本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機(jī)動力裝置，具體來說涉及一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置。

背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動機(jī)動力裝置包括了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)動力裝置及蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)動力裝置，具有轉(zhuǎn)速高及工質(zhì)流量大。而燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)體積小，重量輕，比功率大，單機(jī)功率大，啟動訊速，每單位功率的機(jī)體重量及體積都比內(nèi)燃機(jī)要小，相應(yīng)地單機(jī)功率也可達(dá)百兆瓦以上，遠(yuǎn)大于內(nèi)燃機(jī)，正是這些等等因素使得它首先在航空上得到應(yīng)用。但即使用最新的單晶葉片為核心技術(shù)把燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃?xì)庾罡邷囟忍岣哌_(dá)到1500℃，現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的熱效率也只達(dá)到42％左右。蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)單機(jī)功率可達(dá)千兆瓦以上，比其它的發(fā)動機(jī)功率都大，但占用大量空間和載重噸位，從燒蒸汽到開機(jī)輸出動力時間遠(yuǎn)大于即開即行的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。現(xiàn)代化超臨界蒸汽發(fā)電廠在蒸汽高達(dá)300bar的壓力和600℃的高溫高壓下運(yùn)行，燃煤凈效率也為45％左右。可見兩者熱效率兩者相差不多。

動力設(shè)備按熱能的來源分核動力和常規(guī)動力。我國遼寧號航母就用了四臺烏克蘭tb-12蒸汽輪機(jī)，總功率為14.9萬千瓦，每臺3.725萬千瓦。蒸汽輪機(jī)只是動力裝置，遼寧號航母配八個鍋爐，專門用來生產(chǎn)高溫高壓的蒸汽，沖擊汽輪葉片，運(yùn)動的汽輪葉片通過傳動裝置帶動螺旋槳葉片旋轉(zhuǎn)。核動力航母是用核裂變將水燒開，產(chǎn)生蒸汽，而常規(guī)動力航母是用普通燃料燒水。兩者輸出動力的都是蒸汽輪機(jī)。常規(guī)動力航母用的普通燃料通常是重油。遼寧號航母能攜帶約6000～8000噸燃油(不包括艦載機(jī)用油和啟動柴油)，加滿油至少需要1300萬元，遼寧號以18節(jié)速度巡航時，24小時能跑777公里，耗油388噸，百公里耗油約為50噸。遼寧艦編隊歷時38天的演練，僅油費(fèi)就共計3100萬元。從中可算出需后勤支援加油2.5次，38天的演練總需耗油大約17000噸。

別看常規(guī)動力這些數(shù)據(jù)，我國目前選擇常規(guī)動力是明智的。核動力最大優(yōu)點(diǎn)：一是能連續(xù)高速長途航行；二是能節(jié)省大量空間和載重噸位來裝載更多的航空燃油；三是更換一次燃料能用5年。核動力最大缺點(diǎn)：建造昂貴，后續(xù)維修昂貴，動輒幾十?dāng)?shù)億到千億美元。我國不稱霸，核動力優(yōu)點(diǎn)用不上。

據(jù)相關(guān)資料介紹，烏克蘭ugt-25000燃?xì)廨啓C(jī)，長10米，寬3.86米，高3.4米，重16噸，功率39800馬力(即29253kw)，熱效率達(dá)37.5％，空氣流量91kg/s，壓比23.6，壽命60000h(第一次維修期20000h)。利用該技術(shù)首臺國產(chǎn)化生產(chǎn)的ugt-25000燃?xì)廨啓C(jī)于2004年完成試制，國產(chǎn)化率達(dá)到60％以上，才表明中國已經(jīng)初步掌握了先進(jìn)艦用燃?xì)廨啓C(jī)的制造技術(shù)。到2011年才把國產(chǎn)化率提高到95％以上，并把國產(chǎn)ugt-25000燃?xì)廨啓C(jī)用在我國艦艇中服役。同時自主研制出r0110重型燃?xì)廨啓C(jī)，熱效率36％，輸出功率高達(dá)150000馬力，相當(dāng)于11.025萬千瓦，至于為何未能裝備我國航母原因不詳。

