專利名稱：旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
旋噴發(fā)動(dòng)機(jī) 本發(fā)明是一種直噴推力、旋轉(zhuǎn)扭力共同做功的旋轉(zhuǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(旋噴發(fā)動(dòng)機(jī))。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是結(jié)合了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理，實(shí)現(xiàn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力技術(shù)
優(yōu)點(diǎn)和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)扭力優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合。汲取了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮混合氣后燃爆扭力大和噴氣發(fā)
動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)做功連續(xù)優(yōu)點(diǎn)，克服活塞發(fā)動(dòng)機(jī)無效震動(dòng)、余熱浪費(fèi)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高能耗低扭
矩缺點(diǎn)，發(fā)明了旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，燃燒完全，是區(qū)別傳統(tǒng)活塞、轉(zhuǎn)
子、噴氣、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以在對(duì)稱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中連續(xù)做功，是利用液體燃料、氣體燃
料燃燒膨脹推動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪做功的發(fā)動(dòng)機(jī)，是活塞往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的替代技術(shù)。 當(dāng)前廣泛應(yīng)用在汽車、發(fā)電機(jī)、輪船、飛機(jī)上的燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣渦
輪發(fā)動(dòng)機(jī)以及日本馬子達(dá)公司的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。沒有檢索到使用旋轉(zhuǎn)輪壓氣、旋轉(zhuǎn)扭力做功、
尾氣噴射氣流直接產(chǎn)生推力的旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是近百年來人們廣泛研究探索的一
項(xiàng)新技術(shù)，一直沒有發(fā)明應(yīng)用在汽車或飛行器上、做功效率超越活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
的旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜效率低，而渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推力大轉(zhuǎn)矩小，無法直
接應(yīng)用在低速飛行器和汽車等領(lǐng)域。為了提高轉(zhuǎn)矩、充分使用氣流推力，根據(jù)環(huán)保、節(jié)能、高
效的技術(shù)要求，在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來說，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、容易制造、 成本低；旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)燃料范圍更多，可以使用液體燃料、氣體燃料，通過更換葉輪表面 材料還可以使用化學(xué)燃料。由于采用模塊設(shè)計(jì)，可以組合使用，適應(yīng)不同功率要求。
旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1 (后45度斜視)、圖2 (俯視刨面)、圖3 (側(cè)視)所示，前部 增壓進(jìn)氣道(①)用來為壓氣輪(②)提供高壓空氣以及缸內(nèi)外冷卻氣流。增壓進(jìn)氣風(fēng)扇 和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支撐復(fù)合在一起，直接在主軸(③)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。主軸兩側(cè)平行排布兩根壓 氣輪軸，三根軸一端安裝變比齒輪組(④)，用來驅(qū)動(dòng)壓氣輪和做功輪( )。中心軸上還 增加了潤(rùn)滑油泵以及啟動(dòng)機(jī)、動(dòng)力輸出離合器、尾部噴氣換能做功輪( )。在壓氣輪以及 做功輪上分別安裝缸體(⑦)、缸蓋，確保各輪工作密封。 一臺(tái)旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)基本上由三套輪 軸組成，也可以是兩套或四套(圖6①②)，本次采用三套設(shè)計(jì)。 三軸旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)由兩個(gè)壓氣輪組(圖4②)和一個(gè)做功輪(圖4①)旋轉(zhuǎn)排列成 動(dòng)態(tài)壓氣腔(圖4③)和做功腔(圖4 )。壓氣輪組圍繞自身軸旋轉(zhuǎn)，做功輪圍繞中心軸 旋轉(zhuǎn)。為確保壓氣輪與做功輪能夠完成壓縮氣體、形成做功腔、噴油腔，前端進(jìn)氣口開在壓 氣開始角度內(nèi)(圖4⑤)，后端噴氣口開在做功旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)(圖4⑥)，每個(gè)輪組軸端都安 裝變比齒輪(圖4⑦)。變比齒輪確保中心軸帶動(dòng)做功輪旋轉(zhuǎn)90度時(shí)壓氣輪旋轉(zhuǎn)180度。 壓氣輪180度旋轉(zhuǎn)完成壓縮氣體與形成做功腔體任務(wù)。旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)做功后尾氣直接噴射， 為回收低轉(zhuǎn)速狀態(tài)尾氣能量，在尾噴口設(shè)計(jì)了換能渦輪，換能渦輪在整流尾噴氣體同時(shí)也 可以轉(zhuǎn)換部分噴射推力為旋轉(zhuǎn)扭力，輔助中心軸慣性連續(xù)旋轉(zhuǎn)和克服吸氣渦輪工作帶來的 阻力。