專利名稱：復合噴氣渦輪發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種無活塞旋轉(zhuǎn)式熱機。
本發(fā)明應用流體力學和工程熱物理學原理設計而成。它與現(xiàn)代航空渦輪噴氣發(fā)動機雖然工作原理相同，但因結構與其根本不同，而使它不但能應用于航空器上，并且能作汽車、輪船、火車、發(fā)電機等各種機械的動力裝置?，F(xiàn)代航空渦輪噴氣發(fā)動機(包括渦扇發(fā)動機)依據(jù)反沖運動原理，用朝一個方向噴氣的方法，使航空器朝其相反的方向運動。本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)噴氣的方法，所產(chǎn)生的扭力由旋轉(zhuǎn)缸的軸輸出，從而實現(xiàn)驅(qū)動機械的目的。本發(fā)明的噴氣是在密封環(huán)境中進行的，所以它能實用于各種機械。
現(xiàn)代往復活塞式發(fā)動機由于結構的限制，使其性能難以繼續(xù)提高。比如用提高轉(zhuǎn)速的方法來增大功率，那么轉(zhuǎn)速的提高將導致往復運動件的慣性質(zhì)量增大，發(fā)動機震動加強，零部件磨損加快，進排氣阻力增加，混合氣質(zhì)量變差等等，其結果往往伴隨著熱效率下降。總之，如要對現(xiàn)代往復活塞式發(fā)動機的性能作一點點小改進，都會帶來一列技術問題。三角活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動機雖然取消了一些往復運動件，但因其結構復雜。對工藝、材質(zhì)的要求均很高，熱效較低等，至今難以實施。燃氣輪機的比質(zhì)量和比容積較大，且熱效率也較低。
本發(fā)明的目的是為了克服諸如以上這些發(fā)動機的不足或缺陷。本發(fā)明取消了幾乎所有的往復運動件，采用了旋轉(zhuǎn)噴氣及復合結構，使其結構簡化、制造簡單，比質(zhì)量和比容積均較小，熱效率大幅度提高且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等。
本發(fā)明的具體內(nèi)容和結構由以下的實施例及附圖給出。


圖1是復合噴氣渦輪發(fā)動機的縱剖面圖，圖2、圖3和圖4是不同部位的橫剖面圖。
如圖所示，一號氣缸(6)、二號氣缸(7)、廢氣缸(8)為依次增大的短圓筒形。一號氣缸(6)套裝于二號氣缸(7)之中，二號氣缸(7)又套裝于廢氣缸(8)之中。為使它之間有相對的轉(zhuǎn)動，其間用浮動軸承(22)支承。為防止氣體或液體漏出，在各有關部位設有密封靜環(huán)(23)、密封動環(huán)(24)和膜片彈簧(25)。在進氣口(42)處還設有浮動間隔環(huán)(39)。為保證它們之間及浮動軸承(22)的可靠潤滑，在這些部件上都開有潤滑油槽。此槽與潤滑油道(27)相通。機油泵(5)泵出的壓力潤滑油，通過連接在機油泵(5)和潤滑油管接口(26)之間的導管以及潤滑油道(27)流到各潤滑部位。動力輸出軸(9)以其軸承(41)支承于廢氣缸的一號延伸體(43)上。壓氣機軸(14)以其軸承(15)支承于廢氣缸的二號延伸體(44)上。連接燃油泵(4)和點火噴油器(11)的輸油管通道中設有電磁閥。
以下是復合噴氣渦輪發(fā)動機的工作過程。