據(jù)相關(guān)資料介紹：如果說航空發(fā)動機(jī)是“工業(yè)之花”，那么超大型燃?xì)廨啓C(jī)就是“皇冠上的明珠”。重型燃?xì)廨啓C(jī)就是21世紀(jì)動力設(shè)備的核心，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是目前世界公認(rèn)標(biāo)志國家工業(yè)基礎(chǔ)先進(jìn)程度的關(guān)鍵技術(shù)。而超大型燃?xì)廨啓C(jī)公認(rèn)是最難制造的機(jī)械裝備。西門子sgt5-8000h超級燃?xì)廨啓C(jī)是目前世界最大的燃?xì)廨啓C(jī)，用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)商業(yè)發(fā)電，重390噸，長13.1米，寬4.9米，高4.9米，功率375mw(相當(dāng)于尼迷茲號航母總功率194mw的近兩倍)，效率40％，轉(zhuǎn)速3000r/min，壓比19.2，排氣流量829kg/s，排氣溫度627℃。sgt5-8000h超級燃?xì)廨啓C(jī)的透平采用4級動靜葉設(shè)計，渦輪葉片要承受超過1500℃的高溫，超過了ge90渦扇航空發(fā)動機(jī)與f404噴氣發(fā)動機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度。由于渦輪葉片葉尖轉(zhuǎn)速超過1700公里/小時，巨大的離心力使每個刀片一端接觸到的10，000倍地球的引力。葉片不能有任何瑕疵，誤差僅為幾十微米，否則就算報廢。因此有說法是一片葉片等價于一輛寶馬。

可算出sgt5-8000h超級燃?xì)廨啓C(jī)其它相關(guān)參數(shù)：圓周轉(zhuǎn)速1700千米/小時等于28333m/min，即圓周線速度等于472m/s，轉(zhuǎn)速3000r/min等于每轉(zhuǎn)9.44m/r，其渦輪直徑等于3m，輸出扭矩m＝125000牛.米。

在技術(shù)上蒸汽輪機(jī)輸出功率大、造價低、耐用、可靠，比燃?xì)鉁u輪機(jī)技術(shù)成熟得多，是在艦船動力設(shè)備及發(fā)電裝置等的動力設(shè)備中，人們一般放棄燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)動力裝置而重用蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)動力裝置的主要原因。這也說明燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)動力裝置還具有技術(shù)挖掘空間。

燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率為何不如蒸汽輪機(jī)大的主要原因表面看上是：

1.現(xiàn)有技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)，基本上都是采用軸流式壓氣機(jī)與渦輪機(jī)同軸結(jié)構(gòu)來工作，渦輪機(jī)輸出功率有1/2～2/3被壓氣機(jī)消耗了。

2.汽輪機(jī)排出的乏汽被冷凝器冷卻水冷卻成水時，其體積能驟降為原體積的萬分之一左右，在冷凝器中及汽輪機(jī)出口處造成很高的真空度，能造成很大的壓力差，從而推動渦輪輸出更多的機(jī)械功，而燃?xì)廨啓C(jī)卻不能做到這點(diǎn)。

3.燃?xì)廨啓C(jī)工作通常高于1000℃以上，而現(xiàn)代化超臨界蒸汽才600℃高溫，注定了燃?xì)廨啓C(jī)造價和維修費(fèi)高，比蒸汽輪機(jī)壽命短，阻礙了制造大功率燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展。

4.燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率在部分負(fù)荷下效率下降快，空載時的燃料消耗量大，而蒸汽輪機(jī)沒有這點(diǎn)。

其實(shí)燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)要制作大功率發(fā)動機(jī)還受到圓周線速度和所排乏氣溫度制約。