中心軸上還安裝潤(rùn)滑油泵，通過變比齒輪和各軸油道形成潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng)，給壓氣輪 和軸承潤(rùn)滑以及散熱。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)是兩個(gè)壓氣輪(圖5②)在變比齒輪帶動(dòng)下通過進(jìn)氣道(圖 4⑤)吸如空氣并旋轉(zhuǎn)壓縮缸內(nèi)(圖5 )混合氣，壓縮后的混合氣在壓氣輪(圖5②)和做功輪(圖5①)形成的做功腔內(nèi)(圖5③)被火花塞點(diǎn)火燃燒。燃燒膨脹氣體推動(dòng)做功 輪旋轉(zhuǎn)，開始做功。做功輪和壓氣輪被膨脹氣體推動(dòng)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，使做功腔體變形移動(dòng)，到 達(dá)和后噴氣孔(圖4 )連通狀態(tài)，開始噴射燃燒后的氣體。做功輪和后噴氣孔存在5度旋 轉(zhuǎn)角度，爆燃?xì)饬骼^續(xù)噴射排放同時(shí)也產(chǎn)生動(dòng)能推動(dòng)做功輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，兩套輪組同時(shí)做功、 排氣、繼續(xù)壓氣，這樣就形成一個(gè)做功循環(huán)。每個(gè)做功循環(huán)壓氣輪旋轉(zhuǎn)180度，做功輪旋轉(zhuǎn) 90度，做功輪360度旋轉(zhuǎn)做功8次。每個(gè)做功循環(huán)同時(shí)完成吸氣、噴油、壓縮。依次完成點(diǎn) 火、做功、噴氣、缸內(nèi)氣流冷卻。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，沒有了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不需要連桿、曲軸以 及氣門等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但制造精度要求比較高，每個(gè)壓氣缸內(nèi)壁和做功輪接觸面 均需要高精度打磨，壓氣輪也需要安裝密閉刮片。采用潤(rùn)滑油輔助密閉。壓氣輪2根軸上 油道和油泵、中心軸上四條油道形成潤(rùn)滑油循環(huán)。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以替代傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢灾苯訉⒁延型鶑?fù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技
術(shù)移植到旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)上，制造效率更高的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)的體積小巧、功率
大、重量輕、排量可變、轉(zhuǎn)速高的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出各種新型交通工具?，F(xiàn)在已有的發(fā)動(dòng)機(jī)制
造技術(shù)和設(shè)備完全可以適應(yīng)制造旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣可以很容易讓傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型
生產(chǎn)旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步降低制造成本。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒完全，克服了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不完全燃
燒的排放污染問題，旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以完全滿足當(dāng)前各國(guó)對(duì)污染物排放的限制要求。旋噴發(fā)
動(dòng)機(jī)制造成本低，可以進(jìn)一步降低汽車或飛行器制造成本。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是爆燃?xì)鈶B(tài)燃料，
不論使用汽油、柴油、煤油還是天然氣都將比活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)更節(jié)省，使用成本很
低。推廣使用旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)將使更多人們可以享受高級(jí)交通工具帶來的舒適和便捷。 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)比噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大，比活塞發(fā)動(dòng)機(jī)效率高，是結(jié)合活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴
氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)，分別克服它們的固有缺點(diǎn)技術(shù)而設(shè)計(jì)的。 使用旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以替代傳統(tǒng)汽車活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。也可以利用旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大、 轉(zhuǎn)速高、推力大、重量輕、能耗低特點(diǎn)制造飛行器，如直升飛機(jī)、中短距垂直起降飛機(jī)。當(dāng)前 軍事上替代傳統(tǒng)坦克的"戰(zhàn)場(chǎng)飛機(jī)"最適合使用旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 由于商業(yè)化應(yīng)用是這項(xiàng)技術(shù)的最大價(jià)值，公開這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)帶來行業(yè)以及產(chǎn)業(yè)沖 擊，特別是投資傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)以及交通工具項(xiàng)目沖擊會(huì)非常大。為避免造成產(chǎn)業(yè)動(dòng)蕩，發(fā) 揮此項(xiàng)技術(shù)社會(huì)價(jià)值，可以開展與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，改造傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線，適應(yīng) 制造旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)，即可以提高制造產(chǎn)能也可以避免傳統(tǒng)制造投資的浪費(fèi)。


