專利名稱：沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其獨特之處在于它通過沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機驅(qū)動風(fēng)扇，并可以充分利用沖壓式轉(zhuǎn)子噴射出來的高溫氣體來提高發(fā)動機的工作效率; 并通過使用氣流管道減少了發(fā)動機的迎風(fēng)面。
背景技術(shù)：
目前，公知的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機有很大的迎風(fēng)面，而且熱能利用率低，不適合航空發(fā)動機使用；而公知的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的推力風(fēng)扇都是位于發(fā)動機的前端或后端，發(fā)動機排出的高溫氣體處于風(fēng)扇所產(chǎn)生低溫氣流的中心位置，令高溫氣體的熱能白白流失；而且現(xiàn)有的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機非常復(fù)雜，有大量的活動部件，使生產(chǎn)、運行和維護(hù)的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的迎風(fēng)面大以及熱能利用率低的問題；渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的熱能利用率低，及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，活動部件多的問題。本發(fā)明提供了更好地將高溫氣體的熱能變?yōu)閯幽?，從而提高發(fā)動機的推進(jìn)效率；并大大地減少了發(fā)動機的零部件數(shù)量； 降低了發(fā)動機的迎風(fēng)面。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是采用沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，并將沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機、旋轉(zhuǎn)環(huán)和連桿固定成一體；形成沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-旋轉(zhuǎn)環(huán)-連桿一體部件，并以主軸為圓心旋轉(zhuǎn)。由進(jìn)氣管道、旋轉(zhuǎn)環(huán)和排氣管道串聯(lián)組成氣流管道。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的進(jìn)氣口處于氣流管道的外側(cè)，使進(jìn)氣口暴露在外部空氣中； 沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣體噴氣口處于氣流管道的內(nèi)側(cè)。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-旋轉(zhuǎn)環(huán)-連桿一體部件以主軸為圓心旋轉(zhuǎn)并帶動主軸旋轉(zhuǎn)， 旋轉(zhuǎn)的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的線速度超過音速，使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的處于最佳工作狀態(tài)。主軸通過減速器驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)扇的效率達(dá)到最佳狀態(tài)。啟動時，主軸驅(qū)動沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-旋轉(zhuǎn)環(huán)-連桿一體部件旋轉(zhuǎn)，氣流管道外側(cè)的空氣進(jìn)入了高速旋轉(zhuǎn)的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的進(jìn)氣口并被壓縮；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機燃燒后的高溫氣體通過噴氣口噴射在氣流管道內(nèi)側(cè)，并推動沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-旋轉(zhuǎn)環(huán)-連桿一體部件旋轉(zhuǎn)。主軸通過減速器驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，風(fēng)扇壓縮后的冷空氣在氣流管道內(nèi)與沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機燃燒后高溫高速氣體相遇，兩股氣流呈90角度左右相遇，形成了克羅科 (Crocco)定理-龍卷風(fēng)效應(yīng)。龍卷風(fēng)在旋轉(zhuǎn)過程中遵守著流體力學(xué)的克羅科(Crocco)定理即在一個旋渦的外圍，如果外邊熱里邊冷，就產(chǎn)生了一個沿半徑方向內(nèi)指的焓梯度，或是溫度梯度，這個焓梯度越大，旋風(fēng)的旋轉(zhuǎn)強度就越大。在龍卷風(fēng)的效應(yīng)的作用下，高溫氣體使得風(fēng)扇排出的常溫旋轉(zhuǎn)氣體的旋轉(zhuǎn)強度增強，使高溫氣體的熱能變?yōu)閯幽?，從而提高了發(fā)動機的推進(jìn)效率。本發(fā)明主要的活動部件就是沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件。通過沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件以主軸為圓心高速旋轉(zhuǎn)并使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的線速度達(dá)到超音速，完成了沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機進(jìn)氣和壓縮空氣的工作，簡化了活動部件；以進(jìn)氣管道、旋轉(zhuǎn)環(huán)和排氣管道串聯(lián)組成氣流管道使發(fā)動機的迎風(fēng)面大為降低；氣流管道將沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的進(jìn)氣口和燃?xì)鈬姎饪诟綦x，使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機排出的高溫氣體限制在氣流管道內(nèi)側(cè)；主軸驅(qū)動的風(fēng)扇將外界空氣推入氣流管道并與其內(nèi)側(cè)的高溫氣體相遇并產(chǎn)生克羅科(Crocco)定理-龍卷風(fēng)效應(yīng)，提高了發(fā)動機的推進(jìn)效率。本發(fā)明的有益效果是，通過龍卷風(fēng)效應(yīng)-克羅科(Crocco)定理的實際應(yīng)用，使發(fā)動機排出的熱能變?yōu)閯幽埽虼颂岣吡藳_壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機的推進(jìn)效率。相對公知沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，其迎風(fēng)面大大減少，適用于航空發(fā)動機使用；相對于現(xiàn)有渦輪風(fēng)扇發(fā)動機， 其不需要復(fù)雜的壓氣機和渦輪，使發(fā)動機的部件大為減少，降低了生產(chǎn)、維護(hù)、運營成本。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明.圖1是本發(fā)明的沖壓式發(fā)動機、連桿的圖示.圖2是本發(fā)明的沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件正側(cè)面圖示.圖3是本發(fā)明的沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件與減速器和風(fēng)扇裝配圖示.圖4是本發(fā)明的沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件與減速器和風(fēng)扇側(cè)面圖示.圖5是本發(fā)明的進(jìn)氣管道、旋轉(zhuǎn)環(huán)和排氣管道的圖示.圖6是本發(fā)明由進(jìn)氣管道、旋轉(zhuǎn)環(huán)和排氣管道串聯(lián)組成的氣流管道圖示.圖7是本發(fā)明的整體圖示.圖8是本發(fā)明的整體刨面示意圖.圖9至圖12是本發(fā)明的另外一種實施方式.
