新型發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機，其結構包括圓環(huán)涵道缸體(GT)、螺旋筋板(LJ)、轉動盤(P)、耦合轉子(C)以及噴射裝置、點火裝置、排氣裝置等，圓環(huán)涵道缸體(GT)是一個有圓環(huán)形空腔(K)的固定缸體，沿圓環(huán)形空腔(K)開有缸體環(huán)槽，轉動盤(P)位于缸體環(huán)槽內，螺旋筋板(LJ)位于圓環(huán)形空腔(K)中，沿(K)的圓弧面分布，并與圓環(huán)涵道缸體(GT)聯結成一體，耦合轉子(C)安裝在轉動盤(P)上，并位于圓環(huán)形空腔(K)內，耦合轉子(C)的外圓邊緣與圓環(huán)形空腔(K)的內表面形成機械配合，耦合轉子(C)的轉動軸線與轉動盤(P)的轉動軸線(0)相垂直，并與圓環(huán)形空腔(K)的圓環(huán)軸線(Q)相切。
【專利說明】新型發(fā)動機
發(fā)明領域:
[0001]本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機，進一步涉及燃氣輪機。
發(fā)明背景:
[0002]本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機，可廣泛應用于交通運輸行業(yè)、工程機械、發(fā)電機組、大型輪船軍艦、飛機、極速賽車、坦克及裝甲車輛等國民經濟領域。
[0003]現有普遍采用發(fā)動機有直線往復活塞式發(fā)動機和燃氣輪機，而直線往復活塞式一般是直線往復二沖程或四沖程工作形式。其中只有一個沖程是動力輸出狀態(tài)，其它沖程均為動力損耗狀態(tài)。作為燃燒室產生動力的施壓區(qū)和作為吸入空氣、壓縮空氣、排出廢汽的三個動力損耗的卸壓區(qū)，都在同一個缸體內交替出現。活塞及其推桿處于不斷加速、減速、停止、再加速、減速、停止的間歇性循環(huán)中，因此在大功率應用場合，會產生巨大的噪音和強烈的震動，其功率密度小，使得在大功率應用領域受到限制。
[0004]燃氣輪機的主要優(yōu)點是小而輕，功率密度大，用于船等運輸機械時，既可節(jié)省空間，也可裝備功率更大的燃氣輪機以提高船的速度，但是其缺點是效率不夠高，在部分負荷下效率下降快，空載時的燃料消耗量高，在中小功率應用領域，例如卡車、轎車等燃油消耗率高。
[0005]本發(fā)明提供了一種全新的技術方案，不僅具有往復活塞式發(fā)動機的簡單可靠、重量輕、體積小的特點，也具有燃汽輪機的燃燒介質連續(xù)燃燒所具有的高轉速、高扭矩和大功率的特點，同時可最大限度地將燃燒介質的能量轉化為輸出功率，其特點是動力更高、更加節(jié)能，更加環(huán)保。
[0006]關于本發(fā)明專利敘述中的名詞解釋:
[0007]1.轉動軸線:轉動體或旋轉空間的轉動軸線。如圖1和圖4中的轉動軸線O。
[0008]2.軸面剖視圖:與轉動軸線相重合的平面上剖切所得的視圖。如圖1和圖4所
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[0009]3.圓環(huán)軸線:軸面剖視圖為圓形的三維體圓環(huán)，其圓環(huán)的環(huán)繞軸線，如圖1、圖4和圖7中的軸線Q。

【發(fā)明內容】
