专利名称：飞轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动カ设备、发动机领域，具体是ー种飞轮机。
背景技术：
现有的热能转化方法，热能转化为动能的方法结构复杂，中间环节造成的能量损耗太多同时能量转化率太低，使设备制造变得很复杂，设备造价高，能量利用率低，造成先天性设计理论缺陷，导致技术瓶颈难以突破。现有的发动机，主要有内燃机和喷气式发动机，内燃机存在原理性先天缺陷，存在重量大、转速低、能耗高、排放量大、噪音高、造价高、维护费用高、使用寿命短等缺陷；喷气式发动机存在推力小、喷射速度低、造价高、能耗高、有害气体排放量大、维护费用高、使用寿命短等缺陷。结构复杂，中间环节造成的能量损耗太多同时能量转化率太低。内燃机存 在先天性的设计理论上的缺陷，致使技术发展到今天虽然很成熟了，但是因为先天性缺陷，也突破不了能量利用率低这个难题。
实用新型内容本实用新型提供一种飞轮机，采用全新的热能转化方式。克服了以前发动机存在的诸多问题，能量利用率极高，燃料燃烧充分；有害气体排放少，更加环保；极大的提高了发动机的动カ输出；大大精简了发动机的结构。本实用新型通过调整燃烧室出气方向，可以使飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉力。本实用新型公开的飞轮机，用途广泛可直接作为发动机，即可输出扭カ也可输出推力，即可作为各种常规发动机使用，也可作为航空、航天发动机使用，可广泛用于车船动力、火力发电、机械设备动力、飞机、飞船、火箭等领域。本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现飞轮机，包括壳体、燃料供给装置、点火装置、启动装置，壳体上安装飞轮轴，飞轮轴连接启动装置，飞轮轴上至少安装一个飞轮，飞轮上至少设置一个燃烧室，对应燃烧室设置点火装置，燃烧室设燃烧室进气口和燃烧室出气ロ，燃烧室进气ロ面积大于燃烧室出气ロ面积，燃烧室出气方向与飞轮半径呈倾斜角度，飞轮上设置气体混合室，气体混合室轴向横截面半径小于燃烧室出气ロ到飞轮轴心的距离，气体混合室外周设燃烧室进气ロ，气体混合室一端设气体混合室进气ロ，对应气体混合室进气ロ设置燃料供给装置。燃烧室出气ロ连通喷气室，喷气室内腔向飞轮外缘方向开ロ扩张。飞轮外周设置多个燃烧室，燃烧室中心轴线与气体混合室中心轴线呈交叉角度，燃烧室内腔横截面为圆形，燃烧室进气ロ设在燃烧室内腔圆周上，燃烧室出气ロ设在燃烧室中心轴线上，燃烧室出气ロ横截面面积小于燃烧室最大横截面面积，点火装置附近设置挡体。燃烧室相互之间设置连通通道。飞轮内设置多道气流通道。气体混合室进气口内设增压装置。增压装置上设置叶片，叶片外缘设置在气体混合室内壁上，叶片与飞轮轴向呈倾斜角度，叶片面积从气体混合室进气ロ向气体混合室内逐渐加大后又逐渐缩小，叶片面积逐渐縮小区域的叶片内缘设置挡流罩。壳体内设有多条采热管道。飞轮轴上安装多个飞轮。燃烧室出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度。本实用新型的优点在于利用全新的热能转化方法，充分利用了圆周运动和流体运动，克服了现有发动机存在的诸多问题，大大精简了结构。它中间环节造成的能量损耗少，能量利用率高。它可以使用多种气体、液体、固体粉末燃料。它热效率高，能量更充分地转化。本发动机为涡流持续燃烧，燃烧充分，更加环保，使用寿命大大提高，造价大大降低。飞轮机可实现极高的转速，飞轮机持续做功，极大的提高了动カ输出，喷气推力使它大大提高了扭矩，它大大精简了结构。本飞轮机通过调整燃烧室出气方向，可以使飞轮机输出扭カ或者输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉力，可广泛用于车、船、航空、航天、火力发电等动カ设备领域。可用于各种航空、航天飞行器，能耗可大大降低，造价也大大降低，性能更加可靠，可大大提高续航能力，大大提高飞行速度，大大降低飞行噪音，大大降低设备造价。可以提高火箭航程，可以缩小火箭体积和重量。 它产生一个始终保持巨大加速度的推力，它可以使飞行器速度不断提高，使飞行器实现超高速。推进气流内众多粒子携帯的能量可以充分地转化为对飞行器的推力，可使飞行器更加节能，它可以使飞行器实现更低的能耗。它可以用于各种车船动力，可利用飞轮机产生的喷气推力推动车船前进或后退，制造出全新的喷气动カ车船，可对现有车船进行改装。可取消离合器、变速器、传动轴、传动轮、螺旋桨等机械传动系统，可带来简化操控程序、提高操控性能、提高车船速度、减轻轮胎磨损、降低车体重量、降低能耗、平衡车辆前后轴重量分配、节省车内空间、减轻车轮与铁轨磨损、平衡船体等诸多优点。本实用新型具有低廉的使用成本、超长的使用寿命、超宽的燃料适用范围、超宽的使用范围，节能环保、重量轻、噪音低、超低震动、功率大、功率范围宽、转速范围宽、扭矩大、体积小等等优点，本实用新型可基本解决机动车、飞行器噪音污染以及空气污染。
