[发明专利]通用型宽能源旋喷发动机

说明书

通用型宽能源旋喷发动机，一种完全区别于现有常见活塞与涡轮驱动原理而采用全新旋喷驱动技术的动力装置，它主要由主轴、环形燃烧室、增压涡轮、喷环、动力轮等组成，燃料在环形燃烧室中与通过增压涡轮压入其中的空气混合燃烧产生高压燃气，高压燃气进入喷环后从喷环中高速喷出而驱动动力轮旋转，旋转的动力轮带动主轴旋转而驱动增压涡轮旋转进气和产生动力。由于本发明采用了全新、巧妙、科学的驱动原理以及精巧、合理的设计，使得本发明不但具有超高的热转换效率，而且同时具有结构简单、制造成本超低、体积小、易保养维修、无振动、噪音小、运行稳定、应用能源宽泛等特点，可普适通用于航空、车船等各个方面，真正是一款革命性发动机。

技术领域

本发明涉及一种将在机体内部利用化学燃料与空气混合燃烧产生的热能转换成机械能对外输出功率的动力装置。

背景技术

目前世界上出现的动力装置按动力来源特征主要可分为四种类型；活塞式发动机、转子式发动机、燃气涡轮式发动机、燃气冲压发动机。活塞式发动机与转子式发动机运行原理基本相同，都是通过气缸与活塞的配合使用或与此相类似原理机构来将燃料与空气燃烧产生的热能转换成机械能；燃气涡轮式发动机是利用高速燃气流冲击主轴上的叶轮旋转，由叶轮带动主轴旋转，从而将热能转换成机械能；燃气冲压发动机工作原理与前面三种发动机工作原理完全不同，它在工作中无需将燃烧产生的热能转换成机械能，而是直接以动能形式对外输出做功。活塞式发动机与转子式发动机明显存在着严重的结构缺陷：在运行过程中燃料的化学能需要通过复杂的机械运动和克服大量的摩擦阻力才能转化成旋转动能输出，因而热效率都不高，现被广泛使用的活塞式发动机虽然经历了人们百多年来长期、持续不懈的发展、完善，其如今热转化效率世界记录最高不过41％，大部分发动机热效率在28-33％，化学燃料浪费严重。转子式发动机由于存在油耗高、污染重、磨损严重、零部件寿命短等致命缺点，更是没有被普遍推广应用。就是现在正广泛使用的活塞式发动机，除其运行效率低下之外，其它的缺点也是明显而突出的：结构复杂、制造要求高、振动大、噪音大、保养难度大。倒是燃气涡轮式发动机，结构简单，运行平稳、无振动，由于其消除了前两种发动机中存在的大量无谓的机械运动，热效率应有所提高，但运行过程中其也存在着明显的无谓的能量消耗：高速燃气在沿轴向高速冲击叶轮转动的同时对涡轮内壁的强烈径向冲击与摩擦也是在大量无谓地消耗能量，这同样严重妨碍了热效率的提高，热效率也只在35％左右，并且燃气涡轮式发动机在运行上也有严重不足；转速极高，且只适合在高速稳定情况下运行，在加速或怠速时热效率相对要低很多，在怠速时油耗极高，瞬时响应极差，因而其多被使用在需要高功率的大型设备上，应用上受到广泛限制。燃气冲压发动机虽然结构与工作原理简单，但只能用在导弹、火箭等速度极快、极高且运行状态单一、稳定的运动物体上。

另外，现有的发动机中除应用了涡轮机的敞开式循环发动机之外，采用了封闭式循环的活塞式发动机与转子式发动机对使用的燃料对象要求极高，绝大部分化学能源不能长期使用，应用受到极大限制。由此可见，世界上显然缺少一种体积小、结构简单、制造容易、热效率高、无振动、噪音低、操控精准、应用能源宽泛、能得到极其广泛应用的普适通用型多能源的革命性发动机。

在此之前，本发明人已就上述相关背景技术与相关难点问题进行了先行研究，申请了发明专利《普适通用型多能源旋喷机》(申请号201711029786.X)，但这种机械装置自身内部不带动力源，其只有依靠来自外部的能量输入才能产生机械动力，是在一种包括了内燃发动机在内的更加广泛的范围内的推广应用。

发明内容

为了克服现有发动机热效率不高、成本高、制造复杂、振动与噪音大、不易保养、使用能源狭窄、应用受到多方限制等诸多缺点与不足，本发明提供一种能将压力燃气所产生的热能极其高效地转变成旋转机械动能的动力机械装置，外面的燃料与空气进入该动力机械装置燃烧室内部混合燃烧后产生压力燃气，随即该压力燃气被引导至该动力机械装置中的喷环中作环形、弦切状喷出，并同时冲击该动力机械装置中的动力轮使之发生旋转，旋转的动力轮又同时带动与之同心固定连接的主轴发生旋转，最后由旋转的主轴对外输出功率与产生动力。