CN110273784A - 螺旋运动喷发式发动机 - Google Patents

Abstract

螺旋运动喷发式发动机涉及航空发动机技术领域及于之相通的燃烧机技术领域。本机的机头部分保持了冲压式发动机的原有技术特征外，在冲压发动机的原机首中心的锥式冲压器内腔的中部尾部加装了空腔主轴与连接在主轴端头上的自动力喷火转动叶桨片，它改变了冲压发动机不能零速启动的弱点，整体结构布局上采用前后两大分部设计的好处是；其冲压器尾部凸出内壳体的没计，极大的方便了在冲压器内腔里的相关配件的装配与检查维护。高温度区域聚能燃烧管由于其外壁有了冷却风降底了材料的热损提高了发动机的寿命与安全系数，理论燃烧率高制造成本低的技术特点是它不但是发动机也是高效节能型的燃烧机。

Description

螺旋运动喷发式发动机

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域及于之相通的燃烧机技术领域。

背景技术

在航空发动机领域里冲压式要算最轻最简单高效经济的了。然而由于它不能零速启动的弱点限制了它的更广泛应用与发展。本机的机头部分保持了冲压式发动机的原有技术特征外，对其机头中部的锥式冲压器的内腔与其尾部作了改动，在冲压发动机的原机首中心的锥式冲压器内腔的中部尾部加装了空腔主轴与连接在主轴端头上的自动力喷火转动叶桨片，燃料初燃推动叶桨片及相连接的主轴转动，迫使叶桨片上正反面联动新风助燃于后面的聚能燃烧壳管内燃烧并向后产生推力，从而实现了零速启动。从结构件认识本机同冲压式发动机有相近的地方，但其进气与燃烧方式是完全不同，冲压式航空发动机是被动进气射流直喷喷发式燃烧技术，本机的热力运动轨迹正好与***的运动轨迹完全一致是主动吸气螺旋运动燃烧式技术。热燃烧发动机本身就是燃烧机只是把它当燃烧机用很不经济，本机简单、高效、经济的属性保证它是能够适用做为节能型燃烧机应用。其双位市场前景是非常广大外，也付合国家的相关研发实验政策精神支持的大方向。

发明内容

1.整体结构布局以内壳管接口为界分为前后两个部分构成，水平视角认识其前部由内壳体，空心连接支架，锥式冲压器，锥式冲压器腹腔内的主轴与连接在主轴端上的叶片轮组成，其锥式冲压器的尾部与主轴端头上的叶片轮凸出于内壳管外以便于相关装配维护，也就是中部冲压器尾部与主轴头上的叶片轮是凸出于内壳体外的结构布局。后部由内壳管体，条板式连接支架，聚能燃烧壳管组成，其组合成器后的结构布局为前凹后凸形式。前后内壳管接口相接后加装外壳体就已行成发动机整体。2.叶片顶端部分保留普通叶片技术特征不变，余部向主轴方向为中空结构并在一侧设制有、一字排列的点状或条状初燃喷口，也就是叶片顶部部分为冷风功能区，余部为有初燃喷口的热能功能区在一个叶桨片上。3.分流环管与叶桨轮，将有初燃喷口部分叶片装置于环管内壁使其具备形成热风功能区，环管的外壁装叶片后使其具备形成冷风功能区，通过环管连接就形成整体结构件具有热冷风功能的叶片轮。4.点火位置，在主轴连接叶轮的另一端口位置设制燃料喷口嘴，并在喷口的四周设制环状排列多点火器，然后在点火器的外环设制环状肋燃剂喷口。很显然燃料喷口被点火器包围了，点火器又被助燃剂包围、点火环境是处在相对稳定主轴空腔内其点火的可靠性自然高并不受外部环境影响，待点火成功后停止点火逐步减停助燃剂，使燃焰自动移位在叶桨片侧喷口燃烧并推动叶桨片运动，大轴内腔用此法很好，较小轴内腔用点三角设置排列即可，即燃料喷口在活塞顶面中心位置不变，点火，助燃并列在给料点一侧设置。还有一种点火方式即减掉冲压器端尖头开惯通并小于主轴端口的开口，必需确保然料喷口向叶片方向喷料，然后在此口点火。5.点火位置，在主轴与叶轮连接处的叶轮心内壁中心位置点火，燃料与助燃剂正好喷在点火器上点燃，也就是锥式分流器的顶端点火。6.点火位置，在冲压锥空心支架位置上设管枪式高温高压射流点火器，它如同枪管一端给料点火，另一端口负责储热储压，当温度压力达到要求自动开门射流向叶桨点火，其点火环境同样受外部影响较小。7.回流管，在空心连接支架的内侧后部与聚能燃烧燃烧壳管上开前出后入两个口，用管道将两口连通，由于内聚能燃烧壳管有高压，支架口管腔被叶片运动吸成负压，正压热流被叶片吸出支架口向后运动再被聚能燃烧壳管上的入口吸入形成回流，为求热平衡空心连接支架上的出口可以通过空心支架与支架连接锥式环管状出口以求热能平衡，由于回流环管的迎风面有风阻需改锥形，环管断面为横向V型V口就是回流出口，热流被吸入聚能燃烧壳管内就会更均匀燃烧。当然把回流出口与主轴端口对接效果肯定好，但相关材料热损率会提高。8，回流管内点火器，将通过内壳管外壁部分回流管加装直管式前后开口并有伐门的高压射流点火器，然料与点火装置通过管的外壁向内壁连通即可完成，当高温高压达到要求后打开前后伐门，热流通过回流管的两个出口对叶桨片实使前后夹击点火。

