用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空業(yè)的不斷擴(kuò)展，微型航空器正在被各個(gè)領(lǐng)域大量使用，被用在航拍、測繪、電力巡線、觀光旅游等多個(gè)領(lǐng)域。小型航空器的動(dòng)力系統(tǒng)是飛行器的核心部位與重量最大的部件，也是高耗能部件。而現(xiàn)在普遍使用的大功率微型燃油動(dòng)力的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，存在燃料廢氣污染，燃料消耗大等缺點(diǎn)，所以采用環(huán)保的能源，有高的推重能耗比的發(fā)動(dòng)機(jī)有重大的節(jié)能環(huán)保價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，旨在減少化石能源的消耗，降低燃料廢氣污染。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括殼體、主軸、進(jìn)氣風(fēng)扇、推力風(fēng)扇、超越離合器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及燃燒室，其中，
所述殼體設(shè)有腔室以及與該腔室連通的進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣風(fēng)扇安裝于所述進(jìn)氣口處且套設(shè)于所述主軸上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與所述主軸固定連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，所述燃燒室容納于所述腔室內(nèi)且其朝向所述出氣口一側(cè)設(shè)有開口，所述主軸貫穿于所述燃燒室，安裝有所述超越離合器的推力風(fēng)扇套設(shè)于所述主軸上，所述燃燒室中設(shè)有用于噴射水霧的噴霧嘴、以及用于加熱所述噴霧嘴噴出的水霧的高能激光管，所述高能激光管位于所述燃燒室內(nèi)，加熱后的水霧帶動(dòng)所述推力風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并依次經(jīng)所述開口和出氣口排出。
[0005]優(yōu)選地，所述燃燒室內(nèi)還設(shè)有用于聚集所述高能激光管產(chǎn)生的激光的聚熱瓦，所述噴霧嘴的噴嘴口朝向所述聚熱瓦設(shè)置。
[0006]優(yōu)選地，所述燃燒室為電熱瓦層制作的腔體。
[0007]優(yōu)選地，所述噴霧嘴和高能激光管均設(shè)置有多個(gè)。
[0008]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為固定于所述殼體上的電動(dòng)機(jī)。
[0009]優(yōu)選地，所述噴霧嘴安裝于所述主軸上。
[0010]優(yōu)選地，所述殼體包括內(nèi)殼體以及外殼體，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定于所述外殼體上，所述進(jìn)氣風(fēng)扇固定于所述內(nèi)殼體上。
[0011]優(yōu)選地，所述用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)還包括容納于所述燃燒室內(nèi)且套設(shè)于所述主軸上的調(diào)壓風(fēng)扇。
[0012]本發(fā)明提出的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室中有產(chǎn)生動(dòng)力的激光蒸汽裝置，通過設(shè)置高能激光管對水霧進(jìn)行加熱，采用水蒸汽作為燃料，節(jié)約了化石能源，實(shí)現(xiàn)清潔無污染的目的，完全沒有有害氣體的排放，減少了對不可再生資源的依賴，清潔環(huán)保。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的氣流走向示意圖；
圖4為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1 一主軸、2—外殼、3—進(jìn)氣風(fēng)扇、4一外風(fēng)道、5—燃燒室、6—調(diào)壓風(fēng)扇、7一內(nèi)殼、8—超越尚合器、9一出氣口、10—推力風(fēng)扇、11 一電動(dòng)機(jī)、12—聚熱瓦、13 —尚能激光管、14 一電熱瓦層、15—噴霧嘴。
[0015]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0018]參照圖1和圖2，圖1為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]本優(yōu)選實(shí)施例中，用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體、主軸1、進(jìn)氣風(fēng)扇
3、推力風(fēng)扇10、超越離合器8、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及燃燒室5，其中，
