CN104251168A - 电动压气喷气式发动机 - Google Patents
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Abstract
一种采用电池和化学燃料混合驱动的电动压气喷气式发动机，由进气道、压气机、高速无刷电动机、燃烧室、尾喷管组成，压气机叶轮由高速无刷电动机直接驱动。发动机还包括有油箱、供油泵或供油电磁阀、电子调速器、动力电池，油箱内的燃油通过供油泵或供油电磁阀进入燃烧室，电子调速器进端与动力电池电连接，电子调速器出端分别与高速无刷电动机和供油泵或供油电磁阀电连接并联动。发动机工作时，高速无刷电动机驱动压气机叶轮进行压气，电子调速器同时控制高速无刷电动机的转速和供油泵或供油电磁阀的供油量，当高速无刷电动机转速升高时，供油量也增加，当高速无刷电动机转速降低时，供油量也减少。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种喷气式发动机，尤其是采用电池和化学燃料混合驱动的喷气式发动机。
背景技术
目前，实用的喷气式发动机分为冲压喷气式发动机、脉冲喷气式发动机和涡轮喷气式发动机三大类。冲压喷气式发动机必须在很高的速度下才能工作，脉冲喷气式发动机受限于工作时的震动及进气口单向阀的寿命等问题，上述二类喷气式发动机只在特殊场合得以应用。目前广泛使用的是涡轮喷气式发动机，由于涡轮喷气式发动机必须要有压气机及涡轮等高速旋转部件，结构复杂，成本很高，难以在小型化方面大规模使用。涡轮必须在高温及高转速下工作，不仅要求极高，而且限制了燃气温度的提高，使涡轮喷气式发动机的效率难以进一步提高。
最近在小型化发动机方面，出现一种电动函道风扇式发动机，用高速无刷电动机带动函道风扇旋转实现低速喷气推进。由于电池的功率重量比远小于化学燃料，因此，完全使用电能推动的电动函道风扇式发动机在推重比及工作时间上受到极大限制，目前只在航空模型上得到应用。
发明内容
本发明的目的是克服上述各种喷气式发动机存在的问题，提供一种采用压气机压气，但不用涡轮及传动轴带动压气机工作的结构简单又能广泛使用的喷气式发动机。
本发明的另一个目的是克服电动函道风扇式发动机在推重比及飞行时间上受到的限制，提供一种采用电池和化学燃料混合驱动的喷气式发动机。
本发明所采用的技术方案是：电动压气喷气式发动机由进气道、压气机、高速无刷电动机、燃烧室、尾喷管组成，压气机进气端与进气道固定连接，压气机出气端与燃烧室前端固定连接，燃烧室后端与尾喷管固定连接，压气机叶轮由高速无刷电动机直接驱动。电动压气喷气式发动机还包括有油箱、供油泵或供油电磁阀、电子调速器、动力电池，油箱内的燃油通过供油泵或供油电磁阀进入燃烧室，电子调速器进端与动力电池电连接，电子调速器出端分别与高速无刷电动机和供油泵或供油电磁阀电连接并联动。
电动压气喷气式发动机工作时，高速无刷电动机驱动压气机叶轮高速旋转，通过进气道吸入空气并压缩，使空气压力升高，流入燃烧室，在燃烧室内，通过供油泵或供油电磁阀喷 入的燃料与空气混合后剧烈燃烧，燃烧后高温高压的烟气通过尾喷管高速喷出做功。通过电子调速器同时控制高速无刷电动机的转速和供油泵或供油电磁阀的供油量，当高速无刷电动机转速升高时，进入燃烧室的空气量增加，同时供油量也增加，电动压气喷气式发动机输出功率加大；当高速无刷电动机转速降低时，进入燃烧室的空气量减少，同时供油量也减少，电动压气喷气式发动机输出功率减小。
电动压气喷气式发动机压气机可采用离心式压气机，也可采用轴流式压气机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：取消了涡轮及传动轴等高速旋转部件，使喷气式发动机结构大大简化，成本大幅降低，还能通过提高燃气温度提高喷气式发动机的效率，尤其适用于小型化喷气式发动机，电池提供的电能仅用于驱动压气机，所需电能远小于电动函道风扇式发动机，在推重比及工作时间上均能达到使用要求。
如果压气机采用离心式压气机且为径向出气，在不影响发动机功率的情况下，进气道和压气机轴线与燃烧室和尾喷管轴线垂直，飞行器可直接实现背部或腹部进气。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明主要结构图
图2是本发明采用离心式压气机高速无刷电动机和压气机叶轮四种连接方式结构图
图3是本发明采用轴流式压气机结构图