附图I是本实用新型主体结构示意图；附图2是本实用新型实施例之一的主视结构示意图；附图3是附图2的A-A向剖视结构示意图；附图4是本实用新型实施例之ニ的主视结构示意图；附图5是附图4的B-B向剖视放大结构示意图；附图6是附图4的C-C向剖视结构示意图附图7是本实用新型实施例之三的主视结构示意图；附图8是本实用新型实施例之四的主视结构示意图；附图9是附图8的D-D向剖视结构示意图附图10是本实用新型实施例之五的主视结构示意图；附图11是本实用新型实施例之六的主视结构示意图；附图12是本实用新型实施例之七的主视结构示意图；附图13是本实用新型实施例之八的主视结构示意图；[0026]具体实施方式
本实用新型的主体结构是飞轮机，包括壳体I、燃料供给装置2、点火装置3、启动装置4，壳体I上安装飞轮轴6，飞轮轴6连接启动装置4，飞轮轴6上至少安装一个飞轮7，飞轮7上至少设置一个燃烧室11，对应燃烧室11设置点火装置3，燃烧室11设燃烧室进气ロ 13和燃烧室出气ロ 14，燃烧室进气ロ 13面积大于燃烧室出气ロ 14面积，燃烧室11出气方向与飞轮半径呈倾斜角度，飞轮7上设置气体混合室8，气体混合室8轴向横截面半径小于燃烧室出气ロ 14到飞轮轴心的距离，气体混合室8外周设燃烧室进气ロ 13，气体混合室
8一端设气体混合室进气ロ 9，对应气体混合室进气ロ 9设置燃料供给装置2。壳体I也是飞轮机的机壳和机座，飞轮机作为热エ设备使用时壳体也可以制成料仓或直接用料仓来代替壳体。壳体上可以加保温层来減少能量损耗同时起到消音作用。壳体内也可以设置采热装置采集利用余热，使飞轮机更加节能。壳体内可以设置支架等用来 稳定内部结构等，可以在壳体上设置飞轮机的很多辅助设施，壳体可以留出检修ロ，不用时检修ロ密封。也可以直接用发电机、变速器或飞行器舱体等取代壳体的支架作用。燃料供给装置2包括燃料管、燃料泵、雾化喷头等，飞轮机可使用液体、气体、固体粉末、混合燃料等，可根据不同的燃料选用不同的燃料供给输送装置，固体粉末燃料可用气流输送。可设置点火燃料，可用易燃燃料点火，飞轮机点火后即可使用其它不易点燃的燃料了，控制燃料供给量，即可控制飞轮机转速以及功率输出大小，切断燃料供应，即可实现飞轮机停火。使用柴油等不易点燃的燃料作为主燃料吋，为了不影响飞轮机下次点火，飞轮机停火前，将燃料切換成点火燃料，使飞轮机继续工作一会，直至将飞轮机内点火器不易点燃的燃料燃尽后，再切断点火燃料，最终实现飞轮机停火。点火装置3包括电源、开关、高压变压器、电路、火花塞、点火器等，电源可以设置发电机，发电机由飞轮机带动发电给电源电瓶充电，也可以直接利用外部电源，从而省去发电机与电瓶等设施。启动装置4包括电源、开关、电路、起动机、传动装置等，飞轮机使用吋，需要借助启动装置启动，获取初始旋转速度。也可以利用启动装置同时发电。壳体I上安装飞轮轴6。壳体I可以通过旋转装置安装飞轮轴6，旋转装置可采用轴承或轴瓦等，可采用各种润滑轴承，可采用油润滑或脂润滑，也可采用陶瓷轴承、氮化硅轴承、石墨轴承等免润滑轴承。飞轮机可实现高转速，可采用高速轴承或高速轴瓦，可大大提高飞轮机的功率。飞轮轴6连接启动装置4。启动装置4可以安装在飞轮轴上，启动装置带动飞轮轴旋转，从而为飞轮机提供初始转速。飞轮轴6上至少安装一个飞轮7。飞轮轴6上安装一个飞轮时可简化结构；飞轮轴6上安装多个飞轮时可更好的提高动力，为节省空间可两个飞轮为ー组，两个飞轮可相互背
Φ在一起或直接制造在一起。飞轮7上至少设置一个燃烧室11。燃烧室11可设置成横截面为圆形，可有利于燃烧室内气流运动顺畅。飞轮7上设置ー个燃烧室时,可将燃烧室11与飞轮7设在同一条旋转轴线上，使燃烧室与飞轮同轴旋转，利用旋转产生的离心カ使燃料混合气甩到燃烧室11外周；飞轮7上设置ー个燃烧室11时，也可以将燃烧室11设置在飞轮外周上，飞轮机工作时，会使飞轮轴沿一定范围摆动，可作为特殊用途应用在ー些特殊需要的场合；为了提高空间利用率，提高动力，提高燃烧效果，飞轮外周可以设置多个燃烧室，可实现飞轮旋转轴向稳定。对应燃烧室11设置点火装置3。可在燃烧室11内安装火花塞等点火装置，也可以用两个电极来实现点火，可以将两个电极离开一定距离安装在燃烧室内，这比较适用于小型飞轮机。燃烧室空间较大时，可在燃烧室内设置多个点火装置3，可更容易点火。火花塞可以安装在燃烧室壁上，火花塞附近的燃烧室壁可以凹陷ー块，将火花塞设置在凹陷区域，可利用凹陷区挡风，使火花塞更容易实现点火。可以在火花塞接线柱部位附近安装ー个或多个电极，最好是安装一圈高压电极，电极连接点火电路，安装火花塞时使火花塞的接线柱靠近电极，留出一定间隙，高压电击穿间隙，实现电路接通。安装一个或多个电极吋，随着飞轮旋转，火花塞运动到电极附近，高压电击穿空气实现电路连接，实现火花塞点火。燃烧室11设燃烧室进气ロ 13和燃烧室出气ロ 14。飞轮7上设置ー个燃烧室11时，燃烧室进气ロ 13可以开设在燃烧室11 一端，可使燃料混合气直接进入燃烧室内，燃烧室出气ロ 14可设在燃烧室外周上，可设置多个燃烧室出气ロ 14;飞轮7上设置多个燃烧室11时，燃烧室进气ロ 13可以开设在燃烧室的圆形侧壁上，可更好地使燃烧室内形成涡流，涡流可以提高气流在燃烧室内的滞留时间，可更好的維持燃烧，燃烧室出气ロ 14可设在燃烧室中轴线上，每个燃烧室可设置ー个燃烧室出气ロ 14。