現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動機(jī)，用于轉(zhuǎn)換流體能量的都是采用葉片式渦輪，每塊葉片的橫截面積都很小，渦輪工作時葉片同時受到高溫高壓工質(zhì)推力和高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力雙重作用力，就會在葉片徑向產(chǎn)生應(yīng)力，由于向心力與質(zhì)量和線速度的平方成正比，與圓周半徑成反比，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到一定值時，工質(zhì)推力加上強(qiáng)大的離心力就會大于由葉片到轉(zhuǎn)子之間的材料原子間結(jié)合力提供的向心力，即超過了材料的最大許用應(yīng)力，就會導(dǎo)致葉片發(fā)生折斷被甩飛出去。工質(zhì)推力一定時，渦輪的徑向尺寸越大，即使每分轉(zhuǎn)速低，但其圓周線速度一點(diǎn)都不低，如上所述的sgt5-8000h超級燃?xì)廨啓C(jī)渦輪直徑等于3m，每分轉(zhuǎn)速v＝3000轉(zhuǎn)/分，其圓周線速度就高達(dá)472米/秒。有資料可查最快的要數(shù)波音777trent800發(fā)動機(jī)，圓周線速度高達(dá)478.4米/秒。至于圓周線速度突破478.4米/秒的未曾有報導(dǎo)，可見，要加大徑向尺寸制作大功率渦輪發(fā)動機(jī)，就一定要突破圓周線速度500米/秒極限。

現(xiàn)有技術(shù)大功率的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)基本上都是用渦輪機(jī)同軸同步驅(qū)動速度式壓氣機(jī)來工作和對外輸出功率，轉(zhuǎn)速低于3000轉(zhuǎn)/分對要求高速轉(zhuǎn)動才能產(chǎn)生大流量、高壓力的速度式壓氣機(jī)來說十分不利。圓周線速度不能大于500米/秒，轉(zhuǎn)速不能低于3000轉(zhuǎn)/分，是限制制造單機(jī)大功率渦輪發(fā)動機(jī)的根源。

sgt5-8000h超級燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)鉁u輪排氣高達(dá)627℃，相當(dāng)于浪費(fèi)了77萬千瓦的功率。顯然，這些熱能如能得到盡充分利用，在相同機(jī)體尺寸下，渦輪發(fā)動機(jī)必然能轉(zhuǎn)換出更大的功率。

為提高渦輪發(fā)動機(jī)效率，專利申請?zhí)?01410415779.3一種提高渦輪發(fā)動機(jī)效率的方法及其裝置，首次提供了用螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪轉(zhuǎn)子來轉(zhuǎn)換能量的螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，還提供了用外置容積式空氣壓縮與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)組合用作汽車發(fā)動機(jī)。專利申請?zhí)?01610813636.7，提供了單端或雙端螺管轉(zhuǎn)子，和用它來構(gòu)成能使主軸軸承受到的軸向推力至少接近0的一種螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。

燃?xì)廨啓C(jī)涉及較多的軍事技術(shù)，尤其是核心機(jī)技術(shù)，是西方國家重點(diǎn)對我國技術(shù)封鎖的領(lǐng)域，所以在燃?xì)廨啓C(jī)總體設(shè)計、核心機(jī)及熱端技術(shù)等方面卻持堅決不開放的態(tài)度，導(dǎo)致了我國與西方國家存在很大的技術(shù)差距。

雖然我國不稱霸，但如能擁有大功率、反應(yīng)迅速、即開即行、高效節(jié)能的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)來裝備航母、艦船保家衛(wèi)國，就顯得非常緊迫和具有特別重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供熱效率高、耐用、造價低、螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子圓周線速度能大于500米/秒，轉(zhuǎn)速能高于或低于3000轉(zhuǎn)/分的一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：

