[发明专利]对转旋喷发动机

说明书

所属技术领域

本发明涉及轴功率发动机，特别指车用、船用、航空用、发电机组和工程机械用轴功率发动机。

背景技术

目前，公知的轴功率发动机追求的性能目标是：尽可能高的热机效率、尽可能低的排气污染和制造成本。对于涡轴发动机来说，实现高热效率的途径是，提高总增压比，提高涡轮前燃气温度；实现低排气污染的途径是，提高燃烧效率；实现低制造成本的途径是，简化结构，降低材料成本和工艺成本。但是，传统的涡轴发动机的压气机采用单旋向转子叶片和静子叶片组成一个压气单级，单级增压比较低，制造成本却很高；继续提高涡轮前燃气温度，将使燃烧室火焰筒和涡轮工作环境更加恶劣，并且，采用高的总增压比使燃烧室进口气流温度升高，降低了冷却气流的吸热能力，这使得传统的火焰筒、涡轮冷却技术不再有效。

提高热效率的另一途径是增加回热循环。从提高热效率角度来说，回热器只能装在涡轮出口后，从压气机出口引导气流进入回热器，换热后再将气流送回燃烧室入口。现有的涡轴发动机燃烧室入口到涡轮出口有相当一段距离，需要设计复杂的气流通道来回输送气流。气流通道和回热器不但要增加发动机的重量和体积，还要增大总压损失，从而抵消了回热器带来的效益，这也是传统的涡轴发动机至今没有采用回热循环的原因所在。

发明内容

为了克服现有的涡轴发动机单旋向压气机压气效率低，火焰筒和涡轮工作环境恶劣，不能实现回热循环等不足，本发明提供一种对转旋喷发动机，该发动机不仅能大幅度提高发动机的热效率和降低制造成本，还能降低有害气体排放和降低寿命期使用维护费。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：1、利用NGW负号机构驱动对转轴流压气机进行对转轴流压气；2、设置一个一端能轴向进气、另一端有离心压气叶片、周向有切向喷口的零件——旋转喷气涡轮，涡轮内表面和喷口内表面喷有热障涂层，其外圈另设置一个一端有切向涡轮叶片、中间有离心压气叶片的零件——切向冲击涡轮，并使二者嵌合，旋转喷气涡轮的切向喷口与切向冲击涡轮的切向涡轮叶片相对应，旋转喷气涡轮的离心压气叶片与切向冲击涡轮的离心压气叶片相对应，利用旋转喷气涡轮和切向冲击涡轮驱动对转离心压气机进行对转离心压气；3、设置两个火焰筒并固联在旋转喷气涡轮上，火焰筒的内、外壁上开有许多轴线平行于切向但不过切点的小孔，外壁小孔前移，内壁小孔后移(顺着切向看)，利用发动机工作时火焰筒的旋转将冷却气流撞进火焰筒形成旋转气壁，从而改善火焰筒和涡轮的工作环境，同时提高燃烧效率；4、利用旋转喷气涡轮将燃气内能转换成机械能，利用切向冲击涡轮回收旋转喷气涡轮后燃气动能；5、在切向冲击涡轮外圈空间设置回热器，增加回热循环，回热器采用翅片式换热管，其端部空腔可作为离心压气机的径向扩压器，换热管管内空腔则可作为轴向扩压器；6、设置圆锥齿轮-超越离合器机构，利用其实现起动力矩的输入和切向冲击涡轮机械能与旋转喷气涡轮机械能的动力合流输出。