具體實施例方式在圖1，到圖12中，1.沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機，2.進(jìn)氣口，3.噴氣口，4.連桿，5.主軸， 6.旋轉(zhuǎn)環(huán)，7.減速器，8.風(fēng)扇，9.進(jìn)氣管道，10.排氣管道。在圖1中，沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)、連桿⑷和主軸(5)以主軸(5)為圓心固定相連；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 以一定的角度向下。在圖2中，沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機⑴、連桿⑷與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)以主軸(5)為圓心固定相連，形成了沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件；旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的環(huán)面與主軸(5)平行； 沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口( 在旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的外側(cè)，噴氣口( 在旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的內(nèi)側(cè)；噴氣口⑶以一定的角度向下、向后、或與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)保持一定的距離。在圖3和圖4中，主軸(5)與減速器(7)相連，減速器(7)將主軸(5)輸入轉(zhuǎn)速降低后再驅(qū)動風(fēng)扇(8)。在圖5和圖6中，由固定的進(jìn)氣管道(9)、可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)和排氣管道(10)串聯(lián)組成徑向封閉，軸向貫穿的管狀氣流管道，旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的環(huán)面與進(jìn)氣管道(9)平行。在圖7、圖8中，沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口( 處于在氣流管道的外側(cè)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 處于氣流管道的內(nèi)側(cè)。啟動時，外力驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)， 主軸( 帶動沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)旋轉(zhuǎn)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口( 處于氣流管道的外側(cè)并吸入外界空氣；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 將高溫燃?xì)鈬娚湓跉饬鞴艿赖膬?nèi)側(cè)，并帶動沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件以主軸( 為圓心旋轉(zhuǎn)。噴氣口(3)以一定角度的向下噴射氣體；噴氣口( 與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)保持一定的距離，避免噴氣口 (3)的高溫氣流直接噴射到旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)上。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)，減速器(7)將主軸( 輸入轉(zhuǎn)速降低后再驅(qū)動風(fēng)扇(8)旋轉(zhuǎn)；風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)壓縮氣體進(jìn)入氣流管道的內(nèi)側(cè)并與沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)燃燒后從噴氣口( 噴射出的高溫氣體幾近垂直角度相遇，形成了克羅科(Crocco)定理-龍卷風(fēng)效應(yīng)。高溫氣體使得風(fēng)扇(8)排出的旋轉(zhuǎn)氣體的旋轉(zhuǎn)強度增強，將高溫氣體的熱能變?yōu)閯幽?，從而提高了推進(jìn)效率。
在圖9中，旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)為一個水平的圓環(huán)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)、連桿(4)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)以主軸(5)為圓心固定相連，形成了沖壓式發(fā)動機-連桿-旋轉(zhuǎn)環(huán)一體部件。噴氣口(3)以一定的角度向下、向后、或與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)保持一定的距離。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 的進(jìn)氣口⑵在旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的上側(cè)，噴氣口(3)在旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的下側(cè)。在圖10至圖12中， 由固定的進(jìn)氣管道(9)、可旋轉(zhuǎn)的水平圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)和排氣管道(10)串聯(lián)組成徑向封閉，軸向貫穿的氣流管道，旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)的環(huán)面與進(jìn)氣管道(9)垂直；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 的進(jìn)氣口( 隔離在氣流管道的外側(cè)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 置于氣流管道的內(nèi)側(cè)。啟動時，外力驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)，主軸( 帶動沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)旋轉(zhuǎn)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口(2)處于氣流管道的外側(cè)并吸入外界空氣；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機 (1)的噴氣口(3)將高溫燃?xì)鈬娚湓跉饬鞴艿赖膬?nèi)側(cè)。噴氣口(3)以一定角度的向下噴射氣體；噴氣口( 與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)保持一定的距離，避免噴氣口( 的高溫氣流直接噴射到旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)上。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)，減速器(7)將主軸( 輸入轉(zhuǎn)速降低后在驅(qū)動風(fēng)扇(8)旋轉(zhuǎn)；風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)壓縮氣體通過進(jìn)入氣流管道的內(nèi)側(cè)并與沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)燃燒后從噴氣口( 噴射出的高溫氣體呈垂直角度相遇，形成了克羅科(Crocco)定理-龍卷風(fēng)效應(yīng)。高溫氣體使得風(fēng)扇(8)排出的旋轉(zhuǎn)氣體的旋轉(zhuǎn)強度增強，將高溫氣體的熱能變?yōu)閯幽埽瑥亩岣吡送七M(jìn)效率。
權(quán)利要求
