CN111456965B - 离心式轴流向涡轮及新型喷气发动机模式和运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型轴流离心式贯离涡轮喷气式发动机,其特征在于:由前置单片质流面或双面质流面贯离页轮,互相连接的被动式贯离页轮组,冷却系统,燃烧室,主动式贯离涡轮组部件构成,依此彼此前后共轴连接或一体式连接;发动机整体是多部件彼此组合共轴连接,或是无轴一体化连接或打印制造,整个发动机为一个整体,用电驱的方式使发动机转动运行,加上磁场和电场,就变成电驱旋转模式。本发明结合了离心涡轮和轴流涡轮发动机二者的优点,具有更大的推进力,而且其结构也适用火箭发动机,优化空间和发展潜力巨大。未来可以设计主发动机,副发动机双发,一个航天一个航空,互相备用模式的空天飞行器发动机系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷气发动机,特别是一种离心式轴流向涡轮发动机模式及其运行方法。
背景技术
当今,民用航空和军用航空几乎100%都是轴流式涡轮喷气发动机,现有火箭发动机核心部件却是离心式涡轮泵,二者技术来源于离心式压气机和轴流式压气机技术系统。
如今航天探索成为世界发展主流,而太空探索首先就需要性能强大的发动机,航空大飞机也需要强劲的喷气发动机。而现有轴流压气机可以多级压缩,却增加了体积,重量和长度,结构又复杂,而现有离心式压气机单级性能优异却不便多级压缩。未来需要更高压比更高效的压气机转子和涡轮,就必须克服现有离心式和轴流式的缺点。
发明内容
本发明是一种全新压气机转子,轴流向离心式转子。即此新型转子是离心工作模式,但是流体走向不是径流而是轴流方式的一种全新型压气机转子,命名为贯离页轮。以及从新型转子演变的新型轴流向离心式涡轮,命名为贯离涡轮,其推力近似离心力!从而得到全新的更高推力的航空喷气式发动机和航天新型轴流涡轮泵。本发明包括一种全新型转子页片的结构,模式,和运行方法。
本发明的目的是这样实现的:
一种全新型轴流离心式压气机转子页片贯离页轮,其特征在于:整体圆柱形,主体结构分为进流面,出流面,分隔片,增质导流斜面(简称质流面);流体从进流面中心进流孔处进入页轮内部由双十隔片分割为的八个腔体内,腔体空间是由大到小的渐变空间;在页轮转动的过程中,流体经过质流面和出流面构成的渐变空间形成容积式压缩,同时和旋转形成的离心压缩,达成双重物理作用压缩,顺着质流面的斜面滑到出流面的弧线型出流孔处,多段弧线型出口组合成一个环形喷口,流体延轴流方向喷出;进流面和质流面为一体,进流面上开进流孔,中心为轴孔,质流面为实体,内腔连接出流面,出流孔内转弯处为弧面,出流面上开弧线型出孔,组成环形喷口。
本发明的目的还可以这样实现:质流面和出流面分开,且组合为双质流面的新型结构;出流面形状为梯形锥体,质流面形状为单凹面体或双面凹面体,二者组合为圆柱形页轮;出流面不连接质流面单独运行,在其出流面内有一个小型质流面,流体进入出流面内腔体,延其内壁滑向出口,喷口内缩变为腔体式喷口;质流面和出流面二者连接方式是,在其两条互相垂直的隔片上设四个封闭式螺栓圆孔,穿过整个质流面和出流面,不与其相通,用四条螺栓和螺帽固定连接,紧固后螺栓和螺帽和出流面和进流面平面平齐;双凹面体质流面的内置外置凹面体是光滑面,或在其面刻螺旋线,使流体加速和聚拢流动。