接通點火開關給電磁閥和電動機(3)通電。于是，電磁閥開啟，電動機齒輪(40)與一號氣缸動力輸出齒輪(18)嚙合;而后一齒輪又是與燃油泵齒輪、壓氣機從動齒輪(16)嚙合著的;壓氣機軸(14)左端上的傳動齒輪(46)與機油泵齒輪(47)相嚙合。隨著電動機(3)的轉(zhuǎn)動，一號氣缸(6)、壓氣機(2)、機油泵(5)和燃油泵(4)也轉(zhuǎn)動起來。這樣，壓縮空氣通過擴壓器(45)和進氣口(42)被壓入一號氣缸(6)。燃油通過常規(guī)噴油器(10)和點火噴油器(11)也被噴射進去。點火噴油器(11)較常規(guī)噴油器(10)要短，其噴孔位于擴壓器(45)內(nèi)，且正好對準火花塞(12)的兩電極間的跳火空間。在電動機(3)通電的同時，電子高壓脈沖器的電源也被接通。它所輸出的高壓電流通過連接在它與火花塞(12)之間的高壓線而在后者兩極間產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。電火花點燃從點火噴油器(11)中噴射出的燃油-燃氣。燃氣迅速地進入一號氣缸(6)內(nèi)，將從常規(guī)噴油器(10)中噴射出的燃油點燃-燃氣。此時，發(fā)動機的啟動完成。斷開點火開關，電動機(3)和電磁閥回復到初始狀態(tài)，點火噴油器(11)停止噴油，火花塞停止跳火。
高溫高壓燃氣從設在一號氣缸(6)的圓周邊緣上的一號噴嘴(28)中沿切線方向噴出。依據(jù)反沖運動原理，該氣缸作旋轉(zhuǎn)運動。此運動所產(chǎn)生的扭力驅(qū)動壓氣機、燃油泵、機油泵等機械，以保證整個發(fā)動機的連續(xù)運轉(zhuǎn)。燃氣噴射到設在二號氣缸(7)內(nèi)的一號渦輪葉片(30)上，使該氣缸作相反方向的旋轉(zhuǎn)運動。燃氣順勢進入一號導氣槽(32)，又從設在二號氣缸(7)的圓周邊緣上的二號噴嘴(29)中沿切線方向噴出，進一步推動它作旋轉(zhuǎn)運動。燃氣噴射到設在廢氣缸(8)內(nèi)的導流葉片(31)上，通過二號導氣槽(33)，又從三號噴嘴(35)中噴出。燃氣噴射到二號渦輪葉片(34)上，則更進一步地推動二號氣缸(7)作旋轉(zhuǎn)運動。此運動所產(chǎn)生的扭力，通過二號氣缸動力輸出齒輪(19)、動力輸出軸從動齒輪(20)、動力輸出軸(9)和動力輸出軸主動齒輪(21)向外輸出，驅(qū)動各種機械。最后，所余廢氣經(jīng)排氣管接口(37)及排氣管等排出。
根據(jù)流體的附壁效應，本發(fā)明在一號氣缸(6)內(nèi)設有導氣錐(36)，使燃氣與整個氣缸壁之間形成一層隔熱空氣層，以減少燃氣對氣缸的加熱-減少熱損失，延長氣缸的壽命。
(1)為空氣濾清器、(13)為壓氣機葉片、(17)為機油濾清器、(38)為回潤滑油管接口。
以上僅是復合噴氣渦輪發(fā)動機的一種實施例。本發(fā)明不受這個實施例的限制。利用本發(fā)明的結構原理和工作原理，還可以設計出多種變體的復合噴氣渦輪發(fā)動機。比如，逐個套裝的氣缸可以是三個以上。
本發(fā)明具有如下特點1、沒有活塞、連桿等往復運動件，且不象往復式發(fā)動機那樣間歇運動，而是連續(xù)地旋轉(zhuǎn)運動，因此運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機械損失少;
2、沒有水箱、風扇、水泵等，熱損失減少，冬季啟動方便;
3、比質(zhì)量和比容積較小;
4、對燃料的要求不高，可采用任何一種液態(tài)燃料工作;
5、由于本發(fā)明的特殊結構，使一號氣缸內(nèi)的空氣相對于常規(guī)噴油器不僅有旋轉(zhuǎn)運動，而且有由氣缸中心向周圍擴散的運動。在這種條件下，從常規(guī)噴油器中噴出的燃油便能與空氣充分混合，使燃燒十分完全，對環(huán)境污染小;
6、由于采用了多級結構，使燃氣膨脹比較高;