1.一種以沖壓式轉(zhuǎn)子驅(qū)動風(fēng)扇的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，包括沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機 (1)，進(jìn)氣口(2)，噴氣口⑶，連桿(4)，主軸(5)，旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)，減速器(7)，風(fēng)扇(8)，進(jìn)氣管道(9)，排氣管道(10)；其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口( 和噴氣口( 分別置于旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)指定點的兩側(cè)；使兩臺或以上的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)，連桿(4)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)以主軸( 為圓心在一個水平面上對稱地固定為一體；旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)環(huán)面與主軸(5)的角度的范圍為平行至垂直；使固定的進(jìn)氣管道(9)和排氣管道(10)與可以旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)組成徑向封閉，軸向貫穿的氣流管道；使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口( 和噴氣口( 分別氣流管道閉環(huán)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)；使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)通過連桿(4)驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)； 使減速器(7)將主軸( 輸入的速度變速后，再驅(qū)動風(fēng)扇(8)旋轉(zhuǎn)； 使旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇(8)將外界空氣推進(jìn)氣流管道；使風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的低溫氣流處于沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)噴氣口( 產(chǎn)生高溫氣流的中心；使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 以一定角度的向下噴射氣體； 使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 與旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)保持一定的距離，避免噴氣口(3) 的高溫氣流直接噴射到旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)上；啟動時，外力驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)，主軸( 帶動沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)旋轉(zhuǎn)；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的進(jìn)氣口(2)處于氣流管道的外側(cè)并吸入外界空氣并壓縮；沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)的噴氣口( 將高溫燃?xì)鈬娚湓跉饬鞴艿赖膬?nèi)側(cè)。沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)驅(qū)動主軸 (5)旋轉(zhuǎn)，減速器(7)將主軸( 輸入轉(zhuǎn)速降低后再驅(qū)動風(fēng)扇(8)旋轉(zhuǎn)；風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)壓縮氣體進(jìn)入氣流管道的內(nèi)側(cè)并與沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)燃燒后噴射的高溫氣體呈近垂直角度相遇，形成了克羅科(Crocco)定理-龍卷風(fēng)效應(yīng)。高溫氣體使得風(fēng)扇(8)排出的旋轉(zhuǎn)氣體的旋轉(zhuǎn)強度增強，將高溫氣體的熱能變?yōu)閯幽?，從而提高了推進(jìn)效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 的進(jìn)氣口( 和噴氣口( 分別安置于旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)環(huán)面上指定點的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使兩臺或以上的沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)，連桿(4)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)以主軸( 為圓心對稱地固定為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)環(huán)面與主軸(5)的角度范圍為平行至垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使固定的進(jìn)氣管道(9)、 可以旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)和大于或等于進(jìn)氣管道(9)直徑的排氣管道(10)串聯(lián)組成一個徑向封閉，軸向貫穿的氣流管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 的進(jìn)氣口( 和噴氣口( 分別處于由進(jìn)氣管道(9)、排氣管道(10)和可以旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)組成的氣流管道的閉環(huán)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 通過連桿(4)驅(qū)動主軸( 旋轉(zhuǎn)；減速器(7)將主軸( 輸入的轉(zhuǎn)速降低后再驅(qū)動風(fēng)扇(8) 旋轉(zhuǎn)，使外界空氣進(jìn)入氣流管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使風(fēng)扇(8)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外界空氣氣流處于沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1)噴氣口( 噴射的高溫氣體的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(1) 的噴氣口( 以一定的角度向下噴射氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，其特征是使沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機 (1)的噴氣口(3)的高溫氣流避免直接噴射到旋轉(zhuǎn)環(huán)(6)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖壓式轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動機，通過進(jìn)氣管道、旋轉(zhuǎn)環(huán)和排氣管道組成氣流管道，氣流管道將沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的進(jìn)氣口和噴氣口隔離，進(jìn)氣口暴露在外部空氣中；噴氣口處于氣流管道的內(nèi)側(cè)。工作時沖壓式轉(zhuǎn)子發(fā)動機的線速度超過音速以達(dá)到最佳工作狀態(tài)；并通過減速器驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)扇的效率達(dá)到最佳狀態(tài)。高低溫氣體在氣流管道內(nèi)相遇并產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，使熱能變?yōu)榱藙幽?，提高了發(fā)動機的推進(jìn)效率；同時降低了發(fā)動機的迎風(fēng)面。
文檔編號F02K7/10GK102192045SQ20101011861
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者余志剛 申請人:余志剛