出流面和进流面为进出同向,或是进出反向,及双向进出;进出反向结构模式中,出流面和进流面变成一个面,质流面改成另一个方向;双向进出结构模式中,流体可以双向进入,进流面也是出流面,质流面变为中心位置,截面形状还可变为抛物线面。
质流面为三个分段阶梯式分布形式,形成三个立体式连续腔体,流体进入页轮内经过三次压缩,Z字流向,组合成一体三段压缩模式页轮。
一种全新的轴流向离心式页轮贯离页轮,其特征在于:整体为圆柱形,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片,内腔从侧面看为扁球形,质流面变为包围式结构,进出流面均有分布;流体从进流面入孔处进入弧线分隔片分割出的八个腔体内,在页轮转动中,通过外围质流面加成作用,流体经过离心式和容积式双重物理量压缩致腔体的顶端,从其出流面上的圆孔或三角弧孔喷口延轴流方向喷出,喷口由之前的弧面变为孔点,八个腔体形成八个喷孔;采用递进式圆周轴流模式,扁球形内腔页轮内由弧线隔片分割成为八个腔体,依次标定一到八号;流体从进流面入孔处进入页轮,二号致八号腔体与进流孔连接处为封闭弧面,流体从进流孔进入页轮内,只有一号腔体联通,进入其内经过空间渐变容积压缩和离心力双重压缩后,从一号腔体的顶端内部开孔处喷入二号腔体内,然后二号腔体同理继续压缩,从二号腔体顶端内部开孔喷入三号腔体,这样子依次递进式圆周压缩至八号腔体,从八号腔体的顶端,从其出流面上开孔延其轴流方向喷出,喷口由之前的多喷口,变为单一喷口,八个腔体首尾互相连接依次连续压缩运行。流体经过一个页轮圆周完成八次压缩;一号至八号腔体具有不同的空间大小,增加或减少腔体的数量,使其符合压缩方面的设计要求和更多特殊情况和条件下的各种压缩需求。
双环及多环模式:整体为扁球形内腔,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片。流体从进流面进流孔进入页轮内部,然后进入分隔片分出的八个腔体内,经过双重方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,延其轴流方向喷出,此环形喷口并非单环,而是双环,或三环及多环,在其出流面上有两个或多个环形喷口;多环喷口增大了流量,牺牲了一部分离心压缩功效。
月形结构:整体为凹面型体,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片,内腔从侧面看为弯月形或弓形。流体从进流面进流孔进入月形页轮内腔,然后进入分隔片分出的腔体内,流体顺半球形内壁经过双重物理量方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,延其轴流方向喷出流体;此类贯离页轮也是分离式结构。
一种串联模式的贯离页轮,其特征在于:多个全新型轴流离心式压气机转子页片贯离页轮彼此连接,其页轮外结构特征主要分为进流面A和出流面B,其互相这样连接:第一个为贯离页轮,第二个为镜像贯离页轮或者说是水平旋转180°的贯离页轮,其彼此连接面的序列是:ABBAAB。即是第一个贯离页轮的出流面连接第二个贯离页轮的出流面,多个贯离页轮的联接形成可以连续压缩的涡轮组;流体在其内经过多次压缩,以两段波浪型正弦函数曲线波的形状连续流动;贯离页轮连接模式与此相同或根据其特点走向连接或混合连接;通过增加级数的方式提高压缩比;贯离页轮彼此连接还可以是ABABAB连接方式,3个或多个贯离页轮连接,1号比2号和3号在直径上大一圈,进流面为A面出流面为B面,互相以ABABAB的方式连接,彼此进流孔相通,1号外壁的圆管喷口延长与3号外管形成喷口;多个贯离页轮的连接是直径递增模式或直径递减模式。即1号2号3号~N号贯离页轮连接,当其是直径逐渐增大的模式时:2号直径等于1号,3号直径大于2号,依此N号大于3号;而当其直径逐渐递减的模式时:2号直径等于1号,3号直径小于2号,依此N号小于3号;3个贯离页轮连接为一组,流体在其内经过两次压缩,以两段波浪型正弦函数曲线波的形状连续流动。
