CN205422940U - 切推径轴混流高效发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型切推径轴混流高效发动机，属于发动机技术领域，包括绝热风洞、空气轴承座、主轴、涡扇马达、燃气轮机组、涡扇气泵、供油管路、导油环、调频油泵、控燃开关、燃料箱、磁铁和启动发电一体机。燃气轮机组包括转动轴、若干个燃气轮机、点火线圈和点火器。本实用新型把两个以上的微型气轮机等分圆放在一个平面上，组成发动机的核心部分。燃气轮机组装在主轴上，在主轴两端的空气轴承座之间分别装一个涡扇马达和一个涡扇气泵，组成复合轴流燃气轮机转子，放在绝热风洞内，有效解决燃气轮机叶片温度过高的问题同时又能使扭矩变大，气流减速，使噪声减小，又可以使燃气轮机的温度降低，直接由马达回收余热，可以使用普通材料，改善负载性能。

Description

切推径轴混流高效发动机

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，特别是涉及到一种切推径轴混流高效发动机。

背景技术

现有技术中的发动机无论是活塞发动机、转子发动机还是燃气发动机，都具有结构复杂，系统庞大的特点，从设计、生产加工到组装维修，技术要求高，占用的材料和人力资源多，生产和维修成本高，并且燃油效率低、损耗大，噪声大，震动大，能量损失严重，很难提高燃油的热效率。

现有的燃气轮机由于在小功率中、低速旋转及普通高速旋转时扭矩小，负载性能差，效率低，噪声大，马达旋转叶片材料要求高，很难普遍用在汽车及小型机械上。在工程机械方面的应用也只限于航空及大型电站。现有的燃气轮机虽然比功率大，燃料广，零件小，使用寿命长，但很难普及，潜能很难发挥。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种切推径轴混流高效发动机，用来解决现有的燃气轮机负载性能差，效率低，噪声大，马达旋转叶片材料要求高，虽然比功率大，燃料广，零件小，使用寿命长，但很难普及，潜能很难发挥等技术问题。

切推径轴混流高效发动机，其特征是：包括绝热风洞、空气轴承座、主轴、涡扇马达、燃气轮机组、涡扇气泵、供油管路、导油环、调频油泵、控燃开关、燃料箱、磁铁和启动发电一体机，所述绝热风洞为两端敞口的圆筒形结构，筒壁为双层真空保温结构，绝热风洞的两端分别通过支架与空气轴承座连接；所述主轴设置在绝热风洞的内部，主轴的两端通过轴承分别与空气轴承座同轴连接，主轴上依次设置有涡扇马达、燃气轮机组和涡扇气泵，主轴的内部设置有供油管路；所述供油管路与导油环连接；所述导油环通过金属软管与调频油泵固定连接；所述调频油泵通过控燃开关与燃料箱连接；所述磁铁通过支架固定安装在绝热风洞的内部；所述启动发电一体机固定安装在主轴上，并且启动发电一体机位于空气轴承座的一侧；

所述燃气轮机组包括转动轴、若干个燃气轮机、点火线圈、点火器和燃料管路；所述转动轴套在主轴的外部并且与主轴同轴连接；所述燃气轮机均匀分布在转动轴的外部，燃气轮机的一端与转动轴固定连接，燃气轮机的另一端设置有燃气喷口，燃气轮机的中部设置有轴；所述轴的外部依次同轴连接有空气轴承座、气泵和马达；所述燃料管路的一端与转动轴连接，燃料管路的另一端设置有油喷嘴；所述点火线圈固定在燃气轮机的外部，点火线圈通过导线与点火器连接；所述点火器固定安装在燃气轮机的内部，并且点火器位于油喷嘴的一侧。

所述燃气喷口的开口方向与转动轴的切线方向一致。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

本实用新型提出一种高效高速的燃气轮机组，根据组合原理，把两个或几个微型小气轮机等分圆放在一个平面上，组成发动机的核心部分。

燃气轮机组装在主轴上，在主轴两端的空气轴承座之间分别装一个涡扇马达和一个涡扇气泵，涡扇马达为轴流马达，涡扇气泵为轴流气泵。轴流马达和轴流气泵组成复合轴流燃气轮机转子，放在绝热风洞内，有效解决燃气轮机叶片温度过高的问题，同时又能使扭矩变大，气流减速，使噪声减小，又可以使燃气轮机的温度降低，直接由马达回收余热，一举多得，既能提高效率又能降低温度，马达叶片可以使用普通材料制作，而无需使用耐高温材料，降低了生产成本。