图4是本发明进气道和压气机轴线与燃烧室和尾喷管轴线垂直结构图
图中：1、进气道，2、压气机叶轮，3、高速无刷电动机，4、燃烧室，5、尾喷管，
6、供油泵或供油电磁阀，7、油箱，8、电子调速器，9、动力电池，10、支架。
在图1中，压气机进气端与进气道(1)固定连接，压气机出气端与燃烧室(4)前端固定连接，燃烧室(4)后端与尾喷管(5)固定连接，压气机叶轮(2)由高速无刷电动机(3)直接驱动，油箱(7)内的燃油通过供油泵或供油电磁阀(6)进入燃烧室(4)，电子调速器(8)进端与动力电池(9)电连接，电子调速器(8)出端分别与高速无刷电动机(3)和供油泵或供油电磁阀(6)电连接并联动。
在图2中，压气机采用离心式压气机，高速无刷电动机和压气机叶轮有四种连接方式：
A：高速无刷电动机(3)采用内转子电机，高速无刷电动机(3)位于压气机叶轮(2)后部并固定连接在压气机座上，高速无刷电动机(3)转轴与压气机叶轮(2)固定连接。
B：高速无刷电动机(3)采用内转子电机，高速无刷电动机(3)位于压气机叶轮(2)前部 并通过支架(10)固定连接在进气道(1)上，高速无刷电动机(3)转轴与压气机叶轮(2)固定连接。
C：高速无刷电动机(3)采用外转子电机，高速无刷电动机(3)安装座固定连接在压气机座上，高速无刷电动机(3)外转子与压气机叶轮(2)固定连接。
D：高速无刷电动机(3)采用外转子电机，高速无刷电动机(3)安装座通过支架(10)固定连接在进气道(1)上，高速无刷电动机(3)外转子与压气机叶轮(2)固定连接。
在图3中，压气机采用轴流式压气机，压气机叶轮(2)由高速无刷电动机(3)直接驱动，高速无刷电动机(3)通过支架(10)固定连接在发动机上。
在图4中，压气机采用离心式压气机且为径向出气，压气机叶轮(2)由高速无刷电动机(3)直接驱动，进气道(1)和压气机轴线与燃烧室(4)和尾喷管(5)轴线垂直。
Claims (4)
1.一种电动压气喷气式发动机，其特征是：发动机由进气道、压气机、高速无刷电动机、燃烧室、尾喷管组成，压气机进气端与进气道固定连接，压气机出气端与燃烧室前端固定连接，燃烧室后端与尾喷管固定连接，压气机叶轮由高速无刷电动机直接驱动；发动机还包括有油箱、供油泵或供油电磁阀、电子调速器、动力电池，油箱内的燃油通过供油泵或供油电磁阀进入燃烧室，电子调速器进端与动力电池电连接，电子调速器出端分别与高速无刷电动机和供油泵或供油电磁阀电连接并联动。
2.根据权利要求1所述的电动压气喷气式发动机，其特征是：压气机采用离心式压气机，高速无刷电动机和压气机叶轮有四种连接方式：
A：高速无刷电动机采用内转子电机，高速无刷电动机位于压气机叶轮后部并固定连接在压气机座上，高速无刷电动机转轴与压气机叶轮固定连接，
B：高速无刷电动机采用内转子电机，高速无刷电动机位于压气机叶轮前部并通过支架固定连接在进气道上，高速无刷电动机转轴与压气机叶轮固定连接，
C：高速无刷电动机采用外转子电机，高速无刷电动机安装座固定连接在压气机座上，高速无刷电动机外转子与压气机叶轮固定连接，
D：高速无刷电动机采用外转子电机，高速无刷电动机安装座通过支架固定连接在进气道上，高速无刷电动机外转子与压气机叶轮固定连接。
3.根据权利要求1所述的电动压气喷气式发动机，其特征是：电动压气喷气式发动机压气机采用轴流式压气机，压气机叶轮由高速无刷电动机直接驱动，高速无刷电动机通过支架固定连接在发动机上。
4.根据权利要求1所述的电动压气喷气式发动机，其特征是：压气机采用离心式压气机且为径向出气，进气道和压气机轴线与燃烧室和尾喷管轴线垂直。
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| CN105822432A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-03 | 山东元动力科技有限公司 | 一种微型涡喷发动机 |
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Addressee: Yang Jiaxiong Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
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