一种贯离涡轮,其特征在于:结构主体为全新型轴流离心式压气机转子页片贯离页轮,其环形喷口是由多段弧线型喷口组成,在弧线型喷口位置,新增方形格片若干,与喷口上下内壁相连接,把弧线型喷口再分为若干个小空间,多段这样的弧线喷口组合成格片环形喷口。当格片面与轴线形成角度时,喷口喷出的流体即冲击格片使得弧线喷口转动,整个环形喷口由多个这样的弧线喷口转动从而带动整个贯离涡轮旋转运动;其涡轮的旋转由其自身来驱动旋转;弧线喷口的格片是一段或多段格片,同样的格片在弧线喷口依此多段放置,形成多段格片环形喷口以满足不同的实际需要。
一种贯离涡轮,其特征在于:结构主体为全新的轴流向离心式贯离页轮,贯离页轮的环形喷口改为8个或多个小型孔点式直管喷口,其多个小型孔式直喷口改为弯曲管喷口,沿平行涡轮圆周的切线喷出;此模式为加速转动模式,喷出的流体反作用力加速涡轮的转动,使其转速更快,转速更快离心力更大,喷出的流体速度更快,作用在涡轮上的反作用力更大,二者形成互相加成的正比变量关系,多个同向弯曲管喷口组成可顺时针或逆时针方向转动的主动式贯离涡轮;其弯曲管还可以是变直径管喷口,弯曲管直径由大变小,喷口变为弧线C形喷口;弯曲管直径由小变大,喷口变为喇叭型喷口;多个小型孔点管式直喷口是封闭式喷口,直管喷口封闭,从其侧面开1个或多个小孔组成喷口,多个侧面喷口同向的封闭直管组成顺时针或逆时针向转动的贯离涡轮。
一种新型轴流离心式贯离涡轮喷气式发动机,其特征在于:由前置单片质流面或双面质流面贯离页轮,互相连接的被动式贯离页轮组,冷却系统,燃烧室,主动式贯离涡轮组部件构成,依此彼此前后共轴连接或一体式连接;部件排列也能是其他顺序;发动机整体是多部件彼此组合共轴连接,或是无轴一体化连接或打印制造,整个发动机为一个整体,用电驱的方式使发动机转动运行,加上磁场和电场,就变成电驱旋转模式。
一种十字型贯离叶片贯离页轮,其特征在于:贯离叶片是全新型轴流离心式压气机转子页片贯离页轮的双向进出结构模式,为分离式贯离页轮的变种,结构为去除掉质流面,只保留梯形出流面,内部腔体由八个变为两两相对的四个腔体,腔体内有小型质流面,整体变为十字型贯离叶片;各叶片可以与轴线形成各种角度,进流孔扩流变为中心孔和各个叶片上的进流孔五个孔;流体从各个进流孔和叶片间隙两个空间通过;进入进流孔的流体进入渐变空间腔体,经过离心力和容积变化双重压缩,从叶片边缘的弧形喷口喷出,弧形喷口位置还可设置格叶;而进入叶片间隙的流体,被叶片外结构面推动流动;叶片数量还可以变为其他任意数量;贯离页片由梯形页片变为矩形页片,内部腔体由梯形渐变空间变为三角形渐变空间,喷口由弧线形喷口变为一字形喷口,喷口位置也可以设置格叶。
本发明具有如下有益效果:新型贯离页轮喷气式发动机结合了离心式和轴流式喷气发动机二者的优点,可多级压缩,兼具容积式和离心式双压缩模式,输出更大压比,提供更大的推进力,而且其结构也适用火箭发动机,优化空间和发展潜力巨大。未来可以设计主发动机,副发动机双发,一个航天一个航空,互相备用模式的空天飞行器发动机系统。
附图说明
图1为本发明设计1.0结构侧视示意图