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[0010]本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機，其主要結構包括:圓環(huán)涵道缸體、螺旋筋板、轉動盤、耦合轉子、噴射裝置、點火裝置、排氣裝置等。其中圓環(huán)涵道缸體是一個有圓環(huán)形空腔的固定缸體，圓環(huán)形空腔的軸面剖視圖形狀為圓形，螺旋筋板位于所述圓環(huán)形空腔內，沿圓環(huán)形空腔的圓弧面分布，并與圓環(huán)涵道缸體聯結為一體，圓環(huán)形空腔的缸體開有缸體環(huán)槽，轉動盤位于缸體環(huán)槽中；耦合轉子安裝在轉動盤上，位于圓環(huán)形空腔內，耦合轉子的外徑邊緣與圓環(huán)形空腔的內表面形成機械配合，其轉動軸線與轉動盤轉動軸線垂直，并與圓環(huán)形空腔的圓環(huán)軸線相切；耦合轉子沿半徑方向開有耦合槽，螺旋筋板可以穿過耦合槽，當耦合轉子和轉動盤與圓環(huán)涵道缸體發(fā)生相對轉動時，螺旋筋板與耦合槽的滑動嚙合推動耦合轉子圍繞自身轉動軸線自轉；
[0011]螺旋筋板沿所述圓環(huán)形空腔的圓弧表面分布，使得轉動盤與圓環(huán)涵道缸體產生相對轉動并以均勻轉速轉動時，耦合轉子因耦合槽與螺旋筋板的滑動嚙合而圍繞自身轉動軸線以均勻轉速自轉；
[0012]螺旋筋板的起始端位于轉動盤的一側，并與耦合轉子的耦合槽開始滑動嚙合，隨著轉動盤與圓環(huán)涵道缸體之間的相對轉動，耦合轉子在螺旋筋板的推力作用下自轉，到達轉動盤的另一側的螺旋筋板的終止端，則螺旋筋板與耦合槽脫離嚙合，并繼續(xù)轉動，回到螺旋筋板起始端的一側，又開始下一次的滑動嚙合；耦合轉子將圓環(huán)涵道缸體的圓弧面、轉動盤、螺旋筋板三者之間的空間分隔為高壓區(qū)和低壓區(qū)。
[0013]發(fā)動機由至少二個共軸的圓環(huán)涵道缸體組成，其中至少一個圓環(huán)涵道缸體為壓氣機，其中至少一個圓環(huán)涵道缸體為動力產生缸體；壓氣機轉動盤一側的低壓區(qū)吸入空氣，另一側的高壓區(qū)將空氣壓縮并輸向動力產生缸體；動力產生缸體的圓環(huán)涵道缸體由轉動盤的一側形成高壓區(qū)，在高壓區(qū)壓縮空氣和燃燒介質燃燒膨脹產生的壓力作用在耦合轉子上，推動耦合轉子在所述圓環(huán)形空腔內圍繞轉動盤轉動軸心轉動，從而帶動轉動盤轉動輸出動力。
[0014]發(fā)動機為連續(xù)燃燒工作方式,噴射裝置向壓氣機產生的壓縮空氣中連續(xù)地噴射燃燒介質，點火裝置位于噴射裝置附近并用于發(fā)動機的點火啟動，排氣裝置位于動力產生缸體的轉動盤附近的低壓區(qū)后側；在壓氣機和動力產生缸體之間設有燃燒室，噴射裝置和點火裝置位于燃燒室內。
[0015]單個的圓環(huán)涵道缸體內，可以裝有多個螺旋筋板和多個耦合轉子；多個螺旋筋板可以并聯排布也可以串聯排布；多個耦合轉子以轉動盤的轉動軸線為對稱軸對稱排布。發(fā)動機擁有多個動力產生缸體時，其中一個或多個動力產生缸體與壓氣機聯為一體，向壓氣機提供壓縮空氣所需的動力，而其余的一個或多個動力產生缸體輸出動力。
[0016]本發(fā)明所涉及的發(fā)動機，耦合轉子作為行星轉子圍繞轉動盤軸心連續(xù)轉動，耦合轉子受燃燒介質的膨脹產生的壓力直接變成輸出軸的扭力。動力缸體所承受的壓力及溫度都比較均衡，其輸出功率因作功行程長而增大；整個系統(tǒng)沒有曲軸、活塞及推桿，因此，機構變得簡單，在高轉速條件下，機構噪音小、震動輕微，工作穩(wěn)定性好，可靠性高，在同等功率輸出條件下，比現有燃氣輪機節(jié)約20%?50%的燃料。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0017]圖1本發(fā)明單個缸體實施例之一的剖視圖
