CN1124404C - 反动式发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反动式发动机，该发动机有一个固定轮座，其上设有左端盖及右端盖，传动轴通过轴承安装在左、右端盖上，传动轴的中部安装一个工作轮，该工作轮由内环、外环及导叶构成，内、外环之间装有多个燃烧室，右端盖上安装有一个固定式导风轮，该导风轮上设有多个辐流式导向叶片，该导风轮内缘上设有集气流道和气流出口，所述的固定轮座的内壁上设有多条反射槽，该反射槽通过右端盖的孔道与外界连通。

Description

反动式发动机
本发明涉及一种反动式发动机，该发动机是利用冷却回热，冲压压缩，等容燃烧和喷气反动作功的新型发动机。
发动机是一种广泛应用的普通技术，从产生近代蒸汽机后，随着科学技术的发展和生产生活的需要，出现了各种类型，各种用途的发动机。其中汽、柴油机的技术已渐趋完善，燃气轮机和旋转活塞发动机虽然刚刚开始推广，但也在材质、热效率及维修周期上遇到了短期内难以克服的缺点。特别是现在普遍应用的这几种发动机的热效率还不会超过百分之五十，比重量也难以降到喷气发动机的水平。虽然国内外广大科研工作者对这一工作十分重视，投入了大量的人力、物力来攻克这一难关，但是至今还没有更新换代产品出现。
本发明的目的是提出一种可使热效率大大提高，比重量接近喷气发动机的反动式发动机。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种反动式发动机，有一个固定轮座，该固定轮座上设有左端盖及右端盖，左端盖与所述的压缩机的排气口连通，所述的传动轴通过轴承安装在左、右端盖上，传动轴的中部安装一个工作轮，该工作轮由内环、外环及导叶构成，内、外环之间装有多个所述的燃烧室，该燃烧室的进气口设在内环上，排气喷嘴设在外环上，所述的右端盖上安装有一个固定式导风轮，该导风轮上设有多个辐流式导向叶片，该导风轮内缘上设有集气流道和气流出口，该气流出口位于230°-360°角之间的区域内，该气流出口处设有喷油嘴及火花塞，所述的固定轮座的180°-360°角之间区域的内壁上设有多条反射槽，该反射槽通过右端盖的孔道与外界连通。
图15为本发明的工作原理示意图，本发明的工作原理是：由压缩机将吸入的气体压缩到4至6个气压后，气体从左端盖进入工作轮及燃烧室的外部空间，气体在导叶的作用下被加速向后运动进入导风轮时，气体的温度将被提高，同时也冷却了工作轮及其上的燃烧室，所以该发动机可不必设置专用的冷却系统，进入导风轮的气体沿固定的流通方向流动，先自圆周向圆心作向心流动，然后再作转向流动，最后变成顺时针方向从导风轮气流出口处进入工作轮上的燃烧室，此时工作轮作反时针方向旋转，因而压缩空气的流动方向与燃烧室进气口运动方向相反，燃烧室的排气喷嘴正处在关闭位置，因此，压缩空气在燃烧室内再次产生冲压式压缩，当工作轮向前运行130°角的过程中，燃烧室内已充满了压缩气体，进气压缩过程结束，当工作轮继续向前运行时，喷油嘴先喷油，火花塞稍后点火，点火后气体迅速燃烧膨胀形成高温高压燃气，同时工作轮上的燃烧室的排气喷嘴正处在固定轮座上的反射槽位置，并处于开通状态，燃气的能量在排气喷嘴内转变为动能以极高的速度冲击到反射槽上，工作轮产生旋转力矩而对外输出机械功，膨胀做功后的废气由右端盖的孔道排到大气，工作轮再向前运行20°角排出所有废气，一个热力循环完成。
本发明与已有技术相比有如下优点：
1、由于本发明在整个能量转换过程中只有一个工作轮是旋转部件，其冷却是靠未做功的压缩空气，所以机械磨擦和冷却损失的能量比汽、柴油机减少一半。
2、又因为本发明的燃烧室是等容燃烧不需要很高的进气压力，所以在压缩机和排气中的能量损失比燃气轮机也可减少一半。
3、本发明的构造简单，工作轮上可有2至4个燃烧室在同时工作，所以它的比重量可超过燃气轮机而接近喷气发动的水平。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图(剖视图)
图2为本发明的结构示意图(图1A-A、B-B、C-C、D-D剖视图)
图3为本发明的分解示意图
图4为本发明的工作轮示意图(剖视图)
图5为本发明的工作轮示意图(剖视图)
图6为本发明的工作轮正面视图(图4E向视图)
图7为本发明的燃烧室喷嘴示意图(图4F向视图)
图8为本发明的燃烧室进气口示意图(图4G向视图)
图9为本发明的固定轮座示意图(半剖视图)
图10为本发明的固定轮座示意图(图9N-N剖视图)
图11为本发明的后端盖示意图(剖视图)
图12为本发明的后端盖示意图(图11M向视图)
图13为本发明的导风轮示意图(剖视图)
图14为本发明的导风轮示意图(图13H向视图)
图15为本发明的工作原理示意图
参见图1-图14，在图2中，第一象限为B-B剖视图，表示工作轮左端面情况，第二象限为C-C剖视图，表示燃烧室工作情况，第三象限为D-D剖视图，表示导风轮工作情况，第四象限为A-A剖视图，表示左端盖情况，图1、图2中的箭头表示气体流动方向本发明的反动式发动机，有一个固定轮座4，该固定轮座上设有左端盖1及右端盖6，左端盖与所述的压缩机7的排气口连通，所述的传动轴3通过轴承8安装在左、右端盖上，传动轴的中部安装一个工作轮2，该工作轮由内环201、外环202及导叶203构成，内、外环之间装有多个所述的燃烧室204，本实施例设有3个燃烧室，该燃烧室的进气口205设在内环上，排气喷嘴206设在外环上，所述的右端盖上安装有一个固定式导风轮5，该导风轮上设有多个辐流式导向叶片501，该导风轮内缘502上设有集气流道和气流出口503，该气流出口位于230°-360°角之间的区域内，该气流出口处设有喷油嘴及火花塞，供油和点火装置是已有技术，不作介绍，所述的固定轮座的180°-360°角之间区域的内壁上设有多条反射槽401，该反射槽通过右端盖的孔道601与外界连通。所述压缩机的转子轴是经过变速齿轮与发动机传动轴相接，电力启动机轴通过离合装置与传动轴相接。
效率问题是衡量热机性能的主要指标，因为该热机不必象燃气轮机那样受到叶片耐高温和强度的限制，燃气的工作温度可不受限制，不必吸入过量的空气用以降低燃气的温度，同时也减少了排出废气中的剩余能量。另一方面在汽、柴油机中冷却损失，机械磨擦损失的能量几乎与转变为机械功的能量相同，但是，在本发明中工作轮燃烧室的冷却是靠自身运动来完成的，冷却工作轮的能量又被气流带回到发动机中，降低和减少了冷却所散失的能量。普通燃气轮机消耗在压气机上的功率几乎需要总功率的三分之二左右，但本发明是等容燃烧，不必吸入过量的空气和很高压力的气体，减少了压气机消耗的能量，因此本发明的效率就会大幅度地提高。
本发明应用了冲压式空气压缩法和新的能功转换方式，减少了冷却系统，热效率高，比重量低，结构简单，节省燃料和原材料，同时消除了叶片、活塞、曲轴等易发生故障的部件，运转原理简单，操作可靠，维护方便，因此它的使用会给国民经济，国防建设带来巨大的益处。

