一种燃气轮涡轴发动机的制作方法

本发明涉及微型燃气轮机技术领域，特别是涉及一种燃气轮涡轴发动机。

背景技术：

涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种，常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机。所有的涡轮发动机都具备压缩机、燃烧室、涡轮机三大部份，压缩机通常还分成低压压缩机(低压段)和高压压缩机(高压段)，低压段有时也兼具进气风扇增加进气量的作用，进入的气流在压缩机内被压缩成高密度、高压、低速的气流，以增加发动机的效率。气流进入燃烧室后，由供油喷嘴喷射出燃料，在燃烧室内与气流混合并燃烧。燃烧后产生的高热废气，接着会推动涡轮机使其旋转，然后带着剩余的能量，经由喷嘴或排气管排出，至于会有多少的能量被用来推动涡轮，则视涡轮发动机的种类与设计而定，涡轮机和压缩机一样可分为高压段与低压段。

现有技术中，采用离心压气机微型涡喷、涡轴等涡轮发动机的结构如图1所示，气流的运动方向是径向的，但是为了使气体流入燃烧室及后部流路，必须使气流做90度的方向调整，由此增加了外形复杂的扩压器，并使用扩压降速等技术措施(以降低气流的损失)，导致系统结构复杂，并增加了总压损失。

因此，如何改变现有技术中，采用离心压气机微型涡喷、涡轴涡轮发动机结构复杂，且气流损失大工作效率低的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种燃气轮涡轴发动机，以解决上述现有技术存在的问题，使涡轴发动机的结构得到简化，减小气流损失，提高发动机工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种燃气轮涡轴发动机，包括：发动机本体、供油系统、润滑系统和控制系统，所述供油系统、所述润滑系统和所述控制系统分别与所述发动机本体相连；

所述发动机本体包括离心压气机、燃烧室、膨胀涡管、烟气汇集管、进气盆、回热罩和动力输出轴，所述回热罩设置于所述进气盆的外部，所述回热罩与热源相连通，所述回热罩能够对空气进行加热，所述回热罩与所述进气盆相连通，所述进气盆与所述离心压气机相连通，所述燃烧室设置喷嘴，所述燃烧室设置自供油输入点，所述膨胀涡管设置于所述燃烧室的外部，所述膨胀涡管与所述烟气汇集管相连通，所述膨胀涡管与所述离心压气机相连，所述膨胀涡管还与所述动力输出轴相连。

优选地，所述膨胀涡管通过第一联接盘与所述离心压气机相连，所述膨胀涡管通过第二联接盘与所述动力输出轴相连。

优选地，所述离心压气机与所述膨胀涡管同轴设置，所述第一联接盘的边缘与所述膨胀涡管相连，所述第一联接盘的中心部通过连接轴与所述离心压气机相连。

优选地，所述第二联接盘设置于所述第一联接盘的外部，所述第一联接盘与所述第二联接盘同轴设置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的燃气轮涡轴发动机，发动机本体包括离心压气机、燃烧室、膨胀涡管、烟气汇集管、进气盆、回热罩和动力输出轴，回热罩设置于进气盆的外部，回热罩与热源相连，回热罩能够对空气进行加热，回热罩与进气盆相连通，进气盆与离心压气机相连通，燃烧室设置喷嘴，燃烧室设置自供油输入点，膨胀涡管设置于燃烧室的外部，膨胀涡管与烟气汇集管相连通，膨胀涡管与离心压气机相连，膨胀涡管还与动力输出轴相连。本发明的燃气轮涡轴发动机工作时，空气由烟气汇集管外的换热接口吸入回热罩左侧腔中，经回热后的新鲜空气自进气盆吸入离心压气机，经压缩后进入燃烧室，压缩空气与自供油输入点输入的燃油点火燃烧后增加焓值，经燃烧室的喷嘴喷出，推动膨胀涡管转动，膨胀涡管与离心压气机连接成一体，烟气通过燃烧增加焓值并膨胀，推动膨胀涡管做功，一部分驱动离心压气机转动，另一部分通过动力输出轴向外输出做功。相对于现有技术中的涡轴发动机，本发明的燃气轮涡轴发动机，省略了中心长轴和发动机的扩压器，简化了发动机结构，减轻了发动机自重；且避免了气流急剧转弯，减少了发动机气流损失；同时具有回热功能，提高了发动机工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中离心压气机涡轮发动机的结构示意图；

