[发明专利]一种冷转子发动机

说明书

一种冷转子发动机，其初级压气机A的压气腔8a从右至左通过主筒体7的外周冷流通道A7a、喷射反冲座6的外周冷流通道B6a和换热体4的外周冷流通道C4c与倒向尾盖1的倒向腔1a构成空气左向贯通通道；倒向尾盖1的倒向腔1a从左至右通过换热体4的中间冷流通道A4a、转子22的中间冷流通道B22c、喷射反冲座6的中间冷流通道C6c、三级压气机E的主筒体7的中间压气通道7d、空气喷射罩14的喷射通道14a与主筒体7右端盘7m上的空气喷射口7f构成空气右向贯通通道，空气喷射口7f与喷燃器16的进气口16d对应贯通。转子处于冷空气冷却中，工作温度较低，对转子材质的高温性能要求低，制造成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种冷转子发动机，属于燃气轮机技术领域。

背景技术

现有技术的燃气轮机，由叶片带动的主轴产生扭矩带动负荷或输出功率。由于叶片的结构决定，主轴的转动惯量或角动量有赖于高转速，一旦转速低下来，主轴带动负荷的能力或输出功率急剧下降甚至不能带动负荷。现有技术的燃气轮机，工作转速通常都在20000-50000rpm，甚至更高。但高转速必然需要高速燃气驱动，高速燃气需要高温、高压，如此不仅高速气流可能带来热机效能转换不完全，热效率低，更要求叶片材质具有优越的高温性能，叶片温度甚至高达1700℃。燃气轮机对叶片材料的高温要求，是制约燃气轮机制造和发展的技术瓶颈。同时高转速，必然带来高磨损和短的大修周期，增加用户的维修和使用成本。

现有技术的活塞式内燃发动机，其曲柄连杆机构和活塞均存在往复运动，发动机克服活塞的往复运动，需要消耗大量的能量，机械损耗极大。因此，活塞式内燃发动机的综合热机效率极低。

为克服活塞式内燃发动机内部能耗极高的缺点，现有技术已经有多种旋转发动机设计案例。如典型的汪克尔三角形旋转发动机，其转子作不平衡旋转，维持转子的不平衡旋转不仅要损耗大量的能量，且燃料燃烧不完全，尾气对环境的污染大，其燃烧效率和热循环效率都存在极大的改善空间。

另一类典型的旋转发动机，是涡喷或涡扇发动机。但涡喷或涡扇发动机，主要以高速喷射气流的反作用力推动飞机等特殊交通工具的飞行。这类旋转发动机，用于轴输出用途时，高温高压气流通过涡轮叶片膨胀做功在开阔的叶轮叶片之间自我膨胀而排出，有相当比率的燃气未能发挥作用。而且现有涡喷或涡扇发动机只适用于流体负荷环境，对于陆路负荷存在严重的喘震现象，所以必须使用高怠速模式才能维持其稳定工作状态，热循环效率低，其油耗极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对叶片材质高温性能要求低和低转速大角动量的冷转子发动机。

本发明的技术方案

一种冷转子发动机，包括初级压气机A、燃烧器B、转子压气机C、冷流倒向换热器D、三级压气机E、尾气换热器和预热空气管；所述初级压气机A包括进气罩、外壳、压气叶轮A、主轴、轴承A和启动离合器；所述燃烧器B包括喷射反冲座的右侧结构、主筒体、喷燃器和空气喷射罩；所述冷流倒向换热器D，包括转子的左侧排气端、换热体和倒向尾盖；所述三级压气机E包括主筒体的内筒A、主轴、与主轴联动的压气叶轮B和压气叶轮C、固定导向叶片A和固定导向叶片B；所述尾气换热器为列管结构，包括冷空气进口、尾气出口，尾气换热器的预热空气通过预热空气管导入进气罩的初级预热空气进口。

其初级压气机A的压气腔从右至左通过主筒体的外周冷流通道A、喷射反冲座的外周冷流通道B和换热体的外周冷流通道C与倒向尾盖的倒向腔构成空气左向贯通通道；倒向尾盖的倒向腔从左至右通过换热体的中间冷流通道A、转子的中间冷流通道B、喷射反冲座的中间冷流通道C、三级压气机E的主筒体的中间压气通道、空气喷射罩的喷射通道与主筒体右端盘上的空气喷射口构成空气右向贯通通道，空气喷射口与喷燃器的进气口对应贯通；燃烧器B的燃烧室从右至左经喷射反冲座的切向镂空喷嘴、转子的燃气授气口、倒向节、喷出口、喷射反冲座的反冲凹、转子的反冲叶片间空隙、换热体的尾气腔与尾气通道构成燃气贯通通道。