图2为本发明设计1.0结构正反示意图
图3为本发明设计1.1结构正视连接示意图
图4为本发明设计1.1结构侧视示意图
图5为本发明设计1.1双质流面结构示意图
图6为本发明设计1.2进出反向结构示意图
图7为本发明设计1.2双向进出结构示意图
图8为本发明设计1.3三段压缩结构示意图
图9为本发明设计2.0 2.1结构示意图
图10为本发明设计2.3结构示意图
图11为本发明设计3.0 3.1结构示意图
图12为本发明设计4.1结构示意图
图13为本发明设计5.0结构示意图
图14为本发明设计5.1结构示意图
具体实施方式
1.0一种全新型轴流离心式压气机转子页片:整体圆柱形,主体结构分为进流面(1.01),出流面(1.02),分隔片(1.03),增质导流斜面(1.04)(以下简称质流面)如图1。流体从进流面中心进流孔(1.05)处进入页轮内部由双十隔片分割为的八个腔体内,腔体空间是由大到小的渐变空间。在页轮转动的过程中,流体经过质流面和出流面构成的渐变空间形成容积式压缩,同时和旋转形成的离心压缩,达成双重物理作用压缩,顺着质流面的斜面滑到出流面的弧线型出流孔(1.06)处,多段弧线型出口组合成一个环形喷口,流体延轴流方向喷出。
这是一种全新型同时具备容积式和离心式双重物理量压缩模式的轴流向离心式页轮转子。进流面和质流面为一体,进流面上开进流孔,中心为轴孔,质流面为实体,内腔连接出流面,出流孔内转弯处为弧面,出流面上开弧线型出孔,组成环形喷口。
此新型压气机转子命名为贯离页轮,演变的动力涡轮命名为贯离涡轮。此转子涡轮内腔数量可根据实际设计需要变为任意数字N。
1.1以上为一体式,还可以是分体式。质流面(1.11)和出流面(1.12)可分开,且可组合双质流面的新型结构。出流面形状为梯形锥体,质流面形状为单凹面体或双面凹面体,二者可以组合为圆柱形页轮。出流面也可以不连接质流面单独运行,在其出流面内有一个小型质流面(1.13),流体进入出流面内腔体,延其内壁滑向出口,喷口内缩变为腔体式喷口。质流面和出流面二者这样连接,在其两条互相垂直的隔片上设四个封闭式螺栓圆孔(1.14),穿过整个质流面和出流面,不与其相通,用四条螺栓(1.15)和螺帽固定连接,紧固后螺栓和螺帽和出流面和进流面平面平齐。双凹面体质流面(1.16)的内置外置凹面体是光滑面,或在其面刻螺旋线,使流体加速和聚拢流动。在实际使用当中,质流面可以换不同材料不同密度不同大小,以实现质量大小及重心的变换,从而实现不同离心力的调节。同样出流面也可以同样变换,二者搭配使用形成满足对各种尺寸,设备,环境的需求,各种需要精确和细微输出微调的需求。
1.2以上为进出同向,还可以是进出反向,及双向进出。进出反向结构模式中,出流面和进流面变成一个面,质流面改成另一个方向。
双向进出结构模式中,流体可以双向进入,进流面也是出流面,质流面变为中心位置(1.27),截面形状还可变为抛物线面(1.28)。
1.3还可以是阶梯式三段压缩模式。如图,质流面变为三个分段阶梯式(1.39)分布形式,形成三个立体式连续腔体,流体进入页轮内经过三次压缩,Z字流向,组合成一体三段压缩模式页轮。
2.0型贯离页轮,一种全新的轴流向离心式页轮。整体为圆柱形,结构分为进流面(2.01),质流面(2.04),出流面(2.02),分隔片(2.03),内腔从侧面看为扁球形,质流面变为包围式结构,进出流面均有分布。流体从进流面入孔(2.05)处进入弧线分隔片分割出的八个腔体(2.08)内,在页轮转动中,通过外围质流面加成作用,流体经过离心式和容积式双重物理量压缩致腔体的顶端,从其出流面上的圆孔(2.06)或三角弧孔(2.07)喷口延轴流方向喷出,喷口由之前的弧面变为孔点,八个腔体形成八个喷孔。