Claims (1)

1、一种反动式发动机，有压缩机、燃烧室及传动轴，其特征在于：有一个固定轮座(4)，该固定轮座上设有左端盖(1)及右端盖(6)，左端盖与所述的压缩机(7)的排气口连通，所述的传动轴(3)通过轴承(8)安装在左、右端盖上，传动轴的中部安装一个工作轮(2)该工作轮由内环(201)、外环(202)及导叶(203)构成，内、外环之间装有多个所述的燃烧室(204)，该燃烧室的进气口(205)设在内环上，排气喷嘴(206)设在外环上，所述的右端盖上安装有一个固定式导风轮(5)，该导风轮上设有多个辐流式导向叶片(501)，该导风轮内缘(502)上设有集气流道和气流出口(503)，该气流出口位于230°-360°角之间的区域内，该气流出口处设有喷油嘴及火花塞，所述的固定轮座的180°-360°角之间区域的内壁上设有多条反射槽(401)，该反射槽通过右端盖的孔道(601)与外界连通；所述压缩机将外界的气体吸入并压缩，该气体从压缩机排出后进入所述的导风轮，再通过导风轮的气流出口进入燃烧室，在燃烧室燃烧升温后通过排气喷嘴冲击到发射槽上，膨胀做功后的废气通过右端盖的孔道排到大气中。
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