本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機領(lǐng)域，尤其是一種垂直向磁浮渦輪發(fā)動機。

背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動機是一種高性能發(fā)動機，能達到較高的轉(zhuǎn)速，如能在發(fā)動機內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)上進一步減少摩擦，將能進一步提升發(fā)動機性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種垂直向磁浮渦輪發(fā)動機，能通過磁懸浮結(jié)構(gòu)以磁力夾持發(fā)動機輸出端，從而減少發(fā)動機內(nèi)部摩擦。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種垂直向磁浮渦輪發(fā)動機，所述磁浮渦輪發(fā)動機包括控制模塊、燃燒室、第一渦輪組件、第二渦輪組件和磁浮軌道，磁浮渦輪發(fā)動機的輸出端包括第一渦輪組件；所述第一渦輪組件環(huán)繞燃燒室并支承于磁浮軌道處；第一渦輪組件內(nèi)設(shè)發(fā)電裝置，第一渦輪組件的上端、下端處均設(shè)有磁力件；第一渦輪組件和第二渦輪組件的渦輪葉片均為水平設(shè)置；所述燃燒室的上部設(shè)有進氣口，進氣口處設(shè)有第二渦輪組件；燃燒室的燃氣噴口位于燃燒室底部并向下方垂直噴氣，所述燃氣噴口處設(shè)有第一渦輪組件的渦輪葉片；當(dāng)燃氣噴口噴氣推動第一渦輪組件的渦輪葉片時，發(fā)電裝置發(fā)電，第一渦輪組件環(huán)繞燃燒室旋轉(zhuǎn)并經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動第二渦輪組件的渦輪葉片轉(zhuǎn)動。

所述磁浮軌道分為上軌道和下軌道，上、下兩軌道分別與第二渦輪組件的上端、下端處的磁力件相鄰，所述磁浮軌道內(nèi)置電磁線圈，所述電磁線圈由外部設(shè)備供電或是由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電，當(dāng)磁浮渦輪發(fā)動機工作時，電磁線圈產(chǎn)生磁力使第一渦輪組件懸浮于磁浮軌道處。

所述磁浮渦輪發(fā)動機設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器對第一渦輪組件的轉(zhuǎn)速進行監(jiān)測，所述控制模塊比對第一渦輪組件轉(zhuǎn)速與第一預(yù)設(shè)閾值來對電磁線圈供電進行控制，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速低于第一預(yù)設(shè)閾值時，磁浮軌道內(nèi)置的電磁線圈由外部設(shè)備供電，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速達到或高于第一預(yù)設(shè)閾值時，所述電磁線圈由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電。

所述控制模塊還通過比對第一渦輪組件轉(zhuǎn)速與第二預(yù)設(shè)閾值來對電磁線圈供電進行控制，所述第二預(yù)設(shè)閾值大于第一預(yù)設(shè)閾值；所述磁浮軌道內(nèi)均勻設(shè)置無動力線圈環(huán)路，所述無動力線圈環(huán)路與第一渦輪組件的磁力件形成被動磁懸浮結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速高于第二預(yù)設(shè)閾值時，電磁線圈的供電切斷，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第一渦輪組件以被動磁懸浮方式懸浮于磁浮軌道處。

所述磁浮渦輪發(fā)動機設(shè)有懸浮距離傳感器；所述懸浮距離傳感器對第一渦輪組件下端與下軌道間的距離進行監(jiān)測，當(dāng)懸浮態(tài)的第一渦輪組件下端與下軌道間的距離小于警戒閾值時，控制模塊發(fā)出告警。

所述警戒閾值為0.1mm。

所述發(fā)動機以化油組件供給燃料，所述化油組件的燃料噴嘴出口位于燃燒室內(nèi)；第二渦輪組件的渦輪葉片轉(zhuǎn)動時把外部空氣從燃燒室進氣口吸入燃燒室內(nèi)。

所述磁浮渦輪發(fā)動機以92號汽油、航空油或食品混合油為燃料。

所述進氣口處設(shè)有加熱網(wǎng)對流經(jīng)進氣口的空氣加熱。

所述燃燒室的燃氣噴口的開口直徑可調(diào)；所述第一渦輪組件設(shè)有朝向燃燒室外壁的散熱風(fēng)葉，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件旋轉(zhuǎn)時帶動散熱風(fēng)葉同步轉(zhuǎn)動對燃燒室外壁散熱。

