一种实现小型涡轮喷气发动机能量快速转化的装置的制作方法

本实用新型涉及能量转化技术领域，尤指一种将发动机的机械能转化成电能的一种实现小型涡轮喷气发动机能量快速转化的装置。

背景技术：

能源和环境问题已变成全球性问题，近年来，国内日益增长的能源需求量越来越凸显出我国能源供不应求的问题，如果能将一些废弃的能源收集起来进行转化利用，不仅能解决能源需求问题，也能解决环境污染问题，例如喷气涡轮发动机越来越多地应用于发电领域，但也由于涡轮机的高温、高转速的工作条件对制造材料提出了极高的性能需求，同时优化涡轮部件的结构，对其服役寿命有重要的影响，但是小型涡轮喷气发动机主要做功方式为向后喷射高温高压气体产生推力，其独特的做功方式限制了他的应用范围，现主要应用于航模。目前，世界各国已经开始探索，通过地面和飞行试验确定混合和分布式电推进系统是否能成为民用航空和电动汽车的下一个革命性的转折，由于电推进系统具有比冲高、寿命长、能重复启动、可分布式使用、结构紧凑、质量轻、体积小和控制精度高等优点被利用于航空技术领域，但航空电推进系统目前面临着电源供应的问题，由于电源电池直接影响了电动航空器的航程和工作效率，而且光靠电池是远远无法满足需求的，所以能源供给实现持续续航是待突破的技术问题；另外，现有的大功率发电机因为体积大、重量大等缺点，因此突破技术瓶颈可以朝研制体积小、重量轻、能量转化率高的大功率、高能量密度的发电机的方向进行。

技术实现要素：

本实用新型针对航空器中能源供给的技术问题，体现为涡轮喷气发动机的功率输出主要为推力，无法带动常规发电机发电的问题，旨在提供一种能快速将推力转化为扭力，实现机械能转化成电能的一种实现小型涡轮喷气发动机能量快速转化的装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种实现小型涡轮喷气发动机能量快速转化的装置，所述的装置安装在支架上，其中一端与涡轮喷气发动机的尾部喷嘴连接，另外一端与发电机连接，所述的装置包括一端面与发动机尾部喷嘴连接的导风筒，安装在导风筒内部的导流锥和导流器，导流器内部安装有涡轮结构，导流锥的型线和叶轮流道的内轮廓线光滑过渡连接，叶轮的轴心安装有转动轴，转动轴通过减速机构与发电机输入轴连接，导风筒另外一端面固定安装在支架上。

所述的导风筒为圆筒状。

所述的转动轴采用轴承支撑，采用防滑螺帽夹紧的方式固定安装在叶轮的轴心位置。

所述的减速机构为能够减速并增大扭矩的机构。

所述的小型涡轮喷气发动机的尾喷口喷出的高温高压燃气通过导风筒和导流锥的引导流入涡轮，内能在涡轮中膨胀驱动涡轮旋转转化为机械能，高温涡轮驱动转动轴旋转，将小型涡轮喷气发动机输出的推力转化为扭力，再经由转动轴带动发电机发电。

本实用新型的有益效果是：本实用新型克服了传统的大功率内燃机难以实现小型化，得采用小型的涡轮喷气发动机来实现体积小功率大的高能量密度发电，用以解决电驱动系统的电力供应问题，有效解决了涡轮喷气发动机的功率输出主要为推力，无法带动常规发电机发电的技术问题，本实用新型结构简单，导流锥的型线和叶轮流道的内轮廓线光滑地连在一起，使得气流以最佳方向喷向动叶，能直接将小型涡轮喷气发动机输出的推力转化为扭力；同时叶轮与转动轴的连接方式采用防滑螺帽夹紧的方式，降低轴和叶轮的加工要求。

附图说明

图1是本实用新型的截面结构示意图。

图2是本实用新型的导风筒分解后结构示意图。

附图标注说明：1-导风筒，2-导流锥，3-导流器，4-叶轮，5-支架，6-转动轴，7-螺帽，8-轴承。

具体实施方式

下面结合说明书附图详细说明本实用新型的具体实施方式：

如图1-2所示，一种实现小型涡轮喷气发动机能量快速转化的装置，所述的装置安装在支架5上，其中一端与涡轮喷气发动机的尾部喷嘴连接，另外一端与发电机连接，所述的装置包括一端面与发动机尾部喷嘴连接的导风筒1，导风筒1为圆筒状，以及安装在导风筒1内部的导流锥2和导流器3，导流器3内部安装有涡轮结构，导流锥2的型线和叶轮4流道的内轮廓线光滑过渡连接，叶轮4的轴心安装有转动轴6，转动轴6采用轴承8支撑，采用防滑螺帽7夹紧的方式固定安装在叶轮4的轴心位置，转动轴6通过减速机构与发电机输入轴连接，减速机构为能够减速并增大扭矩的机构，导风筒1另外一端面固定安装在支架5上。

由于小型涡轮喷气发动机的功率输出方式主要是推力，无法直接带动发电机；如果直接将发电机输入轴与小型涡轮喷气发动机的中心相连会因为小型涡轮喷气发动机的工作转速过高而损坏发电机；因此将本实用新型安装在小型涡轮喷气发动机的尾喷口出，将小型涡轮喷气发动机喷出的高温高压燃气气流直接通过导风筒1和导流锥2的引导流入涡轮，经导流锥2与导流器3的导流与偏转作用将气流的旋转方向和流动方向调整到最佳角度，内能在涡轮中膨胀驱动涡轮旋转转化为机械能，再经过导流的气体以最佳角度流经后置涡轮机涡轮叶片并驱动涡轮叶片带动转动轴6工作，高温涡轮驱动转动轴6旋转，将小型涡轮喷气发动机输出的推力转化为扭力，最后转动轴6的输出转速被减速机构降到发电机可接受范围，且相应地增加了输出轴的输出扭矩，再经由转动轴6带动发电机发电，使得机械能快速转化成电能进行能源供给。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。