[发明专利]一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机

说明书

本发明公开了一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机，主要包括：离心压气机叶片和空心涡轮叶片合二为一的复合叶轮、主轴、启动电机、离合器、轴承、整流支架、环形旋流燃烧室、环形机壳组件、尾锥体、尾喷管，主轴与复合叶轮固联，启动机通过离合器与主轴连接，主轴通过两个轴承安装在轴套内，整流支架与环形机壳组件相联，环形机壳组件上有安装卡箍固定在飞机上。环形旋流燃烧室位于环形壳体组件内，尾锥体位于叶轮后部，尾喷管与壳体组件相连为一个整体。本发明的优点是发动机结构简化、重量减轻、提高转子机械转动性能、减少成本，还能有效利用压缩气流对空心涡轮叶片冷却降温，进一步提高发动机性能和寿命。

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，特别是涉及一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机。

背景技术

在航空领域，随着航空技术的发展，无人机和轻型飞机逐步成为最具吸引力的产品之一，然而动力装置的轻型高效化是制约上述飞行器发展的关键技术。微小涡轮发动机需求和发展越来越快是航空发动机的一个重要分支，主要为无人机、巡航导弹、轻型飞机等提供所需动力，也可以为地面装置提供电力和动力等。通常的微小涡轮发动机主要由一根传动轴连接离心压气机和径向式涡轮或轴流式涡轮形成一个转子转动部件，细小的转子转速高、跨度大，转子旋转精度和振动稳定性难以控制。同时由于结构成本限制原因，通常的微小发动机对于涡轮是不进行冷却降温，这样大大的降低了涡轮的寿命和发动机的性能，严重影响了其发展应用。针对上述问题，本发明提出的一种新型的微小涡轮发动机复合叶轮结构，将压气机和涡轮合二为一，大大简化了转子结构，减轻了重量，减少了成本，提高了转子机械转动性能。同时还能有效地利用压缩气流对涡轮叶轮进行冷却降温，从而为提高涡轮前温度或降低涡轮材料要求创造了条件，有利于进一步提高发动机性能和寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机。

本发明采用如下技术方案：一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机，包括启动电机、离合器、主轴、轴承、整流支架、离心压气机叶片与空心涡轮叶片光滑连接为一体的复合叶轮、环形旋流式燃烧室、环形机壳组件、尾锥体、尾喷管，离心压气机叶片的外缘径向通道与空心涡轮叶片光滑连接共同组成一个具有压气和膨胀做功双重功能的复合叶轮，启动电机通过离合器与主轴一端相连，主轴的另一端与复合叶轮中的离心压气机叶片固定连接，所述启动电机右侧外表面均匀连接三个连接杆一端，连接杆另一端与整流支架固定连接,离合器、主轴、轴承位于轴套内，主轴两端套设轴承，轴套外表面均匀设有三个整流支架，轴套外表面与整流支架一端焊接，且整流支架另一端与环形机壳组件固定连接, 环形旋流式燃烧室位于环形机壳组件内，环形机壳组件内圈与环形旋流式燃烧室内圈相连，所述环形旋流式燃烧室将离心压气机叶片出口气流的圆周速度在环形旋流式燃烧室中继续保持并燃烧加热加速后直接驱动空心涡轮叶片，空心涡轮叶片转动带动离心压气机叶片转动，环形机壳组件右侧面与尾喷管固定连接，尾锥体位于离心压气机叶片后部，且与尾喷管相连为一个整体，所述环形机壳组件上设有卡箍,用于将单一复合叶轮的燃气涡轮发动机固定到飞机上。

工作原理：本发明将离心压气机叶片的外缘径向通道与空心涡轮叶片光滑连接共同组成一个具有压气和膨胀做功双重功能的复合叶轮，环形旋流式燃烧室将离心压气机叶片出口气流的圆周速度在环形旋流式燃烧室中继续保持并驱动空心涡轮叶片，主轴与复合叶轮固定连接，启动电机通过离合器与主轴连接，主轴通过轴承安装在轴套内，整流支架与环形机壳组件相连，环形旋流式燃烧室位于环形机壳组件内，尾锥体位于复合叶轮的后部，尾喷管与环形机壳组件相连成一个整体，环形机壳组件上安装有卡箍，用于把单一复合叶轮的燃气涡轮发动机固定在飞机上。

本发明具有的优点：一种单一复合叶轮的燃气涡轮发动机的转子能有效简化结构，减轻重量，减少成本，提高转子机械转动性能，同时还能有效地利用压缩气流对涡轮叶轮进行冷却降温，从而为提高涡轮前温度或降低涡轮材料要求创造了条件，有利于进一步提高发动机性能和寿命。

附图说明