一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置，包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)動力裝置，由燃?xì)獍l(fā)生器和單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)兩部分組成，單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)體是在同一圓柱體上制成頭部圓柱體-頸部圓柱體-內(nèi)置螺管圓柱體的整體，或是，在同一圓柱體上制成左內(nèi)置螺管圓柱體-頸部圓柱體-右內(nèi)置螺管圓柱體的整體，螺管從進(jìn)氣口至排氣口橫截面積為漸放形；所述的燃?xì)獍l(fā)生器由空氣壓縮機(jī)組輸出氣管與火焰筒燃燒室氣連接組成，火焰筒燃燒室排氣口與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)環(huán)形燃燒室氣連接，空氣壓縮機(jī)組輸出的壓縮空氣經(jīng)火焰筒燃燒室加熱，在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)環(huán)形燃燒室內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，單端或雙端螺管轉(zhuǎn)子使流經(jīng)各路螺管的燃?xì)饬鲃臃较虬l(fā)生連續(xù)改變而獲得轉(zhuǎn)動力偶矩，從而驅(qū)動螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)輸出機(jī)械功，排出的乏氣經(jīng)排氣裝置進(jìn)入大氣。

配有計算機(jī)自動控制系統(tǒng)，能根據(jù)要求自動控制空氣壓縮機(jī)組與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)協(xié)調(diào)工作。

所述的排氣裝置由排氣腔和排氣管組成，固定在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼的排氣管與排氣腔氣連接。

空氣壓縮機(jī)組輸出氣端到火焰筒燃燒室輸入氣端之間設(shè)有加熱輸氣管道內(nèi)壓縮空氣的外熱式加熱裝置。

固定在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼上的火焰筒燃燒室，在徑向同時順時針或逆時針傾斜，使噴射進(jìn)入環(huán)形燃燒室的燃?xì)庑纬尚L(fēng)。

螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼內(nèi)壁設(shè)有隔熱層。

螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸軸承設(shè)有冷卻裝置。

螺管轉(zhuǎn)子的螺管與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有軸向的隔熱孔。

轉(zhuǎn)動間隙密封環(huán)設(shè)在靠近環(huán)形燃燒室的左右兩邊。

由于采用了上述技術(shù)措施，本發(fā)明能取得如下有益技術(shù)效果：

1.突破螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)圓周線速度不能大于500米/秒極限。因?yàn)槁莨苻D(zhuǎn)子等效由多個孔式渦輪疊加，也等于是一個圓盤整體，螺管離圓盤邊緣的外徑厚，厚度上的每一質(zhì)點(diǎn)都在圓周上，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力遠(yuǎn)小于材料向心結(jié)合力，所以轉(zhuǎn)子就能取大于3米以上直徑，就能取高于3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速。

2.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)能高于或低于3000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速輸出大功率及大扭矩。由于在本發(fā)明燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子動力裝置中采用了“機(jī)中機(jī)”技術(shù)方案，空氣壓縮機(jī)組與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)各自獨(dú)立工作，一個管輸出流量，一個管輸出功率，分工合作，即空氣壓縮機(jī)組獨(dú)立工作于轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分以上，而螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)能獨(dú)立工作于高于或低于3000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速；又有單端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)和雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)來滿足功率機(jī)型需求，這樣一來我們就能制造高轉(zhuǎn)速大功率燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，就能制造更適宜艦船使用的低轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，制造我國航母用的單機(jī)功率大于3.725萬千瓦的燃?xì)廨啓C(jī)變得容易。