图2为本发明的燃气轮涡轴发动机的正视结构示意图；

图3为本发明的燃气轮涡轴发动机的侧视结构示意图；

其中，20为烟囱，21为离心压气机，22为燃烧室，23为膨胀涡管，24为烟气汇集管，25为进气盆，26为第一联接盘，27为第二联接盘，28为动力输出轴，29为自供油输入点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种燃气轮涡轴发动机，以解决上述现有技术存在的问题，使涡轴发动机的结构得到简化，减小气流损失，提高发动机工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-3，其中，图1为现有技术中离心压气机涡轮发动机的结构示意图，图2为本发明的燃气轮涡轴发动机的正视结构示意图，图3为本发明的燃气轮涡轴发动机的侧视结构示意图。

本发明提供一种燃气轮涡轴发动机，包括：发动机本体、供油系统、润滑系统和控制系统，供油系统、润滑系统和控制系统分别与发动机本体相连；供油系统能够为发动机本体提供动力来源，润滑系统能够对发动机本体进行润滑，控制系统控制发动机本体及其他部分的工作状态。

发动机本体包括离心压气机21、燃烧室22、膨胀涡管23、烟气汇集管24、进气盆25、回热罩和动力输出轴28，回热罩设置于进气盆25的外部，回热罩与热源相连通，回热罩能够对空气进行加热，回热罩与进气盆25相连通，进气盆25与离心压气机21相连通，燃烧室22设置喷嘴，燃烧室22设置自供油输入点29，膨胀涡管23设置于燃烧室22的外部，膨胀涡管23与烟气汇集管24相连通，膨胀涡管23与离心压气机21相连，膨胀涡管23还与动力输出轴28相连。

本具体实施方式中，回热罩的进气口处设置换热器，本发明的燃气轮涡轴发动机工作时，空气由烟气汇集管24外的换热器接口吸入回热罩左侧腔中，经回热后的新鲜空气自进气盆25吸入离心压气机21，经压缩后进入燃烧室22，压缩空气与自供油输入点29输入的燃油点火燃烧后增加焓值，经燃烧室22的喷嘴喷出，推动膨胀涡管23转动，膨胀涡管23与离心压气机21连接成一体，烟气通过燃烧增加焓值并膨胀，推动膨胀涡管23做功，一部分驱动离心压气机21转动，另一部分通过动力输出轴28向外输出做功。相对于现有技术中的涡轴发动机，本发明的燃气轮涡轴发动机，省略了中心长轴和发动机的扩压器，简化了发动机结构，减轻了发动机自重；且避免了气流急剧转弯，减少了发动机气流损失；同时具有回热功能，提高了发动机工作效率。

具体地，膨胀涡管23通过第一联接盘26与离心压气机21相连，膨胀涡管23通过第二联接盘27与动力输出轴28相连。

其中，离心压气机21与膨胀涡管23同轴设置，第一联接盘26的边缘与膨胀涡管23相连，第一联接盘26的中心部通过连接轴与离心压气机21相连，第一联接盘26的中心部与离心压气机21连接成为一个整体，连接轴可作为离心压气机211的支撑轴，起到支撑离心压气机21的作用。

更具体地，第二联接盘27设置于第一联接盘26的外部，第一联接盘26与第二联接盘27同轴设置，第二联接盘27的直径较第一联接盘26的直径大。

另外，烟气汇集管24与烟囱20相连通，发动机工作产生的废气由烟囱20排出。

本发明的燃气轮涡轴发动机，工作时，空气从烟气汇集管24外的换热接口吸入左侧腔内，经回热后的新鲜空气自进气盆25吸入离心压气机21，经压缩后进入带喷嘴的燃烧室22，压缩空气与自供油输入点29输入的燃油点火燃烧后增加焓值，经带喷嘴的燃烧室22上的喷嘴喷出，推动膨胀涡管23转动，膨胀涡管23通过第一联接盘26与离心压气机21联接成一体，烟气通过燃烧增加焓值及膨胀推动膨胀涡管23获得得轴功，一部分通过第一联接盘26驱动离心压气机21转动；另一部分轴功通过第二联接盘27及动力输出轴28向外输出。第一联接盘26中心与离心压气机21联接于一体，连接轴作为压气机的支撑轴，其通过带喷嘴的燃烧室22旁边的空间与外壳体形成支撑。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。