本实用新型提供了一种使用一般材料即可制作的发动机，既能提高效率，同时又不增大尺寸，增大扭矩，改善负载性能与启动性能，简单，价低，噪声小，比功率大，无振动的优良发动机，可以广泛使用，带来显而易见的经济效益和社会效益。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型切推径轴混流高效发动机的结构示意图。

图2为本实用新型切推径轴混流高效发动机中燃气轮机组的结构示意图。

图3为本实用新型切推径轴混流高效发动机中绝热风洞的左侧结构示意图。

图4为本实用新型切推径轴混流高效发动机中绝热风洞的右侧结构示意图。

图中1-绝热风洞、2-空气轴承座、3-主轴、4-涡扇马达、5-燃气轮机组、6-涡扇气泵、7-供油管路、8-导油环、9-调频油泵、10-控燃开关、11-燃料箱、12-磁铁、13-转动轴、14-燃气轮机、15-点火线圈、16-点火器、17-燃气喷口、18-轴、19-燃料管路、20-气泵、21-马达、22-油喷嘴、23-启动发电一体机。

具体实施方式

如图所示，切推径轴混流高效发动机，其特征是：包括绝热风洞1、空气轴承座2、主轴3、涡扇马达4、燃气轮机组5、涡扇气泵6、供油管路7、导油环8、调频油泵9、控燃开关10、燃料箱11、磁铁12和启动发电一体机23，所述绝热风洞1为两端敞口的圆筒形结构，筒壁为双层真空保温结构，绝热风洞1的两端分别通过支架与空气轴承座2连接；所述主轴3设置在绝热风洞1的内部，主轴3的两端通过轴承分别与空气轴承座2同轴连接，主轴3上依次设置有涡扇马达4、燃气轮机组5和涡扇气泵6，主轴3的内部设置有供油管路7；所述供油管路7与导油环8连接；所述导油环8通过金属软管与调频油泵9固定连接；所述调频油泵9通过控燃开关10与燃料箱11连接；所述磁铁12通过支架固定安装在绝热风洞1的内部；所述启动发电一体机23固定安装在主轴3上，并且启动发电一体机23位于空气轴承座2的一侧；

所述燃气轮机组5包括转动轴13、若干个燃气轮机14、点火线圈15、点火器16和燃料管路19；所述转动轴13套在主轴3的外部并且与主轴3同轴连接；所述燃气轮机均匀分布在转动轴13的外部，燃气轮机14的一端与转动轴13固定连接，燃气轮机14的另一端设置有燃气喷口17，燃气轮机14的中部设置有轴18；所述轴18的外部依次同轴连接有空气轴承座2、气泵20和马达21；所述燃料管路19的一端与转动轴13连接，燃料管路19的另一端设置有油喷嘴22；所述点火线圈15固定在燃气轮机14的外部，点火线圈15通过导线与点火器16连接；所述点火器16固定安装在燃气轮机14的内部，并且点火器16位于油喷嘴22的一侧。

根据集成组合原理，把几个燃气轮机等分放在同一个同心圆平面上，并与涡扇气泵6及涡扇马达4同轴连接在主轴3上，放在相应尺寸绝热风洞1内，由于燃气轮机组5的燃气喷口17在切线方向上，推力变成了扭矩，转速越低时推力越大，即扭矩越大，改善负载性能，由于燃气轮机组5的旋流与喷口方向相反，使旋转力变成推力，增加一部分效率。轴流气流在流过燃气轮机组5时给燃气轮机组5降温，使燃气轮机14运行在较低的温度范围内。同时，热量进入空气中使能量增加，绝热风洞1内气体膨胀，推动涡扇马达4做功，叠加在主轴3上，达到回收余热目的的同时使排气温度降低又提高一部分效率，一举多得。每个燃气轮机14的外部固定安装一个点火线圈15，点火线圈15在旋转过程中与固定在绝热风洞1上的强力磁铁12发生电磁感应发电，连续点火。磁铁12固定在绝热风洞1内壁上。燃料箱11、控燃开关10及调频油泵9固定在绝热风洞1的外壳上。