2.1还可以是递进式圆周轴流模式。扁球形内腔页轮内由弧线隔片分割成为八个腔体,依次标定一到八号(001~008)。流体从进流面入孔处进入页轮,二号致八号腔体与进流孔连接处为封闭弧面,流体从进流孔进入页轮内,只有一号腔体联通,进入其内经过空间渐变容积压缩和离心力双重压缩后,从一号腔体的顶端内部开孔(2.09)处喷入二号腔体内,然后二号腔体同理继续压缩,从二号腔体顶端内部开孔喷入三号腔体,这样子依次递进式圆周压缩至八号腔体,从八号腔体的顶端,从其出流面上开孔(2.010)延其轴流方向喷出,喷口由之前的多喷口,变为单一喷口,八个腔体首尾互相连接依次连续压缩运行。流体经过一个页轮圆周完成八次压缩。
实际运行中还可以设计一号至八号腔体不同的空间大小,增加或减少腔体的数量,使其符合压缩方面的设计要求和更多特殊情况和条件下的各种压缩需求。
2.2双环及多环模式。整体为扁球形内腔,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片。流体从进流面进流孔进入页轮内部,然后进入分隔片分出的八个腔体内,经过双重方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,延其轴流方向喷出,此环形喷口并非单环,而是双环,或三环及多环,在其出流面上有两个或多个环形喷口。多环喷口增大了流量,牺牲了一部分离心压缩功效。
此模式适用于大流量的场景和设备,或者离心机分离设备上面使用。
2.3月形结构。整体为凹面型体,结构分为进流面,质流面(2.34),出流面,分隔片,内腔从侧面看为弯月形(2.31)或弓形。流体从进流面进流孔进入月形页轮内腔,然后进入分隔片分出的腔体内,流体顺半球形内壁经过双重物理量方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,延其轴流方向喷出流体。
2.0内的贯离页轮也可以是分离式结构,其各设计结构和元素与1.0内容均可互相搭配使用。
新型贯离页轮广泛适用于现有压缩机,泵,船舶螺旋桨等等场景,竖立起来使用即可变为航天发动机新型涡轮泵,具有广泛的用途和适用多环境场景。
3.0贯离页轮串联模式
多个1.0贯离页轮彼此连接时,其页轮外结构特征主要分为进流面A和出流面B,其互相这样连接:第一个为1.0贯离页轮,第二个为镜像1.0贯离页轮或者说是水平旋转180°的1.0贯离页轮,其彼此连接面的序列是:ABBAAB。即是第一个贯离页轮的出流面连接第二个贯离页轮的出流面,多个贯离页轮的联接形成可以连续压缩的涡轮组。
流体在其内经过多次压缩,以两段波浪型正弦函数曲线波的形状连续流动。
其他类型的贯离页轮连接模式与此相同或根据其特点走向连接。还可以混合连接。
新型模式页轮可以通过增加级数的方式提高压缩比。
3.1贯离页轮彼此连接还可以是ABABAB连接方式。3个或多个1.0贯离页轮连接,1号(3.11)比2号(3.12)和3号(3.13)在直径上大一圈,进流面为A面出流面为B面,互相以ABABAB的方式连接,彼此进流孔相通,1号外壁的圆管喷口延长与3号外管形成喷口。这种类型适合大流量的场景。
