CN104279079B - 内爆式推动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内爆式推动器，包括进气管、设有可开合密封腔的燃烧装置和点火装置，所述燃烧装置包括底座、至少一个筒体和可开合的密封装置，可开合的密封装置包括旋转轴、电机和密封盖，筒体垂直安装在底座上，电机安装在底座上，旋转轴垂直于底座设置于筒体外部，旋转轴的一端与电机相连，旋转轴的另一端设有密封盖，所述密封盖与筒体顶部相接触构成密封腔，底座设有与密封腔相连通的点火孔和进气孔，进气孔与进气管相连，点火装置安装在点火孔上。该内爆式推动器燃料燃烧完全，油耗低，气体喷出的压力大，提供的驱动力大，且结构简单、加工容易。

Description

内爆式推动器

技术领域

本发明属于推动器领域，尤其是涉及一种内爆式推动器，用于间歇燃烧脉冲喷气提供推动力。

背景技术

内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。这也是将热能转化为机械能的一种热机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等。喷气发动机是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。

脉动喷气发动机是喷气发动机的一种，采用间歇燃烧原理。这种发动机的前部装有单向活门，之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室，最后是特殊设计的长长的尾喷管。脉动喷气发动机工作时，首先把压缩空气打入单向活门，或使发动机在空中运动，这时便有气流进入燃烧室，然后油咀喷油，火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后，由于燃气流的惯性作用，虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等，仍会继续向外喷，所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象，使压强显著降低到小于大气压，于是空气再次打开单向活门流入燃烧室，喷油点火燃烧，开始第二个循环。这样周而复始，发动机便可不断地工作了。传统的脉冲喷气发动机燃烧室直接与喷尾管相连通，燃烧室内的燃油没有经过完全燃烧就从喷尾管中喷出，并且未充分燃烧的燃气还会与喷入的燃油混合再次燃烧，使油耗增大，同时过高的温度也会影响发动机的寿命。并且燃气直接从喷尾管中喷出，喷出气体的压力小，所以喷射时产生的反作用力也小，所以脉冲喷气发动机不适于作为飞机动力装置，无法达到现代燃气涡轮发动机的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、燃烧效率高、产生推力强的内爆式推动器，尤其适合应用于飞机、汽车、船舶的动力装置。

本发明的技术方案是：包括进气管、设有可开合密封腔的燃烧装置和点火装置，所述燃烧装置包括底座、至少一个筒体和可开合的密封装置，可开合的密封装置包括旋转轴、电机和密封盖，筒体垂直安装在底座上，电机安装在底座上，旋转轴垂直于底座设置于筒体外部，旋转轴的一端与电机相连，旋转轴的另一端设有密封盖，所述密封盖与筒体顶部相接触构成密封腔，底座设有与密封腔相连通的点火孔和进气孔，进气孔与进气管相连，点火装置安装在点火孔上。

燃烧装置的密封腔由筒体、底座和密封盖构成，通过旋转轴带动密封盖转动，实现密封腔的开合。筒体、底座和密封盖可由耐高温合金材料制备而成。密封盖旋转到筒体上部并与筒体顶部相接触时，进气管向密封腔内充入燃油和空气的混合气体，然后点火装置开始点火，在点火的同时，旋转轴重新开始转动，密封盖打开，燃油和空气燃烧产生的高温高压气体从筒体顶部喷出，提供一个反作用力。然后密封盖继续转动将密封腔闭合，继续喷油点火燃烧，开始第二个循环。该内爆式推动器燃油燃烧完全，瞬时喷出的气体压力大，提供的推动力大。进气管内可设有球阀，间歇性的向燃烧装置的密封腔内充入燃油和空气。密封腔内燃油和空气充满后点火装置间歇性点火，燃油燃烧产生高压气体。

所述燃烧装置包括两个以上筒体，所述筒体围绕旋转轴均匀设置，所述密封盖包括至少一个与筒体顶部形状相同的密封单元和至少一个连接杆，连接杆的一端与密封单元相连接，连接杆的另一端与旋转轴连接，连接杆围绕旋转轴设置，密封单元的数量少于筒体的数量，密封单元与筒体顶部配合设置。

所述底座上设有四个以上筒体，所述密封盖包括至少两个密封单元，密封单元对应于筒体间隔设置。

所述底座上设有四个以上偶数个筒体，所述密封盖包括至少一对密封单元，所述一对密封单元为两个对称设置在旋转轴的两侧的密封单元。

所述底座上设有四个筒体，所述密封盖包括一对密封单元。

所述燃烧装置包括两个以上筒体，所述筒体围绕旋转轴均匀设置，所述密封盖与所有筒体的顶部接触，所述密封盖设有至少一个与筒体顶部形状相同且与筒体相配合的孔，孔的数量少于筒体的数量，密封盖中心设有中心通孔，旋转轴穿过中心通孔与密封盖固定连接。

