[发明专利]微型涡轮喷气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体地，涉及一种微型涡轮喷气发动机。

背景技术

随着航空技术的发展，航空器对推进系统的性能提出了越来越高的要求，涡轮喷气发动机作为一种主要的航空推进发动机，其机械效率高，目前已知的各种转动机械中，一般的来说，涡轮喷气发动机效率为最好。而随着生活方式的多样化，在各个不同领域中，个人化、微小化、轻量化都成了必然的趋势，微小型涡轮喷气发动机也必然成为了一个热门的课题。

微型涡轮发动机的工作原理与传统的燃气涡轮发动机相同，主要由微型压气机、微型涡轮以及微型燃烧腔室等部件组成。其基本工作过程如图1所示，首先当发动机开始工作，压气机高速旋转压片对空气做功，将空气吸入并压缩，空气经过气道进入燃烧室，在燃烧室里来自压气机的压缩空气与参与反应的燃料混合燃烧，燃烧放出大量的能量使得燃烧室内部气体膨胀并且变热，燃烧后高温高压的气体最后经过燃烧室出气口喷出，高温高压气体推动涡轮叶片使其高速旋转，高速旋转的涡轮带动压气机工作并通过转轴输出一定的扭矩，之后气体从喷管内高速喷出，高速喷出的气体对发动机产生反响作用力，发动机输出推力。

具体地，图2是表示图1中微型涡轮喷气发动机的轴承的原理图。参照图2，轴承均位于涡轮（图2的左侧）与压气机（图2的右侧）之间。

然而，微型涡轮喷气发动机结构尺寸小，并且微型涡轮喷气发动机的设计并不是将传统的发动机简单的小型化，由于其是有普通航空发动机的百分之一大小，其推重比更是达到了普通发动机的百倍以上，但是整个发动机的工作效率比普通发动机较小，因为结构空间的限制内部气体流动的机械损失较大，由于发动机燃烧室尺寸小也同样导致了燃烧效率偏低的现象，其关键部件的加工以及装配都是相对比较难实现。同时，由于结构较小，推重比较大，使得轴承的温度比较高，所以轴承容易损坏，使用寿命很短。

发明内容

本发明就是为解决上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种微型涡轮喷气发动机。该微型涡轮喷气发动机整体结构简单，易于加工组装，并且能够同时提供很大的推力，同时轴承可以提供转动动力，以驱动发其他装置。

本发明提供一种微型涡轮喷气发动机，包括压气机组件和燃烧室组件，所述压气机组件与所述燃烧室组件分别位于所述微型涡轮喷气发动机的进气端与喷气端，所述压气机组件包括压气机和涡轮，其中，所述压气机与所述涡轮为一体化设计。

优选地，所述压气机组件还包括转子，所述压气机为位于所述转子的进气侧的叶片，所述涡轮为位于所述转子的喷气侧的叶片。

优选地，所述压气机组件还包括多个轴承，所述多个轴承位于所述涡轮和所述压气机的外部。

优选地，所述燃烧室组件是回流式燃烧室，即经所述压气机吸入的空气经过两次180°转弯后流到所述涡轮。

优选地，所述微型涡轮喷气发动机的直径为5厘米或以下。

根据上述方法，本发明所述的微型涡轮喷气发动机由于使用了一体化的压气涡轮叶片设计，减小了设计的难度，并且有利于微型结构的加工组装。并且由于采用了回流式燃烧室，有助于整体布局的紧凑型，很好地控制了设计的尺寸，并且留出了充分的空间以提高燃烧效率。另外，轴承的外移有效地降低了整个轴系的温度，提高了系统整体可靠性和使用寿命，降低了对轴承质量的要求，有助于减少整体成本。

附图说明

图1是表示现有技术中所述的微型涡轮喷气发动机的原理图。

图2是表示现有技术中所述的微型涡轮喷气发动机的轴承的原理图。

图3是表示本发明所述的微型涡轮喷气发动机的剖视图。

图4是表示本发明所述的微型涡轮喷气发动机的立体结构示意图。

图5a、图5b是表示本发明所述的微型涡轮喷气发动机转子的结构示意图。

图6是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动的进气法兰的结构示意图。

图7是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动机的外壳的结构示意图。

图8是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动机燃烧室组件的空气流动过程示意图。

图9是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动机燃烧室组件外腔的结构示意图。

图10是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动机燃烧室组件内腔的结构示意图。

图11是示出本发明所述的微型涡轮喷气发动机燃烧室组件端盖的结构示意图。

具体实施方式