附圖1是旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)后斜上45度角透視的結(jié)構(gòu)總圖；附圖2是旋噴發(fā) 動(dòng)機(jī)俯視結(jié)構(gòu)刨面圖；附圖3是旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)式結(jié)構(gòu)刨面圖；附圖4是旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)正視刨 面圖；附圖5是旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)做功原理示意圖；附圖6是四套輪軸旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)排布正視 刨面圖。
權(quán)利要求
采用多個(gè)輪旋轉(zhuǎn)形成動(dòng)態(tài)密閉的壓氣腔體、做功腔體壓縮空氣、燃燒燃料混合氣膨脹做功產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力和直噴推力的旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利1要求，形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)密閉做功腔體需要最少1個(gè)壓氣輪和1個(gè)做功輪，也 可以是2個(gè)以上壓氣輪、和一個(gè)做功輪組合。
3. 根據(jù)權(quán)利l要求進(jìn)入做功腔的混合物引燃可以是點(diǎn)燃、壓燃、化學(xué)方法爆燃后做功。
4. 根據(jù)權(quán)利l要求在做功腔內(nèi)換能燃料可以是汽油、煤油、柴油、酒精以及其他液體燃 料油。也可以是天然氣、液化石油氣、煤氣、氫、氧氣體燃料，不改變旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)就 可以適應(yīng)這些燃料。
5. 根據(jù)權(quán)利1要求，旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)的體積輕、震動(dòng)小、功率高、轉(zhuǎn)速大、適應(yīng)燃料范圍寬、 壓縮比可調(diào)這些優(yōu)點(diǎn)可以應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料發(fā)電機(jī)、燃料壓縮機(jī)、船、艇上。由于是完 全燃燒的直噴技術(shù)，噴射推力使這樣的旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用在直升飛機(jī)、短距起飛的艦載 機(jī)、高空低速飛行器上。并非單一汽車用旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
6. 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以作為燃料發(fā)動(dòng)機(jī)使用，也是高效率的氣體壓縮機(jī)，不改變基本結(jié)構(gòu) 就可以作為氣體壓縮機(jī)使用。
7. 旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)核心技術(shù)壓氣輪和做功輪是變比異步旋轉(zhuǎn)壓縮氣體。這種變比壓縮技 術(shù)是確保旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)克服噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)能耗高效率低的缺點(diǎn)，是發(fā)揮活塞發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)力大優(yōu) 點(diǎn)，使旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)功率表現(xiàn)即優(yōu)于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)又超越活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是結(jié)合了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理，實(shí)現(xiàn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)扭力優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，燃燒完全，是區(qū)別傳統(tǒng)活塞、轉(zhuǎn)子、噴氣、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以在對(duì)稱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中連續(xù)做功，是利用液體燃料、氣體燃料燃燒膨脹推動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪做功的發(fā)動(dòng)機(jī)，也是活塞往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的替代技術(shù)。旋噴發(fā)動(dòng)機(jī)是由2個(gè)壓氣輪(圖②)和一個(gè)做功輪(圖①)在變比齒輪控制下形成動(dòng)縮氣體壓縮腔和做功腔體(圖③)。壓縮燃料混合氣并燃燒做功。燃燒燃料后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力和尾噴推力。
文檔編號(hào)F04D25/00GK101737086SQ200810229038
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者唐萬福 申請(qǐng)人:唐萬福