燃烧室进气ロ 13面积大于燃烧室出气ロ 14面积。可使气流在燃烧室内被增压形成高压气体后从燃烧室出气ロ 14甩出，燃料混合气一旦点燃后，即可形成高温高压气体从燃烧室出气ロ 14喷出形成喷射推力，推动飞轮旋转。燃烧室进气ロ面积与燃烧室出气ロ面积的比例可以參照冲压喷气发动机进出气ロ面积比例。燃烧室11出气方向与飞轮半径呈倾斜角度。燃烧室11出气方向与飞轮半径间夹角可选有多种角度，理论计算最佳角度30°左右，可以利用喷气推力帮助飞轮抵消一部分离心力，可以实现飞轮更高速旋转，可以降低对飞轮材料的要求。调整燃烧室11出气方向与飞轮半径的倾斜角度，即可改变飞轮机对转速的适应能力。燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面角度为O度时，飞轮机只能输出扭力，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度时，飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉力。飞轮7上设置气体混合室8。气体混合室8可以与飞轮制作成一体，也可以制作成分体的。气体混合室8与飞轮同步旋转对气流进行均匀混合，同时利用旋转离心力将气体吸入气体混合室内。气体混合室8轴向横截面半径小于燃烧室出气ロ 14到飞轮轴心的距离。可使混合气在离心力作用下向燃烧室出气ロ 14方向运动,可利用离心カ避免回火,使飞轮即能够点火工作。气体混合室8外周设燃烧室进气ロ 13。燃烧室进气ロ 13可以连接在气体混合室8—端的横截面上或外周上；只存在一个燃烧室进气ロ 13时，燃烧室进气ロ 13可以直接与气体混合室8 —端或外周连接，可以使气体混合室与燃烧室成为一体。气体混合室8 一端设气体混合室进气ロ 9。气体混合室与飞轮在一条轴线上，可使 流体从气体混合室8 —端进入，使气体混合室内形成ー个从中心到外围转速递增的涡流。对应气体混合室进气ロ 9设置燃料供给装置2。可以在壳体上安装燃料管，燃料管末端位于气体混合室进气ロ 9附近。液体燃料可以在燃料管出口加雾化喷嘴，可以用燃料泵将燃料加压输送，气体燃料直接将燃料管出口设置在气体混合室进气ロ 9附近处即可，燃料可以借助气体自身压カ自动输送。控制燃料流量即可实现飞轮机转速、功率调节，可以设置燃料控制阀，燃料控制阀与油门控制装置连接实现控制。为了防止废气进入飞轮机，可以在壳体上设置隔离板，隔离板靠近飞轮边缘以内区域，紧贴飞轮不与飞轮接触。可利用飞轮的旋转使废气甩开，不会进入飞轮边缘以内。飞轮可以用多种材料，通常情况下，可以使用多种合金材料、泡沫材料等，可以采用鋳造エ艺一次成型，也可以使用粉末冶金技术制造，也可以使用耐温高强陶瓷，可以用陶瓷材料一次性烧制而成，可以大大提高使用寿命。为进ー步提高飞轮强度，可以在飞轮表面和飞轮外周包附碳纤维或其它高强材料，可将碳纤维或其它高强材料做成套装，套装在飞轮上，可更好地提高飞轮强度，可进ー步提高飞轮转速。本主体结构的飞轮机可作为扭カ输出的发动机使用，也可作为推力输出的发动机使用，飞轮旋转使气体混合室内形成ー个从中心到外围转速递增的涡流，使燃料和空气自动吸入气体混合室内混合均匀，燃料混合气在离心力的作用下进入燃烧室，从燃烧室出气ロ甩出，在燃烧室边缘形成高压气体，点火装置点火使燃料混合气燃烧形成高温高压气体从燃烧室出气ロ喷出形成喷射推力，推动飞轮旋转。燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面角度为O度时，飞轮机只能输出扭力，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度时，飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉力。可作为一般的常规动カ设备使用，可广泛用于车、船、机械设备动力、火力发电、供热等领域。供热时可利用飞轮机排出的废气加热水等导热介质，可充分利用余热。本实用新型实施例之一的结构在主体结构基础上，燃烧室出气ロ 14连通喷气室12，喷气室12内腔向飞轮7外缘方向开ロ扩张。燃烧室出气ロ 14连通喷气室12，使燃烧室喷出的高温高压气体进入喷气室，喷气室12内腔向飞轮7外缘方向开ロ扩张，可以更好的提高喷气速度，更好的利用能量，可提高飞轮机效率。燃烧室出气ロ处、喷气室内壁要制作的线条流畅，形成流线状，使气流运动顺畅，减轻磨损。本实施例飞轮机可作为扭カ输出的发动机使用，也可作为推力输出的发动机使用，飞轮旋转使气体混合室内形成ー个从中心到外围转速递增的涡流，使燃料和空气自动吸入气体混合室内混合均匀，燃料混合气在离心力的作用下进入燃烧室，从燃烧室出气ロ甩出，在燃烧室边缘形成高压气体，点火装置点火使燃料混合气燃烧形成高温高压气体从燃烧室出气ロ喷出形成喷射推力，推动飞轮旋转。燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面角度为O度吋，飞轮机只能输出扭力，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度时，飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉力。