燃料由燃料箱11过控燃开关10、调频油泵9和导油环8到主轴3中空心的供油管路7，再经由转动轴13和燃料管路19至油喷嘴22，在离心作用下产生高压燃油在油喷嘴22处连续喷出并燃烧做功。主轴3固定在空气轴承座2上，在绝热风洞1内转速越快时供燃量越大，形成正循环。调频油泵9调解油量，安全可靠，在绝热风洞1外组成复合燃气轮切推混流发动机。

启动发电一体机23转动时，主轴3同时转动，涡扇气泵6转动，使空气进入燃气轮机组5，点火线圈15在旋转过程中经过磁铁12，产生电磁感应，发电点火，燃料由燃料箱11过控燃开关10、调频油泵9和导油环8到主轴3中空心的供油管路7，再经由转动轴13和燃料管路19至油喷嘴22喷出雾化，同时燃烧，燃气轮机组5启动，高压气体由燃气喷口17喷出产生推力，变成扭矩，带动主轴3继续转动，由于燃气轮机组5在绝热风洞1内并且燃气喷口17与涡扇气泵6产生的压气旋流方向相反，使动能变成扭矩叠加到主轴3上，同时增加一部分扭力，改善负载性能。涡扇气泵6产生的气流还有部分流过燃气轮机组5给燃气轮机组5降温，同时空气被加热，连同燃气轮机组5排出的高温气体加热绝热风洞1的空气，使绝热风洞1内的空气二次膨胀，再推动涡扇马达4二次做功到主轴3上，增大有用功，达到提高效率的目的。燃气轮机组5的转速越低推力相反就越大，有效解决了负载性能的不足的问题，具有良好的低速负载性能。

由于绝热风洞1内的二次回收热能，使马达叶片一直工作在低温条件下，马达叶片可以使用普通材料，从而降低成本，易推广使用，减小噪声。由于绝热风洞1的保温作用，没有热的太多损失，绝热膨胀，理想膨胀，调整涡扇气泵6的流量就可以实现低温运行，延长使用寿命，更能适合多种用途，可广泛应用于航空、航海、交通运输、工程机械、移动电站、混合动力电源等各个领域，是一款节能高效性能优良的发动机。

Claims (2)

1.切推径轴混流高效发动机，其特征是：包括绝热风洞(1)、空气轴承座(2)、主轴(3)、涡扇马达(4)、燃气轮机组(5)、涡扇气泵(6)、供油管路(7)、导油环(8)、调频油泵(9)、控燃开关(10)、燃料箱(11)、磁铁(12)和启动发电一体机(23)，所述绝热风洞(1)为两端敞口的圆筒形结构，筒壁为双层真空保温结构，绝热风洞(1)的两端分别通过支架与空气轴承座(2)连接；所述主轴(3)设置在绝热风洞(1)的内部，主轴(3)的两端通过轴承分别与空气轴承座(2)同轴连接，主轴(3)上依次设置有涡扇马达(4)、燃气轮机组(5)和涡扇气泵(6)，主轴(3)的内部设置有供油管路(7)；所述供油管路(7)与导油环(8)连接；所述导油环(8)通过金属软管与调频油泵(9)固定连接；所述调频油泵(9)通过控燃开关(10)与燃料箱(11)连接；所述磁铁(12)通过支架固定安装在绝热风洞(1)的内部；所述启动发电一体机(23)固定安装在主轴(3)上，并且启动发电一体机(23)位于空气轴承座(2)的一侧；

所述燃气轮机组(5)包括转动轴(13)、若干个燃气轮机(14)、点火线圈(15)、点火器(16)和燃料管路(19)；所述转动轴(13)套在主轴(3)的外部并且与主轴(3)同轴连接；所述燃气轮机均匀分布在转动轴(13)的外部，燃气轮机(14)的一端与转动轴(13)固定连接，燃气轮机(14)的另一端设置有燃气喷口(17)，燃气轮机(14)的中部设置有轴(18)；所述轴(18)的外部依次同轴连接有空气轴承座(2)、气泵(20)和马达(21)；所述燃料管路(19)的一端与转动轴(13)连接，燃料管路(19)的另一端设置有油喷嘴(22)；所述点火线圈(15)固定在燃气轮机(14)的外部，点火线圈(15)通过导线与点火器(16)连接；所述点火器(16)固定安装在燃气轮机(14)的内部，并且点火器(16)位于油喷嘴(22)的一侧。

2.根据权利要求1所述的切推径轴混流高效发动机，其特征是：所述燃气喷口(17)的开口方向与转动轴的切线方向一致。