[0018]圖2圖1所示實施例轉子和轉動盤組合示意圖
[0019]圖3圖1所示實施例的工作原理簡圖
[0020]圖4本發(fā)明單個缸體實施例之二的剖視圖
[0021]圖5圖4所示實施例的轉子視圖
[0022]圖6圖4所示實施例的工作原理簡圖
[0023]圖7本發(fā)明單個缸體實施例之三的剖視圖
[0024]圖8圖7所示實施例的工作原理簡圖
[0025]圖9螺旋筋板的排列方式之一的示意圖[0026]圖10四缸體組合的實施例之一的剖視圖
[0027]圖11五缸體組合的實施例之一的剖視圖
[0028]圖12動力缸體的轉動盤組件的實施例視圖
[0029]在本發(fā)明專利的【專利附圖】

【附圖說明】中，圖示的零部件的結構、尺寸及形狀并不代表實際的零部件的結構、尺寸及形狀，也不代表零部件之間的實際大小比例關系，圖示只是用簡明的方式對本發(fā)明實施例予以說明。
[0030]圖1顯示了本發(fā)明單個缸體實施例之一的軸面剖視圖，圖2顯示了本實施例的轉動盤和耦合轉子組合體的三維視圖。其結構包括圓環(huán)涵道缸體GT、螺旋筋板LJ、轉動盤P、耦合轉子C。圓環(huán)涵道缸體GT是一個有圓環(huán)形空腔K的固定缸體，其圓環(huán)形空腔的軸面剖視圖形狀為圓形。圓環(huán)涵道缸體GT沿圓環(huán)形空腔K開有缸體環(huán)槽，轉動盤P位于缸體環(huán)槽內。螺旋筋板LJ位于圓環(huán)形空腔K中，沿K的圓弧面分布，并與圓環(huán)涵道缸體GT聯結成一體。耦合轉子C安裝在轉動盤P上，并位于圓環(huán)形空腔K內，耦合轉子C的外圓邊緣與圓環(huán)形空腔K的內表面形成機械配合，也就是說它們之間的配合可以是大的間隙配合，也可以是小的間隙配合，或者像直線往復擺動活塞式發(fā)動機安裝活塞環(huán)一樣，在它們之間安裝一個彈性環(huán)，用以提高壓力區(qū)的密封性能。耦合轉子C的轉動軸線與轉動盤P的轉動軸線O相垂直，并與圓環(huán)形空腔K的圓環(huán)軸線Q相切。耦合轉子C沿半徑方向開有耦合槽(如圖2所示)，螺旋筋板LJ可以穿過耦合槽，耦合轉子C隨著轉動盤P轉動時，螺旋筋板LJ與耦合槽發(fā)生滑動嚙合，并推動耦合轉子C圍繞自身轉動軸線自轉。螺旋筋板LJ沿圓環(huán)形空腔K的圓弧面分布，使得耦合轉子C隨轉動盤P以均勻速度公轉時，耦合轉子C因耦合槽與螺旋筋板LJ的滑動嚙合而圍繞自身轉動軸線以均勻轉速自轉。
[0031]如果設定耦合轉子按圖1所示的方向旋轉，則耦合轉子C與螺旋筋板LJ的起始端從轉動盤P的左側開始嚙合，隨著轉動盤P的轉動，耦合轉子C在螺旋筋板LJ的推動力作用下自轉一周到達轉動盤P的右側的螺旋筋板LJ的終止端，則耦合槽與螺旋筋板LJ脫離嚙合。耦合槽隨耦合轉子C的自轉又回到轉動盤P的左側，與螺旋筋板LJ的起始端開始下一個嚙合過程。耦合轉子C將圓環(huán)涵道缸體GT的圓弧面、轉動盤P和螺旋筋板LJ三者之間的空間分隔為高壓區(qū)和低壓區(qū)。如果作為動力產生缸體，則缸體GT在轉動盤P的左側開始形成高壓區(qū)，高壓區(qū)充滿壓縮空氣和燃燒介質混合后燃燒膨脹從轉動盤左側開孔V進入，壓力作用在耦合轉子C上，推動耦合轉子C在圓環(huán)形空腔K內圍繞轉動盤P的轉動軸線O公轉，從而帶動轉動盤P輸出動力；在轉動盤右側的低壓區(qū)，轉子將燃燒之后已經推動轉子旋轉做功的氣體從開孔E擠壓排出。如果作為壓氣機，則缸體GT在轉動盤P的左側開孔V開始吸入空氣，并將轉動盤P右側的空氣進行壓縮，從而形成高壓區(qū)，高壓區(qū)充滿壓縮空氣在轉子C的推力作用下從右側開孔E送向動力產生缸體。為了便于理解，圖2的組合之前的轉動盤P采用1/4剖視。