技术方案

1.所述整机结构技术布局特征为，整体结构布局以内壳管接口为界分为前后两个部分构成，其前部由内壳体，空心连接支架，锥式冲压器，其冲压器腹腔内的主轴与连接在主轴端上的叶片组成，冲压器的尾部与主轴端头上的叶片凸出于内壳管外以便于相关装配维护，也就是冲压器尾部与主轴头上的叶片是凸出于内壳体外的结构布局。后部由内壳管体，条板式连接支架，聚能燃烧壳管组成，其后三件组合成器后的结构布局为前凹后凸形式。前后内壳管接口相接后加装外壳体就已行成发动机整体。

2.所述叶桨片的技术特征为；叶片顶端部分保留普通叶片技术特征不变，余部向主轴方向为中空结构并在一侧设制有、一字排列的点状或条状初燃喷口，也就是叶片顶部部分为冷风功能区，余部为有初燃喷口的热能功能区在一个完整叶桨片上的结构技术特征。

3.所述叶桨轮，将有初燃喷口部分叶片装置于环管内壁使其具备形成热风功能区，环管的外壁装叶片后使其具备形成冷风功能区，通过环管连接就形成整体结构件，环管的内壁为热功能叶片区，环管的外壁为冷风功能叶片区的叶桨轮技术特征。

4.所述壳管式射流点火器的技术持证为，在空心支加后端口位置设制形似枪管的壳管式点火器，管的一端口负责给料点火，另一端口设制高温压力阀门及温度压力传感器，当温度压力大于环境温度压力时打开阀门，高温高压射流推动叶片并点火的技术特证。

5.所述主轴空腔位置点火的技术持征为；将同主轴管内经一样的代有油气封环的等同于车用的活塞置入主轴端头，然后在活塞头面中心位置设制燃料喷口，其后用环状多点位高压电子火器环状包围燃料喷口，其次用环状助燃剂喷口包围高压电子点火器点火成功后关闭点火器与逐步减关助燃剂点火。大轴内腔用此法很好，小轴端口用点三角排列设置，即燃料喷口在活塞顶面中心位置不变，点火，助燃并列在一侧设置。减掉冲压器端尖头开惯通并小于主轴端口的开口，必需确保然料喷口向叶片方向喷料，然后在此口位置点火以及上述位置方法点火的技术特征。

6.所述锥式分流器；位置在主轴端头叶桨轮外侧中心与主轴腔内部惯通处，形体为锥式子弹头形，其锥体是深入叶桨轮中心的空腔内的，燃料冲向锥体被快速分流向叶片空腔到达初燃喷口的技术特征。

