决定。
但如果涉及专利核心技术有泄密风险时,本专利技术持有人或转让方有一票否决权。
另外,本专利项目公司也可以借鉴国外的项目经理制,把具体项目管理决策落实到项目经理身上,公司的日常经营管理在确保不造成核心技术泄密的情况下,由项目经理代表大家的利益进行决定,同时在此基础上设立奖惩制度。项目经理在执行其任务的同时,还要为公司提供各种优质服务,与公司荣辱与共。这样可以节省公司管理者的精力和费用。
2. 激励机制
允许本专利项目公司管理者投资入股,也可以技术入股,占有公司一定比例的股份,甚至绝大部分股份。允许专利项目公司管理层在完成经营指标的情况下更多的股份,安排期权制。允许专利项目公司在一定条件下回购企业的全部股份。员工的基础工资处于浮动中,达成预期目标,就按规定获取 酬。同时在薪酬机制中加入一些常量和变量。常量即基本工资,董事长工资由股东会确定,总经理工资由董事会确定,员工工资由总经理经董事会批准确定,变量即与业绩挂钩的奖金。
3. 薪酬制度
本专利项目公司制定的薪酬体系包括四部分:
一是职务工资,主要是结合同行业的其他企业并参考当地经济状况来制定。
二是与效益挂钩的奖励制度,其原则是以所在部门的效益为准,使员工在不升职的情况下凭借能力和贡献的大小能接近或超过主管的水平。
三是福利制度,把它作为薪酬制度的一种补充。
四是提升内部 酬,与荣誉感、成就感和认同感挂钩,荣誉感是指以为公司创造经济价值和引领全球发动机行业技术为荣,并为此努力工作,以此获得相应 酬;成就感是指达标或超额完成任务指标、技术创新或生产制造革新获得认可,以此获得相应 酬;认同感是指长期为公司工作达一定年限可获得加薪、升职等的 酬,以避免优秀员工因薪资低于市场而离职流失。
优秀的企业文化和良好的发展前景可以让企业员工在 酬较低的情况下仍能与企业同甘共苦、患难与共。
5.3 生产基地选址
生产基地选址合理与否对于本专利项目的投资效益会产生重要影响,本专利项目实施地点可以有如下两种选择:
一是,如果是现有发动机的生产制造企业,可以在原址处进行研发、设计、制造和销售等经营活动,不进行大的调整和改动,一般只需增添一些必须的生产装备即可,如3D打印设备、大型高精度镗铣设备以及封闭式管理的3D打印区和喙轮发动机机头装配、维修区等。
二是,如果是新建公司,则要以国家经济发展战略挂钩,选择经济集中、配套公司集中、交通运输便捷的城市或区域,例如长三角地区、京津冀地区、成渝经济区、珠三角经济区等。
5.4 生产规划
根据对本专利技术的市场需求规模、劣势分析、威胁分析、保密要求以及竞争情况分析等,由于在前期研发阶段资金影响,使得本技术发明未得到及时试制和产业化推广,有可能出现生产制造程序的后续工艺方面存在问题,需要进行试制和技术调整,好在本喙轮发动机技术完全符合自然规律和牛顿力学定律,其技术调整只是会有比较长的试制调整时间(大约需要6至8个月),不会出现失败或较大的零部件更换(采购件的质量问题造成的更换除外)等情况,最大的技术风险就是在喙轮发动机内部结构调整过程中,由于”把脉”不准,造成试制的第一台机组达不到设计要求的发电功率。
但是,只要第一台试制完成,从第二台机组开始即可实现:第一年内可达到每3个月出一台机组,第二年内可达到每月出一台机组,随后可以根据市场需求,调整生产线和生产规模,最高可以做到每天出一台机组的产能。
上述情况要根据机组属性按照”表4.1 专利合作方式一览表”中的11个项目建立分公司或制造厂外,还要根据机组大小按如下规格设置不同的生产线或分公司:
1. 小于300KW的机组生产线或分公司
2. 300KW至2MW的机组生产线或分公司
3. 2MW至15MW的机组生产线或分公司
