專利名稱：一種渦輪噴氣發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機。
背景技術：
現(xiàn)有的渦輪噴氣發(fā)動機包括進氣道、軸流式壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管。其中，該軸流式壓氣機通過同心軸固定在渦輪上。該渦輪噴氣發(fā)動機在工作時，空氣從外界進入渦輪噴氣發(fā)動機的進氣道，并沿軸流式壓氣機的軸向流動，而空氣經(jīng)軸流式壓氣機壓氣后進入燃燒室，并在燃燒室內(nèi)燃燒膨脹，產(chǎn)生高速高壓空氣，該高速高壓空氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)尾噴管噴出，從而產(chǎn)生反推動力。但由于該軸流式壓氣機容易形成瞬時反壓，氣流倒流的現(xiàn)象，造成燃燒室內(nèi)進氣量不足，從而出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，導致渦輪噴氣發(fā)動機損壞或停機。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種渦輪噴氣發(fā)動機，其通過合理設置壓氣裝置的排列方式，以及其轉(zhuǎn)速，可減少氣流倒流現(xiàn)象，從而降低出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的機率。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下
一種渦輪噴氣發(fā)動機，包括機殼、設置在機殼內(nèi)的進氣道、設置在機殼內(nèi)并位于進氣道后方的燃燒室、安裝在進氣道內(nèi)用于吸入空氣并朝著燃燒室方向推動空氣旋轉(zhuǎn)前進的壓氣組件、位于燃燒室后方并可旋轉(zhuǎn)的渦輪、用于噴出高速氣體的尾噴管；所述壓氣組件包括至少兩個壓氣裝置；所述渦輪上通過渦輪軸聯(lián)接有用于帶動該至少兩個壓氣裝置自轉(zhuǎn)的傳動換速裝置，該至少兩個壓氣裝置與燃燒室之間的距離均不同；且任意兩個壓氣裝置的軸線均相互錯開；而按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序進行對比，該渦輪與各個壓氣裝置之間的傳動比逐漸減小，且各個傳動比均小于I。所述進氣道內(nèi)設置有支撐架；壓氣裝置上固定連接有轉(zhuǎn)動軸，該轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動地安裝在支撐架的支承孔上。所述傳動換速裝置包括固定在渦輪軸上并設有內(nèi)齒紋的齒輪圈、至少兩個與齒輪圈相嚙合的齒輪；所述齒輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；齒輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸上；按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置所對應的齒輪的外徑逐漸減小。所述傳動換速裝置包括固定在渦輪軸上的磁力圈、至少兩個可轉(zhuǎn)動地安裝在磁力圈的內(nèi)圓弧面上的磁力輪；所述磁力圈的內(nèi)圓弧面上沿其周向設置有多個第一磁性部，且任意相鄰的兩個第一磁性部的磁性不同；磁力輪的外圓弧面上沿其周向設置有多個第二磁性部，且任意相鄰的兩個第二磁性部的磁性不同；所述磁力輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；磁力輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸上；按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置所對應的磁力輪的外徑逐漸減小。相鄰的兩個第一磁性部為磁鐵的N極、以及磁鐵的S極；相鄰的兩個第二磁性部為磁鐵的S極、以及磁鐵的N極。按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置的尺寸逐漸減小。該進氣道與燃燒室之間設置有安裝腔，該安裝腔內(nèi)固定有用于提高空氣流向燃燒室的速度的旋瓣組件，所述旋瓣組件包括固定在安裝腔內(nèi)的外套筒、套裝在渦輪軸上的內(nèi)套筒、沿外套筒的圓周方向均勻排列有若干個導流葉片；所述導流葉片的一側固定在內(nèi)套筒上，另一側固定在外套筒上，從進氣道向著燃燒室的方向，任意相鄰的兩個導流葉片的相對內(nèi)側面的距離先逐漸減小再逐漸增大。所述旋瓣組件包括3-15個導流葉片；所述壓氣組件包括2-9個壓氣裝置。該至少兩個壓氣裝置分布在渦輪軸軸線的四周。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于