7.所述锥体端头点火；位置在锥式分流器的锥顶头，在此配制高压电子点火器，燃料与助燃剂迎面喷向维体点火器后被锥体导流散开向叶侧燃烧口方向点火燃烧的技术特征。

8，所述回流管的术特征为；在冲压器的空心连接支架后部与聚能燃烧壳管上开前出后入两个口，用管道通过内壳管的外壁将两口连通，由于聚能燃烧壳管内有高压，支架出口管腔被叶片吸成负压，正压热流被叶片吸出向后运动再被聚能壳管上的入口吸入形成回流，为求热平衡空心连接支架上的出口可以通过空心支架与支架连接锥式环管状出口以求热能平衡的技术特征。

9，所述回流管内点火，将通过内壳管外壁部分回流管加装直管式前后开口并有伐门的高压射流点火器，燃料与点火装置通过点火器管的外壁向内壁连通即可完成，当高温高压达到要求后打开前后伐门，热流通过回流管的前后口对叶片的初燃喷口实施前后夹击点火的技术特征。

工作原理与图解

原理；燃料通过输送管道从外机壳入经冲压锥空心支架，到锥式冲压器空腔内的主轴端口被燃料喷口喷出并点燃，然后关闭此处点火器与逐步关闭助燃剂使燃料自动热移位于叶桨侧的初燃燃烧口，初燃燃料推动叶桨片及其连接的主轴传动时、叶桨片正负两面联动新风助燃于聚能燃烧管体向后产生螺旋运动喷发动能推力。也可以把初燃喷口理解为串联在叶桨片一侧的火箭喷口，当然条状一字喷口也可以应用于叶桨片一侧，火箭推动叶桨片与其连接的主轴传动、并同时由叶桨片的正负两面联动新风助燃于聚能燃烧管内燃烧后产生推力。

附图说明；图1是本发动机整体结构图。1.外壳体。2.内壳体。3.前部内壳体接口处。4.后部内壳体接口处。5.具有散热功能的条板式连接支架，条板的两个面及支架与支架的间隔空间为冷风通道。6.聚能燃烧壳管.7.原冲压器的空心连接支架与支架两侧的空气通道。8.具有主轴架功能冲压器。9.冲压器内腔里的主轴端口，10.轴承及相关配件位置。11.主轴上的发电装置的位置。12.主轴空心内腔与叶浆片内腔到初燃喷口的惯通燃料通道。13.锥式燃料分流器，可在此锥头上设制点火器。14.叶桨片上有燃料初燃喷口部分X代表为初燃喷口部分，15.叶浆片上没有喷口的冷风部分。16，回流环管位置及回流出口。

有益效果

在结构相近的对比下来看它改变了冲压发动机不能零速启动的弱点，保持了冲压式在管道内高效燃烧的诸多优势。与传统旋流燃烧技术相比较，前者燃料喷口是按一定角度固定设计再加上复杂的物件结构导流才能完成旋流燃烧，本机的燃料喷口是靠自身推力推动始终按圆周率轨迹运动来完旋流燃烧的，由于叶桨片正负两面同时联动新风助燃、在燃料与空气的溶合度上显然是高于传统旋流燃烧技术。整体结构布局上采用前后两大分部设计的好处是；其冲压器尾部凸出内壳体的没计，极大的方便了在冲压器内腔里的相关，主轴、轴承、发电装备叶浆片等配件的装配与检查维护。相关调整快捷高效，燃料不同对相关结构要求是不同的，应用不同燃料时可通过更换燃料喷口与调整环管内外叶桨片的数量来寻求叶桨轮的最佳效能。高温度区域聚能燃烧管由于其外壁有了冷却风降底了材料的热损提高了发动机的寿命与安全系数。后部是通过条板式连接支架错式组成的大小壳管合二为一的前凹后凸的结构体，凸出的小壳管也就聚能燃烧壳管热损报废的可能是存在的，这样设计检查维护撤换将便利快捷，不难看出并理解能够完成喷发性能的气体液体普通常规燃料太多，只要更换相适应的燃料喷口即可。非常规气液体高爆燃料当然会更好，如气液体高能火药炸要等，当然氢会更环保。这些是现有航空发动机与燃烧机不可能实现的较广燃料适配功能。多点位点火及相对平稳不受外部环境影响的点火方式使它具有很高的点火成功率。热燃烧发动机理论上理解就是燃烧机，但把它当燃烧机用就很不经济、理论燃烧率高制造成本低的技术特点是它不但是发动机也是高效节能型的燃烧机，本机即是发动机又是燃烧机的技术性能在市场空间上远大于现有热燃发动机。

