一种动力装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种动力装置，动力装置包括螺旋形的气体流动通道；螺旋形的气体流动通道实现了轴向流动和周向流动的合成；螺旋形的气体流动通道包括进气段、中间段、排气段；螺旋形的气体流动通道绕轴向旋转时，外部空气被进气段吸入并提高总压后进入中间段；燃料在进气段或中间段中与空气混合；中间段包括燃烧室，实现燃料的燃烧并形成高温高压的燃气，燃气在排气段膨胀做功后排出到外部；做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；轴向力输出为推力，切向力输出为扭矩并驱动螺旋形的气体流动通道继续绕轴向旋转；通过对螺旋形的气体流动通道的设计使得做功的力在轴向上和切向上可以有合理的分配以实现推力类动力装置和扭矩类动力装置。

【技术实现步骤摘要】
一种动力装置
本专利技术涉及动力机械领域，特别是涉及一种动力装置。
技术介绍
现有动力装置存在这样一种技术：叶轮由大量叶片和轮盘构成；空气由多级叶轮组成的压气机吸入并提高总压后进入燃烧室与燃料混合燃烧，形成高温高压的燃气，燃气进入由一级或多级叶轮组成的涡轮膨胀做功，一部分膨胀功驱动涡轮旋转并带动同轴压气机继续吸入和空气总压，另一部分膨胀功则从涡轮出口沿发动机轴向向后喷射产生推力；各级叶轮间还有矫直气流的静子叶轮。现有动力装置输出的动力主要有轴向力和切向力两种，也就是只有推力和扭矩两类动力装置；由此而知，涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机或类似的发动机属于推力类动力装置，而涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、螺浆风扇发动机、燃气轮机或类似的发动机属于扭矩类动力装置。应用现有技术的推力类动力装置在吸入和提高空气总压、混入燃料燃烧并膨胀做功后排出的过程中，推力是由流经动力装置内外壁面的气流对动力装置各个部件上的作用力而产生的，但是气体在各个部件上的作用力的轴向分力并不都是与推力方向相同的，例如涡轮、静子等部件受到的就是与推力方向相反的轴向分力，因此必然造成推力损失、结构受力不均的问题。同时，动力装置的转子和静子是由大量的叶片和轮盘构成的叶轮组成，整体的可靠性较低；而且转子和静子的叶尖间隙还进一步增加了二次流的损耗。应用现有技术的扭矩类动力装置与推力类动力装置结构及工作原理类似，只不过更多的膨胀功用于驱动涡轮产生扭矩，更少或几乎没有能量用于喷射产生推力。应用现有技术的动力装置结构复杂、零部件数量繁多、整体可靠性低；受涡轮和静子本身技术方案的制约，动力装置反向损耗、推力损失、结构受力不均的问题明显；同时还有叶尖间隙增加的二次流损耗，进一步降低了应用现有技术的动力装置的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是简化结构，尝试取消涡轮部件、静子部件，降低二次流和反向损耗，使动力装置受力更加均匀，同时提高动力装置的可靠性和效率。为达上述目的，本专利技术提供了一种具有螺旋形的气体流动通道的动力单元以及具有同样的螺旋形的气体流动通道的动力装置；螺旋形的气体流动通道实现了轴向流动和周向流动的合成；螺旋形的气体流动通道绕轴向旋转时，外部的空气被螺旋形的气体流动通道吸入并提高总压，在螺旋形的气体流动通道中与燃料混合实现燃烧并形成燃气，燃气在螺旋形的气体流动通道中膨胀做功后排出到外部；做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；轴向力输出为推力，切向力输出为扭矩并驱动螺旋形的气体流动通道继续绕轴向旋转并吸入和提高空气总压；通过对螺旋形的气体流动通道的设计使得做功的力在轴向上和切向上可以有合理的分配以实现推力类动力装置和扭矩类动力装置。动力单元的技术方案提供一种动力单元，所述动力单元是包括压缩功能、燃烧功能和推进功能的螺旋结构；所述动力单元前后贯通；所述动力单元包括压缩分段、燃烧分段和推进分段，所述压缩分段、所述燃烧分段、所述推进分段沿所述螺旋结构依次设置；所述压缩分段、所述推进分段均具有沿所述螺旋结构形成的气体流动通道；形成用于气体从所述压缩分段进入，流经所述燃烧分段并从所述推进分段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述螺旋结构的轴线(合成轴向流动和周向流动的螺旋结构必然具有轴线)旋转时，外部的空气由所述压缩分段吸入并提高总压，进入所述燃烧分段与燃料混合实现燃烧形成高温高压的燃气，所述燃气在所述推进分段膨胀做功后排出到外部。