CN104806310B - 用于小型航空器的蒸汽动力发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于小型航空器的蒸汽动力发动机，包括壳体、主轴、进气风扇、推力风扇、超越离合器、驱动机构以及燃烧室，壳体设有腔室以及进气口和出气口，进气风扇安装于进气口处且套设于主轴上，驱动机构的输出轴与主轴固定连接以驱动其转动，燃烧室容纳于腔室内且其朝向出气口一侧设有开口，主轴贯穿于燃烧室，安装有超越离合器的推力风扇套设于主轴上，燃烧室中设有喷雾嘴以及高能激光管，加热后的水雾带动推力风扇转动并依次经开口和出气口排出。本发明提出的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，采用水蒸汽作为燃料，节约了化石能源，实现清洁无污染的目的，完全没有有害气体的排放，减少了对不可再生资源的依赖，清洁环保。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种用于小型航空器的蒸汽动力发动机。
背景技术
随着航空业的不断扩展，微型航空器正在被各个领域大量使用，被用在航拍、测绘、电力巡线、观光旅游等多个领域。小型航空器的动力***是飞行器的核心部位与重量最大的部件，也是高耗能部件。而现在普遍使用的大功率微型燃油动力的航空发动机，存在燃料废气污染，燃料消耗大等缺点，所以采用环保的能源，有高的推重能耗比的发动机有重大的节能环保价值。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于小型航空器的蒸汽动力发动机，旨在减少化石能源的消耗，降低燃料废气污染。
为实现上述目的，本发明提供一种用于小型航空器的蒸汽动力发动机，包括壳体、进气风扇、推力风扇以及驱动机构，所述壳体设有腔室以及与该腔室连通的进气口和出气口，所述进气风扇安装于所述进气口处，所述蒸汽动力发动机还包括主轴、超越离合器以及燃烧室，其中，
所述进气风扇套设于所述主轴上，所述驱动机构的输出轴与所述主轴固定连接以驱动其转动，所述燃烧室容纳于所述腔室内且其朝向所述出气口一侧设有开口，所述主轴贯穿于所述燃烧室，安装有所述超越离合器的推力风扇套设于所述主轴上，所述燃烧室中设有用于喷射水雾的喷雾嘴、以及用于加热所述喷雾嘴喷出的水雾的高能激光管，所述高能激光管位于所述燃烧室内，加热后的水雾带动所述推力风扇转动并依次经所述开口和出气口排出。
优选地，所述燃烧室内还设有用于聚集所述高能激光管产生的激光的聚热瓦，所述喷雾嘴的喷嘴口朝向所述聚热瓦设置。
优选地，所述燃烧室为电热瓦层制作的腔体。
优选地，所述喷雾嘴和高能激光管均设置有多个。
优选地，所述驱动机构为固定于所述壳体上的电动机。
优选地，所述喷雾嘴安装于所述主轴上。
优选地，所述壳体包括内壳体以及外壳体，所述驱动机构固定于所述外壳体上，所述进气风扇固定于所述内壳体上。
优选地，所述用于小型航空器的蒸汽动力发动机还包括容纳于所述燃烧室内且套设于所述主轴上的调压风扇。
本发明提出的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，燃烧室中有产生动力的激光蒸汽装置，通过设置高能激光管对水雾进行加热，采用水蒸汽作为燃料，节约了化石能源，实现清洁无污染的目的，完全没有有害气体的排放，减少了对不可再生资源的依赖，清洁环保。
附图说明
图1为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的剖视结构示意图；
图2为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的局部结构示意图；
图3为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的气流走向示意图；
图4为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的外形结构示意图。
图中：1—主轴、2—外壳 、3—进气风扇 、4—外风道 、5—燃烧室、6—调压风扇、7—内壳、8—超越离合器、9—出气口、10—推力风扇、11—电动机、12—聚热瓦、13—高能激光管、14—电热瓦层、15—喷雾嘴。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1和图2，图1为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的剖视结构示意图；图2为本发明用于小型航空器的蒸汽动力发动机优选实施例的局部结构示意图。
本优选实施例中，用于小型航空器的蒸汽动力发动机，包括壳体、进气风扇3、推力风扇10以及驱动机构，壳体设有腔室以及与该腔室连通的进气口和出气口9，进气风扇3安装于进气口处，蒸汽动力发动机还包括主轴1、超越离合器8以及燃烧室5，其中，
进气风扇3套设于主轴1上，驱动机构的输出轴与主轴1固定连接以驱动其转动，燃烧室5容纳于腔室内且其朝向出气口9一侧设有开口，主轴1贯穿于燃烧室5，安装有超越离合器8的推力风扇10套设于主轴1上，燃烧室5中设有用于喷射水雾的喷雾嘴15、以及用于加热喷雾嘴15喷出的水雾的高能激光管13，高能激光管13位于燃烧室5内，加热后的水雾带动推力风扇10转动并依次经开口和出气口9排出。
