TWI620686B - 推進裝置 - Google Patents

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Abstract

一種推進裝置，包含筒體、第一組扇葉、第二組扇葉、第一傳動軸、第二傳動軸、動力齒輪盒以及加速裝置，第一組扇葉與第二組扇葉設置於筒體的氣流通道中，第一傳動軸連接第一組扇葉，且第二傳動軸連接第二組扇葉，第一傳動軸與第二傳動軸之間藉由加速裝置相互連接，第一組扇葉具有第一轉速，加速裝置會使第二組扇葉具有第二轉速，其中第二轉速大於第一轉速，藉此會增大推進動力。

Description

推進裝置
本發明係關於一種推進裝置，尤指利用於輕量飛行載具中的推進裝置。
飛上天空不僅是人類的夢想，也是一種極有效率的交通模式，具有快速到達目的地的效能，因此，可移除了因空間而對人所造成的隔閡，所以，飛行不僅是具有娛樂及商務性質，對於其它應用更有極大的需求。
以往，針對大量乘客或貨物的飛行載運已經行之有年，有噴射客機、運輸機等飛行載具的產生，但是這類載具需要很長的跑道以及大量相關的起降設備，因此只侷限於機場起降，為克服此項限制，即有直昇機可以在小面積的範圍起降，有些商業大樓的屋頂就有直昇機停機坪以供頂級商務人士利用。
但是，即使是直昇機，仍要設置停機坪，並不能像地面的車輛隨地上、下載客，且在密集建築物的大都會中，直昇機仍然難進入狹窄巷道及普通樓頂。
當前，有技術團體開始積極開發單人的垂直昇降飛行器，雖然能達到隨地起降的目的，但是都是慢速移動的單人飛行器，如果僅能慢速移動，則有太多的地面交動工具可以取代需求，對於商務需求而言仍有很大的缺憾。
因此，本發明的主要目的在於提供一種推進裝置，能替輕量飛行載具產生極大的推進動力，以解決上述問題。
本發明之目的在提供一種推進裝置，能替輕量飛行載具產生極大的推進動力，以實現輕量飛行載具兼具低速移動模式與高速移動模式的能力，並且，結構簡單堅固，成本較低而極具商業價值。
本發明係關於一種推進裝置，用於輕量飛行載具中，以提供輕量飛行載具的推進動力，推進裝置係包含筒體、第一組扇葉、第二組扇葉、第一傳動軸、第二傳動軸、動力齒輪盒以及加速裝置。
筒體具有氣流通道、進氣開口、及排氣開口，進氣開口與排氣開口分別在筒體的兩端，氣流通道在進氣開口與排氣開口之間。
第一組扇葉設置於氣流通道中，用於產生氣流，使氣流自進氣開口進入氣流通道，並後續向排氣開口推送，以產生推進動力。
第二組扇葉設置於氣流通道中，相較於第一組扇葉鄰近於排氣開口，用於產生氣流，使氣流自第一組扇葉流向排氣開口，以進一步排出於排氣開口以產生推進動力。以扇葉做為推進動力的技術，可以利於輕量飛行載具以低速移動模式來飛行。
第一傳動軸連接於第一組扇葉的軸心，並連接動力來源，能具有第一轉速。第二傳動軸連接於第二組扇葉的軸心。
加速裝置於第一組扇葉與第二組扇葉之間，銜接第一傳動軸與第二傳動軸，加速裝置受第一傳動軸的趨動能傳動使第二傳動軸具有第二轉速，其中第二轉速係大於第一轉速，進一步說明，第二轉速除以第一轉速的比值係以大於等於1.2為佳。
加速裝置可為行星齒輪盒，行星齒輪盒包含太陽齒輪以及行星齒輪，該行星齒輪係均嚙合於太陽齒輪。其中，第一傳動軸連接行星齒輪，第二傳動軸連接該太陽齒輪，藉由調整齒輪的齒數比例，可以產生加速的效果。
在推進裝置中，所述的動力來源係為動力齒輪盒，動力齒輪盒亦設置於第一組扇葉與第二組扇葉之間，且可設置於第一組扇葉與加速裝置之間，也就是在第一傳動軸上。
為增加推進動力，除了加速裝置會提供很大的助益之外，進氣開口需以大於排氣開口為佳，藉由這些技術的組合，可以產生足夠的推力，使輕量飛行載具進入高速移動模式。
由於進氣開口大於排氣開口，所以筒體中的氣流通道係自進氣開口漸縮至排氣開口，因此筒體具有空間可以額外設置油箱，油箱則可對應於氣流通道漸縮的體積以環狀包覆氣流通道來設置。
補充說明的是，推進裝置更可包含舵板，舵板鄰近排氣開口，並設置於排出於排氣開口的氣流動線上，用以改變排出於排氣開口的氣流的流動方向。
因此，利用本發明所提供一種推進裝置，藉由第一組扇葉、第二組扇葉、及加速裝置的設計，能替輕量飛行載具產生極大的推進動力，以實現輕量飛行載具兼具低速移動模式與高速移動模式的能力，並且，結構簡單堅固，成本較低而極具商業價值。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱圖1，圖1係本發明輕量飛行載具10高速飛行時的外觀示意圖。本發明係關於一種推進裝置22，裝設於輕量飛行載具10中，圖例中有二個推進裝置22分別裝在輕量飛行載具10左、右兩側，提供輕量飛行載具10所需的推進動力，此種推進裝置22可以產生低速以及高速所需的推進動力，使輕量飛行載具10可以低速飛行或是高速飛行，低速飛行時可以幾乎於任何地點起降，高速飛行時可以超過時速500公里，因而使輕量飛行載具10的用途極為廣泛適用。
請參閱圖2，圖2係本發明推進裝置22的剖面圖。以扇葉推進氣流的推進裝置22極易以低速狀態來飛行，但若要具有高速飛行的功能，則推進裝置22必須設計出極大的推力。所以，本發明推進裝置22包含筒體2202、第一組扇葉2204a、第二組扇葉2204b、第一傳動軸2208a、第二傳動軸2208b、動力齒輪盒2209以及加速裝置2206。
筒體2202具有氣流通道2212、進氣開口2214、及排氣開口2216，進氣開口2214與排氣開口2216分別在筒體2202的兩端，氣流通道2212在進氣開口2214與排氣開口2216之間。
第一組扇葉2204a設置於氣流通道2212中，用於產生氣流，使氣流自進氣開口2214進入氣流通道2212，並後續向排氣開口2216推送，以產生推進動力。