殼體設(shè)有腔室以及與該腔室連通的進(jìn)氣口和出氣口 9，進(jìn)氣風(fēng)扇3安裝于進(jìn)氣口處且套設(shè)于主軸I上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與主軸I固定連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，燃燒室5容納于腔室內(nèi)且其朝向出氣口 9 一側(cè)設(shè)有開口，主軸I貫穿于燃燒室5，安裝有超越離合器8的推力風(fēng)扇10套設(shè)于主軸I上，燃燒室5中設(shè)有用于噴射水霧的噴霧嘴15、以及用于加熱噴霧嘴15噴出的水霧的高能激光管13，高能激光管13位于燃燒室5內(nèi)，加熱后的水霧帶動(dòng)推力風(fēng)扇10轉(zhuǎn)動(dòng)并依次經(jīng)開口和出氣口 9排出。
[0020]具體地，本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為固定于殼體上的電動(dòng)機(jī)11。噴霧嘴15安裝于主軸I上。主軸I上開設(shè)有用于儲(chǔ)存水的儲(chǔ)水室，噴霧嘴15將儲(chǔ)水室中的水噴出。超越離合器8安裝在推力風(fēng)扇10和主軸I之間，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過主軸I后，推力風(fēng)扇10可以自由加速。
[0021]進(jìn)一步地，燃燒室5內(nèi)還設(shè)有用于聚集高能激光管13產(chǎn)生的激光的聚熱瓦12，噴霧嘴15的噴嘴口朝向聚熱瓦12設(shè)置。
[0022]通過設(shè)置聚熱瓦12提高了激光加熱水霧的效率，同時(shí)節(jié)約了能源。
[0023]進(jìn)一步地，噴霧嘴15和高能激光管13均設(shè)置有多個(gè)。多個(gè)噴霧嘴15在主軸的周向均勻分布。多個(gè)高能激光管13在燃燒室5的圓周方向均勻分布。本實(shí)施例中，噴霧嘴15和高能激光管13均設(shè)置有六個(gè)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，每次由三個(gè)不相鄰的高能激光管13發(fā)射激光，與其對應(yīng)的噴霧嘴15也相應(yīng)的交替進(jìn)行工作，從而產(chǎn)生脈動(dòng)的膨脹氣體。
[0024]進(jìn)一步地，參照圖2，燃燒室5為電熱瓦層14制作的腔體。電熱瓦層14具有保溫作用，在本發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正式工作之前，先啟動(dòng)高能激光管13和噴霧嘴15對電熱瓦層14進(jìn)行預(yù)熱，使其升溫至200°C左右，然后，通過電熱瓦層14保溫作用，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在正式工作時(shí)，噴霧嘴15噴出的水霧可以保持氣態(tài)。
[0025]參照圖1至圖4，殼體包括內(nèi)殼7以及外殼2，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定于外殼2上，進(jìn)氣風(fēng)扇3固定于內(nèi)殼7上。
[0026]進(jìn)一步地，參照圖1和圖3，用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)還包括容納于燃燒室5內(nèi)且套設(shè)于主軸I上的調(diào)壓風(fēng)扇6。調(diào)壓風(fēng)扇6的轉(zhuǎn)速與主軸I的轉(zhuǎn)速保持一致，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)調(diào)整燃燒室5內(nèi)的氣壓的目的，使其氣壓保持穩(wěn)定。
[0027]本發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程如下:高能激光管13產(chǎn)生的激光經(jīng)過聚熱瓦12的作用而聚集，燃燒室5內(nèi)噴霧嘴15噴出的氣霧噴到聚熱瓦12處而迅速汽化，體積迅速膨脹，產(chǎn)生動(dòng)力源，同時(shí)主軸I帶動(dòng)的調(diào)壓風(fēng)扇6、進(jìn)氣風(fēng)扇3和推力風(fēng)扇10轉(zhuǎn)動(dòng)，開始推力風(fēng)扇10的轉(zhuǎn)速與主軸I相同，在激光對氣霧進(jìn)行加熱一定時(shí)間后，氣霧迅速汽化，體積膨脹產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)推力風(fēng)扇10高速轉(zhuǎn)動(dòng)，推力風(fēng)扇10的風(fēng)速會(huì)逐漸大于主軸I的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生推力。同時(shí)，進(jìn)氣風(fēng)扇3將空氣吸入外風(fēng)道4 (即位于進(jìn)氣口和出氣口 9之間的腔室)，最后從出氣口 9排出，即采用單涵道的結(jié)構(gòu)提高了本發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。