优选的，所述做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；所述轴向力推动所述动力单元沿所述轴线前进，所述切向力驱动所述动力单元绕所述轴线旋转；或仅驱动所述动力单元绕所述轴线旋转。动力装置的技术方案一提供一种动力装置，包括燃料系统和机体；(所述燃料系统是本领域的公知常识；特别的，动力装置还包括点火系统，用于实现动力装置的点火，点火系统是本领域的公知常识；特别的，动力装置还包括控制系统，用于控制起动、燃料供给、点火以及监测动力装置的运行状态等，控制系统是本领域的公知常识，例如FADEC系统；下同；)所述机体包括支撑部和转动部；所述转动部可转动地支撑在所述支撑部上；所述转动部具有前后延伸的中心轴线；(特别的，所述支撑部包括前支撑部和后支撑部；下同；)所述转动部包括动力单元；所述转动部以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元前后贯通；所述动力单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元从前向后(进气段在前、排气段在后)依次分为进气段、中间段和排气段；所述进气段和所述排气段均具有螺旋形地缠绕所述中心轴线的气体流动通道；形成用于气体从所述进气段进入，流经所述中间段并从所述排气段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述中心轴线旋转时，外部的空气被所述进气段吸入并提高总压后进入所述中间段；所述燃料系统将燃料输送到所述进气段(预混式燃烧)或所述中间段(扩散式燃烧)；所述中间段包括燃烧室，实现所述燃料的燃烧并形成高温高压的燃气；所述燃气在所述排气段膨胀做功后排出到外部；所述做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；所述轴向力由所述转动部传递到所述支撑部并对所述机体产生推力；所述切向力驱动所述转动部旋转。优选的，所述转动部还包括回转单元，所述回转单元为前后贯通的中空壳体或中空框体或支撑环结构；所述回转单元可转动地支撑在所述支撑部上，且所述回转单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元通过所述回转单元可转动地支撑在所述支撑部上；所述回转单元与所述动力单元固定连接；所述回转单元为所述动力单元提供了稳定的转动支撑，且作为传力部件，将所述轴向力传递给所述支撑部。优选的，所述支撑部具有第一环形件，所述转动部具有第二环形件，所述第一环形件与所述第二环形件均布置为与所述中心轴线相垂直，且所述第一环形件与所述第二环形件的环形圆心在所述中心轴线上；所述第一环形件与所述第二环形件中至少一个具有环形凹槽；所述第一环形件与所述第二环形件相互扣合为一个完整的环形空腔，且所述第一环形件与所述第二环形件之间为动密封结构；(动密封结构可以由两个环形件的扣合部位构成，例如扣合部位有石墨封严层、陶瓷封严层等，也可以添加动密封件实现，例如石墨封严环、陶瓷封严环、磁流体密封装置等；下同；)所述第一环形件开有入油孔，与所述燃料系统连通；所述第二环形件开有出油孔，与所述进气段或所述中间段连通；用于为所述动力单元提供燃料。所述动密封结构实现了燃料的不间断供应，实现所述第一环形件(静止部件；下同)向所述第二环形件(转动部件；下同)的燃料导入。可选的，所述燃料系统包括燃料箱，所述燃料箱与所述转动部一体旋转，并且所述燃料箱将燃料供给到所述进气段或所述中间段。优选的，所述动力单元为多个，多个所述动力单元之间为绕所述中心轴线分组排布或绕所述中心轴线等间距排布；为了实现更好的效果，在数量和排布上可以进行多种组合。优选的，所述动力单元还包括扩压器，所述扩压器设置在所述中间段，用于提高从所述进气段进入所述中间段的气体的静压。优选的，所述动力单元还包括燃烧室内衬，所述燃烧室内衬设置在所述中间段内，且所述燃烧室内衬与所述中间段的内壁之间存在间隙，所述燃烧室内衬用于提高所述中间段的热容强度；所述燃烧室内衬是为了对所述中间段形成保护，防止高温炙烤所述中间段。