第二組扇葉2204b設置於氣流通道2212中，相較於第一組扇葉2204a鄰近於排氣開口2216，用於產生氣流，使來自第一組扇葉2204a的氣流流向排氣開口2216，以進一步排出於排氣開口2216以產生推進動力。
第一傳動軸2208a連接於第一組扇葉2204a的軸心，並連接動力來源，能具有第一轉速，圖中的動力齒輪盒2209設置於第一傳動軸2208a的中段，將第一傳動軸2208a分成上半段與下半段。第二傳動軸2208b連接於第二組扇葉2204b的軸心，動力齒輪盒2209連接於一動力來源，動力來源產生的動力經由動力齒輪盒2209傳遞至。
加速裝置2206設置於第一組扇葉2204a與第二組扇葉2204b之間，銜接第一傳動軸2208a與第二傳動軸2208b，受第一傳動軸2208a的趨動能傳動使第二傳動軸2208b具有第二轉速，第二轉速係需大於第一轉速，其中，第二轉速除以第一轉速的比值係以大於等於1.2為佳，如此，可使排出排氣開口2216的氣流增強，以大幅提升推動力。
如前述之推進裝置22，補充說明的是在此推進裝置22中，所述動力來源為動力齒輪盒2209，動力齒輪盒2209設置於第一組扇葉2204a與第二組扇葉2204b之間，且設置於第一組扇葉2204a與加速裝置2206之間，即設置在第一傳動軸2208a上，將第一傳動軸2208a分為上半段與下半段。
圖例中動力齒輪盒2209為四個對接的傘齒輪30，最左邊的傘齒輪30連著第三傳動軸2208c，第三傳動軸2208c連接於推進裝置22外的動力來源，一般來說是直接或間接的連向輕量飛行載具10中的引擎，對推進裝置22而言，引擎即位在外部。最上方的傘齒輪30將動力透過第一傳動軸2208a的上半段，轉向傳送至第一組扇葉2204a，以帶動第一組扇葉2204a轉動。最下方的傘齒輪30將動力透過第一傳動軸2208a的下半段，轉向傳送至加速裝置2206。最右邊的傘齒輪30僅是用來平衡其他三個傘齒輪30用的。
此外，為了再進一步提升推進裝置22的推進動力，進氣開口2214大於排氣開口2216為佳，所以，筒體2202更可包含油箱32，因為氣流通道2212係自進氣開口2214漸縮至排氣開口2216，油箱32可對應於氣流通道2212漸縮的體積以環狀包覆氣流通道2212來設置。此油箱32作為主、副油箱32皆可，可為輕量飛行載具10節省許多空間設計，並提供更多的燃料。
進一步說明，推進裝置22更包含舵板34，舵板34鄰近排氣開口2216，並設置於排出於排氣開口2216的氣流動線上，用以改變排出於排氣開口2216的氣流的流動方向。因為本發明推進裝置22的推進動力強大，意即所排出的氣流強大，所以，只要在排出的氣流動線上裝操控方向用的舵板34，些許的偏移即能得到很理想的轉向效果。
請參閱圖3，圖3係本發明輕量飛行載具10低速飛行時的剖面圖。圖3等於將圖1例的輕量飛行載具10立起來，再從正面剖視，圖中可見輕量飛行載具10包含一個主體部20，二個推進裝置22分別設置於主體部20的左、右兩側，剖視可以清晰見到動力傳送的結構。
主體部20中有引擎40，引擎40為前述推進裝置22外的動力來源，主體部20中引擎40的上方具有一個動力齒輪盒2209，引擎40所產生的動力先透過第四傳動軸2208d傳送至主體部20中的動力齒輪盒2209，動力齒輪盒2209具有四個傘齒輪30，其原理同前述，於是動力可以轉向轉送給左、右兩個第三傳動軸2208c，左、右兩個第三傳動軸2208c再分別透過左、右兩個推進裝置22中的動力齒輪盒2209中的四個傘齒輪30，將動力轉向傳送給左、右兩個推進裝置22中的第一傳動軸2208a，第一傳動軸2208a的上半段將動力傳送至第一組扇葉2204a，第一傳動軸2208a的下半段將動力傳送至加速裝置2206，加速裝置2206改變了第二傳動軸2208b的轉速，進而使第二組扇葉2204b的轉速加快。
請參閱圖4，圖4係本發明加速裝置2206之***圖。如前述之推進裝置22，其中加速裝置2206可為行星齒輪盒，圖例中的行星齒輪盒包含太陽齒輪50以及行星齒輪52，太陽齒輪50在中間，行星齒輪52係均佈嚙合於太陽齒輪50，環套齒輪54再嚙合套接於行星齒輪52外部用於穩定行星齒輪52。
其中，第一傳動軸2208a連接行星齒輪52，第二傳動軸2208b連接太陽齒輪50，藉由太陽齒輪50與行星齒輪52相對齒數的調整，可以調整理想的轉速比值，如前述轉速的比值可以調整至大於等於1.2為佳。
因此，利用本發明所提供一種推進裝置22，藉由第一組扇葉2204a、第二組扇葉2204b、及加速裝置2206的設計，能替輕量飛行載具10產生極大的推進動力，以實現輕量飛行載具10兼具低速移動模式與高速移動模式的能力，並且，結構簡單堅固，成本較低而極具商業價值。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
10‧‧‧輕量飛行載具
20‧‧‧主體部
22‧‧‧推進裝置
2202‧‧‧筒體
2204a‧‧‧第一組扇葉
2204b‧‧‧第二組扇葉
2206‧‧‧加速裝置
2208a‧‧‧第一傳動軸
2208b‧‧‧第二傳動軸
2208c‧‧‧第三傳動軸
2208d‧‧‧第四傳動軸
2209‧‧‧動力齒輪盒
2212‧‧‧氣流通道
2214‧‧‧進氣開口
2216‧‧‧排氣開口
30‧‧‧傘齒輪
32‧‧‧油箱
34‧‧‧舵板
40‧‧‧引擎
50‧‧‧太陽齒輪
52‧‧‧行星齒輪
54‧‧‧環套齒輪
圖1係本發明輕量飛行載具高速飛行時的外觀示意圖； 圖2係本發明推進裝置的剖面圖； 圖3係本發明輕量飛行載具低速飛行時的剖面圖；以及 圖4係本發明加速裝置之***圖。