3.能提高效率。一取螺管與軸向夾角為45°角時，螺管獲得軸向推力等于周向轉(zhuǎn)動力，螺管從進(jìn)氣口至排氣口橫截面積為漸放形，螺管轉(zhuǎn)子比同等渦輪機(jī)長度下的流道都長，能使工質(zhì)的流動方向發(fā)生連續(xù)的改變來獲得轉(zhuǎn)換能量，使工質(zhì)的焓值得到盡可能的釋放，即排氣溫度和壓力低；二可用多臺空氣壓縮機(jī)組聯(lián)合供氣，而且可視螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)需氣量，通過關(guān)?？諝鈮嚎s機(jī)組數(shù)量來控制供氣量，使在部分負(fù)荷時燃?xì)廨啓C(jī)的耗油率比較高問題得到較好解決。這樣，相等航程下我國航母燃料補(bǔ)給次數(shù)就會減少，開支費(fèi)用也會大幅降低。

4.機(jī)組壽命長，易損件壽命長。這主要利益于沒有了易損壞的葉片式渦輪，顯然整體的螺管轉(zhuǎn)子比單薄的葉片式渦輪更能耐高溫高壓，就是說燃?xì)夤苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)壽命遠(yuǎn)大于6000小時的ugt-25000燃?xì)廨啓C(jī)。

5.造價低。螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)沒有了易損壞的葉片式渦輪，且結(jié)構(gòu)簡單，能用熱壓氮化硅來制造整體的螺管轉(zhuǎn)子，其造價必然小于一塊葉片就相當(dāng)于一輛寶馬車的渦輪造價。

6.裝拆、維護(hù)方便，檢修間隔長。一螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)機(jī)殼由上半圓整體和下半圓整體組合成可揭蓋折裝式結(jié)構(gòu)易于裝拆、維護(hù)；二燃?xì)鈮毫H集中在環(huán)形燃燒室段，容易密封機(jī)殼；三檢修間隔長短僅取決于軸承的壽命。

7.使用方便、高效。一沒有葉片渦輪和鍋爐，就不需要做開機(jī)前的暖機(jī)準(zhǔn)備工作，能即開即走；二燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)能使用包括重油等多種燃料。

8.負(fù)荷適應(yīng)性好，快速啟停性能好。空氣壓縮機(jī)組與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)各自獨(dú)立工作，一個管輸出流量，一個管輸出功率，進(jìn)行分工合作，螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)負(fù)荷大小幾乎與空氣壓縮機(jī)組無關(guān)，由功率＝扭矩*轉(zhuǎn)速/9550可知，在固定尺寸和功率下，轉(zhuǎn)速越低，輸出扭矩就越大，顯示螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)具有強(qiáng)大的變矩能力。功率相對小的空氣壓縮機(jī)組本身就能快速啟停，相當(dāng)于從動機(jī)的螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)當(dāng)然能快速啟停。

9.可用率高、強(qiáng)迫停機(jī)率低。螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)沒有了易損壞的葉片式渦輪，整體的螺管轉(zhuǎn)子又能耐高溫高壓。螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)能按需來輸出功率，加上相對功率小的空氣壓縮機(jī)組可由數(shù)臺聯(lián)合供氣，使故障率大為減少，從而大大提高了燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置的可靠性。

10.占用空間和載重噸位小。燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置是分體式，顯然軸向長度短；空氣壓縮機(jī)組比較輕便，又可用單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，能工作于高于3000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速；因?yàn)楣β室欢〞r轉(zhuǎn)速越高，機(jī)體就越小，所以燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)大功率、體積小。重量方面，沒有笨重的鍋爐和蒸汽輪機(jī)，又能用輕質(zhì)熱壓氮化硅來制造螺管轉(zhuǎn)子，所以燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置具有比現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動機(jī)動力裝置更多的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面對本發(fā)明的說明書示意附圖作詳細(xì)的說明。

圖1是采用單端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)時燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置示意圖。

圖1中，1.空氣壓縮機(jī)組，2.輸氣管，3.環(huán)形燃燒室，4.螺管轉(zhuǎn)子頭部圓柱體，5.左軸承，6.左端蓋，7.左密封環(huán)，8.火焰筒燃燒室，9.右密封環(huán)，10.螺管轉(zhuǎn)子頸部圓柱體，11.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)圓筒外殼，12.排氣管，13.右端蓋，14.右軸承，15.主軸動力輸出端，16.排氣管，17.排氣腔，18.螺管轉(zhuǎn)子內(nèi)置螺管圓柱體，19.火焰筒燃燒室。