通過合理設置壓氣裝置的排列方式，以及其轉(zhuǎn)速，形成逐級加速，可減少氣流倒流現(xiàn)象，從而降低出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的機率；而且，由于渦輪與各個壓氣裝置之間的傳動比均小于I，通過合理設置各傳動比的比值，可使壓氣組件在渦輪降速的情況下，仍能滿足壓氣要求，因此，在實際設計中，也可相應地降低渦輪葉片的材料強度要求；此外，壓氣組件和旋瓣組件的結合設計，可形成旋風效果，并可顯著提高空氣的流速。


圖1為本發(fā)明的結構示意 圖2為圖1的側視 圖3為圖1的A-A向剖視 圖4為旋瓣組件中的相鄰兩個導流葉片的剖視 其中，11、進氣道；12、燃燒室；2、壓氣組件；21-24、壓氣裝置；25、轉(zhuǎn)動軸；3、渦輪；31、渦輪軸；4、尾噴管；5、傳動換速裝置；51、齒輪圈；52-55、齒輪；6、旋瓣組件；61、內(nèi)套筒；62、導流葉片；7、導流板。
具體實施例方式下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步描述，以便于更清楚的理解本發(fā)明所要求保護的技術思路。如圖1、2、3所不,為本發(fā)明一種潤輪噴氣發(fā)動機,包括機殼、設置在機殼內(nèi)的進氣道11、設置在機殼內(nèi)并位于進氣道11后方的燃燒室12、安裝在進氣道11內(nèi)用于吸入空氣并朝著燃燒室12的方向推動空氣旋轉(zhuǎn)前進的壓氣組件2、位于燃燒室12后方并可旋轉(zhuǎn)的渦輪3、用于噴出高速氣體的尾噴管4。所述壓氣組件2包括四個壓氣裝置21-24 ;所述壓氣裝置21-24可采用壓氣風扇等。該四個壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離均不相同。任意兩個壓氣裝置的軸線均相互錯開，從而確保任意兩個壓氣裝置的軸線不相重合，以使該四個壓氣裝置21-24形成非同軸的結構。所述渦輪3與壓氣組件2之間連接有傳動換速裝置5，此時，可把渦輪3看成為初級主動件，而壓氣組件2的各個壓氣裝置21-24看成為末級從動件，而當渦輪3旋轉(zhuǎn)時，通過傳動換速裝置5可帶動該四個壓氣裝置21-24自轉(zhuǎn)，并使該四個壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)速均不同。具體的，渦輪3通過渦輪軸31與該傳動換速裝置5聯(lián)接。而按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序進行對比，該渦輪3與各個壓氣裝置21-24與之間的傳動比逐漸減小，也就是，壓氣裝置21、壓氣裝置22、壓氣裝置23、壓氣裝置24與燃燒室12之間的距離逐漸減小，因此，按照順序?qū)u輪3分別與壓氣裝置21-24進行對比，渦輪3與壓氣裝置21之間的傳動比、渦輪3與壓氣裝置22之間的傳動比、渦輪3與壓氣裝置23之間的傳動比、渦輪3與壓氣裝置24之間的傳動比呈逐漸減小趨勢，且各個傳動比均小于I。優(yōu)選的，該四個壓氣裝置21-24分布在渦輪軸31的軸線的四周。而文中所述的傳動比為渦輪3分別與壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)速的比值。由于按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序，壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)速逐漸增大，因此，壓氣組件2以逐級加速的方式推動空氣向著燃燒室12流動，從而減少氣流倒流現(xiàn)象，降低出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的機率，而且，還可改變氣流流動方向，有助于推動空氣旋轉(zhuǎn)前進。而現(xiàn)有的渦輪噴氣發(fā)動機為了滿足軸流式壓氣機的壓氣需求，其渦輪3的轉(zhuǎn)速需大于10000RPM，因此，對渦輪3葉片材質(zhì)強度性能要求相對較高，從而提高其制作成本。而在本發(fā)明中，由于渦輪3與各個壓氣裝置21-24之間的傳動比均小于1，通過合理設置各傳動比的比值，可使壓氣組件2在渦輪3降速的情況下，仍能滿足壓氣要求，因此，在實際設計中，也可相應地降低渦輪3葉片的材料強度要求，降低其制作成本。