实施方式

只是管与管通过连接支架及相关构件的简单配合，冲压发动机的前部是已有现成照搬就行。给冲压器曾加主轴架功能后，如何将带有叶桨片的主轴及相关配件装入冲压器空腔内，依据以上文字讲述及样图只要选好标准配件轴承及相关标准付件，一个车工加机钳工一个班就能够轻松完成简单样机制取保证做一个转动一个。另对于金属打印机来说这不是什么复杂结构件是能够很快分部件打印完整组装而成。

Claims (9)

1.所述整机结构技术布局特征为，整体结构布局以内壳管接口为界分为前后两个部分构成，其前部由内壳体，空心连接支架，锥式冲压器，其冲压器腹腔内的主轴与连接在主轴端上的叶片组成，冲压器的尾部与主轴端头上的叶片凸出于内壳管外以便于相关装配维护，也就是冲压器尾部与主轴头上的叶片是凸出于内壳体外的结构布局。后部由内壳管体，条板式连接支架，聚能燃烧壳管组成，其后三件组合成器后的结构布局为前凹后凸形式。前后内壳管接口相接后加装外壳体就已行成发动机整体。

2.所述叶桨片的技术特征为；叶片顶端部分保留普通叶片技术特征不变，余部向主轴方向为中空结构并在一侧设制有、一字排列的点状或条状初燃喷口，也就是叶片顶部部分为冷风功能区，余部为有初燃喷口的热能功能区在一个完整叶桨片上的结构技术特征。

3.所述叶桨轮，将有初燃喷口部分叶片装置于环管内壁使其具备形成热风功能区，环管的外壁装叶片后使其具备形成冷风功能区，通过环管连接就形成整体结构件，环管的内壁为热功能叶片区，环管的外壁为冷风功能叶片区的叶桨轮技术特征。

4.所述壳管式射流点火器的技术持证为，在空心支加后端口位置设制形似枪管的壳管式点火器，管的一端口负责给料点火，另一端口设制高温压力阀门及温度压力传感器，当温度压力大于环境温度压力时打开阀门，高温高压射流推动叶片并点火的技术特证。

5.所述主轴空腔位置点火的技术持征为；将同主轴管内经一样的代有油气封环的等同于车用的活塞置入主轴端头，然后在活塞头面中心位置设制燃料喷口，其后用环状多点位高压电子火器环状包围燃料喷口，其次用环状助燃剂喷口包围高压电子点火器点火成功后关闭点火器与逐步减关助燃剂点火。大轴内腔用此法很好，小轴端口用点三角排列设置，即燃料喷口在活塞顶面中心位置不变，点火，助燃并列在一侧设置。减掉冲压器端尖头开惯通并小于主轴端口的开口，必需确保然料喷口向叶片方向喷料，然后在此口位置点火以及上述位置方法点火的技术特征。

6.所述锥式分流器；位置在主轴端头叶桨轮外侧中心与主轴腔内部惯通处，形体为锥式子弹头形，其锥体是深入叶桨轮中心的空腔内的，燃料冲向锥体被快速分流向叶片空腔到达初燃喷口的技术特征。

7.所述锥体端头点火；位置在锥式分流器的锥顶头，在此配制高压电子点火器，燃料与助燃剂迎面喷向维体点火器后被锥体导流散开向叶侧燃烧口方向点火燃烧的技术特征。

8.所述回流管的术特征为；在冲压器的空心连接支架后部与聚能燃烧壳管上开前出后入两个口，用管道通过内壳管的外壁将两口连通，由于聚能燃烧壳管内有高压，支架出口管腔被叶片吸成负压，正压热流被叶片吸出向后运动再被聚能壳管上的入口吸入形成回流，为求热平衡空心连接支架上的出口可以通过空心支架与支架连接锥式环管状出口以求热能平衡的技术特征。

9.所述回流管内点火，将通过内壳管外壁部分回流管加装直管式前后开口并有伐门的高压射流点火器，燃料与点火装置通过点火器管的外壁向内壁连通即可完成，当高温高压达到要求后打开前后伐门，热流通过回流管的前后口对叶片的初燃喷口实施前后夹击点火的技术特征。