一种涡喷式无冲程旋转发动机制造技术

一种涡喷式无冲程旋转发动机，其燃烧器的内筒下端嵌套在喷射器的中凸顶的装配槽A内，外筒下端的凸环嵌套在喷射器内法兰的装配槽B内；转子的进气段嵌套在喷射器的转子腔A内，喷气段嵌套在导向基座的转子腔B内，涡轮段伸入在排气蜗壳内腔；其转子的进气段与喷气段之间有镂空回转曲管贯穿；镂空回转曲管从进气口、回转段到喷气口呈曲面U型回转。本发明专利技术输出扭矩大、燃耗低、无喘震，适用于低速旋浆飞机、船舶、汽车及摩托等。

【技术实现步骤摘要】
一种涡喷式无冲程旋转发动机
本专利技术涉及一种涡喷式无冲程旋转发动机，属于发动机技术。
技术介绍
活塞式内燃发动机，其曲柄连杆机构和活塞均存在往复运动，发动机克服运动部件的往复运动，需要消耗大量的能量，其内耗极大。因此，活塞式内燃发动机的热效率低是不争的事实。为克服活塞式内燃发动机内部能耗极高的缺点，已经有多种旋转发动机设计案例。但现有技术的旋转发动机的结构复杂，甚至结构设计中存在易损部件。如公告号CN1069888868A揭示的一种滑板发动机等。另一类典型的旋转发动机，是涡喷或涡扇发动机。但涡喷或涡扇发动机，主要以高速喷射的反作用力推动飞机等特殊交通工具的飞行。这类旋转发动机，用于扭矩轴输出用途时，高温高压气流通过涡轮叶片膨胀做功在开阔的叶轮叶片之间自我膨胀而排出，有相当比率的热流气体未能发挥作用。而且现有涡喷或涡扇发动机只适用于流体负荷环境，对于陆路负荷存在严重的喘震现象，必须使用高怠速模式才能维持其稳定工作状态，其油耗极高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供利用涡喷发动机燃烧原理的低怠速、无喘震，以轴输出为目的，适用于低速旋浆飞机、轮船及陆路负荷的一种涡喷式无冲程旋转发动机。本专利技术的技术方案一种涡喷式无冲程旋转发动机，包括转子、蜗壳、导向基座、喷射器、外筒、燃烧器、导风轮、压风轮、启动电机、主机轴；所述启动电机通过其支架固定在整流罩的进口端，整流罩通过螺丝A穿过法兰C和外筒的上法兰与外筒内丝连接，外筒通过螺丝C穿过下法兰、喷射器的法兰底盘和导向基座的法兰A与导向基座的内丝连接；所述的外筒顶端有压风轮、整流叶片、轴承装配盒B、和轴承B；所述的启动电机的转轴与主机轴的顶端驳接，主机轴的上装配有轴承B、轴承A、转子、轴承C。其所述的燃烧器的内筒下端嵌套在喷射器的中凸顶的装配槽A内，外筒下端的凸环嵌套在喷射器内法兰的装配槽B内，燃烧器与喷射器通过螺丝B穿过法兰B、内法兰的内丝连接；所述外筒、喷射器和导向基座通过螺丝C穿过下法兰、法兰底盘、法兰A的内丝连接；所述的排气蜗壳与导向基座通过法兰C、法兰A和螺丝D连接；所述的转子的进气段嵌套在喷射器的转子腔A内，转子的喷气段嵌套在导向基座的转子腔BB内，涡轮段伸入在排气蜗壳内腔，排气蜗壳的轴承装配盒C外嵌在转子涡轮段的上凹面。本专利技术，其转子由叠加为一体的进气段、喷气段和涡轮段构成；进气段与喷气段之间有镂空回转曲管贯穿，镂空回转曲管分布在转子小于外壁直径的沿圆周弧形曲面的本体内；镂空回转曲管从进气口、回转段到喷气口呈曲面U型回转，进气口和喷气口的开口朝向与转子的旋转方向相反，回转段朝向转子的旋转方向；镂空回转曲管数量须大于1，多个镂空回转曲管从转子本体的进气段端面看为等角分布；涡轮段的下端呈上凹面，叶片根部与涡轮段的外壁链接、下部与涡轮段下端的下端连接；叶片迎气面呈倾斜弧面，叶片的倾斜方向朝向转子的旋转方向。本专利技术转子涉及的镂空回转曲管的横截面，可以为圆形、椭圆形或其他异形；回转段的截面积为进气口截面积的80％，进气口的截面积为排气口截面积的80％。本专利技术，其所述的喷射器由法兰底盘、内法兰和中凸顶构成；中凸顶的侧外壁、法兰底盘的上平面和内法兰的内壁构成环形转子腔A；中凸顶的下顶部有轴承装配盒A，轴承装配盒A的顶部中心有轴承孔A，轴承装配盒A的外周开有冷风通孔A冷风通孔A与环形开口冷风腔贯通，冷风腔的开口与转子的冷风管道的分布半径对应；中凸顶的上顶部有环形装配槽A、内法兰的顶部有装配槽B；燃气喷嘴将喷气腔与转子腔A贯通，燃气喷嘴的中线与中凸顶立面外圆切线的夹角5°≤α≤45°。