[0028]本發(fā)明提出的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室5中有產(chǎn)生動(dòng)力的激光蒸汽裝置，通過設(shè)置高能激光管13對水霧進(jìn)行加熱，采用水蒸汽作為燃料，節(jié)約了化石能源，實(shí)現(xiàn)清潔無污染的目的，完全沒有有害氣體的排放，減少了對不可再生資源的依賴，清潔環(huán)保。本發(fā)動(dòng)機(jī)采用涵道可減少燃料的消耗，產(chǎn)生更大的推力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。另外，采用低溫高壓氣體，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)材料對耐熱性要求，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本，比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)更加經(jīng)濟(jì)。利用高能激光加熱水霧，使其在有限空間中迅速產(chǎn)生高壓蒸汽，巧妙的將光能高效地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。另外通過設(shè)置調(diào)壓風(fēng)扇6，使燃燒室5內(nèi)的氣壓保持穩(wěn)定。通過多個(gè)高能激光管13交替發(fā)射激光，產(chǎn)生了脈動(dòng)的膨脹氣體。
[0029]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括殼體、主軸、進(jìn)氣風(fēng)扇、推力風(fēng)扇、超越離合器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及燃燒室，其中， 所述殼體設(shè)有腔室以及與該腔室連通的進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣風(fēng)扇安裝于所述進(jìn)氣口處且套設(shè)于所述主軸上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與所述主軸固定連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，所述燃燒室容納于所述腔室內(nèi)且其朝向所述出氣口一側(cè)設(shè)有開口，所述主軸貫穿于所述燃燒室，安裝有所述超越離合器的推力風(fēng)扇套設(shè)于所述主軸上，所述燃燒室中設(shè)有用于噴射水霧的噴霧嘴、以及用于加熱所述噴霧嘴噴出的水霧的高能激光管，所述高能激光管位于所述燃燒室內(nèi)，加熱后的水霧帶動(dòng)所述推力風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并依次經(jīng)所述開口和出氣口排出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃燒室內(nèi)還設(shè)有用于聚集所述高能激光管產(chǎn)生的激光的聚熱瓦，所述噴霧嘴的噴嘴口朝向所述聚熱瓦設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃燒室為電熱瓦層制作的腔體。
4.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴霧嘴和高能激光管均設(shè)置有多個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為固定于所述殼體上的電動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴霧嘴安裝于所述主軸上。
7.如權(quán)利要求1所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述殼體包括內(nèi)殼體以及外殼體，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定于所述外殼體上，所述進(jìn)氣風(fēng)扇固定于所述主軸上。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括容納于所述燃燒室內(nèi)且套設(shè)于所述主軸上的調(diào)壓風(fēng)扇。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體、主軸、進(jìn)氣風(fēng)扇、推力風(fēng)扇、超越離合器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及燃燒室，殼體設(shè)有腔室以及進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣風(fēng)扇安裝于進(jìn)氣口處且套設(shè)于主軸上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與主軸固定連接以驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，燃燒室容納于腔室內(nèi)且其朝向出氣口一側(cè)設(shè)有開口，主軸貫穿于燃燒室，安裝有超越離合器的推力風(fēng)扇套設(shè)于主軸上，燃燒室中設(shè)有噴霧嘴以及高能激光管，加熱后的水霧帶動(dòng)推力風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并依次經(jīng)開口和出氣口排出。本發(fā)明提出的用于小型航空器的蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，采用水蒸汽作為燃料，節(jié)約了化石能源，實(shí)現(xiàn)清潔無污染的目的，完全沒有有害氣體的排放，減少了對不可再生資源的依賴，清潔環(huán)保。
【IPC分類】F02C1-00, F01K21-02
【公開號(hào)】CN104806310
【申請?zhí)枴緾N201510178594
【發(fā)明人】李波, 楊洋, 孫沛澤, 鄧超, 劉思毫, 吳天遙, 陳定方
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月15日