3.2多个贯离页轮3.0式的连接还可以是直径递增模式或直径递减模式。即1号2号3号~N号贯离页轮连接,当其是直径逐渐增大的模式时:2号直径等于1号,3号直径大于2号,依此N号大于3号;而当其直径逐渐递减的模式时:2号直径等于1号,3号直径小于2号,依此N号小于3号。
3个贯离页轮连接为一组,流体在其内经过两次压缩,以两段波浪型正弦函数曲线波的形状连续流动。
4.0贯离涡轮和贯离涡轮喷气式发动机。
贯离涡轮(4.11)。结构主体为贯离页轮1.0,其环形喷口是由多段弧线型喷口组成,在弧线型喷口位置,新增方形格片(4.12)若干,与喷口上下内壁相连接,把弧线型喷口再分为若干个小空间,多段这样的弧线喷口组合成格片环形喷口(4.16)。当格片面与轴线形成角度时,喷口喷出的流体即冲击格片使得弧线喷口转动,整个环形喷口由多个这样的弧线喷口转动从而带动整个贯离涡轮旋转运动。
这样就是新型动力涡轮-贯离涡轮,其涡轮的旋转可以由其自身来驱动旋转。内部流体压力越大,喷口冲击力越大,旋转越快,离心压缩效率越好,内部压力和转速成正比关系,互相加成,整体效率更高。
弧线喷口的格片以上只是一段,还可以是多段格片,同样的格片在弧线喷口依此多段放置,比如2段,3段,多段等等,形成2段,3段,多段格片环形喷口以满足不同的实际需要。
2.0型贯离页轮由环形喷口变为8个或多个小型孔点式直管喷口,此类变为贯离涡轮时,其多个小型孔式直喷口变为弯曲管喷口,平行涡轮圆周的切线喷出。此模式为加速转动模式,喷出的流体反作用力加速涡轮的转动,使其转速更快,转速更快离心力更大,喷出的流体速度更快,作用在涡轮上的反作用力更大,二者形成互相加成的正比变量关系,多个同向弯曲管喷口组成可顺时针或逆时针方向转动的主动式贯离涡轮。其弯曲管还可以是变直径管喷口,弯曲管直径由大变小,喷口变为弧线C形喷口。弯曲管直径由小变大,喷口变为喇叭型喷口。
多个小型孔点管式直喷口还可以是封闭式喷口,直管喷口封闭,从其侧面开1个或多个小孔组成喷口,多个侧面喷口同向的封闭直管组成顺时针或逆时针向转动的贯离涡轮。
4.1贯离涡轮喷气式发动机及运行方法
新型轴流离心式贯离涡轮喷气式发动机结构由前置单片质流面或双面质流面贯离页轮(4.13);互相连接的被动式贯离页轮组;冷却系统;燃烧室;主动式贯离涡轮组等部件主要构成,依此彼此前后共轴连接或一体式连接,部件排列也能是其他顺序。
流体经前置质流面进入串联起来的贯离页轮组进行压缩冷却再压缩,压缩后的流体之后进入燃烧室点燃燃烧,变为高压流体进入4.0主动式贯离涡轮中,从其喷口经格叶高速喷出,带动整体转动,完成工作流程。
燃烧室还可以是在4.0贯离涡轮的喷口位置,流体经离心压缩进入喷口位置后进入燃烧室点燃燃烧,然后从其格叶喷出,带动整体旋转,完成工作流程。
发动机整体可以是多部件彼此组合共轴连接,也可以是无轴一体化连接或制造打印,整个发动机就变为一个整体,这个整体可以看作一个涡轮转子或部件来运行。而这样的情况下,就可以用电驱的方式使发动机转动运行。整个发动机变为一个转子,只要加上磁场和电场,就变成电驱旋转模式。
5.0十字型(或其他多边形)贯离叶片
贯离叶片即是1.1分离式贯离页轮的变种,去除掉质流面,只保留梯形出流面,内部腔体由八个变为两两相对的四个腔体,腔体内有小型质流面,整体变为十字型贯离叶片。各叶片可以与轴线形成各种角度,进流孔扩流变为中心孔和各个叶片上的进流孔五个孔(5.05)。流体从各个进流孔和叶片间隙两个空间通过。
进入进流孔的流体进入渐变空间腔体,经过离心力和容积变化双重压缩,从叶片边缘的弧形喷口(5.06)喷出,弧形喷口位置还可设置格叶。而进入叶片间隙的流体,被叶片外结构面推动流动。叶片数量还可以变为其他任意数量。
