[發明專利]一種動力裝置

在審

• 申請號: 201710473088.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109098860A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 楊航
• 申請（專利權）人: 楊航
• 主分類號: F02C7/36
• 分類號: F02C7/36;F02C7/22;F02C3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種動力裝置，動力裝置包括螺旋形的氣體流動通道；螺旋形的氣體流動通道實現了軸向流動和周向流動的合成；螺旋形的氣體流動通道包括進氣段、中間段、排氣段；螺旋形的氣體流動通道繞軸向旋轉時，外部空氣被進氣段吸入并提高總壓后進入中間段；燃料在進氣段或中間段中與空氣混合；中間段包括燃燒室，實現燃料的燃燒并形成高溫高壓的燃氣，燃氣在排氣段膨脹做功后排出到外部；做功的力可分解為軸向力和切向力；或僅為切向力；軸向力輸出為推力，切向力輸出為扭矩并驅動螺旋形的氣體流動通道繼續繞軸向旋轉；通過對螺旋形的氣體流動通道的設計使得做功的力在軸向上和切向上可以有合理的分配以實現推力類動力裝置和扭矩類動力裝置。

技術領域

本發明涉及動力機械領域，特別是涉及一種動力裝置。

背景技術

現有動力裝置存在這樣一種技術：葉輪由大量葉片和輪盤構成；空氣由多級葉輪組成的壓氣機吸入并提高總壓后進入燃燒室與燃料混合燃燒，形成高溫高壓的燃氣，燃氣進入由一級或多級葉輪組成的渦輪膨脹做功，一部分膨脹功驅動渦輪旋轉并帶動同軸壓氣機繼續吸入和空氣總壓，另一部分膨脹功則從渦輪出口沿發動機軸向向后噴射產生推力；各級葉輪間還有矯直氣流的靜子葉輪。現有動力裝置輸出的動力主要有軸向力和切向力兩種，也就是只有推力和扭矩兩類動力裝置；由此而知，渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機或類似的發動機屬于推力類動力裝置，而渦輪軸發動機、渦輪螺旋槳發動機、螺漿風扇發動機、燃氣輪機或類似的發動機屬于扭矩類動力裝置。

應用現有技術的推力類動力裝置在吸入和提高空氣總壓、混入燃料燃燒并膨脹做功后排出的過程中，推力是由流經動力裝置內外壁面的氣流對動力裝置各個部件上的作用力而產生的，但是氣體在各個部件上的作用力的軸向分力并不都是與推力方向相同的，例如渦輪、靜子等部件受到的就是與推力方向相反的軸向分力，因此必然造成推力損失、結構受力不均的問題。同時，動力裝置的轉子和靜子是由大量的葉片和輪盤構成的葉輪組成，整體的可靠性較低；而且轉子和靜子的葉尖間隙還進一步增加了二次流的損耗。

應用現有技術的扭矩類動力裝置與推力類動力裝置結構及工作原理類似，只不過更多的膨脹功用于驅動渦輪產生扭矩，更少或幾乎沒有能量用于噴射產生推力。

應用現有技術的動力裝置結構復雜、零部件數量繁多、整體可靠性低；受渦輪和靜子本身技術方案的制約，動力裝置反向損耗、推力損失、結構受力不均的問題明顯；同時還有葉尖間隙增加的二次流損耗，進一步降低了應用現有技術的動力裝置的效率。

發明內容

本發明的目的是簡化結構，嘗試取消渦輪部件、靜子部件，降低二次流和反向損耗，使動力裝置受力更加均勻，同時提高動力裝置的可靠性和效率。

為達上述目的，本發明提供了一種具有螺旋形的氣體流動通道的動力單元以及具有同樣的螺旋形的氣體流動通道的動力裝置；螺旋形的氣體流動通道實現了軸向流動和周向流動的合成；螺旋形的氣體流動通道繞軸向旋轉時，外部的空氣被螺旋形的氣體流動通道吸入并提高總壓，在螺旋形的氣體流動通道中與燃料混合實現燃燒并形成燃氣，燃氣在螺旋形的氣體流動通道中膨脹做功后排出到外部；做功的力可分解為軸向力和切向力；或僅為切向力；軸向力輸出為推力，切向力輸出為扭矩并驅動螺旋形的氣體流動通道繼續繞軸向旋轉并吸入和提高空氣總壓；通過對螺旋形的氣體流動通道的設計使得做功的力在軸向上和切向上可以有合理的分配以實現推力類動力裝置和扭矩類動力裝置。

動力單元的技術方案

提供一種動力單元，所述動力單元是包括壓縮功能、燃燒功能和推進功能的螺旋結構；

所述動力單元前后貫通；所述動力單元包括壓縮分段、燃燒分段和推進分段，所述壓縮分段、所述燃燒分段、所述推進分段沿所述螺旋結構依次設置；所述壓縮分段、所述推進分段均具有沿所述螺旋結構形成的氣體流動通道；形成用于氣體從所述壓縮分段進入，流經所述燃燒分段并從所述推進分段排出到外部的螺旋形的氣體流動路徑；