本实施例具有主体结构的一切功能，效率更高，更加节能。本实用新型实施例之ニ的结构是在以上实施例的结构基础上，飞轮7外周设置多个燃烧室11，燃烧室中心轴线与气体混合室8中心轴线呈交叉角度，燃烧室11内腔横截面为圆形，燃烧室进气ロ 13设在燃烧室11内腔圆周上，燃烧室出气ロ 14设在燃烧室中心轴线上，燃烧室出气ロ 14横截面面积小于燃烧室11最大横截面面积,点火装置3附近设置挡体50。飞轮7外周设置多个燃烧室11，为了提高空间利用率，提高动力，提高燃烧效果，飞轮外周可以尽量的多设置几个燃烧室，可实现飞轮旋转轴向稳定。燃烧室中心轴线与气体混合室8中心轴线呈交叉角度，燃烧室11内腔横截面为圆形，燃烧室进气ロ 13设在燃烧室11内腔圆周上，燃烧室出气ロ 14设在燃烧室中心轴线上，可利用流体运动惯性，使燃料混合气沿燃烧室横截面切向冲入燃烧室内形成ー个从外围到中心转速递增的涡流后从燃烧室出气ロ 14冲出。燃烧室出气ロ 14设在燃烧室内腔中心轴线上，可更好的形成从外围到中心转速递增的螺旋推进的喷气。燃烧室11内腔中心轴线与喷气室12内腔中心轴线的连线设置成圆弧线，圆弧线的弧度可以与飞轮边缘的弧度相等，可使燃烧室与喷气室内流体运动更顺畅。燃烧室进气ロ 13外沿与气体混合室8内壁平齐，可避免气流被扰动，可使燃料混合气在惯性作用下更顺畅地被切入燃烧室内，在燃烧室内形成ー个从外围到中心转速递增的涡流。燃烧室进气ロ 13外沿设置成ー侧高ー侧低的结构，朝向飞轮旋转方向前方的一侧较低的结构可进ー步提高燃烧室内涡流转速。飞轮转速越高越有利于燃烧室内形成涡流，越可以提高燃烧室内涡流的旋转速度。燃烧室出气ロ 14横截面面积小于燃烧室11最大横截面面积。有利于提高燃烧室压力，提高燃烧室蓄热能力，可更好地使燃烧室维持燃烧。点火装置3附近设置挡体50，挡体50可设置在燃烧室进气ロ 13边上，可阻挡沿飞轮径向运动的燃料混合气，使燃烧室内更好的形成ー个从外围到中心转速递增的涡流，点火装置3安装在挡体50后面，挡体50可以使点火装置3附近的气流降速，避免高速气流将火种 快速带走，可更好地实现点火。火焰具有扩散速度，气流速度太快时，火焰来不及扩散，即被带出燃烧室，造成点火困难，挡体50可很好地解决这个问题。本实施例进ー步的结构是燃烧室11相互之间设置连通通道25。可以在燃烧室内腔中心轴线的中下部开设连通通道25，连通通道25可以设置成管道状，连通通道可使各个燃烧室相互联通，可更好地实现点火，避免个别燃烧室因点火器故障造成的点火困难或死火现象。连通通道可更好的使燃烧室维持燃烧，可起到保留火种的作用，可避免发动机大幅降低油门时造成熄火，可以使飞轮机更加正常的工作。连通通道25可以看成是燃烧室的一部分，大型发动机也可以将火花塞、点火器等点火装置设置在连通通道25内。本实施例更进一歩的结构是飞轮内设置多道气流通道15。气流通道15进气端开设在飞轮平面的中部区域，向飞轮外缘扩张开ロ，可使飞轮像风机叶轮ー样，使冷却气体从飞轮内向飞轮外缘运动，气流通道可起到冷却燃烧室壁、喷气室壁、飞轮的作用。气流通道15也可以顺应飞轮旋转方向倾斜穿过飞轮面，可起到输送气流的作用，可将气流输送到飞轮另一面，可有特殊用途，可用于飞行器上，可保证飞轮机获得新鲜气体。本实施例飞轮机可作为扭カ输出的发动机使用，也可作为推力输出的发动机使用，飞轮旋转使气体混合室内形成ー个从中心到外围转速递增的涡流，使燃料和空气自动吸入气体混合室内混合均匀，燃料混合气在离心力和流体运动惯性的共同作用下切入燃烧室，在燃烧室内形成一个从外围到中心转速递增的涡流后从燃烧室出气ロ甩出，点火装置点火使燃料混合气燃烧形成高温高压气体从燃烧室出气ロ喷出形成喷射推力，推动飞轮旋转。燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面角度为O度吋，飞轮机只能输出扭力，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度时，飞轮机即可输出扭力也可输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉カ。本实施例具有主体结构的一切功能，效率更高，更加节能，可降低燃烧室内壁温度，可使燃烧室内形成更高的温度，可进ー步提高飞轮机效率。[0055]本实用新型实施例之三的结构是在以上实施例的结构基础上，气体混合室进气ロ 9内设增压装置26。增压装置26可以用多种增压装置，可用多种结构的叶轮，可用现有的多种轴流叶轮，叶轮也可以根据涡轮涡扇喷气发动机的涡轮涡扇结构设置，叶轮外缘与气体混合室内壁连接，与飞轮7同步旋转，对气流进行加压，可提高进气压力。气体混合室进气ロ附近的内腔可以做的跟飞轮直径差不多，气体混合室进气ロ附近的内腔也可以向出气端开ロ逐渐收縮，可进ー步提高进气压カ。ー个叶轮对流体增压效果较差吋，可加厚叶轮，使叶轮上的叶片形成螺旋状分布在涡流室内壁上即可提高叶轮对流体增压效果。