7、由于工作氣缸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心現(xiàn)象，對氣缸內(nèi)的燃氣具有增壓作用，從而提高了熱效率;
8、由于采用了復合結構，不僅利用了從一號噴嘴中噴射出的燃氣所產(chǎn)生的反作用力，而且同時利用了它的作用力;
9、由于本發(fā)明是一次點火，連續(xù)燃燒，所以對點火時刻沒有嚴格要求，因而使得點火系統(tǒng)異常簡單。
綜合以上各點，便是本發(fā)明具有現(xiàn)實性、創(chuàng)造性、經(jīng)濟性和實用性。
權利要求
1.本發(fā)明是一種無活塞旋轉(zhuǎn)式熱機，其特征在于它由一號氣缸(6)、二號氣缸(7)、廢氣缸(8)、浮動軸承(22)、密封靜環(huán)(23)、密封動環(huán)(24)、膜片彈簧(25)、壓氣機(2)、燃油泵(4)、點火系統(tǒng)、供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等有組合而成為一個結構簡單、造價低廉、熱效率高和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的復合噴氣渦輪發(fā)動機。
2.如權利要求1所述的熱機，其特征在于一號氣缸(6)、二號氣缸(7)、廢氣缸(8)為依次增大的短圓筒形。
3.如權利要求1和權利要求2所述的熱機，其特征在于一號氣缸(6)套裝于二號氣缸(7)之中，然后又將二號氣缸(7)套裝于廢氣缸(8)之中。
4.如權利要求1、權利要求2和權利要求3所述的熱機，其特征在于該熱機工作過程中，氣缸本身旋轉(zhuǎn)。
5.如權利要求1和權利要求3所述的熱機，其特征在于二號氣缸(7)與廢氣缸(8)之間、一號氣缸(6)與一號延伸體(43)及二號延伸體(44)之間以浮動軸承(22)相支承，并裝有密封靜環(huán)(23)、密封動環(huán)(24)和膜片彈簧(25)。
6.如權利要求1所述的熱機，其特征在于一號氣缸動力輸出齒輪(18)與壓氣機從動齒輪(16)、燃油泵齒輪相嚙合，二號氣缸動力輸出齒輪(19)與動力輸出軸從動齒輪(20)相嚙合，壓氣機軸(14)左端上的傳動齒輪(46)與機油泵齒輪(47)相嚙合。
7.如權利要求1所述的熱機，其特征在于一號噴嘴(28)二號噴嘴(29)分別位于一號氣缸(6)和二號氣缸(7)的圓周邊緣上，它們的“軸線”分別與一號氣缸(6)和二號氣缸(7)的某同軸圓的圓周相切。
8.如權利要求1所述的熱機，其特征在于供給系統(tǒng)由壓氣機(2)、燃油泵(4)、擴壓器(45)、常規(guī)噴油器(10)、點火噴油器(11)及導管組成。
9.如權利要求1所述的熱機，其特征在于點火系統(tǒng)由電源、點火開關、電子高壓脈沖器、火花塞(12)及導線組成。
10.如權利要求1和權利要求5所述的熱機，其特征在于潤滑系統(tǒng)由機油泵(5)、潤滑油道(27)、導管以及設在浮動軸承(22)、密封靜環(huán)(23)、密封動環(huán)(24)、浮動間隔環(huán)(39)上的潤滑油槽所組成。
11.如權利要求1所述的熱機，其特征在于一號氣缸(6)中設有導氣錐(36)。
全文摘要
復合噴氣渦輪發(fā)動機是一種無活塞旋轉(zhuǎn)式熱機。它采用噴氣和渦輪的復合結構，使其具有結構簡單、造價低廉、熱效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適用于驅(qū)動各種機械等優(yōu)點。
文檔編號F02C6/02GK1049047SQ9010670
公開日1991年2月6日 申請日期1990年7月30日 優(yōu)先權日1990年7月30日
發(fā)明者舒方碩 申請人:舒方碩