具体地，本实施例中，驱动机构为固定于壳体上的电动机11。喷雾嘴15安装于主轴1上。主轴1上开设有用于储存水的储水室，喷雾嘴15将储水室中的水喷出。超越离合器8安装在推力风扇10和主轴1之间，当转速超过主轴1后，推力风扇10可以自由加速。
进一步地，燃烧室5内还设有用于聚集高能激光管13产生的激光的聚热瓦12，喷雾嘴15的喷嘴口朝向聚热瓦12设置。
通过设置聚热瓦12提高了激光加热水雾的效率，同时节约了能源。
进一步地，喷雾嘴15和高能激光管13均设置有多个。多个喷雾嘴15在主轴的周向均匀分布。多个高能激光管13在燃烧室5的圆周方向均匀分布。本实施例中，喷雾嘴15和高能激光管13均设置有六个，发动机工作时，每次由三个不相邻的高能激光管13发射激光，与其对应的喷雾嘴15也相应的交替进行工作，从而产生脉动的膨胀气体。
进一步地，参照图2，燃烧室5为电热瓦层14制作的腔体。电热瓦层14具有保温作用，在本发动机进行正式工作之前，先启动高能激光管13和喷雾嘴15对电热瓦层14进行预热，使其升温至200℃左右，然后，通过电热瓦层14保温作用，从而使发动机在正式工作时，喷雾嘴15喷出的水雾可以保持气态。
参照图1至图4，壳体包括内壳7以及外壳2，驱动机构固定于外壳2上，进气风扇3固定于内壳7上。
进一步地，参照图1和图3，用于小型航空器的蒸汽动力发动机还包括容纳于燃烧室5内且套设于主轴1上的调压风扇6。调压风扇6的转速与主轴1的转速保持一致，从而达到实现调整燃烧室5内的气压的目的，使其气压保持稳定。
本发动机的工作过程如下：高能激光管13产生的激光经过聚热瓦12的作用而聚集，燃烧室5内喷雾嘴15喷出的气雾喷到聚热瓦12处而迅速汽化，体积迅速膨胀，产生动力源，同时主轴1带动的调压风扇6、进气风扇3和推力风扇10转动，开始推力风扇10的转速与主轴1相同，在激光对气雾进行加热一定时间后，气雾迅速汽化，体积膨胀产生动力带动推力风扇10高速转动，推力风扇10的风速会逐渐大于主轴1的转速，产生推力。同时，进气风扇3将空气吸入外风道4（即位于进气口和出气口9之间的腔室），最后从出气口9排出，即采用单涵道的结构提高了本发动机的推力。
本发明提出的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，燃烧室5中有产生动力的激光蒸汽装置，通过设置高能激光管13对水雾进行加热，采用水蒸汽作为燃料，节约了化石能源，实现清洁无污染的目的，完全没有有害气体的排放，减少了对不可再生资源的依赖，清洁环保。本发动机采用涵道可减少燃料的消耗，产生更大的推力，提高发动机的工作效率。另外，采用低温高压气体，减少了发动机材料对耐热性要求，减少了发动机的制造成本，比现有发动机更加经济。利用高能激光加热水雾，使其在有限空间中迅速产生高压蒸汽，巧妙的将光能高效地转化为动能。另外通过设置调压风扇6，使燃烧室5内的气压保持稳定。通过多个高能激光管13交替发射激光，产生了脉动的膨胀气体。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于小型航空器的蒸汽动力发动机，包括壳体、进气风扇、推力风扇以及驱动机构，所述壳体设有腔室以及与该腔室连通的进气口和出气口，所述进气风扇安装于所述进气口处，其特征在于，还包括主轴、超越离合器以及燃烧室，其中，
所述进气风扇套设于所述主轴上，所述驱动机构的输出轴与所述主轴固定连接以驱动其转动，所述燃烧室容纳于所述腔室内且其朝向所述出气口一侧设有开口，所述主轴贯穿于所述燃烧室，安装有所述超越离合器的推力风扇套设于所述主轴上，所述燃烧室中设有用于喷射水雾的喷雾嘴、以及用于加热所述喷雾嘴喷出的水雾的高能激光管，所述高能激光管位于所述燃烧室内，加热后的水雾带动所述推力风扇转动并依次经所述开口和出气口排出。
2.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述燃烧室内还设有用于聚集所述高能激光管产生的激光的聚热瓦，所述喷雾嘴的喷嘴口朝向所述聚热瓦设置。
3.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述燃烧室为电热瓦层制作的腔体。
4.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述喷雾嘴和高能激光管均设置有多个。
5.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述驱动机构为固定于所述壳体上的电动机。
6.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述喷雾嘴安装于所述主轴上。
7.如权利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，所述壳体包括内壳体以及外壳体，所述驱动机构固定于所述外壳体上，所述进气风扇固定于所述主轴上。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的用于小型航空器的蒸汽动力发动机，其特征在于，还包括容纳于所述燃烧室内且套设于所述主轴上的调压风扇。
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