[0032]為了說明上述過程，用圖3顯示了螺旋筋板LJ在圓環(huán)形空腔K的圓弧面1-m-n上沿周向展開一周的平面圖。盡管空間的圓弧面展開為一個圓形的平面會失去精確性，但可簡明地顯示其工作原理。
[0033]圖3所示，為螺旋筋板LJ的展開曲線G。螺旋筋板LJ的起始端位于小直徑處的31點位。耦合轉子C圍繞軸線O順時針方向開始旋轉，其耦合槽從31點位起與螺旋筋板LJ開始嚙合，當耦合轉子C轉過1/4周，其耦合槽隨耦合轉子C轉到33點位時，如果作為動力產生缸體，則高壓區(qū)為31-32-33三個點之間的P區(qū)，32-33弧線約是I?η圓弧長度的1/4 ；耦合轉子C自轉1/2周，其耦合槽到達35點位時，高壓區(qū)增加32-33-35-34四點之間的q區(qū)；耦合轉子C自轉過3/4，其耦合槽到達37點位時，高壓區(qū)再增加34-35-37-36四點之間的r區(qū)；耦合轉子C自轉過一周，其耦合槽到達38點位時，高壓區(qū)增加36-37-38-31四點之間的s區(qū)。34-35、36-37、31-38弧線長度分別約為I?η圓弧長的1/2、3/4及全長。如果將31-32以及41-38之間設為開孔區(qū)域，耦合轉子C轉到32-33位置時開始受膨脹氣體的壓力，將 31-38-39-33、33-39-40-35、35-40-41-37、37-41-38 點位之間的區(qū)域分別稱為 t、U、V、w區(qū)，則除去P區(qū)域，耦合轉子C所經過的q的部分區(qū)域，以及r、S、t、U、V均為動力輸出位置的區(qū)域。，從P區(qū)到s區(qū)，耦合轉子C的受力面積迅速增大，從t區(qū)到w區(qū)，隨著燃燒膨脹的繼續(xù)，耦合轉子C的受力面積又逐步減少，到最后降為排放狀態(tài)的最小壓力。從q區(qū)到s區(qū)的超過180°范圍內，扭矩的輸出的連續(xù)性變大。當耦合轉子C轉到t區(qū)時，耦合轉子C從起始位置已轉過一周的行程。這時，耦合轉子C的耦合槽與螺旋筋板LJ的終止端脫離嚙合，并開始進入轉動盤P的起始端一側，與螺旋筋板LJ的起始端再一次進入嚙合狀態(tài),進入下一個燃燒作功周期。與本次循環(huán)相同，從31 — 33 — 35開始下一個做功行程。因此，當耦合轉子C轉至38點位到39點位進入u區(qū)時，下一個膨脹作功狀態(tài)同時進行。前面提到耦合轉子C從31點位開始循環(huán)之時，本次的上一個工作循環(huán)已進入到了 t區(qū)，因此，每一次作功行程都有IV4周至IV2周，也就是450°?540°的作功范圍。在2周720°的旋轉行程中，約有360°的行程是兩個膨脹做功同時進行。在耦合轉子C的高壓區(qū)一側作功的同時，另一側逐步變?yōu)榈蛪簠^(qū)，同時正在排出氣體，而無需專門的排汽行程，因此與直線往復式活塞發(fā)動機相比，本實施例具有很高的效率和輸出扭矩，這也是本發(fā)明與現有技術相比，能夠節(jié)約燃燒介質的一個重要原因。
[0034]同樣的如果作為壓氣機，轉子旋轉方向的前方區(qū)域為壓氣的高壓區(qū)，轉子旋轉方向的后方區(qū)域為吸氣的低壓區(qū)，耦合轉子C自點位31-33-35-37再轉至點位38時，耦合轉子C吸入p、q、r、S區(qū)的空氣，再到達32-39位置，則開始將q、r、s、t區(qū)的氣體進行壓縮，在上述過程中也同時對上一次行程所吸入的氣體予以壓縮，從39-40再到41點位，C將上述q、r、S、t的區(qū)域的氣體向高壓區(qū)擠壓，將上一次行程所吸入的氣體從41-38的開孔區(qū)壓出缸體的同時，又繼續(xù)從31-32的開口區(qū)吸入空氣，因此作為壓氣機，其吸氣和壓氣的過程在同時進行。