5.1贯离页片由梯形页片变为矩形页片,内部腔体由梯形渐变空间变为三角形渐变空间(5.11),喷口由弧线形喷口变为一字形喷口(5.17),喷口位置也可以设置格叶。
以上所有模式和结构都可以互相组合,替换,成为新的页轮和涡轮等技术,以满足不同的设计需要。
新型贯离页轮的优势:
贯离页轮是第一种全新的离心式轴流向封闭涡轮转子,流体进入页轮内经过离心压缩,然后轴流运行。
贯离页轮是第一种同时具备离心式和容积式压缩,双物理量压缩模式的新型涡轮转子。
贯离页轮可以增加级数来提高压比,能够提供更高的压缩能力,可实现更高的压缩效率。
效率更高,更加节省能源和能量,输出也更加强劲。
新型贯离页轮通用目前风机,压缩机,泵,发动机等等所有设备和适用的场景。
新型贯离涡轮喷气式发动机的优势:
第一种离心式轴流向喷气式发动机。
第一种具备双重物理量(离心压缩和容积压缩)模式的喷气式发动机。
更高的压比,更高的发动机推力!输出的推力和压力与转速和成正比关系。
发动机的推力≈发动机的离心力。
美国F22战机使用的是普惠制造的f119发动机,其推力为15~17吨。最新的F35战机使用的也是普惠制造的f135发动机,其推力为18~22吨。这是目前世界上最先进发动机的推力参数。而其转子转速在几万转每分钟,发动机叶尖位置的离心力约为40吨。理论推导:新型贯离涡轮在同样尺寸同样重量同样转速的情况下,新型贯离涡轮喷气式发动机的喷口处离心力可以是40吨,其推力同样为40吨!比现有最先进的喷气发动机大一倍!并且还有提高的空间。
可以发展成为未来新型空天飞行器的发动机。
新型贯离涡轮发动机还适用陆地各类车辆;水面以及水下各类舰船,潜艇;工业工厂燃气轮机等。
新型发动机还适配未来所需求的更先进更大型更极限的各种设备以满足各种环境使用场景。
新型航天火箭发动机涡轮泵。把贯离页轮竖立起来使用,就变为新型火箭发动机涡轮泵,其可以使用电驱驱动,可极大的简化体积和连接结构,燃料和氧剂各单独配置,无需变向结构,直接到达燃烧室燃烧喷发。
未来,还可以作为空天一体飞行器发动机。
新型贯离涡轮喷气式发动机结合了离心涡轮和轴流涡轮发动机二者的优点,具有更大的推进力,而且其结构也适用火箭发动机,优化空间和发展潜力巨大。未来可以设计主发动机,副发动机双发,一个航天一个航空,互相备用模式的空天飞行器发动机系统。
Claims (6)
1.一种轴流离心式压气机转子页片贯离页轮,其特征在于:整体圆柱形,主体结构分为进流面,出流面,分隔片,质流面;流体从进流面中心进流孔处进入页轮内部由双十隔片分割为的八个腔体内,腔体空间是由大到小的渐变空间;在页轮转动的过程中,流体经过质流面和出流面构成的渐变空间形成容积式压缩,同时和旋转形成的离心压缩,达成双重物理作用压缩,顺着质流面的斜面滑到出流面的弧线型出流孔处,多段弧线型出口组合成一个环形喷口,流体沿轴流方向喷出;进流面和质流面为一体,进流面上开进流孔,中心为轴孔,质流面为实体,内腔连接出流面,出流孔内转弯处为弧面,出流面上开弧线型出孔,组成环形喷口。
2.根据权利要求1所述的轴流离心式压气机转子页片贯离页轮,其特征在于:质流面和出流面分开,且组合为双质流面的新型结构;出流面形状为梯形锥体,质流面形状为单凹面体或双面凹面体,二者组合为圆柱形页轮;出流面不连接质流面单独运行,在其出流面内有一个小型质流面,流体进入出流面内腔体,沿其内壁滑向出口,喷口内缩变为腔体式喷口;质流面和出流面二者连接方式是,在其两条互相垂直的隔片上设四个封闭式螺栓圆孔,穿过整个质流面和出流面,不与其相通,用四条螺栓和螺帽固定连接,紧固后螺栓和螺帽和出流面和进流面平面平齐;双凹面体质流面的内置外置凹面体是光滑面,或在其面刻螺旋线,使流体加速和聚拢流动。