所述底座上设有四个以上筒体，所述密封盖设有至少两个孔，所述密封盖上的孔对应于筒体间隔设置。

所述底座上设有四个以上偶数个筒体，所述密封盖上至少设有一对孔，所述一对孔为对称设置在旋转轴两侧的两个孔。

所述底座上设有四个筒体，所述密封盖上设有一对孔。

电机和旋转轴分别设置在底座的两侧，旋转轴的一端穿过底座与底座另一侧的电机相连。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，内爆式推动器燃烧效率高、产生推力强；具有结构简单，维修方便，加工成本低等优点，适合应用于飞机、汽车、船舶的动力装置。

附图说明

图1是本发明燃烧装置俯视图

图2是本发明燃烧装置主视图

图3、图4是本发明密封盖结构示意图

图中：

1、筒体 2、进气孔 3、点火孔 4、底座 5、旋转轴

6、电机 7、连接杆 8、密封单元 9、孔 10、密封盖

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明内爆式推动器包括进气管、旋转轴5、设有可开合密封腔的燃烧装置和点火装置，燃烧装置包括底座4和至少一个筒体1和可开合的密封装置，可开合的密封装置包括旋转轴5、电机6和密封盖10，筒体1垂直安装在底座4上，电机6安装在底座上4，旋转轴5可旋转的垂直于底座4设置在筒体的外部，旋转轴5的一端与电机6相连，旋转轴5的另一端设有密封盖10，所述密封盖10与筒体1顶部相接触构成中空密封腔，底座4设有与密封腔相连通的点火孔3和进气孔2，进气孔2与进气管相连，点火装置安装在点火孔上3。底座4、密封盖10和筒体1构成可开合的密封腔，通过电机6带动旋转轴5和密封盖10的转动实现了密封腔的开合。电机6、筒体1可以位于底座4的一侧，也可以位于底座4的两侧。筒体1和旋转轴5位于底座4的同一侧。当电机6、筒体1位于底座4的两侧时，旋转轴5的一端穿过底座4与底座4另一侧的电机6相连。这样能够节约底座4上方的空间，防止电机6、筒体1安装在底座4的同一侧导致底座4面积过大，减小了底座4的面积，节约了成本。电机6可采用现有技术的棘轮、槽轮之类的间歇传动机构带动旋转轴5以一定角度精确的间歇旋转。进气管可装有阀门，通过控制阀门来实现燃油和空气混合气体的通断。密封盖10旋转到筒体1上部并与筒体1顶部相接触时，进气管向密封腔内充入燃油和空气的混合气体，然后点火装置开始点火，在点火的同时，旋转轴5转动密封盖10打开，燃油和空气燃烧产生的高温高压气体从筒体1顶部喷出，提供一个反作用力。然后密封盖10继续转动将密封腔闭合，继续喷油点火燃烧，开始第二个循环。本发明通过控制进气管阀门、电机6和点火装置的间歇工作时间来实现三者的配合，从而使内爆式推动器的工作。

本发明可包括两个以上筒体1，筒体1围绕旋转轴5均匀设置，密封盖10可以包括至少一个与筒体1顶部形状相同的密封单元8和至少一个连接杆7，连接杆7的一端与密封单元8相连接，连接杆7的另一端与旋转轴5连接，连接杆7围绕旋转轴5设置，密封单元8的数量少于筒体1的数量，密封单元8与筒体1顶部配合设置。

底座4上可设有四个以上筒体1，密封盖10包括至少两个密封单元8，密封单元8对应于筒体1间隔设置。每间隔一个筒体1设置一个密封单元8，这样就能够实现四个以上筒体1的连续工作，密封盖10旋转到筒体1上方时，进气管打开向密封腔内充气，充气完成时点火同时密封盖10继续旋转打开密封腔。这样单个筒体1的间歇工作实现了整个内爆式推动器的连续工作。

底座4上可设有四个以上偶数个筒体1，密封盖10包括至少一对密封单元8，一对密封单元8为两个对称设置在旋转轴5的两侧的密封单元8。

进一步的，底座4上可设有四个筒体1，密封盖10包括一对密封单元8。这样，两个对角线位置的筒体1就同时工作，通过控制进气管的通断、点火速率和电机的旋转角度和速率能够实现两个对角线位置的筒体1进气的同时另外两个筒体1点燃爆炸，排出高温高压气体。四个筒体1中每两个一组处于相同的工作状态，筒体1组与组之间轮流充气、点燃爆炸，实现整个内爆式推动器的工作。