设置多个叶轮可实现对流体多级增压。气体混合室内壁设置ー个环形挡板可更好的使流体从气体混合室一端中部进入，可更好的保证在气体混合室内形成ー个从中心到外围转速递增的涡流，环形挡板可作为增压装置的一部分。本实施例具有主体结构的一切功能，可提高飞轮机功率。可降低飞轮机点火转速，可提高飞轮机功率输出，提高动カ输出。本实用新型实施例之四的结构是在实施例之三的结构基础上，增压装置26上设置叶片51，叶片51外缘设置在气体混合室内壁上，叶片51与飞轮轴向呈倾斜角度，叶片51 面积从气体混合室进气ロ 9向气体混合室8内逐渐加大后又逐渐缩小，叶片51面积逐渐缩小区域的叶片51内缘设置挡流罩52。叶片51外缘与气体混合室内壁连接，可以将叶片设置成多种形状，可以将叶片设置成螺旋状，可大大提高增压能力。叶片51与飞轮轴向呈倾斜角度，可提高流体的轴向运动速度，可提高叶片对流体的轴向做功能力，使叶片对流体更好的增压和轴向提速。叶片51与飞轮轴向之间可根据需要选择多种倾斜角度，一般情况下可以选择60度左右，可以较好的协调流量和压力。叶片51面积从气体混合室进气ロ 9向气体混合室8内逐渐加大后又逐渐缩小，可以使叶片51边缘向气体混合室中心逐渐靠拢，使气体混合室内腔空腔区横截面逐渐变小，可更好地缓冲流体，避免流体与叶片直接撞击。可以逐渐提高对流体的增压能力，更好地实现对流体的能量缓冲和对流体的增压提速，可使加压后的流体更好的贴着气体混合室内壁前进。可以在气体混合室内壁均匀分布设置多个叶片51，可以更好地对流体运动提速。叶片51面积逐渐縮小区域的叶片51内缘设置挡流罩52，挡流罩52连接在叶片内缘上，挡流罩随气体混合室同步旋转，挡流罩52可以阻挡流体泄漏，可避免高压流体从气体混合室中轴区域泄漏，可避免能量损耗，可大大提高压カ和效率。挡流罩51顶部还可以设置盖板，盖板可更好的化解流体与挡流罩壁的摩擦。叶片相互之间形成流道，可采用压铸、鋳造、焊接材料等多种方法将叶片出气端逐渐加厚，可提高叶片强度，可使流道向出气端逐渐收缩，可进一步提高流体压力，可避免高压流体回流，可降低能耗。增压装置工作吋，叶片背面不做功，叶片背面形成低压区，高压流体会在压力作用下回流到该区，在叶片背面形成涡流，大大提高能耗和磨损。虽然流道向出气端逐渐收缩，流道面积逐渐縮小，但是流体运动速度向出气端逐渐提高，同样的流道面积下，流体运动速度越高，流量越大，所以流道向出气端逐渐收缩并不影响流体流量。流道向出气端逐渐收缩的程度越大，越可实现更高的压力，越可提高流体与流道摩擦。在合适的收缩程度下，可协调摩擦能耗与压力提高之间的关系。叶片边缘退入气体混合室进气ロ内一部分，可更好的缓冲能量，更好的避免叶片与流体直接撞击，可实现更高的转速。本实施例具有主体结构的一切功能，可提高飞轮机功率，可降低噪音，可更好的降低发动机点火转速，提高效率，提高动カ输出。本实用新型实施例之五的结构是在以上实施例的结构基础上，壳体内设有多条采热管道30。采热管道30可设置在壳体内，可在鋳造壳体时直接鋳造成型，使壳体内壁形成多条采热管道30，采热管道30进气端作为壳体进气ロ 16即可，也可将多条采热管道30进气端连通为一体，统ー开设ー个进气ロ作为壳体进气ロ 16，可更方便安装进气辅助设备。采热管道30也可用采热管制造，可以将多条采热管安装在壳体内壁上即可，可提高采热面，提高采热效果。大型飞轮机可用水采热，利用采热管道30作为供热源向外界供热。小型飞轮机可用空气采热，提高飞轮机进气温度。本实施例具有主体结构的一切功能，可采集余热，降低壳体温度，简化发动机结构，提高进气温度，提高发动机效率。本实用新型实施例之六的结构是在以上实施例的结构基础上，飞轮轴6上安装多个飞轮7。安装多个飞轮可更好的提高动力，可两个飞轮为ー组，两个飞轮可相互背靠在一起或直接制造在一起。本实施例可大大提高飞轮机的功率,大大提高动力,可作为大型动カ设备使用。可·广泛用在轮船、潜艇、坦克、火车、赛车、火力发电等需要大功率的设备上，它的功率可大大超过燃气轮机等现有的任何ー种特大功率发动机。本实用新型实施例之七的结构是在以上实施例的结构基础上，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度。喷气室12中心轴线与飞轮轴的夹角大于90度，可使飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向推力，倾斜角度太大会妨碍飞轮机的转速，倾斜角度太小要求更高的飞轮转速才可以输出更大的推力。理论计算倾斜角度可以选择30°左右效果较好。倾斜角度越小使飞轮机转速越容易提高，形成的螺旋推进的喷气具行更高的转速，可以使它的推力更大、推进速度更高。即可输出扭カ也可输出推力的飞轮机可以用于各种车、船、航天、航空飞行器，可利用推力推动交通工具前进，利用扭カ发电供给交通工具。它喷出的个从中心向外围转速递减的涡漩气流，涡旋气流锋面形成ー个锥形，锥尖部高速旋转，使能量更集中在涡旋气流的锋面中心区域,大大提高了喷气推力和喷气速度。从中心向外围转速递减的涡漩气流大大降低了与周围空气的摩擦，大大降低了喷气噪音。为使飞轮更好的承受轴向推力、提高飞轮转速，可加厚飞轮。