本专利技术，所述的燃烧器包括内筒、筒顶和外筒；所述外筒的内壁、筒顶的下弧面和内筒的外壁，构成上封顶、下开口的柱状环形燃烧室；所述的内筒上下端均为开口，中心有转轴贯通；其所述的内筒的内壁半径大于喷射器中凸顶上顶部的冷风通道外周的分布半径；所述的筒顶和外筒分布有进风嘴；所述的进风嘴的进风端固定在筒顶和外筒上，出风端指向燃烧室；所述的进风嘴由锥形筒A、锥形筒B和锥形筒C同心叠加组成，锥形筒A的后端有后封环A、锥形筒B的后端有后封环B；所述的锥形筒A的内壁、后封环A和锥形筒B的外壁组成的锥形盲环槽成为阻止气体倒流的一级阻气节；所述的锥形筒B的内壁、后封环B和锥形筒C的外壁组成的锥形盲环槽成为阻止气体倒流的二级阻气节。进风嘴的部署相对于燃烧器外筒的切线角度呈10-45°、相对于水平角度呈-45～45°，进风嘴切向、分层和上下倾角部署，有利于空气与燃料的充分混合和燃料克服附壁作用，有利于完全燃烧和减少积碳；锥形筒A、锥形筒B和锥形筒C的锥度夹角β在20～60°之间。实施例5本专利技术进风嘴的阻气节，可以阻止设备运行中遇到超强高负荷时出现喘震甚至停机熄火现象，有利于陆路负荷环境运行。但阻气节并非一定需要二级。本专利技术涉及的燃料喷嘴/管、点燃器，可通过燃烧器顶部的进气口装配，附图中予以未示出。本专利技术，其所述的导向基座的转子腔B的外圆周等角分布有整流导向器，整流导向器的立开口面与转子的喷气口对应，上面为封闭曲面，下面为开口，将从转子喷气口喷射的气流反射导向转子的叶轮。本专利技术，其所述的燃烧器的内筒、喷射器中凸顶的冷风通道B和冷风腔、转子的冷风通道A、转子底端的上凹井、蜗壳的排气间隙、尾气通道和尾气出口组成转子的冷却通道。本专利技术的工作过程启动电机启动后，压风轮将空气压缩，经导向轮、外筒导向叶片推送进外筒内。压缩空气一部分经进风嘴进入燃烧室，来自与燃料喷嘴/管(附图未示出)的燃料混合后，被点燃器(附图未示出)点燃产生高温高压动力燃气，进而推至环形喷射腔，并从喷嘴高速喷射进入转子的进气口，经镂空回转曲管的从喷气口膨胀喷射至整流导向器，经整流导向器后的燃气再次冲击涡轮叶片对转子再次做功，然后排至蜗壳的尾气通道，最后从尾气排出口排出。动力燃气对转子的进气口冲击喷射、从喷气口的膨胀喷射和对叶片的冲击膨胀，推动转子旋转做功，并通过轴输出机械能。同时，另一部分压缩空气，从燃烧器的顶部进入内筒，经喷射器的上凸顶的冷风通道B和冷风腔、转子的冷风通道A、转子底端的上凹井、蜗壳的排气间隙、尾气通道和尾气出口排出，对转子降温冷却，可以降低对转子材质的高温要求。本专利技术优点在于1、动力燃气对转子的进气口冲击、回转段后从排气口膨胀喷射和对涡轮叶片的冲击膨胀，重复推动回转曲管转子。克服了现有涡喷发动机部分动力燃气从叶片自我膨胀无功排出的缺点，热效率更高。2、进气嘴的阻气节结构，可以有效阻止气流倒灌产生喘震，和大惯量转子设计，是的本专利技术适用于陆路负荷。3、作为轴输出旋转发动机转子，不仅克服了现有活塞式发动机高内能耗的缺点，同时克服了现有技术转子发动机存在易损构件的缺点。4、专门的冷风通道设计，降低了对转子高温材质的要求。本专利技术燃耗低、输出扭矩大，适用于低速旋浆飞机(尤其是直升飞机)、船舶、汽车、摩托等用发动机。附图说明下面结合附图进一步说明本专利技术。图1是本专利技术立面剖视示意图。图2是本专利技术镂空回转曲管转子立体外观示意图(虚线突出显示其中一根镂空回转曲管)。图3是本专利技术回转曲管转子仰视外观示意图(虚线突出显示其中一根镂空回转曲管)。图4是本专利技术燃烧器侧仰视立体外观示意图。图5是本专利技术具有阻气节的进风嘴剖视结构示意图。图6是本专利技术喷射器侧俯视立体外观示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡喷式无冲程旋转发动机，包括转子(1)、蜗壳(18)、导向基座(2)、喷射器(3)、外筒(4)、燃烧器(5)、导风轮(7)、压风轮(8)、启动电机(9)、主机轴(20)；所述启动电机(9)通过其支架固定在整流罩(10)的进口端；所述整流罩通过螺丝A(13)穿过法兰C(10a)和外筒(4)的上法兰(4a)与外筒(4)内丝连接；所述的外筒(4)通过螺丝C(17)穿过下法兰(4b)、喷射器(3)的法