當然，所述壓氣裝置的數(shù)量并不僅限于四個，可設置為至少兩個，而將壓氣裝置的數(shù)量限定為2-9個，為本發(fā)明的最優(yōu)方案。而且，該至少兩個壓氣裝置也滿足下列條件該至少兩個壓氣裝置與燃燒室12之間的距離相異；且任意兩個壓氣裝置的軸線均相互錯開；而按照壓氣裝置與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序進行對比，該渦輪3與各個壓氣裝置與之間的傳動比逐漸減小，且各個傳動比均小于I。為了便于支撐壓氣裝置21-24，所述進氣道11內(nèi)設置有支撐架。壓氣裝置21_24上均固定連接有轉(zhuǎn)動軸25，該轉(zhuǎn)動軸25可轉(zhuǎn)動地安裝在支撐架的支承孔上。具體的，所述轉(zhuǎn)動軸25通過軸承安裝在支撐架上，以減少轉(zhuǎn)動軸25與支撐架之間的摩擦。根據(jù)公知常識，為了滿足以下結構條件能帶動該四個壓氣裝置21-24自轉(zhuǎn)，并使該四個壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)速各異；傳動換速裝置5可采用齒輪圈51和齒輪52-55的結合設計。具體的，所述傳動換速裝置5包括固定在渦輪軸31上并設有內(nèi)齒紋的齒輪圈51、四個與齒輪圈51相嚙合的齒輪52-55 ;所述四個齒輪52-55與壓氣裝置21-24——對應；齒輪52-55固定連接在與其對應的壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)動軸25上；按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置21-24所對應的齒輪52-55的外徑逐漸減小，也就是，壓氣裝置21、壓氣裝置22、壓氣裝置23、壓氣裝置24與燃燒室12之間的距離逐漸減小，因此，壓氣裝置21、壓氣裝置22、壓氣裝置23、壓氣裝置24所對應的齒輪52、齒輪53、齒輪54、齒輪55的外徑逐漸減小，從而滿足以下結構條件按照壓氣裝置與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序進行對比，該渦輪3與各個壓氣裝置21-24之間的傳動比逐漸減小，且各個傳動比均小于I。齒輪52、齒輪53、齒輪54、齒輪55在齒輪圈51前端面的投影，繞齒輪圈51的中心順時針排列。而當渦輪3轉(zhuǎn)動時，通過渦輪軸31帶動齒輪圈51轉(zhuǎn)動，而各個齒輪52-55在齒輪圈51的帶動下繞其自身軸線自轉(zhuǎn)，從而帶動各個壓氣裝置21-24自轉(zhuǎn)，而且，通過合理設置齒輪52-55的外徑，可促使壓氣裝置21、壓氣裝置22、壓氣裝置23、壓氣裝置24的轉(zhuǎn)速逐漸增大(按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序)。而按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置21-24的尺寸逐漸減小。當然，若壓氣裝置的數(shù)量設置為多于四個，或者少于四個，則所述齒輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；齒輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸25上。當然，除了采用齒輪圈51和齒輪52-55，所述傳動換速裝置5還可采用其他結構，例如磁力圈和磁力輪。而傳動換速裝置5通過采用磁力圈和磁力輪的結合設計，可起到減少磨損，降低噪音的作用。而具體的，該傳動換速裝置5包括固定在渦輪軸31上的磁力圈、四個可轉(zhuǎn)動地安裝在磁力圈的內(nèi)圓弧面上的磁力輪；所述磁力圈的內(nèi)圓弧面上沿其周向設置有多個第一磁性部，且任意相鄰的兩個第一磁性部的磁性不同；磁力輪的外圓弧面上沿其周向設置有多個第二磁性部，且任意相鄰的兩個第二磁性部的磁性不同；所述四個磁力輪與壓氣裝置21-24 —一對應；磁力輪固定連接在與其對應的壓氣裝置21-24的轉(zhuǎn)動軸25上；按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置21-24所對應的磁力輪的外徑逐漸減小；相鄰的兩個第一磁性部為磁鐵的N極、以及磁鐵的S極；相鄰的兩個第二磁性部也為磁鐵的S極、以及磁鐵的N極。而在實際設計中，任意相鄰的兩個第一磁性部可直接采用一個U形磁鐵的N極和S極，當然，也可以采用一條形磁鐵的N極和，與該條形磁鐵相鄰的另一條形磁鐵的S極。該四個磁力輪(按照尺寸從大到小的順序)在磁力圈前端面的投影，繞磁力圈的中心順時針排列。