为增加安全性可在飞轮外部设置防护罩，防护罩出口端边缘与飞轮平面对齐或稍微超过飞轮平面，可不影响喷射气流推迸，防护罩可避免因事故造成飞轮解体，造成碎片飞出伤人。本实施例用于各种航天、航空飞行器，包括火箭、飞机、飞船，可取代各种航空、航天喷气发动机，它更安全、更节能、造价低廉、使用寿命更长，可大大提高飞行器续航能力，降低飞行噪音，提高飞行速度，提高推重比。本实施例用于各种车船动力，可利用飞轮机产生的推力推动车船前进或后退，制造出全新的喷气动カ车船，可对现有车船进行改装。可取消离合器、变速器、传动轴、传动轮、螺旋桨等机械传动系统，可带来简化底盘设施、简化操控程序、提高操控性能、提高加速能力、提高车船速度、减轻轮胎磨损、降低车体重量、降低能耗、平衡车辆前后轴重量分配、节省车内空间、可取消电气化鉄路、减轻车轮与铁轨磨损、平衡船体等诸多优点。可安装一台或多台飞轮机，可通过旋转飞轮机的喷气方向实现车船调头，还可利用飞轮机喷气动力帮助车辆下坡、制动。飞轮机喷气方向与水平面平行喷气，可更充分的利用喷气动力，避免能量损耗。本实施例飞轮机用在摩托车上时，直接将飞轮机装在摩托车后部即可。本实施例飞轮机用在小汽车上时，可将飞轮机装在汽车后部，可腾出原来的发动机舱用作行李箱和吸能区，可使车辆前后轴重心更加协调平衡，更有利于车辆操控。可在汽车后部车顶、行李箱盖或底盘设置安装飞轮机的可控水平旋转装置，用电机控制水平旋转装置旋转实现飞轮机的喷气方向调头。使飞轮机向斜上方喷气，可利用喷气动カ提高车轮与地面之间的附着力，使汽车更安全，可使汽车实现更高的速度。设置安装飞轮机的可控水平旋转装置车辆转弯随动系统，可利用喷气动カ协助车辆保持平衡，减轻车辆侧倾、侧滑、甩尾，大大提高车辆过弯能力。设置水平旋转装置车辆强カ制动180度旋转系统，可利用飞轮机喷气动カ帮助车辆更好的实现紧急制动、长距离制动，缩短制动距离。飞轮机安装在汽车底盘上时，可使安装飞轮机的可控水平旋转装置旋转轴与重力线成一定倾斜角度，使汽车倒车时飞轮机向斜下方喷气，减轻倒车时汽车底部受高温气体影响。本实施例飞轮机用于赛车将创造汽车运动史上的极限高速。本实施例飞轮机用在火车上时，可在火车头内部两侧设置多个安装飞轮机的可控水平旋转装置，使飞轮机喷气部位不超出火车两侧，使飞轮机喷气方向与火车前进方向呈一定倾斜角度，向火车两侧倾斜喷气，即可实现火车头的推进与后退；本实施例飞轮机用在动车组上吋，可在每节车厢底盘两侧均设置多个安装飞轮机的可控水平旋转装置，安装多台飞轮机，使飞轮机喷气方向与火车前进方向呈一定倾斜角度，向火车两侧倾斜喷气，即可实现动车组的前进与后退，使飞轮机向斜上方喷气，可利用喷气动力提高车轮与铁轨之间的附着力，可避免火车脱轨、翻车，可使火车更安全，可使动车组能够实现地面运动的极限高速，可大大超过磁悬浮列车的速度。本实施例飞轮机用在快艇、军舰、轮船等上时，可取消螺旋桨，可更加节能，提高航速，可在船体两侧水线以上或甲板上设置多个安装飞轮机的可控旋转装置，安装多台飞轮机，飞轮机安装在船体两侧时，可通过改变船体两侧的飞轮机输出动力的大小和方向，直接利用喷气动カ实现船体转弯、调头。飞轮机喷气方向与水平面呈倾斜角度，向斜下方喷气，可利用喷气动力更好的平衡船体，减轻船体受风浪影响颠簸摇晃，使船只运行更安全。可减少船体吃水深度，減少船体与水流之间的摩擦阻力，提高船体运行速度，甚至可以使船近乎飞离水面，使船近乎飞起来，形成水面飞行船，可大大提高船速。可利用电脑技木，设置自动旋转调节装置，根据船速自动调节好喷气方向与水平面的倾斜角度，可更充分的利用喷气能量。可控旋转装置旋转轴与水平面平行，可使可控旋转装置作立面旋转，使飞轮机安装在船体两侧时，可控旋转装置旋转时飞轮机不向船体两侧过多地占用空间；本实施例飞轮机用在潜水器上时，可取消螺旋桨，可降低前进噪音，可更加节能，提高航速，提高续航能力。可在潜水器两侧设置多个安装喷气筒的可控立面旋转装置，可控立面旋转装置旋转轴与水平面平行，可使可控立面旋转装置作立面旋转。将飞轮机安装在喷气筒内，喷气筒进气端设置进气管，发动机熄火时，将喷气筒喷气方向朝下，向喷气筒内注入高压气体，可利用喷气筒内气体始终将水排开，可避免发动机内进水。发动机一旦进水，将喷气筒喷气方向朝下，打开高压气体，利用高压气体将发动机内进水排出即可。本实用新型实施例之八的结构是在以上实施例的结构基础上，燃烧室11出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度。燃烧室11出气方向与飞轮轴的夹角小于90度，可使飞轮机即可输出扭カ也可输出飞轮轴向拉力，倾斜角度太大会妨碍飞轮机的转速，倾斜角度太小要求更高的飞轮转速才可以输出更大的拉力。理论计算倾斜角度可以选择30°左右效果较好。倾斜角度越小使飞轮机转速越容易提高，形成的螺旋推进的喷气具有更高的转速，可以使它的拉カ更大、推进速度更高。可以在飞轮面上开设倾斜的气流通道15，借助飞轮旋转使气流进入飞轮下方，使飞轮机更好地获得新鲜空气。为使飞轮更好的承受轴向拉力、提高飞轮转速，可加厚飞轮。本实施例可以用于直升飞机，可取代螺旋桨，可用于多种垂直起降飞行器、飞碟等。