[0035]圖4所示，為本發(fā)明單個缸體實施例之二的軸面剖視圖，與上述實施例相同，其結構包括圓環(huán)涵道缸體GT、螺旋筋板、轉動盤P、耦合轉子如圖5所示的三維圖像，以及缸體開孔V和E，和這些開口的位置。轉動盤P的安裝、耦合轉子的公轉及自轉的方式，圓環(huán)涵道缸體GT的工作方式等與上述實施例相同。所不同的是:圓環(huán)涵道缸體GT的圓弧表面分布著以圓環(huán)軸線Q為對稱的4道螺旋筋板LJp LJ2、LJ3> LJ4,分別對應圖5所示耦合轉子的4道耦合槽，在圖4所示的上半部剖切位置，螺旋筋板LJ4剛好處于起始端和終止端之間的螺旋涵道缸體開口槽的位置，因此被轉動盤P占據，為了方便說明，依然在圖4中指出了 LJ4的位置，圖6顯示了圖4所述實施例的工作原理圖，在圖中顯示了 2個耦合轉子Cp C2的安裝位置及工作狀態(tài)，2個耦合轉子以圓弧軸線Q為對稱相互之間成同平面狀態(tài)，圖4所示的轉動盤P和傳動軸X聯為一體，實際聯結的細節(jié)本行業(yè)技術人員均已知曉多種方式，在這里不再贅述。[0036]與圖3相同，圖6顯示了 4道螺旋筋板LJ1、LJ2、LJ3、LJ4在圓環(huán)形空腔K的圓弧面1-m-n (圖4所示)上沿周向展開一周的平面圖，圖6所示，內圓1_2_3_4表示與轉動盤P —側相鄰的螺旋筋板起始端的圓弧I，外圓8-12-16-20表示與轉動盤P另一側相鄰的螺旋筋板的終止端的圓弧n，4條螺旋筋板LJ1、LJ2、LJ3、LJ4分別從點位1、2、3、4開始，終止于點位
8、12、16、20，每兩條相鄰的螺旋筋板之間的角度分別占有90 °的圓弧空間，也就是耦合轉子上的兩個相鄰的耦合槽的徑向夾角為90° (圖5所示)，例如I~17、17~14、14~11、11~8分別占有I~8線段的長度1/4，其它如2~12、3~16、4~20之間依此相同。在轉動盤兩側的缸體開口 V、E均沿著缸體的周向開口一圈(如圖4所示)，在圖6中顯示，在耦合轉子旋轉時作為進氣口和出氣口的V和E至少被一個耦合轉子隔開，這對壓氣機和動力產生缸體都是必要的。
[0037]圖7顯示了本發(fā)明單個缸體實施例之三的軸面剖視圖，與圖4所示實施例相同，其結構包括圓環(huán)涵道缸體GT、螺旋筋板LJpLJ2、LJ3、LJ4、轉動盤P、耦合轉子之一 C，其形狀如圖5所示的三維圖像，以及缸體開孔V和E，耦合轉子的公轉及自轉的方式，圓環(huán)涵道缸體GT的工作方式等與上述實施例相同。所不同的是:轉動盤P的結構和安裝方式、V和E開口的位置，在圖7所示的上半部剖切位置，螺旋筋板LJ1剛好處于起始端和終止端之間的螺旋涵道缸體開口槽的位置，因此被轉動盤P占據，為了方便說明，依然在圖7中指出了 LJ1的位置，圖8顯示了圖7所述實施例的工作原理圖，在圖中顯示了 3個耦合轉子C1X2X3的安裝位置及工作狀態(tài)，3個耦合轉子CpCyC3以圓弧軸線Q為對稱相互之間的夾角為120度，當然，可以采用四個耦合轉子或者更多耦合轉子的方案，而在本實施例中采用三個耦合轉子，可以使得三個轉子處于不同的受力狀態(tài)，這樣有利于作為壓氣機的轉動盤接受均勻的轉矩用于壓縮空氣，或者作為動力產生缸體的轉動盤輸出相對均勻的扭力。