而當渦輪3轉(zhuǎn)動時，通過渦輪軸31帶動磁力圈轉(zhuǎn)動，而隨著磁力圈的轉(zhuǎn)動，各個磁力輪在磁力的作用下繞其自身軸線自轉(zhuǎn)，從而帶動各個壓氣裝置21-24自轉(zhuǎn)，而且，通過合理設置磁力輪的外徑，可促使壓氣裝置21、壓氣裝置22、壓氣裝置23、壓氣裝置24的轉(zhuǎn)速逐漸增大(按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序)。而與磁力輪的尺寸相一致的，按照壓氣裝置21-24與燃燒室12之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置21-24的尺寸逐漸減小。當然，若壓氣裝置的數(shù)量設置為多于四個，或者少于四個，則所述磁力輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；磁力輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸25上。該進氣道11與燃燒室12之間設置有安裝腔，該安裝腔內(nèi)固定有用于提高空氣流向燃燒室12的速度的旋瓣組件6，所述旋瓣組件6包括固定在安裝腔內(nèi)的外套筒、套裝在渦輪軸31上的內(nèi)套筒61、沿外套筒的圓周方向均勻排列有若干個導流葉片62;所述導流葉片62的一側固定在內(nèi)套筒61上，另一側固定在外套筒上；優(yōu)選的，所述旋瓣組件6包括3-15個導流葉片62。所述內(nèi)套筒61與渦輪軸31之間設置有軸承，可使渦輪軸31相對于內(nèi)套筒61轉(zhuǎn)動。由圖4可知，LI的距離大于L2的距離，L3的距離大于L2的距離，也就是，從進氣道11向著燃燒室12的方向，任意相鄰的兩個導流葉片62相對內(nèi)側面的距離先逐漸減小再逐漸增大。由于任意相鄰的兩個導流葉片62相對內(nèi)側面的距離先逐漸減小可形成類似于收縮管的結構，而再逐漸增大可形成一類似于擴張管的結構，而該類似于收縮管的結構與類似于擴張管的結構的結合可形成一拉瓦爾噴管，因此，可顯著提高空氣流向燃燒室12的速度。而在各壓氣裝置21-24具備足夠的轉(zhuǎn)速情況下，空氣從進氣道11進入至類似于收縮管的結構，由于空氣運動遵循“流體在截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，因此氣流不斷加速；當?shù)竭_類似于擴張管的結構時，空氣的流速已經(jīng)超過了音速。而超音速的氣流在運動時卻不再遵循“流體在截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快，因此，可進一步加速。而通過采用導流葉片62和壓氣組件2的結構，可使空氣沿圖1的D向流動，形成旋風效果；并可提高其燃燒效率，以提高其推動力。該進氣道11內(nèi)還安裝有對空氣進行導向的導流板7。而所述的燃燒室12采用現(xiàn)有的結構，例如設置有火花塞，并設置有依次連接的第一分油器、霧化噴油嘴、第二分油器
坐寸ο渦輪噴氣發(fā)動機的工作如理如下燃燒室12噴出高溫氣體，推動渦輪3旋轉(zhuǎn)，而通過渦輪3帶動傳動換速裝置5動作，從而帶動各個壓氣裝置21-24轉(zhuǎn)動，從外界吸入空氣并朝著燃燒室12的方向推動空氣，而空氣經(jīng)壓氣裝置21-24的壓縮、導向作用、以及旋瓣組件6的提速和導向作用可產(chǎn)生高速高壓氣流，并以旋風方式進入燃燒室12，該高速高壓空氣在燃燒室12內(nèi)燃燒膨脹，產(chǎn)生高速高壓氣流推動渦輪3轉(zhuǎn)動，最后該高速氣體經(jīng)尾噴管4噴出，從而產(chǎn)生反推動力。上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍，本領域的技術人員在本發(fā)明的基礎上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。
權利要求
1.一種潤輪噴氣發(fā)動機,其特征在于包括機殼、設置在機殼內(nèi)的進氣道、設置在機殼內(nèi)并位于進氣道后方的燃燒室、安裝在進氣道內(nèi)用于吸入空氣并朝著燃燒室方向推動空氣旋轉(zhuǎn)前進的壓氣組件、位于燃燒室后方并可旋轉(zhuǎn)的渦輪、用于噴出高速氣體的尾噴管；所述壓氣組件包括至少兩個壓氣裝置；所述渦輪上通過渦輪軸聯(lián)接有用于帶動該至少兩個壓氣裝置自轉(zhuǎn)的傳動換速裝置，該至少兩個壓氣裝置與燃燒室之間的距離均不同；且任意兩個壓氣裝置的軸線均相互錯開；而按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序進行對t匕，該渦輪與各個壓氣裝置之間的傳動比逐漸減小，且各個傳動比均小于I。
