[發明專利]高壓噴氣推進轉子發動機

在審

• 申請號: 201310482354.X
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103590919A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 摩爾動力(北京)技術股份有限公司
• 主分類號: F02K7/00
• 分類號: F02K7/00;F02K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及能源與動力領域，特別是一種高壓噴氣推進轉子發動機。

背景技術

目前的噴氣發動機結構較復雜，并且要求運行速度特別快，這樣，在某些情況下難以使用，尤其是其很難作為輸出旋轉動力的發動機使用。此外，噴氣發動機中工質的溫度和壓力都較高，因此對發動機的材料或結構工藝有較高的要求。現有材料和結構工藝限制了噴氣發動機工作的最高溫度和壓力，導致目前噴氣發動機的效率很難進一步提高。為此，需要發明一種結構更為簡單，可以提高燃燒室最高工作溫度，并且在低速運行時特別是在低速旋轉運動時也能獲得高效推進力的發動機，這類發動機可以作為輸出旋轉動力的發動機使用。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提出的技術方案如下：

高壓噴氣推進轉子發動機，包括旋轉結構體、氧化劑源和噴管，在所述旋轉結構體內設燃燒室，所述燃燒室經燃料通道與燃料源連通，在所述燃料通道上設置燃料控制閥，所述燃料控制閥受使所述燃料通道向所述燃燒室內間歇供送燃料的間歇供送控制裝置控制；所述氧化劑源的工質出口經進氣通道與所述燃燒室連通，所述燃燒室的高壓工質出口經噴射通道與所述噴管連通，所述噴管的噴射方向以所述高壓噴氣推進轉子發動機回轉圓周的切線為總體指向，所述噴管所產生的推進力推動所述旋轉結構體轉動并對外輸出動力。

所述氧化劑源的工質出口處的承壓能力大于2MPa。

所述氧化劑源設為壓氣系統，所述壓氣系統包括氣缸活塞式壓氣機和葉輪壓氣機，所述葉輪壓氣機的壓縮氣體出口與所述氣缸活塞式壓氣機的進氣口連通，所述氣缸活塞式壓氣機的壓縮氣體出口經所述進氣通道與所述燃燒室連通。

所述氧化劑源設為壓氣系統，所述壓氣系統包括氣缸活塞式壓氣機和葉輪壓氣機，所述氣缸活塞式壓氣機的壓縮氣體出口與所述葉輪壓氣機的進氣口連通，所述葉輪壓氣機的壓縮氣體出口經所述進氣通道與所述燃燒室連通。

所述氣缸活塞式壓氣機和/或所述葉輪壓氣機設為多級結構。

在所述進氣通道上設旁置冷卻通道，所述進氣通道經所述旁置冷卻通道與所述噴射通道連通，在所述旁置冷卻通道上設冷卻控制閥。

所述高壓噴氣推進轉子發動機還包括旋轉慣量體，所述旋轉慣量體與所述旋轉結構體直接連接或所述旋轉慣量體經變速機構與所述旋轉結構體連接。

所述噴管設為兩個以上，并且所述噴管在所述高壓噴氣推進轉子發動機回轉圓周上均勻布置。

本發明的原理是：氧化劑和燃料在所述燃燒室中燃燒產生的高溫高壓工質經所述噴射通道從所述噴管中噴出，從而推動所述旋轉結構體轉動而獲得旋轉動力。通過所述間歇供送控制裝置控制所述燃料控制閥，實現燃料的間歇供送，當所述燃燒室內溫度壓力過高時可以停止或減少燃料的供送，通過持續進入的氧化劑吸收所述燃燒室內的熱量，從而達到控制所述燃燒室內溫度和壓力的目的。

本發明中，所述氧化劑源的工質出口處的承壓能力大于2?MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。

本發明中，所述氧化劑源的工質出口處的工作壓力與其承壓能力相匹配，即所述氧化劑源的工質出口處的最大工作壓力達到其承壓能力。

本發明中，所謂的“燃料的間歇供送”是指燃料不是持續穩定的供送，而是波動式供送（燃料供送的量發生變化）或者燃料在供送一段時間后停止供送一段時間，燃料供送量的變化規律或者燃料供送的時長和停止供送的時長可按實際工況調整。

本發明中，所述間歇供送控制裝置可以控制所述燃料控制閥以正時供送方式、間歇供送方式或長間歇供送方式工作，所述正時供送方式是指按時間關系噴射的供送方式，所述間歇供送方式是指斷斷續續噴射的供送方式，所述長間歇供送方式是指停頓時間大于噴射時間的供送方式。

本發明中，由于噴油是非連續的，因此，當噴油時，發動機處于超高溫狀態工作（所謂的超高溫是指溫度高于傳統發動機所能承受的溫度），當噴油停止時，工質的溫度下降，對所述燃燒室和燃氣透平進行冷卻，從而提高發動機的平均工作溫度，最終實現提高效率。

本發明中，所述燃料控制閥可以選擇性地采用普通的控制閥，其啟閉由所述間歇供送控制裝置控制，所述間歇供送控制裝置可以選擇性地采用現有技術中的機械控制裝置或電子控制裝置等一切能夠實現間歇控制的裝置。