[0038]與圖6相同，圖8顯示了 4道螺旋筋板LJ1、LJ2、LJ3、LJ4在圓環(huán)形空腔K的圓弧面1-m-n(圖7所示)上沿周向展開一周的平面圖，內圓1-2-3-4表示與轉動盤P內側相鄰的螺旋筋板起始端的圓弧I，外圓8-12-16-20表示與轉動盤P外側相鄰的螺旋筋板的終止端的圓弧n，不同的是η的半徑比I的半徑大了轉動盤的厚度。4條螺旋筋板Ι^、υ2、υ3、LJ4分別從點位1、2、3、4開始，終止于點位8、12、16、20，每兩條相鄰的螺旋筋板之間的角度分別占有90°的圓弧空間，如果設定``開始時，耦合轉子C1位于I~8位置，耦合轉子C2、C3位于圖8所示的位置，以螺旋筋板LJ1和螺旋筋板LJ2之間的高壓區(qū)和低壓區(qū)(圖8中的布點區(qū)域)的變化來說明工作原理:耦合轉子C1從點位I~8轉到目前C2的位置，相應的耦合轉子C3從轉到目前C1的位置，此時，1-2-5區(qū)域為膨脹介質進入的過程，轉動過程中在螺旋筋板LJ1和LJ2之間，僅有耦合轉子C2受到膨脹介質的直接推力作用，耦合轉子C2和C3之間的封閉區(qū)域的膨脹介質的體積隨著轉動而所處旋轉半徑逐步增加，因耦合轉子C2的9-6點位附近的受力區(qū)的半徑比耦合轉子C3的7-10點位附近受力區(qū)的半徑小，因此，耦合轉子C3受到順時針方向的推力，而耦合轉子C1的8-11段進入排氣區(qū)則處于不受力狀態(tài)。上述過程為耦合轉子(:2和(:3之間的一個壓力區(qū)從高壓向低壓轉變的過程，其它的壓力區(qū)也是同樣的方式轉變，這個轉變過程是膨脹氣體持續(xù)從1-2-3-4圓弧附近的進氣口 V噴入并持續(xù)在8-12-16-20圓弧位附近的排氣口 E排出的過程，在這個過程中，每個壓力區(qū)的膨脹介質都在持續(xù)地推動耦合轉子轉動并通過轉動盤P輸出扭矩。
[0039]圖9顯示了本發(fā)明的螺旋筋板的排列方式之一的示意圖，其工作原理與圖4、圖7所示實施例相同，不同的是:4個螺旋筋板之中，螺旋筋板LJ11和螺旋筋板LJ21為串聯，螺旋筋板LJ12與螺旋筋板LJ22為串聯，也就是螺旋筋板LJ11和螺旋筋板LJ12的起始端或終止端分別與轉動盤P另一側的螺旋筋板LJ21和螺旋筋板LJ22的終止端或起始端相對應，每個耦合轉子圍繞轉動軸O公轉一周，耦合轉子的同一個耦合槽與前后兩個螺旋筋板滑動嚙合，也就是耦合轉子要自轉2周；而螺旋筋板LJ11和螺旋筋板LJ12為并聯，螺旋筋板LJ21與螺旋筋板LJ22并聯，也就是本實施例中的2并聯2串聯螺旋筋板結構，并有若干個耦合轉子，但每個耦合轉子只有兩個耦合槽，轉動盤每轉動一周，螺旋涵道缸體則吸入及排除2倍的缸體容積的氣體。
[0040]圖10顯示了一種4缸體組合的燃氣輪機之一的實施例的剖示圖，圖示的燃氣輪機由螺旋涵道缸體GT11、GT12、GT13、GT14組成，它們各自的轉動盤P11、P12P13、P14與傳動軸X聯結在一起，其中GT11、GT12、GT13組成壓氣機，火焰筒F位于環(huán)形燃燒室內部，GT14為動力產生缸體；缸體GT11和GT12為多道螺旋筋板并聯多道螺旋筋板串聯結構，例如4并聯5串聯螺旋筋板結構；采用多個耦合轉子結構，例如10個或者15個轉子；GT13為4并聯螺旋筋板的隔離缸體，有2個或者3個耦合轉子，作為壓氣機的輸出缸體并將燃燒室的高壓高溫氣體與壓氣機壓縮缸體GTll、GT12隔離開來，壓氣機的壓縮缸體GTll、GT12分別有進氣口 V1、V2，出氣口與GT13的進氣口相通，噴射裝置位于火焰筒F上并將燃燒介質噴向火焰筒F內部，點火裝置位于火焰筒F內部并在啟動初期將燃燒介質在壓縮空氣中點燃，火焰筒的出口對向動力產生缸體GT14的進氣口，同時在火焰筒F的周圍有壓氣機送來的壓縮空氣對火焰筒進行冷卻，動力產生缸體GT14為4并聯螺旋筋板結構，有2個或3個耦合轉子，加熱后的高溫燃氣的作功能力顯著提高，動力產生缸體GT14的轉子的受力面積和受力半徑均大于隔離缸體GT13的轉子的受力面積和受力半徑，因而動力產生缸體在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功，做功之后的氣體從排氣口 E4排出并輸向排氣裝置，燃氣輪機由靜止起動時，需用起動機帶著旋轉，待加速到能獨立運行后，起動機才脫開，啟動的工作過程與現有的燃氣輪機相同，不再一一贅述。