所述燃燒室外壁、第一渦輪組件均與散熱風(fēng)道相鄰，所述磁浮軌道處設(shè)有散熱片結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明中，所述第一渦輪組件環(huán)繞燃燒室并支承于磁浮軌道處；所述磁浮軌道分為上軌道和下軌道，上、下兩軌道分別與第二渦輪組件的上端、下端處的磁力件相鄰，所述磁浮軌道內(nèi)置電磁線圈，所述電磁線圈由外部設(shè)備供電或是由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電，當(dāng)磁浮渦輪發(fā)動機工作時，電磁線圈產(chǎn)生磁力使第一渦輪組件懸浮于磁浮軌道處；該設(shè)計使得第一渦輪組件能以無摩擦力方式啟動，讓發(fā)動機的響應(yīng)更為迅速且磨損更小。

本發(fā)明中，所述磁浮軌道內(nèi)均勻設(shè)置無動力線圈環(huán)路，所述無動力線圈環(huán)路與第一渦輪組件的磁力件形成被動磁懸浮結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速高于第二預(yù)設(shè)閾值時，電磁線圈的供電切斷，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第一渦輪組件以被動磁懸浮方式懸浮于磁浮軌道處；該設(shè)計充分利用了渦輪發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速特點，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件高速旋轉(zhuǎn)時，第一渦輪組件的磁力件的磁力線高速切割磁浮軌道內(nèi)的無動力線圈環(huán)路使環(huán)路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而形成無源方式的電磁式被動磁懸浮結(jié)構(gòu)，對第一渦輪組件產(chǎn)生巨大的磁力，由于磁浮軌道為上下軌道結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)?shù)谝粶u輪組件以極高速度旋轉(zhuǎn)時，被動磁懸浮結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的磁力就能把第一渦輪組件以無摩擦方式牢固地夾持、約束于上下軌道之間，讓第一渦輪組件以極高轉(zhuǎn)速輸出動力時仍能保持磁懸浮狀態(tài)。

本發(fā)明中，所述磁浮渦輪發(fā)動機設(shè)有懸浮距離傳感器；所述懸浮距離傳感器對第一渦輪組件下端與下軌道間的距離進行監(jiān)測，當(dāng)懸浮態(tài)的第一渦輪組件下端與下軌道間的距離小于警戒閾值時，控制模塊發(fā)出告警；該設(shè)計讓使用者能及時了解第一渦輪組件的懸浮狀態(tài)，避免磁懸浮狀態(tài)失效而造成發(fā)動機故障。

本發(fā)明中，磁浮渦輪發(fā)動機的輸出端包括第一渦輪組件；第一渦輪組件和第二渦輪組件的渦輪葉片均為水平設(shè)置；所述燃燒室的上部設(shè)有進氣口，進氣口處設(shè)有第二渦輪組件；燃燒室的燃氣噴口位于燃燒室底部并向下方垂直噴氣，所述燃氣噴口處設(shè)有第一渦輪組件的渦輪葉片；當(dāng)燃氣噴口噴氣推動第一渦輪組件的渦輪葉片時，發(fā)電裝置發(fā)電，第一渦輪組件環(huán)繞燃燒室旋轉(zhuǎn)并經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動第二渦輪組件的渦輪葉片轉(zhuǎn)動；該設(shè)計創(chuàng)造性地把動力輸出端設(shè)計為能采用磁浮軌道支承的垂直結(jié)構(gòu)，大大減小了發(fā)動機輸出端重心不平衡對磁懸浮結(jié)構(gòu)的影響，從而使得具磁浮結(jié)構(gòu)的動力輸出端能設(shè)計為具備較大重量的輸出端，在發(fā)動機運行時起到飛輪的作用，對于保持發(fā)動機的動力穩(wěn)定輸出有益。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步詳細的說明：

附圖1是本發(fā)明的剖切示意圖；

附圖2是本發(fā)明的俯視向剖切示意圖

圖中：3-化油組件；52-散熱風(fēng)葉；16-發(fā)電裝置；100-燃燒室；101-第二渦輪組件的渦輪葉片；102-燃燒室的燃氣噴口；103-第一渦輪組件的渦輪葉片；104-第一渦輪組件；105-磁浮軌道的上軌道；106-磁浮軌道的下軌道；107-磁浮軌道內(nèi)置的電磁線圈；108-磁浮軌道；109-磁力件；110-進氣口；111-化油組件的燃料噴嘴出口；112-加熱網(wǎng)；113-散熱風(fēng)道。

具體實施方式

如圖1-2所示，一種垂直向磁浮渦輪發(fā)動機，所述磁浮渦輪發(fā)動機包括控制模塊、燃燒室100、第一渦輪組件104、第二渦輪組件和磁浮軌道108，磁浮渦輪發(fā)動機的輸出端包括第一渦輪組件104；所述第一渦輪組件104環(huán)繞燃燒室100并支承于磁浮軌道108處；第一渦輪組件104內(nèi)設(shè)發(fā)電裝置16，第一渦輪組件104的上端、下端處均設(shè)有磁力件109；第一渦輪組件和第二渦輪組件的渦輪葉片均為水平設(shè)置；所述燃燒室100的上部設(shè)有進氣口110，進氣口110處設(shè)有第二渦輪組件；燃燒室的燃氣噴口102位于燃燒室底部并向下方垂直噴氣，所述燃氣噴口處設(shè)有第一渦輪組件的渦輪葉片103；當(dāng)燃氣噴口噴氣推動第一渦輪組件的渦輪葉片103時，發(fā)電裝置106發(fā)電，第一渦輪組件104環(huán)繞燃燒室100旋轉(zhuǎn)并經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動第二渦輪組件的渦輪葉片101轉(zhuǎn)動。