圖2是采用雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)時燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置示意圖。

圖2中，1.空氣壓縮機(jī)組，2.輸氣管，3.左排氣腔，4.左排氣管，5.左軸承，6.左排氣管，7.左端蓋，8.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)圓筒外殼，9.左端螺管轉(zhuǎn)子，10.火焰筒燃燒室，11.環(huán)形燃燒室，12.螺管轉(zhuǎn)子頸部圓柱體，13.右端蓋，14.右排氣管，15.右軸承，16.主軸動力輸出端，17.右排氣管，18.右排氣腔，19.右端螺管轉(zhuǎn)子，20.右密封環(huán)，21.火焰筒燃燒室，22.左密封環(huán)。

圖3螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外形示意圖。

圖3中，1.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼下半圓筒，2.左端蓋，3.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼上半圓筒，4.右端蓋，5.主軸動力輸出端，6.外殼上下半圓筒連接線。

圖4是螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)在頸部圓柱體橫截面軸向示意圖。

圖4中，1.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)圓筒外殼，2.火焰筒燃燒室，3.內(nèi)置螺管圓柱體，4.螺管燃?xì)馊肟冢?.螺管轉(zhuǎn)子頸部圓柱體，6.主軸，7.環(huán)形燃燒室內(nèi)壁面。

圖5是螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)排氣端軸向示意圖。

圖5中，1.螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)圓筒外殼，2.內(nèi)置螺管圓柱體，3.螺管排氣口，4.主軸。

圖6是螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)受力分析示意圖。

圖6中，oa表示螺管長度，ab表示螺管內(nèi)壁受到的軸向推力，ob表示螺管轉(zhuǎn)子獲得周向轉(zhuǎn)動力。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置，包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)動力裝置，由燃?xì)獍l(fā)生器和單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)兩部分組成，單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)體是在同一圓柱體上制成頭部圓柱體-頸部圓柱體-內(nèi)置螺管圓柱體的整體，或是，在同一圓柱體上制成左內(nèi)置螺管圓柱體-頸部圓柱體-右內(nèi)置螺管圓柱體的整體，螺管從進(jìn)氣口至排氣口橫截面積為漸放形；所述的燃?xì)獍l(fā)生器由空氣壓縮機(jī)組輸出氣管與火焰筒燃燒室氣連接組成，火焰筒燃燒室排氣口與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)環(huán)形燃燒室氣連接，空氣壓縮機(jī)組輸出的壓縮空氣經(jīng)火焰筒燃燒室加熱，在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)環(huán)形燃燒室內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，單端或雙端螺管轉(zhuǎn)子使流經(jīng)各路螺管的燃?xì)饬鲃臃较虬l(fā)生連續(xù)改變而獲得轉(zhuǎn)動力偶矩，從而驅(qū)動螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)輸出機(jī)械功，排出的乏氣經(jīng)排氣裝置進(jìn)入大氣。

空氣壓縮機(jī)組中的壓氣機(jī)，容積式壓氣機(jī)產(chǎn)氣量比較小，但可用低轉(zhuǎn)速的驅(qū)動機(jī)，適用于小功率的燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)動力裝置。速度式壓氣機(jī)包括軸流式和離心式壓氣機(jī)，輸出壓力和產(chǎn)氣量比較大，要求驅(qū)動機(jī)轉(zhuǎn)速高，用電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動時要用增速器，用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動時可采用同軸結(jié)構(gòu)，燃?xì)廨啓C(jī)最好采用相對功率小的燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。一臺空氣壓縮機(jī)組不能滿足供氣需求時，就用多臺聯(lián)合供氣。