兰底盘(3g)和导向基座(2)的法兰A(2b)与导向基座(2)的内丝连接；所述的外筒(4)顶端有压风轮(8)、整流叶片(6)、轴承装配盒B(12)、和轴承B(11)；所述的启动电机(9)的转轴与主机轴(20)的顶端驳接，主机轴(20)的上装配有轴承B(11)、轴承A(15)、转子(1)、轴承C(19)；其特征是所述的燃烧器(5)的内筒(5a)下端嵌套在喷射器(3)的中凸顶(3d)的装配槽A(3i)内，外筒(5b)下端的凸环(5d)嵌套在喷射器(3)内法兰(3f)的装配槽B(3h)内，燃烧器(5)与喷射器(3)通过螺丝B(16)穿过法兰B(5c)、内法兰(3f)的内丝连接；所述外筒(4)、喷射器(3)和导向基座(2)通过螺丝C(17)穿过下法兰(4b)、法兰底盘(3g)、法兰A(2c)的内丝连接；所述的排气蜗壳(18)与导向基座(2)通过法兰C(18f)、法兰A(2d)和螺丝D(18e)连接；所述的转子(1)的进气段(1c)嵌套在喷射器(3)的转子腔A(31)内，转子(1)的喷气段(1d)嵌套在导向基座(2)的转子腔B(2b)内，涡轮段(1e)伸入在排气蜗壳(18)内腔，排气蜗壳(18)的轴承装配盒C(18b)外嵌在转子(1)涡轮段(1e)的上凹面。...

【技术特征摘要】
1.一种涡喷式无冲程旋转发动机，包括转子(1)、蜗壳(18)、导向基座(2)、喷射器(3)、外筒(4)、燃烧器(5)、导风轮(7)、压风轮(8)、启动电机(9)、主机轴(20)；所述启动电机(9)通过其支架固定在整流罩(10)的进口端；所述整流罩通过螺丝A(13)穿过法兰C(10a)和外筒(4)的上法兰(4a)与外筒(4)内丝连接；所述的外筒(4)通过螺丝C(17)穿过下法兰(4b)、喷射器(3)的法兰底盘(3g)和导向基座(2)的法兰A(2b)与导向基座(2)的内丝连接；所述的外筒(4)顶端有压风轮(8)、整流叶片(6)、轴承装配盒B(12)、和轴承B(11)；所述的启动电机(9)的转轴与主机轴(20)的顶端驳接，主机轴(20)的上装配有轴承B(11)、轴承A(15)、转子(1)、轴承C(19)；其特征是所述的燃烧器(5)的内筒(5a)下端嵌套在喷射器(3)的中凸顶(3d)的装配槽A(3i)内，外筒(5b)下端的凸环(5d)嵌套在喷射器(3)内法兰(3f)的装配槽B(3h)内，燃烧器(5)与喷射器(3)通过螺丝B(16)穿过法兰B(5c)、内法兰(3f)的内丝连接；所述外筒(4)、喷射器(3)和导向基座(2)通过螺丝C(17)穿过下法兰(4b)、法兰底盘(3g)、法兰A(2c)的内丝连接；所述的排气蜗壳(18)与导向基座(2)通过法兰C(18f)、法兰A(2d)和螺丝D(18e)连接；所述的转子(1)的进气段(1c)嵌套在喷射器(3)的转子腔A(31)内，转子(1)的喷气段(1d)嵌套在导向基座(2)的转子腔B(2b)内，涡轮段(1e)伸入在排气蜗壳(18)内腔，排气蜗壳(18)的轴承装配盒C(18b)外嵌在转子(1)涡轮段(1e)的上凹面。2.权利要求所述的一种涡喷式无冲程旋转发动机，其特征是所述的转子(1)由叠加为一体的进气段(1c)、喷气段(1d)和涡轮段(1e)构成；进气段(1c)与喷气段(1d)之间有镂空回转曲管(1g)贯穿，镂空回转曲管(1g)分布在转子(1)小于外壁直径的沿圆周弧形曲面的本体内；镂空回转曲管(1g)从进气口(1g1)、回转段(1g2)到喷气口(1g3)呈曲面U型回转，进气口(1c)和喷气口(1g3)的开口朝向与转子(1)的旋转方向相反，回转段(1g2)朝向转子(1)的旋转方向；镂空回转曲管(1g)数量须大于1，多个镂空回转曲管(1g)从转子(1)本体的进气段(1c)端面看为等角分布；涡轮段(1e)的下端呈上凹面，叶片(1f)根部与涡轮段(1e)的外壁链接、下部与涡轮段(1e)的下端连接；叶片(1f)迎气面呈倾斜弧面，叶片(1f)的倾斜朝向转子(1)的旋转方向。3.权利要求1所述的一种涡喷式无冲程旋转发动机，其特征是所述的喷射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钢坤，
申请(专利权)人：李钢坤，
类型：发明
国别省市：重庆,50