[發(fā)明專利]具有旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210262765.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN102900510A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.朱利安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普拉特-惠特尼加拿大公司
• 主分類號(hào): F02B37/00
• 分類號(hào): F02B37/00;F02B53/00;F02B55/02;F02B53/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;楊炯

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2011年7月28日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.?61/512,570的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)一般地涉及包括旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（例如汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)）使用活塞的偏心旋轉(zhuǎn)將壓力轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而不是使用往復(fù)式活塞。在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括多個(gè)頂點(diǎn)或密封件分，其在轉(zhuǎn)子的整個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間保持與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子腔的周圍壁接觸以在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生多個(gè)旋轉(zhuǎn)室。

在不斷致力于實(shí)現(xiàn)更大功率輸出的過程中，為了實(shí)現(xiàn)這種增大的功率輸出所需的高體積膨脹比，汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)具有相對(duì)低的轉(zhuǎn)子凹陷體積。然而，這種發(fā)動(dòng)機(jī)可能無法完全針對(duì)在渦輪復(fù)合系統(tǒng)中使用進(jìn)行優(yōu)化，因而存在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面中，提供了一種復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括：旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有定子主體和轉(zhuǎn)子主體，所述定子主體具有限定內(nèi)腔的壁，所述轉(zhuǎn)子主體安裝成在所述腔中偏心公轉(zhuǎn)，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子和定子主體的周圍壁協(xié)作以提供可變體積的旋轉(zhuǎn)室，每個(gè)室的體積在最小體積和最大體積之間變化，所述最大和最小體積之間的差定義了排量，所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的體積壓縮比低于其體積膨脹比，所述轉(zhuǎn)子的周圍壁具有限定在其中的在每個(gè)室中的凹陷，每個(gè)凹陷的體積大于所述排量的5%，所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有至少一個(gè)進(jìn)入端口和至少一個(gè)排出端口，所述至少一個(gè)進(jìn)入端口和至少一個(gè)排出端口與每個(gè)室相繼地連通；壓縮機(jī)區(qū)段，所述壓縮機(jī)區(qū)段與所述至少一個(gè)進(jìn)入端口連通；和渦輪區(qū)段，所述渦輪區(qū)段連接到所述至少一個(gè)排出端口。

在另一方面中，提供了一種改善復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的燃燒穩(wěn)定性的方法，所述復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)室，每個(gè)旋轉(zhuǎn)室具有在最小體積和最大體積之間變化的體積，所述方法包括：定位所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)入和排出端口，使得所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的體積壓縮比低于其體積膨脹比；并且設(shè)置每個(gè)所述室的限定在所述旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中的一部分的尺寸，使得所述部分限定了所述最大和最小體積之間的差的大于5%。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖，其中：

圖1是復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的框圖；

圖2是可在諸如圖1所示系統(tǒng)中使用的旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性剖面圖；

圖3是圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的示意性局部周圍視圖；并且

圖4是圖3的轉(zhuǎn)子的示意性局部剖面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示意性地示出了復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8。系統(tǒng)8包括壓縮機(jī)11和渦輪13，壓縮機(jī)11和渦輪13由軸15連接并且充當(dāng)一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的渦輪增壓器。壓縮機(jī)11可以是單級(jí)或多級(jí)離心式裝置和/或軸向式裝置。旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10或者多個(gè)旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)從壓縮機(jī)11接收壓縮空氣。空氣任選地循環(huán)通過壓縮機(jī)11和（一個(gè)或多個(gè)）旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10之間的中冷器16。

離開旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣被供應(yīng)到壓縮機(jī)渦輪13并且還被供應(yīng)到功率渦輪17，此處所示的渦輪13、17是串聯(lián)的，即排氣首先流過兩個(gè)渦輪中的一個(gè)（在那里，壓力被降低），然后流過另一個(gè)渦輪（在那里，壓力被進(jìn)一步降低）。在替代實(shí)施例（未示出）中，渦輪13、17被布置成并聯(lián)的，即排氣被分流并以相同的壓力供應(yīng)到每個(gè)渦輪。在另一替代實(shí)施例中，僅提供一個(gè)渦輪。

壓縮機(jī)渦輪13從排氣提取能量以經(jīng)由連接軸15驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11，并且功率渦輪17從排氣提取能量以驅(qū)動(dòng)輸出軸19。輸出軸19可經(jīng)由齒輪系統(tǒng)21連接到軸22，軸22連接到（一個(gè)或多個(gè)）旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10。軸19、22上的組合輸出可用于向系統(tǒng)8所集成于其中的車輛應(yīng)用提供推進(jìn)功率。該功率可通過齒輪箱（未示出）輸送，該齒輪箱將軸19、22的輸出速度調(diào)節(jié)到該應(yīng)用上的期望速度。在替代實(shí)施例中，兩個(gè)軸19、22可被獨(dú)立地用于驅(qū)動(dòng)分離的元件，例如螺旋槳、直升機(jī)轉(zhuǎn)子、負(fù)載壓縮機(jī)或發(fā)電機(jī)，這取決于該系統(tǒng)是渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)還是APU（輔助功率單元）。

盡管未示出，系統(tǒng)8還包括冷卻系統(tǒng)，其包括用于冷卻旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的外主體的冷卻劑（例如水－乙烯、油、空氣）的循環(huán)系統(tǒng)、用于旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部機(jī)械零件的油冷卻劑、一個(gè)或多個(gè)冷卻劑換熱器等等。

復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)8可以如2010年7月13日授權(quán)的Lents等人的美國專利No.?7,753,036或者2010年8月17日授權(quán)的Julien等人的美國專利No.?7,775,044中描述的，兩項(xiàng)專利的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。