所述磁浮軌道108分為上軌道105和下軌道106，上、下兩軌道分別與第二渦輪組件的上端、下端處的磁力件相鄰，所述磁浮軌道內(nèi)置電磁線圈107，所述電磁線圈107由外部設(shè)備供電或是由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電，當(dāng)磁浮渦輪發(fā)動機工作時，電磁線圈產(chǎn)生磁力使第一渦輪組件104懸浮于磁浮軌道108處。

所述磁浮渦輪發(fā)動機設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器對第一渦輪組件的轉(zhuǎn)速進行監(jiān)測，所述控制模塊比對第一渦輪組件轉(zhuǎn)速與第一預(yù)設(shè)閾值來對電磁線圈供電進行控制，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速低于第一預(yù)設(shè)閾值時，磁浮軌道內(nèi)置的電磁線圈由外部設(shè)備供電，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速達到或高于第一預(yù)設(shè)閾值時，所述電磁線圈由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電。

所述控制模塊還通過比對第一渦輪組件轉(zhuǎn)速與第二預(yù)設(shè)閾值來對電磁線圈供電進行控制，所述第二預(yù)設(shè)閾值大于第一預(yù)設(shè)閾值；所述磁浮軌道內(nèi)均勻設(shè)置無動力線圈環(huán)路，所述無動力線圈環(huán)路與第一渦輪組件的磁力件形成被動磁懸浮結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速高于第二預(yù)設(shè)閾值時，電磁線圈107的供電切斷，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第一渦輪組件以被動磁懸浮方式懸浮于磁浮軌道108處。

所述磁浮渦輪發(fā)動機設(shè)有懸浮距離傳感器；所述懸浮距離傳感器對第一渦輪組件下端與下軌道間的距離進行監(jiān)測，當(dāng)懸浮態(tài)的第一渦輪組件下端與下軌道間的距離小于警戒閾值時，控制模塊發(fā)出告警。

所述警戒閾值為0.1mm。

所述發(fā)動機以化油組件3供給燃料，所述化油組件3的燃料噴嘴出口111位于燃燒室內(nèi)；第二渦輪組件的渦輪葉片101轉(zhuǎn)動時把外部空氣從燃燒室進氣口110吸入燃燒室100內(nèi)。

所述磁浮渦輪發(fā)動機以92號汽油、航空油或食品混合油為燃料。

所述進氣口處設(shè)有加熱網(wǎng)112對流經(jīng)進氣口的空氣加熱。

所述燃燒室的燃氣噴口102的開口直徑可調(diào)；所述第一渦輪組件設(shè)有朝向燃燒室外壁的散熱風(fēng)葉52，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件旋轉(zhuǎn)時帶動散熱風(fēng)葉52同步轉(zhuǎn)動對燃燒室外壁散熱。

所述燃燒室外壁、第一渦輪組件均與散熱風(fēng)道113相鄰，所述磁浮軌道處設(shè)有散熱片結(jié)構(gòu)。

實施例：

當(dāng)磁浮渦輪發(fā)動機工作時，燃氣噴口噴氣推動第一渦輪組件的渦輪葉片；發(fā)電裝置發(fā)電，第一渦輪組件環(huán)繞燃燒室旋轉(zhuǎn)并經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動第二渦輪組件的渦輪葉片轉(zhuǎn)動。

當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速低于第一預(yù)設(shè)閾值時，磁浮軌道內(nèi)置的電磁線圈由外部設(shè)備供電，當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速達到或高于第一預(yù)設(shè)閾值時，所述電磁線圈由第一渦輪組件內(nèi)設(shè)的發(fā)電裝置供電；電磁線圈產(chǎn)生磁力使第一渦輪組件懸浮于磁浮軌道處。

當(dāng)?shù)谝粶u輪組件的轉(zhuǎn)速高于第二預(yù)設(shè)閾值時，電磁線圈的供電切斷，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第一渦輪組件以被動磁懸浮方式懸浮于磁浮軌道處；磁浮軌道的被動磁懸浮結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁力把第一渦輪組件以無摩擦方式牢固地夾持于上下軌道之間，使第一渦輪組件在無摩擦環(huán)境下高速旋轉(zhuǎn)。