可在直升机、垂直起降飞行器、飞碟等上安装多台本实施例飞轮机作为大型运输工具，可运载或起吊大型货物。本实施例飞轮机可更多地用于特殊用途，可实现飞行器轻松的垂直起降，可不限飞行高度，可利用飞轮机喷出的从中心向外围转速递减的涡漩气流保护舱体、化解舱体与空气的摩擦、改变舱体的运动方向、屏蔽引力场等，可开发出更多的新型飞行器。飞轮机喷出的从中心向外围转速递减的涡漩气流可带来意想不到的飞行效果。工作原理本实用新型飞轮机有ー个怠速转速，使用时，首先利用启动装置使飞轮机旋转，随着飞轮旋转，空气吸入气体混合室进气ロ内，飞轮达到怠速转速后，燃料供给装置开始输送燃料，燃料与空气被自动吸入气体混合室，气体在气体混合室中形成一个从中心到外围转速递增的涡流，飞轮转速越高，从中心到外围转速递增的涡流转速递增越快，使气体与燃料混合均匀，在惯性的作用下，燃料混合气进入燃烧室，点火装置点火使涡流开始燃烧，使燃烧室内产生高温高压气体，高温高压气体在飞轮旋转离心力的作用下，无法从燃烧室进气ロ喷出，只能从燃烧室出气ロ喷出，推动飞轮旋转，使飞轮维持旋转，使气体不断地从气体混合室进气ロ吸入，从燃烧室出气ロ喷出，形成不间断的气流通道。飞轮机维持工作的前提是必须具有一个飞轮旋转怠速，飞轮旋转低于怠速，飞轮机将不能維持工作。气体混合室进气ロ可产生吸力，可使物体自动吸入涡流中。涡流使燃料颗粒更好的分散，使燃料分子相互之间分离开，更好地实现与空气的混合，为燃料充分燃烧打下基础。高压气体从喷气室排出，形成推力，推动飞轮旋转，飞轮外缘形成ー个从中心到外围转速递减的涡流，这可以大大降低飞轮机的噪音。整个飞轮机工作起来没有轰鸣声，像陀螺ー样旋转稳定，几乎没有振动、抖动等。飞轮机一旦点火即可关闭点火装置和启动装置，取消外力助推，实现自我高速旋转，输出动カ。实施例ニ中，燃烧室中的从外围到中心转速递增的涡流的转速与飞轮转速同步提高，涡流延长了燃料在燃烧室的滞留时间，更好的保证了燃料的充分燃烧。进入燃烧室的物质被自动卷入涡流中心，燃料燃烧反应在涡流中心区发生，涡流屏蔽能量，減少了热反应与燃烧室内壁的直接接触，降低了燃烧室内壁的高温影响。涡流大大延长了燃料在燃烧室的运动距离和驻留时间，涡流内粒子相互之间都存在相对运动，使燃料粒子与氧粒子更好的反应，在涡流中心区域内，粒子相互之间存在的相对运动速度更快，相互之间的摩擦压カ更大，可使燃料更快、更充分的反应，使燃料快速的充分燃烧，可以实现燃料稀薄燃烧，可更好的維持燃烧。运动速度和运动距离决定了能量释放的快慢和多少，喷气螺旋推迸，大大提高了喷气运动距离和喷气速度，使喷气更好的释放能量，使排气温度大大降低。涡流中心区产生的高温高压大大提高了与外界的温差，可以大大提高飞轮机的热エ转化效率，使飞轮机热效率非常高，使飞轮机非常节能。涡流燃烧使燃料更充分的燃烧，使飞轮机非常环保。飞轮机输出扭力模式时，利用飞轮旋转直接将推力转化为扭力，避免了中间环节造成的能量损耗，使机械效率大大提高，使整个飞轮机的能量利用率大大提高。飞轮机即输出扭カ也输出飞轮轴向推力或飞轮轴向拉カ模式时，产生ー个飞轮轴向运动的从中心到外围转速递减的螺旋推进锋面气流，減少了气流边缘与外部空气的摩擦，大大提闻了中心气流的运动速度和推力，大大提闻了推进速度。喷气螺旋推进提闻了气流内粒子的运动距离，提高了整个气流的能量释放速度和能量释放量，降低了喷气末端的温度，提高了能量利用率。物体从静止到高速运动，速度都是逐渐提升的，喷气发动机的喷气动力的反作用力作用于飞行器，使飞行器获得了推力。推力来自喷射气流内众多粒子相互之间对反作用力的传递以及喷射气流与外界空气的摩擦力。飞行器运动速度接近喷气速度吋，以飞行器为參照系飞行器外界的空气向飞行器前进方向的反方向以飞行器运动速度前迸，导致喷 射气流与外界空气的摩擦カ很小，最终导致不产生推力，使飞行器的加速能力越来越差，导致飞行器速度在空气阻カ的作用下难以再提高。如果喷射气流能够始终遇到与飞行器运动方向和速度基本一致的空气，喷射气流将始終保持对飞行器的推力。传统喷气发动机喷出的气流是直线运动的喷射气流,喷射气流横截面内众多粒子基本都是以均匀一致的速度推迸，喷射气流内众多粒子相互之间对反作用力的传递能力很差，这就导致飞行器使用传统喷气发动机时，速度达到ー个临界速度后，受阻カ影响速度难以再提升，在不考虑推进阻カ的情况下速度也难以再提高。从中心向外围转速递减的涡漩推进气流内众多粒子相互之间运动速度存在巨大差异，涡漩推进气流横截面内不同区域粒子的推进速度存在巨大差异，涡漩推进气流横截面内从中心到外围粒子的推进速度递减，运动速度慢的粒子远离飞行器的速度更慢，运动速度快的粒子远离飞行器的速度更快，运动速度快的粒子会遇到运动速度慢的粒子，导致众多粒子相互之间形成链式传递，它们对喷气反作用力的传递能力极高。从中心向外围转速递减的涡漩推进气流源源不断地提供了与飞行器运动方向和速度基本一致的粒子，这些粒子更好的传递了反作用力，它们对反作用力的传递能力与飞行器速度无关。这些粒子将反作用力最終传递到了涡漩推进气流中心，使涡漩推进气流中心始终产生ー个速度与涡漩推进气流中心推进速度基本相等的推进力，该推进力速度始終大于飞行器前进速度，该推进カ速度减去飞行器前进速度基本等于涡漩推进气流中心喷气速度。