[0041]圖11顯示了一種5缸體組合的燃氣輪機的實施例的剖示圖，圖示的燃氣輪機由螺旋涵道缸體GT11、GT12、GT13、GT14、GT15組成，也就是在圖1O所示實施例上增加一個動力缸體GT15，缸體GT14的排氣口 E4與缸體GT15的進氣口 K5相連，因為動力缸體GT15采用圖7所示的轉動盤形式，因此轉動盤采用圖12所示渦輪結構缸體，圖12分別通過左側的三維視圖和右側的前視圖顯示了轉動盤P15的結構，GT14排出的壓力燃氣經過轉動盤P15的渦輪片、進氣口 K5進入動力缸體GT15推動轉子旋轉做功，在燃氣經過轉動盤P15的渦輪片時對渦輪片施加的壓力，也推動轉動盤P15的旋轉做功，圖中可見動力缸體的輸出軸與缸體GT11、GT12、GT13、GT14所組成的燃氣發(fā)生器的傳動軸相分離，其特點與現有技術的燃氣輪機一樣，在此不再贅述。
[0042]關于噴射裝置、點火裝置、排汽裝置、吸空氣裝置、安全裝置、燃燒室、火焰筒、還有密封裝置、潤滑系統(tǒng)、燃燒介質的供應系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)等等，本領域的技術人員均已知曉，并在本領域廣泛應用，不再在此一一贅述。
[0043]本發(fā)明可以應用于現有技術的燃氣輪機當中，可以作為現有燃氣輪機的燃氣發(fā)生，或者作為壓氣機，或者作為壓氣機的一部分，也可以替代現有燃氣輪機的動力渦輪，或者動力渦輪之后的燃氣余壓轉換成旋轉動力，例如圖1、圖4所示實施例作為壓氣機或者作為壓氣機的一部分，圖7所示實施例可以替代現有燃氣輪機的動力渦輪或者動力渦輪之后的燃氣余壓轉換成旋轉動力，以及圖10所示實施例用于現有燃氣輪機的燃氣發(fā)生器，這樣可以使得燃燒介質的能量得到最大程度的利用。
[0044]本發(fā)明所涉及的發(fā)動機，可以采用多種材料制造，例如各種金屬材料、高強度合金材料以及陶瓷材料等等。
[0045]上述實施例以圖示的方式說明了本發(fā)明，但是以圖示方式說明的上述實施例不是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明由權利要求限定。
【權利要求】
1.本發(fā)明涉及一種新型發(fā)動機，其主要結構包括:圓環(huán)涵道缸體、螺旋筋板、轉動盤、耦合轉子、噴射裝置、點火裝置、排氣裝置等； 本發(fā)明所述發(fā)動機，其特征在于:所述圓環(huán)涵道缸體是一個有圓環(huán)形空腔的固定缸體，所述圓環(huán)形空腔的軸面剖視圖形狀為圓形，所述螺旋筋板位于所述圓環(huán)形空腔內，沿圓環(huán)形空腔的圓弧面分布，并與所述圓環(huán)涵道缸體聯結為一體，所述圓環(huán)形空腔的缸體開有缸體環(huán)槽，所述轉動盤位于缸體環(huán)槽中； 所述耦合轉子安裝在轉動盤上，位于所述圓環(huán)形空腔內，耦合轉子的外徑邊緣與圓環(huán)形空腔的內表面形成機械配合，其轉動軸線與轉動盤轉動軸線垂直，并與所述圓環(huán)形空腔的圓環(huán)軸線相切。