2.如權利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于所述進氣道內(nèi)設置有支撐架；壓氣裝置上固定連接有轉(zhuǎn)動軸，該轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動地安裝在支撐架的支承孔上。
3.如權利要求2所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于所述傳動換速裝置包括固定在渦輪軸上并設有內(nèi)齒紋的齒輪圈、至少兩個與齒輪圈相嚙合的齒輪；所述齒輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；齒輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸上；按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置所對應的齒輪的外徑逐漸減小。
4.如權利要求2所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于所述傳動換速裝置包括固定在渦輪軸上的磁力圈、至少兩個可轉(zhuǎn)動地安裝在磁力圈的內(nèi)圓弧面上的磁力輪；所述磁力圈的內(nèi)圓弧面上沿其周向設置有多個第一磁性部，且任意相鄰的兩個第一磁性部的磁性不同；磁力輪的外圓弧面上沿其周向設置有多個第二磁性部，且任意相鄰的兩個第二磁性部的磁性不同；所述磁力輪的數(shù)量與壓氣裝置的數(shù)量相匹配，并一一對應；磁力輪固定連接在與其對應的壓氣裝置的轉(zhuǎn)動軸上；按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置所對應的磁力輪的外徑逐漸減小。
5.如權利要求4所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于相鄰的兩個第一磁性部為磁鐵的N極、以及磁鐵的S極；相鄰的兩個第二磁性部為磁鐵的S極、以及磁鐵的N極。
6.如權利要求3或4所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序，該壓氣裝置的尺寸逐漸減小。
7.如權利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于該進氣道與燃燒室之間設置有安裝腔，該安裝腔內(nèi)固定有用于提高空氣流向燃燒室的速度的旋瓣組件，所述旋瓣組件包括固定在安裝腔內(nèi)的外套筒、套裝在渦輪軸上的內(nèi)套筒、沿外套筒的圓周方向均勻排列有若干個導流葉片；所述導流葉片的一側固定在內(nèi)套筒上，另一側固定在外套筒上，從進氣道向著燃燒室的方向，任意相鄰的兩個導流葉片的相對內(nèi)側面的距離先逐漸減小再逐漸增大。
8.如權利要求7所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于所述旋瓣組件包括3-15個導流葉片；所述壓氣組件包括2-9個壓氣裝置。
9.如權利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于該至少兩個壓氣裝置分布在渦輪軸軸線的四周。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦輪噴氣發(fā)動機，包括機殼、設置在機殼內(nèi)的進氣道、燃燒室、壓氣組件、位于燃燒室后方并可旋轉(zhuǎn)的渦輪、用于噴出高速氣體的尾噴管；所述壓氣組件包括至少兩個壓氣裝置；所述渦輪上通過渦輪軸聯(lián)接有用于帶動該至少兩個壓氣裝置自轉(zhuǎn)的傳動換速裝置，該至少兩個壓氣裝置與燃燒室之間的距離均不同；且任意兩個壓氣裝置的軸線均相互錯開；而按照壓氣裝置與燃燒室之間的距離由遠及近的順序進行對比，該渦輪與各個壓氣裝置之間的傳動比逐漸減小，且各個傳動比均小于1。通過合理設置壓氣裝置的排列方式，以及其轉(zhuǎn)速，通過逐級加速，可減少氣流倒流現(xiàn)象，從而降低出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的機率。
文檔編號F02K3/00GK103047049SQ201210593570
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者王來瑞 申請人:王來瑞