4. 15MW至50MW的机组生产线或分公司
5. 50MW以上的机组生产线或分公司
5.5 项目实施条件
5.5.1 厂房
生产车间(厂房)总面积2.2万亩,约合1500万㎡。生产车间的总装车间厂房需要配备如下起重设备(一般为行吊):
1. 小于300KW的机组生产线和装配车间,需要配备5吨行吊;
2. 300KW至2MW的机组生产线,需要配备5吨行吊,总装线需要配备10吨行吊;
3. 2MW至15MW的机组生产线,需要配备10吨行吊,总装线需要配备20吨行吊;
4. 15MW至50MW的机组生产线,需要配备20吨行吊,总装线需要配备50吨行吊,10吨行吊1台;
5. 50MW以上的机组生产线,需要配备50吨行吊,总装线需要配备50吨行吊2台,10吨行吊1台。
除此之外还需要如下厂房设施:
产品、零部件和原材料仓库,办公楼、职工食堂和文娱设施等
5.5.2 生产设备
喙轮发动机机头的生产制造需要配备与5.4中生产线和产能相适应的3D打印设备(最好是金属打印设备)、高精度加工中心、数控铣床、高精度数控镗床、高精度数控线切割机床等。
喙轮发动机组总装线需要配备相适应的氩弧焊设备、压力试验设备、氦检漏设备、运转测试台、喷涂设备等。
其它零部件均可以外购,如各种换热器、螺杆压缩机、工质泵、控制柜及其控制程序、各种阀、流量计、液位计等。
5.5.3 原材料
喙轮发动机用材比较简单,除燃气型喙轮发动机机头需要310S耐热不锈钢或镍基合金(GH128合金等)、传动轴需要S25073(022Cr25Ni7Mo4N)双相不锈钢外,其余均用304或1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢的管材、弯头、三通和法兰等材料即可。
其中的航空发动机,其喙轮发动机机头按上述燃气型喙轮发动机选材,其余按现行航空发动机用材要求选用。
其中的轴承,燃气型按现在的航空发动机用轴承选用即可,蒸汽型选用优质的深沟球轴承即可。
其中的机械密封,燃气型按现在的航空发动机用机械密封选用即可,蒸汽型选用优质的耐低温不锈钢机械密封(可定制专用)即可。
其中的密封材料:燃气型选用相应耐高温密封垫,蒸汽型选用石墨垫即可。
5.5.4 人员
本专利技术项目实施需要在现行发动机制造行业和大型空调制造行业招聘具有一定经验的专用技术人员、技术工人、采购人员、销售人员、办公室人员即管理人员等,数量与上述5.4中各相应生产线和产能相适应即可。
5.6 营销策划
通过如下的机会问题分析,确定目标方案,并制定控制体系,监控行动方案的执行,以实现营销目标。
5.6.1机会问题分析:分析所要投资的本专利项目中的喙轮发动机产品,在市场上能达到相似性能、相似成本的产品的数量及其市场占有率,各自的优势与劣势,各自的营销能力和技术实力,比较自己的喙轮发动机产品的市场机会和竞争能力、自己的喙轮发动机产品及其相关资源的不足之处,以便采取相应的对策,制定适用可靠的营销方案。
5.6.2 确定目标:包括财务目标和市场目标。
1. 财务目标,即公司将要寻求的长期投资收益率、投资回收期、利润及需要控制的应收账款和呆账等。
2. 市场营销目标,即将财务目标具体化,如所要投资的喙轮发动机产品每年的销售额和增长率、市场占有率、利润率等。
5.6.3 确定行动方案:
1. 确定由那些人组成所要投资的喙轮发动机产品的营销小组,如技术专家、销售骨干、市场人员进行搭配。
2. 选择在那些区域进行,如所要投资的喙轮发动机产品应用较多的国家、省区市等,再
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