Claims (6)

  1. 一種推進裝置，用於一輕量飛行載具中，以提供該輕量飛行載具的推進動力，該推進裝置包含：一筒體，該筒體具有一氣流通道、一進氣開口、及一排氣開口，該進氣開口與該排氣開口分別在該筒體的兩端，該氣流通道在該進氣開口與該排氣開口之間；一第一組扇葉，設置於該氣流通道中，用於產生氣流，使氣流自該進氣開口進入該氣流通道，並後續向該排氣開口推送，以產生推進動力；一第二組扇葉，設置於該氣流通道中，相較於該第一組扇葉鄰近於該排氣開口，用於產生氣流，使氣流自該第一組扇葉流向該排氣開口，以進一步排出於該排氣開口以產生推進動力；一第一傳動軸，係連接於該第一組扇葉的軸心，能具有一第一轉速；一第二傳動軸，係連接於該第二組扇葉的軸心；一動力齒輪盒，係將來自引擎的動力上傳至該第一傳動軸以及下傳至該第二傳動軸；以及一加速裝置，於該第一組扇葉與該第二組扇葉之間銜接該第一傳動軸與該第二傳動軸，受該第一傳動軸的驅動能傳動使該第二傳動軸具有一第二轉速，其中該第二轉速係大於該第一轉速，且該第二轉速除以該第一轉速的比值係大於等於1.2。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，其中該動力齒輪盒設置於該第一組扇葉與該第二組扇葉之間，且設置於該第一組扇葉與該加速裝置之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，其中該進氣開口係大於該排氣開口。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，其中筒體更包含一油箱，該氣流通道係自該進氣開口漸縮至該排氣開口，該油箱對應於該氣流通道漸縮的體積以環狀包覆該氣流通道來設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，其中該加速裝置係為一行星齒輪盒，該行星齒輪盒包含太陽齒輪以及行星齒輪，該行星齒輪係均佈嚙合於該太陽齒輪，其中該第一傳動軸連接該行星齒輪，該第二傳動軸連接該太陽齒輪。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，該推進裝置更包含一舵板，該舵板鄰近該排氣開口，並設置於排出於該排氣開口的氣流動線上，用以改變排出於該排氣開口的氣流的流動方向。
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