3.根据权利要求1、2所述的轴流离心式压气机转子页片贯离页轮,其特征在于:出流面和进流面为进出同向、进出反向或双向进出三种结构模式;进出反向结构模式中,出流面和进流面变成一个面,质流面改成另一个方向;双向进出结构模式中,流体可以双向进入,进流面也是出流面,质流面变为中心位置,截面形状还可变为抛物线面;
质流面为三个分段阶梯式分布形式,形成三个立体式连续腔体,流体进入页轮内经过三次压缩,Z字流向,组合成一体三段压缩模式页轮。
4.一种轴流向离心式页轮贯离页轮,其特征在于:整体为圆柱形,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片,内腔从侧面看为扁球形,质流面变为包围式结构,进出流面均有分布;流体从进流面入孔处进入弧线分隔片分割出的八个腔体内,在页轮转动中,通过外围质流面加成作用,流体经过离心式和容积式双重物理量压缩致腔体的顶端,从其出流面上的圆孔或三角弧孔喷口沿轴流方向喷出,喷口由之前的弧面变为孔点,八个腔体形成八个喷孔。
5.一种轴流向离心式页轮贯离页轮,其特征在于:整体为圆柱形,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片,内腔从侧面看为扁球形,质流面变为包围式结构,进出流面均有分布;内腔结构采用递进式圆周轴流模式,扁球形内腔页轮内由弧线隔片分割成为八个腔体,依次标定一到八号;流体从进流面入孔处进入页轮,二号致八号腔体与进流孔连接处为封闭弧面,流体从进流孔进入页轮内,只有一号腔体联通,进入其内经过空间渐变容积压缩和离心力双重压缩后,从一号腔体的顶端内部开孔处喷入二号腔体内,然后二号腔体同理继续压缩,从二号腔体顶端内部开孔喷入三号腔体,这样子依次递进式圆周压缩至八号腔体,从八号腔体的顶端,从其出流面上开孔沿其轴流方向喷出,喷口由之前的多喷口,变为单一喷口,八个腔体首尾互相连接依次连续压缩运行;流体经过一个页轮圆周完成八次压缩;一号至八号腔体具有不同的空间大小,增加或减少腔体的数量,使其符合压缩方面的设计要求和更多条件下的各种压缩需求。
6.根据权利要求4或5所述的轴流向离心式页轮贯离页轮,其特征在于:双环及多环模式:整体为扁球形内腔,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片;流体从进流面进流孔进入页轮内部,然后进入分隔片分出的八个腔体内,经过双重方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,沿其轴流方向喷出,此环形喷口并非单环,而是双环,或三环及多环,在其出流面上有两个或多个环形喷口;多环喷口增大了流量,牺牲了一部分离心压缩功效;
月形结构模式:整体为凹面型体,结构分为进流面,质流面,出流面,分隔片,内腔从侧面看为弯月形或弓形;流体从进流面进流孔进入月形页轮内腔,然后进入分隔片分出的腔体内,流体顺半球形内壁经过双重物理量方式压缩后,到达出流面的弧线喷口处,多段弧线组成环形喷口,沿其轴流方向喷出流体;此类贯离页轮也是分离式结构。
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