所述耦合轉子沿半徑方向開有耦合槽，螺旋筋板可以穿過耦合槽，當耦合轉子和轉動盤與圓環(huán)涵道缸體發(fā)生相對轉動時，螺旋筋板與耦合槽的滑動嚙合推動耦合轉子圍繞自身轉動軸線自轉； 所述螺旋筋板沿所述圓環(huán)形空腔的圓弧表面分布，使得耦合轉子隨轉動盤與圓環(huán)涵道缸體產生相對轉動并以均勻轉速轉動時，耦合轉子因耦合槽與螺旋筋板的滑動嚙合而圍繞自身轉動軸線以均勻轉速自轉； 所述螺旋筋板的起始端位于轉動盤的一側，并與耦合轉子的耦合槽開始滑動嚙合，隨著轉動盤與圓環(huán)涵道缸體之間的相對轉動，耦合轉子在螺旋筋板的推力作用下自轉，到達轉動盤的另一側的螺旋筋板的終止端，則螺旋筋板與耦合槽脫離嚙合，并繼續(xù)轉動，回到螺旋筋板起始端的一側，又開始下一次的滑動嚙合； 所述耦合轉子將圓環(huán)涵道缸體的圓弧面、轉動盤、螺旋筋板三者之間的空間分隔為高壓區(qū)和低壓區(qū)。
2.由權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機由至少二個共軸的圓環(huán)涵道缸體組成，其中至少一個圓環(huán)涵道`缸體為壓氣機，其中至少一個圓環(huán)涵道缸體為動力產生缸體。
3.由權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于:所述壓氣機轉動盤一側的低壓區(qū)吸入空氣，另一側的高壓區(qū)將空氣壓縮并輸向動力產生缸體。
4.由權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于:所述動力產生缸體的圓環(huán)涵道缸體由轉動盤的一側形成高壓區(qū)，在高壓區(qū)壓縮空氣和燃燒介質燃燒膨脹產生的壓力作用在耦合轉子上,推動耦合轉子在所述圓環(huán)形空腔內圍繞轉動盤轉動軸心轉動,從而帶動轉動盤轉動并輸出動力。
5.由權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機為連續(xù)燃燒工作方式，所述噴射裝置向壓氣機產生的壓縮空氣中連續(xù)地噴射燃燒介質，所述點火裝置位于噴射裝置附近并用于所述發(fā)動機的點火啟動，所述排氣裝置位于動力產生缸體的轉動盤附近的低壓區(qū)后側。
6.由權利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于:在所述壓氣機和所述動力產生缸體之間設有燃燒室，所述噴射裝置和點火裝置位于燃燒室內。
7.由權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于:所述單個的圓環(huán)涵道缸體內，可以裝有多道螺旋筋板和多個耦合轉子。
8.根據權利要求7所述的新型發(fā)動機，其特征在于:所述單個的圓環(huán)涵道缸體內的多個螺旋筋板，可以并聯排布，也可以串聯排布。
9.根據權利要求7所述的新型發(fā)動機，其特征在于:所述圓環(huán)涵道缸體內的多個耦合轉子，以轉動盤的轉動軸線為對稱軸對稱排布。
10.由權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機擁有多個動力產生缸體時，其中一個或多個動力產生缸體與壓氣機聯為一體，向壓氣機提供壓縮空氣所需的動力，而其余的一個或多個動力產生缸體為`動力缸體并輸出動力。
【文檔編號】F02G3/00GK103511123SQ201310262588
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2012年6月28日
【發(fā)明者】劉勇 申請人:袁麗君