單或雙端螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子可用專利申請?zhí)?01610813636.7一種螺管轉(zhuǎn)子及其發(fā)動機(jī)里所介紹螺管轉(zhuǎn)子，如用熱壓氮化材料制造則能長期在1300℃高溫高壓下工作。雙端螺管轉(zhuǎn)子比單端螺管轉(zhuǎn)子更適用于制造大功率、高轉(zhuǎn)速、體積小的發(fā)動機(jī)。

螺管從進(jìn)氣口至排氣口橫截面積為漸放形，使燃?xì)庠诼莨軆?nèi)得到充分膨脹，燃?xì)忪手档玫奖M可能釋放，乏氣降至接近常溫常壓。根據(jù)要求螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)輸出的功率和轉(zhuǎn)速，用功率＝扭矩*轉(zhuǎn)速/9550公式求出總輸出力偶矩，把總輸出力偶矩分成n個力偶矩，再根據(jù)對稱兩進(jìn)氣口圓心間的距離就是偶臂，1/n力偶矩＝力*偶臂，壓氣機(jī)輸出的壓縮空氣壓力，力＝壓力*面積，就能求出每個螺管進(jìn)氣口面積。在保證強(qiáng)度下把轉(zhuǎn)子圓周等分成份數(shù)越多，即盡可能把總輸出力偶矩分成多個力偶矩，就越能縮小進(jìn)氣口面積，就能縮短螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)長度，能減少環(huán)形燃燒室凹形面深度。

配有計算機(jī)自動控制系統(tǒng)，能根據(jù)要求自動控制空氣壓縮機(jī)組與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)協(xié)調(diào)工作。能根據(jù)動力需求自動控制空氣壓縮機(jī)組輸出的壓縮空氣量，和控制火焰筒燃燒室釋放熱量。需在空氣壓縮機(jī)組和螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)安裝轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、壓力傳感器、流量傳感器、電磁閥，根據(jù)使用要求編程，用計算機(jī)來集中操作控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。

所述的排氣裝置由排氣腔和排氣管組成，固定在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼的排氣管與排氣腔氣連接。排氣腔與端軸承間應(yīng)設(shè)隔熱層。

空氣壓縮機(jī)組輸出氣端到火焰筒燃燒室輸入氣端之間設(shè)有加熱輸氣管道內(nèi)壓縮空氣的外熱式加熱裝置。外熱式加熱裝置是可以采用一切燃料或熱源來加熱送管道內(nèi)壓縮空氣的裝置，意味著可用劣質(zhì)燃料和太陽能。在此處把壓縮空氣溫度加熱得越高，后面的火焰筒燃燒室就越省油。

固定在螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼上的火焰筒燃燒室，在徑向同時順時針或逆時針傾斜，使噴射進(jìn)入環(huán)形燃燒室的燃?xì)庑纬尚L(fēng)。這樣，一可以讓燃料有充足的時間燃燒，二是使燃?xì)庠诃h(huán)形燃燒室內(nèi)快速配氣均勻流入螺管。

螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)外殼內(nèi)壁設(shè)有隔熱層。高溫高壓燃?xì)鈮毫性诃h(huán)形燃燒室段，這段最好采用熱壓氮化材料作隔熱層并引入壓縮空氣冷卻，其他部位可用其它保溫材料，為螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)營造一個絕熱做功環(huán)境。

螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸軸承設(shè)有冷卻裝置。整個螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的壽命就取決于轉(zhuǎn)軸軸承，所以要采用潤滑油循環(huán)冷卻裝置。

螺管轉(zhuǎn)子的螺管與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有軸向的隔熱孔。一減輕重量，二減少熱量傳遞到轉(zhuǎn)軸以免影響強(qiáng)度。

轉(zhuǎn)動間隙密封環(huán)設(shè)在靠近環(huán)形燃燒室的左右兩邊。這樣使燃燒室無用的空間得到減少，能提高螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的響應(yīng)速度。