进一步的，环绕所述燃烧室内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力装置，包括燃料系统和机体，其特征是：所述机体包括支撑部和转动部；所述转动部可转动地支撑在所述支撑部上；所述转动部具有前后延伸的中心轴线；所述转动部包括动力单元；所述转动部以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元前后贯通；所述动力单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元从前向后依次分为进气段、中间段和排气段(进气段在前、排气段在后)；所述进气段和所述排气段均具有螺旋形地缠绕所述中心轴线的气体流动通道；形成用于气体从所述进气段进入，流经所述中间段并从所述排气段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述中心轴线旋转时，外部的空气被所述进气段吸入并提高总压后进入所述中间段；所述燃料系统将燃料输送到所述进气段或所述中间段；所述中间段包括燃烧室，实现所述燃料的燃烧并形成高温高压的燃气；所述燃气在所述排气段膨胀做功后排出到外部；所述做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；所述轴向力由所述转动部传递到所述支撑部并对所述机体产生推力；所述切向力驱动所述转动部旋转。

【技术特征摘要】
1.一种动力装置，包括燃料系统和机体，其特征是：所述机体包括支撑部和转动部；所述转动部可转动地支撑在所述支撑部上；所述转动部具有前后延伸的中心轴线；所述转动部包括动力单元；所述转动部以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元前后贯通；所述动力单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元从前向后依次分为进气段、中间段和排气段(进气段在前、排气段在后)；所述进气段和所述排气段均具有螺旋形地缠绕所述中心轴线的气体流动通道；形成用于气体从所述进气段进入，流经所述中间段并从所述排气段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述中心轴线旋转时，外部的空气被所述进气段吸入并提高总压后进入所述中间段；所述燃料系统将燃料输送到所述进气段或所述中间段；所述中间段包括燃烧室，实现所述燃料的燃烧并形成高温高压的燃气；所述燃气在所述排气段膨胀做功后排出到外部；所述做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；所述轴向力由所述转动部传递到所述支撑部并对所述机体产生推力；所述切向力驱动所述转动部旋转。2.一种动力装置，包括燃料系统和机体，其特征是：所述机体包括支撑部和转动部；所述转动部可转动地支撑在所述支撑部上；所述转动部具有前后延伸的中心轴线；所述转动部包括至少两个的动力单元，所述转动部以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元前后贯通；所述动力单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元从前向后依次分为进气段、中间段和排气段(进气段在前、排气段在后)；所述进气段和所述排气段均具有螺旋形地缠绕所述中心轴线的气体流动通道；形成用于气体从所述进气段进入，流经所述中间段并从所述排气段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述中心轴线旋转时，外部的空气被所述进气段吸入并提高总压后进入所述中间段；所述燃料系统将燃料输送到所述进气段或所述中间段；所述中间段具有联焰管，所述中间段包括燃烧室，相邻的两个所述中间段的燃烧室通过所述联焰管相互连通形成联管燃烧室(保证相互连通的所述燃烧室成功点火并均衡所述燃烧室之间的压力)；所述联管燃烧室实现所述燃料的燃烧并形成高温高压的燃气；所述燃气在所述排气段膨胀做功后排出到外部；所述做功的力可分解为轴向力和切向力；或仅为切向力；所述轴向力由所述转动部传递到所述支撑部并对所述机体产生推力；所述切向力驱动所述转动部旋转。3.一种动力装置，包括燃料系统和机体，其特征是：所述机体包括支撑部和转动部；所述转动部可转动地支撑在所述支撑部上；所述转动部具有前后延伸的中心轴线；所述转动部包括动力单元；所述转动部以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元前后贯通；所述动力单元以所述中心轴线为旋转轴线；所述动力单元从前向后依次分为进气段、中间段和排气段(进气段在前、排气段在后)；所述进气段和所述排气段均具有螺旋形地缠绕所述中心轴线的气体流动通道；形成用于气体从所述进气段进入，流经所述中间段并从所述排气段排出到外部的螺旋形的气体流动路径；所述动力单元绕所述中心轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨航，
申请(专利权)人：杨航，
类型：发明
国别省市：四川,51