[发明专利]一种双向涡叶内冷负压航空氢动力发动机

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种双向涡叶内冷负压航空氢动力发动机。

背景技术：

氢动力在燃烧室内进行与氧气燃烧化合作用，产生水，没有空气污染，是干净的环保能源，具有功率大，功效高的特点。目前，核动力作用可以廉价地提取氢产品，因此，各国都在追求高超音速的民用客机发动，如美国研制X47、X51用氢冷却及氢为动力源；英国于2012年底试飞了“氮冷却”(据媒体报导为外冷却)发动机，速度达到5～6马赫(约6000公里／小时)，从伦敦飞往纽约从以往的8小时提高到2小时左右；印度于2014年1月5日成功发射低温动力火箭，以415吨的火箭将一颗两吨重的先进通讯卫星送入距离地球3.6万公里的高轨道。鉴于民用运输量需求的增加，人类一直期望有大容量的超高音速民用航班。2013年10月中旬俄罗斯在国际上公开招标研制“航空氢动力发动机”，要求中标者在2014年12月年底前完成样机供试验，参与国家有欧盟、中国及其他国家。其中对发动机要求：

(1)大容量，大功率，高热效超高音速的发动机。

(2)发动机与直流发电动力一体化。

(3)氢燃料可以连续加注等。

本发明受此招标启发，在原有的《涡旋冷真空航空发动机》(申请日2010.9.10申请号2010102765620)(注：以燃油为能源的低温负压航空发动机)的基础上改进，可以满足俄罗斯对发动机要求，成为新一代氢动力发动机。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种新型综合的、具有“飞行—发电”动力一体的双向涡叶内冷负压航空氢动力发动机。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种双向涡叶内冷负压航空氢动力发动机，这种连续的长条正反向组成的涡叶(叶道)称双向涡叶，有别于非连续的短条形涡轮／涡扇。包括：

压缩筒体，旋转筒体，正反向弧形涡旋叶片及三维涡旋叶道，燃烧室，直流发电机，热机六程序控制片，主轴；

压缩筒体，燃烧室，冲旋筒体，发电机通过一根主轴串接。

进一步地，所述的正、反向弧形涡旋涡叶(30,21)由多条(至少一条)连续的长条形弧形螺旋叶片(30,21)的在压缩筒体(A)或旋转筒体(B)内沿轴向多周期性环绕，与压缩筒体(A)及主轴，或旋转筒体(B)内壁组成正反向多条三维涡旋叶道；这种连续的长条正反向组成的涡叶(叶道)称双向涡叶，有别于非连续的短条形涡轮或涡扇。

进一步地，所述的燃烧室，包括由二个半圆球形成球壳，与贯穿的主轴，球壳两端与主轴连接的为定片(或球壳留孔另行拼装)，与旋转筒体连接同步旋转的为动片；定片与动片外周有留有相对旋转的空隙密合封圈，以及电控燃烧器点火和电控氢燃料进气控制装置；其中，两个半圆球壳最大半径接合处均匀分布多个点火喷头和多个氢燃料进气道；两个端部设置的控制片含定片、动片，其上各设置按热机六程序要求的多工作循序依序排列的动片(a，b，c，e，f，g)六个圆孔或点以及定片上相应位置的(0)一至三个圆孔，定片与动片的孔点布置可互换。

进一步地，所述的热机六程序，即汲气负压—进燃气—压缩—燃烧—做功—排气，发动机的控制是通过进排气控制各自的组成。当主轴带动动片转动，动片与定片之间的点孔产生周期性的启与闭；如动片(a)点与定片(b)点连接，形成ab工作程序，而动片的其他点孔位置经过定片(b)点则不发生作用，由此进行以涡叶片数对应多工作区进行工作循环，有ef负压—fg进气—ga压缩—ab燃烧—bc膨胀做功—ce排气—ef负压汲气，实施热机六程序工作程序。

进一步地，所述的直流发电机装置(D)，包括(B)机旋转筒体，含电枢绕组旋转筒体外周装置的电枢绕组，电机磁场源，沿外周设置的抱箍式离合器及其附属直流发电机装置；工作时合上抱箍式离合器置于旋转筒体(B)机外周的电枢绕组成为定子，转子的动力源依籍旋转筒体(B)机内热膨胀气流对反向三维涡旋叶道的驱动做功。

本发明对比现有技术，有如下的有益效果：本发明具有高热效，大容量，大功率，超高音速的发动机，发动机与直流发电动力一体化，氢燃料可以连续加注等。

附图说明：

图1是本发明的总装示意图。

图2是本发明的压缩筒体示意图。

图3是本发明的旋转筒体示意图。

图4是本发明的燃烧室示意图。

图5是本发明的工作流程图。

图6是本发明的“热机六程序”热效率示意图。

图7是本发明的“六程序控制”控制片工作示意图。