物体从高空坠落时，受引力影响，物体坠落速度会逐渐加快，使物体高速坠落。涡漩推进气流对飞行器产生的推力与引力具有异曲同エ之效，涡漩推进气流即使推进速度不高，也可以使飞行器速度逐渐提高，使飞行器最終形成极高的速度，它可以使飞行器产生现有喷气发动机无法实现的超高速。从中心向外围转速递减的涡漩推进气流内众多粒子运动有序，使反作用力传递有序，不会使反作用力相互碰撞导致能量损失，涡漩推进气流内众多粒子携帯的能量可更充分地转化为对飞行器的推力，可使飞行器更加节能。它可以使飞行器产生现有喷气发动机无法实现的超低能耗，同时可以大大提高飞行器续航能力。飞行器的前进阻カ主要来自空气阻力，汽车、火车、轮船的前进阻カ除了来自空气阻力外还更多的来自地面摩擦或水流摩擦，所以飞行器的前进阻カ更小，只要采用更有效地推进方法即可使飞行器能耗大大降低。发动机就是将燃料燃烧产生的热能转化为动能的工具，一台完美的发动机需具有两个基本条件1、使燃料尽量充分燃烧，2、使能量尽量充分转化。另外它还要具有简单的结构、简单的生产条件、低廉的造价、低廉的使用成本、超长的使用寿命、超宽的燃料适用范围、超宽的适用范围、节能环保、重量轻、噪音低、低震动、功率范围宽、转速范围宽、扭矩大、体积小等等条件。本飞轮机具备了这些条件，它更好地实现了燃料燃烧，更好地使燃料燃烧 产生的热能转化为动能。本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技木。
权利要求1.飞轮机，包括壳体(I)、燃料供给装置(2)、点火装置(3)、启动装置(4)，其特征在于壳体(I)上安装飞轮轴(6)，飞轮轴(6)连接启动装置(4)，飞轮轴(6)上至少安装ー个飞轮(7)，飞轮(7)上至少设置一个燃烧室(11)，对应燃烧室(11)设置点火装置(3)，燃烧室(11)设燃烧室进气ロ(13)和燃烧室出气ロ(14)，燃烧室进气ロ(13)面积大于燃烧室出气ロ(14)面积，燃烧室(11)出气方向与飞轮半径呈倾斜角度，飞轮(7)上设置气体混合室(8)，气体混合室(8)轴向横截面半径小于燃烧室出气ロ(14)到飞轮轴心的距离，气体混合室(8)外周设燃烧室进气ロ(13)，气体混合室(8) —端设气体混合室进气ロ(9)，对应气体混合室进气ロ(9)设置燃料供给装置(2)。
2.根据权利要求I所述的飞轮机，其特征在于燃烧室出气ロ(14)连通喷气室(12)，喷气室(12)内腔向飞轮(7)外缘方向开ロ扩张。
3.根据权利要求I所述的飞轮机，其特征在干飞轮(7)外周设置多个燃烧室(11)，燃烧室中心轴线与气体混合室(8)中心轴线呈交叉角度，燃烧室(11)内腔横截面为圆形，燃烧室进气ロ(13)设在燃烧室(11)内腔圆周上，燃烧室出气ロ(14)设在燃烧室中心轴线上，燃烧室出气ロ(14)横截面面积小于燃烧室(11)最大横截面面积，点火装置(3)附近设置挡体(50)。
4.根据权利要求3所述的飞轮机，其特征在干燃烧室(11)相互之间设置连通通道(25)。
5.根据权利要求I所述的飞轮机，其特征在于飞轮内设置多道气流通道(15)。
6.根据权利要求I所述的飞轮机，其特征在干气体混合室进气ロ(9)内设增压装置(26)。
7.根据权利要求6所述的飞轮机，其特征在干增压装置(26)上设置叶片(51)，叶片(51)外缘设置在气体混合室内壁上，叶片(51)与飞轮轴向呈倾斜角度，叶片(51)面积从气体混合室进气ロ(9)向气体混合室(8)内逐渐加大后又逐渐缩小，叶片(51)面积逐渐縮小区域的叶片(51)内缘设置挡流罩(52)。
8.根据权利要求I所述的飞轮机，其特征在于壳体内设有多条采热管道(30)。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8任一项所述的飞轮机，其特征在于飞轮轴(6)上安装多个飞轮(7)。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7任一项所述的飞轮机，其特征在于燃烧室(11)出气方向与飞轮所在的垂直于飞轮轴的平面呈倾斜角度。
专利摘要飞轮机，包括壳体、燃料供给装置、点火装置、启动装置，壳体上安装飞轮轴，飞轮轴连接启动装置，飞轮轴上至少安装一个飞轮，飞轮上至少设置一个燃烧室，对应燃烧室设置点火装置，燃烧室设燃烧室进气口和燃烧室出气口，燃烧室进气口面积大于燃烧室出气口面积，燃烧室出气方向与飞轮半径呈倾斜角度，飞轮上设置气体混合室，气体混合室轴向横截面半径小于燃烧室出气口到飞轮轴心的距离，气体混合室外周设燃烧室进气口，气体混合室一端设气体混合室进气口，对应气体混合室进气口设置燃料供给装置。本飞轮机即可输出扭力也可输出推力，可作为喷气发动机使用，也可作为常规发动机使用，可广泛用于车船动力、航空动力、航天动力、火力发电等领域。
文档编号F02K7/00GK202451298SQ20112042691
公开日2012年9月26日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年7月19日
发明者陈久斌 申请人:陈久斌