[发明专利]一种喷气旋转发动机

说明书

本发明涉及一种喷气旋转发动机，属于动力工程，特别是发动机领域。    

现有的发动机根据其热功转换装置不同可以分三大类：活塞式、涡轮式、喷气式。活塞式发动机的基本原理是高温气体在活塞内膨胀，并推动活塞作功，从而把热能转化为机械能。其典型机型是柴油机和汽油机，统称为内燃机。内燃机的出现已有一百多年的历史，其生产技术已非常成熟，并广泛用于各种动力领域，内燃机具有效率较高、运转可靠、起动停机方便、加速减速迅速、功率和转速调节运转范围宽的优点；直到现在，它仍然是汽车不可替代的动力。其缺点是污染高、噪音大、功率重量比较小。如何开发出一种污染小且性能优良，适应用汽车的新型发动机来取代以前的内燃机，是当今技术最迫切的问题之一。涡轮式发动机的基本原理是高温气体在流动通道内膨胀加速，高速气流推动涡轮旋转作功，从而把热能转化为机械能。涡轮发动机的典型代表是蒸气轮机和燃气轮机，蒸气轮机主要用于发电设备和大型动力，燃气轮机主要用于发电、大型船舶动力及航空领域。燃气轮机是最优秀的发动机之一，它具有运转平稳、排放污染极小、效率高的优点，其不足是速度和功率难以调节，小功率型难度较大，难以用于汽车发动机。喷气发动机的基本原理是高温气体在喷管内膨胀加速，并以高速喷出，同时高速气流对喷管产生反作用力推动飞行器作功，从而把热能转化为机械能。喷气发动机分为用于航空领域的空气喷气发动机和用于航天领域的火箭发动机两种。喷气发动机的优点是功率重量比大、结构简单可靠、效率高，特别适合用作高速飞行器动力，其不足是不能用于固定机械动力或低速车辆动力。

本发明给出一种喷气旋转发动机，其核心结构为一内设燃气通道和燃油通道的喷气转子(2)。其工作原理是由燃气通道的喷射管(14)喷出的切向气流推动转子转动作功，从而把热能转化成机械能。这种喷气旋转发动机既具有喷气发动机结构简单、功率重量比大的优点，又具有涡轮发动机运转平稳、排放污染小、效率高的优点，且可小型化。

喷气旋转发动机由机体(1)、喷气转子(2)、燃油系(3)、燃气系(4)、起动系(5)、功率输出装置(6)六部分构成。

喷气旋转发动机机体(1)的功能是给每一个部件提供安装位置，并把各部件连成一个整体。

喷气转子(2)的外形和质量分布相对于转轴严格对称，并具有足够大的结构强度，转子通过转轴、轴承安装在机体(1)上；在转子内部设有两条或两条以上相互之间分布对称的转子气路(7)和转子油路(8)；每条转子气路(7)由进气口(11)、离心空气压缩管(12)、燃烧室(13)、喷射管(14)四部分构成；进气口(11)在转子端面轴心附近，离心空气压缩管(12)连通进气口(11)和燃烧室(13)，燃烧室(13)在转子外侧，燃烧室(13)到轴心的距离远大于进气口(11)到轴心的距离，喷射管(14)的入口在燃烧室(13)，出口在转子侧面，喷射管(14)的中心线一般与转子切线平行，也可以跟转子切线有一小的夹角；燃烧室(13)和喷射管(14)的内壁衬有隔热耐温材料；转子油路(8)由进油孔(15)、离心燃油增压管(16)、喷油咀(17)三部分构成；进油孔(15)在转子轴心并通过转动密封件与供油管相连通，离心燃油增压管(16)连通进油孔(15)和喷油咀(17)，喷油咀(17)的开口在燃烧室(13)；以上方案适合于采用液体燃料的喷气旋转发动机；根据所用燃料不同，喷气转子(2)还有另外两种方案：一种是气体燃料式，其结构特点是没有转子油路(8)，气体燃料在进入转子前先与空气混合，再通过进气口(11)进入转子气路(7)；还有一种是火箭燃料式，其特点是自带有液体燃料和液体氧化剂，不需要空气即可工作，因而喷气转子(2)没有进气口(11)和离心空气压缩管(12)。火箭燃料式喷气旋转发动机的运转特性是燃烧室(13)的工作压力跟转速无关，喷气旋转发动机不需外加起动装置可自己起动。

燃油系(3)由燃油箱(21)、供油速度控制器(22)、供油管(23)、转子油路(8)几部分构成，供油速度控制器(22)能根据所发出的指令以及发动机运转工况给出合适的供油速度。