一种自由转速全反转发动机
本发明涉及发动机技术领域，公开了一种自由转速全反转发动机，所述全反转发动机为无盘轴全反转发动机，包括主发动机和中心涵道，主发动机包括进气道、电驱压缩部件、燃烧室、涡轮发电机和排气段，燃烧室与燃油控制系统连接。中心涵道包括与主发动机共用的角度可调的进气段内机匣和排气段内机匣，主发动机的内机匣形成中心涵道的外机匣，中心涵道内设有中心风扇，电源控制系统调整每级转子叶片和涡轮动叶的转速。本发明通过电源控制系统取消传统发动机的机械轴和盘，可实现电驱压缩部件中各级转子叶片的转速自由可调，可以在发动机宽广的工作范围内都处于高效率转速，提高发动机的效率和性能。
发明专利
CN202410557026.X
2024-05-06
CN118375531A
2024-07-22
F02K3/06(2006.01)
中国航发四川燃气涡轮研究院
谭洪川;贺进;朱高平;张维涛;薛伟鹏;魏东;刘海祥
610500 四川省成都市新都区学府路999号
北京清大紫荆知识产权代理有限公司
秦亚群
四川;51
1.一种自由转速全反转发动机，其特征在于，所述全反转发动机为无盘轴全反转发动机，包括主发动机和中心涵道(19)，所述主发动机包括沿气流方向依次设置的进气道(1)、电驱压缩部件(2)、燃烧室(3)、涡轮发电机(4)和排气段(5)，所述燃烧室(3)与燃油控制系统(7)连接； 所述中心涵道(19)包括与所述主发动机共用的角度可调的进气段内机匣(17)和排气段内机匣(18)，所述主发动机的内机匣形成所述中心涵道(19)的外机匣，所述中心涵道(19)内设有中心风扇(16)，所述中心风扇(16)和所述电驱压缩部件(2)均包括多级转子叶片(12)； 所述涡轮发电机(4)、所述中心风扇(16)和所述电驱压缩部件(2)均与电源控制系统(8)电连接，所述电源控制系统(8)用于将采集的所述涡轮发电机(4)工作时产生的能量分配给每级所述转子叶片(12)，调整每级所述转子叶片(12)的转速。 2.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述涡轮发电机(4)为无盘轴环形发电机，包括第一机匣(10)和位于所述第一机匣(10)内的多级涡轮动叶(9)，相邻的两级所述涡轮动叶(9)的转向相反； 每级所述涡轮动叶(9)上均设有磁体，所述第一机匣(10)外部设有与每个所述磁体对应的线圈(11)，所述燃烧室(3)工作时产生燃气输入至所述涡轮发电机(4)内冲击每级所述涡轮动叶(9)转动，所述涡轮动叶(9)转动带动所述磁体与所述线圈(11)感应产生输出至所述电源控制系统(8)的电能。 3.根据权利要求1或2所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述电源控制系统(8)为所述涡轮发电机(4)的每级涡轮动叶(9)提供相同的负载，结合所述燃烧室(3)输出的燃气，调整每级所述涡轮动叶(9)具有相同的转速； 或者，所述电源控制系统(8)为所述涡轮发电机(4)的每级所述涡轮动叶(9)提供不同的负载，结合所述燃烧室(3)输出的燃气，调整所述每级涡轮动叶(9)具有不同的转速。 4.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述电驱压缩部件(2)为无盘轴环形压缩部件，包括风扇(201)和/或压气机(202)，所述风扇(201)与所述压气机(202)结构相同，均包括第二机匣(13)和位于所述第二机匣(13)内的多级所述转子叶片(12)，相邻的两级所述转子叶片(12)的转向相反； 每级所述转子叶片(12)上均设有磁体，所述第二机匣(13)外部设有与每个所述磁体对应的线圈(11)，所述电源控制系统(8)输出指令控制所述线圈(11)工作，经所述线圈(11)与所述磁体进行感应带动每级所述转子叶片(12)转动。 5.根据权利要求1或4所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述电源控制系统(8)将采集的能量均匀分配给所述电驱压缩部件(2)的每级所述转子叶片(12)，调整每级所述转子叶片(12)具有相同的转速； 或者，所述电源控制系统(8)将采集的能量非均匀分配给所述电驱压缩部件(2)的每级所述转子叶片(12)，调整每级所述转子叶片(12)具有不同的转速。 6.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述中心风扇(16)悬挂于第二机匣(13)内，所述中心风扇(16)的相邻的两级所述转子叶片(12)的转向相反； 每级所述转子叶片(12)上均设有磁体，所述第二机匣(13)外部设有与每个所述磁体对应的线圈(11)，所述电源控制系统(8)输出指令控制所述线圈(11)工作，经所述线圈(11)与所述磁体进行感应带动每级所述转子叶片(12)转动。 7.根据权利要求6所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述电源控制系统(8)将采集的能量均匀分配给所述中心风扇(16)的每级所述转子叶片(12)，调整每级所述转子叶片(12)具有相同的转速； 或者，所述电源控制系统(8)将采集的能量非均匀分配给所述中心风扇(16)的每级所述转子叶片(12)，调整每级所述转子叶片(12)具有不同的转速。 8.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述进气道(1)与所述电驱压缩部件(2)之间以及所述涡轮发电机(4)与所述排气段(5)之间均经机匣连接装置(6)连接，所述机匣连接装置(6)分别对所述进气道(1)、所述电驱压缩部件(2)、所述涡轮发电机(4)和所述排气段(5)的内外机匣连接。 9.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述全反转发动机还包括导向器(14)，所述导向器(14)位于所述涡轮发电机(4)的进口位置。 10.根据权利要求1所述的自由转速全反转发动机，其特征在于，所述全反转发动机还包括整流器(15)，所述整流器(15)位于所述电驱压缩部件(2)的出口位置。