密封盖10也可以为整体结构，密封盖10与所有筒体1的顶部相接触，密封盖10上设有至少一个与筒体1顶部形状相同且与筒体1相配合的孔9，孔9的数量少于筒体1的数量，密封盖10中心设有中心通孔，旋转轴5穿过中心通孔与密封盖10固定连接。

底座4上设有四个以上筒体1时，密封盖10上可设有至少两个孔9，密封盖10上的孔9对应于筒体1间隔设置。

进一步的，底座4上可设有四个以上偶数个筒体1，密封盖10上至少设有一对孔9，一对孔9为对称设置在旋转轴5两侧的两个孔9。这样每对孔9对应的对称的位于旋转轴5两侧的两个筒体1同时工作，随着密封盖10的旋转，实现了不同位置筒体1连续爆炸喷出高压气体，从而实现整个内爆式推动器的工作。

底座4上可进一步设有四个筒体1，密封盖10上设有一对孔9。四个筒体1中每两个一组处于相同的工作状态，每组筒体轮流充气、点燃爆炸，实现整个内爆式推动器的工作。

本发明的工作过程：首先将密封盖10旋转到筒体1上方，将筒体1密封，形成一个闭合的密封腔，进气管阀门打开向密封腔内通入燃油和空气的混合气体。充气完成后，点火装置开始点火，同时旋转轴5带动密封盖10以一定角度继续间歇旋转。将该筒体1打开，同时将其相邻筒体1密封。打开的筒体1内部燃油被点燃爆炸，产生高温高压气体从筒体1顶部的开口喷出。高压气体喷出的同时向内爆式推动器提供一个反作用力。单个筒体1间歇工作，完成一个循环。多个筒体1轮流充气、点燃爆炸实现了内爆式推动器的连续工作。内爆式推动器内部燃油在密闭的空间中燃烧爆炸，燃烧完全，燃烧效率高，产生的推动力强。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.内爆式推动器，其特征在于：包括进气管、设有可开合密封腔的燃烧装置和点火装置，所述燃烧装置包括底座、至少一个筒体和可开合的密封装置，可开合的密封装置包括旋转轴、电机和密封盖，筒体垂直安装在底座上，电机安装在底座上，旋转轴垂直于底座设置于筒体外部，旋转轴的一端与电机相连，旋转轴的另一端设有密封盖，所述密封盖与筒体顶部相接触构成密封腔，底座设有与密封腔相连通的点火孔和进气孔，进气孔与进气管相连，进气管内设有球阀，点火装置安装在点火孔上。

2.根据权利要求1所述的内爆式推动器，其特征在于：所述燃烧装置包括两个以上筒体，所述筒体围绕旋转轴均匀设置，所述密封盖包括至少一个与筒体顶部形状相同的密封单元和至少一个连接杆，连接杆的一端与密封单元相连接，连接杆的另一端与旋转轴连接，连接杆围绕旋转轴设置，密封单元的数量少于筒体的数量，密封单元与筒体顶部配合设置。

3.根据权利要求2所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个以上筒体，所述密封盖包括至少两个密封单元，密封单元对应于筒体间隔设置。

4.根据权利要求3所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个以上偶数个筒体，所述密封盖包括至少一对密封单元，每对密封单元为两个对称设置在旋转轴的两侧的密封单元。

5.根据权利要求4所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个筒体，所述密封盖包括一对密封单元。

6.根据权利要求1所述的内爆式推动器，其特征在于：所述燃烧装置包括两个以上筒体，所述筒体围绕旋转轴均匀设置，所述密封盖与所有筒体的顶部接触，所述密封盖设有至少一个与筒体顶部形状相同且与筒体相配合的孔，孔的数量少于筒体的数量，密封盖中心设有中心通孔，旋转轴穿过中心通孔与密封盖固定连接。

7.根据权利要求6所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个以上筒体，所述密封盖设有至少两个孔，所述密封盖上的孔对应于筒体间隔设置。

8.根据权利要求7所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个以上偶数个筒体，所述密封盖上至少设有一对孔，每对孔为对称设置在旋转轴两侧的两个孔。

9.根据权利要求8所述的内爆式推动器，其特征在于：所述底座上设有四个筒体，所述密封盖上设有一对孔。

10.根据权利要求1所述的内爆式推动器，其特征在于：电机和旋转轴分别设置在底座的两侧，旋转轴的一端穿过底座与底座另一侧的电机相连。