技术领域
[0001] 本
发明涉及通过燃烧
燃料提供动
力的装置领域，具体来说，本发明涉及一种涡轮压缩空气发动机。
背景技术
[0002] 涡轮压缩空气发动机是基于涡轮轴发动机研发的。涡轮轴发动机是
燃气涡轮发动机的一种，为
直升机或坦克
装甲车辆提供动力。如图1所示，涡轮轴发动机具体的
热力循环过程为：1、
压气机从大气吸入空气并压缩成高压空气。2、从压气机流出的高压空气进入
燃烧室与注入的燃料混合燃烧后形成高温高压燃气。3、高温高压燃气从燃烧室流出，进入涡轮。涡轮与压气机装配在同一个轴上。高温高压燃气在涡轮内做功后，成为中温中压燃气流出。涡轮获得高温高压燃气做的功后，驱动压气机旋转，使得整个循环可以持续进行。4、中温中压燃气从涡轮流出后，流入自由涡轮。自由涡轮与负载设备装配备在同一个轴上。中温中压燃气在自由涡轮内做功后形成乏气排入大气。自由涡轮获得中温中压燃气做的功后，驱动负载设备旋转。
[0003]
现有技术的缺点共有两个：1、负载设备的转速无法进行快速精确的调节。由于原有技术调节转速的主要手段是调节燃油流量。当燃油流量调节后，需经历与压缩空气混合燃烧过程的变化、高温高压燃气做功的变化、中温中压燃气做功的变化等较多环节，才能以机械能变化的方式调节转速，所以无法做到快速精确地调节转速。因此这一动力装置只能用在转速变化缓慢且对转速
精度要求不高的场合。2、由于发动机与负载设备是直接由轴或其它传动装置连接的，因此发动机与负载设备的空间
位置无法自由调整。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种涡轮压缩空气发动机，保留原技术大功率、大
能量密度优点的
基础上，提高对转速调节的速度与精度，并可实现发动机与负载设备在空间位置上的自由变化。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：该涡轮压缩空气发动机包括压气机、燃烧室、涡轮、储气罐、调节
阀、
气动马达，燃烧室与压气机和涡轮连接，压气机通过轴和
轴承与涡轮连接，压气机与储气罐连接，储气罐通过调节阀与气动马达连接，气动马达通过轴和轴承与负载设备连接，压气机从大气吸入空气并压缩成高压空气，从压气机流出的高压空气，一部分流入燃烧室，另一部分流入储气罐，流入储气罐的高压气体经调节阀调节后流入气动马达，气动马达被高压空气驱动后做功带动负载设备，流入燃烧室的高压空气与注入的燃料混合燃烧形成高温高压燃气，高温高压燃气从燃烧室流出，流入涡轮，涡轮与压气机安装在同一轴上，高温高压燃气做功后形成乏气排出，涡轮获得高温高压燃气做的功后带动压气机转动，形成持续循环。
[0006] 采用以上技术方案的有益效果是：该涡轮压缩空气发动机填补了微型高调节精度设备大功率燃油动力空白。例如目前10kg以下多旋翼无人机都是电驱动的，续航能力弱。该涡轮压缩空气发动机可对类似设备提供燃油动力，在保持其飞行
稳定性的前提下大大提高续航能力。由于采用压缩空气传输能量，从而取消了传动机构，从而减轻设备重量、减少整机结构设计限制条件、使负载设备可在运行过程中自由转动。该涡轮压缩空气发动机为各类气动设备提供便携式压缩空气源。
附图说明
[0007] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
[0008] 图1是涡轮轴发动机的结构示意图；
[0009] 图2是涡轮压缩空气发动机的结构示意图。
[0010] 其中，1-压气机、2-燃烧室、3-涡轮、4-储气罐、5-调节阀、6-气动马达、7-负载设备、8-轴、9-轴承、10-自由涡轮。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图详细说明本发明涡轮压缩空气发动机的优选实施方式。
[0012] 图2出示本发明涡轮压缩空气发动机的具体实施方式：
[0013] 如图2所示，该涡轮压缩空气发动机包括压气机1、燃烧室2、涡轮3、储气罐4、调节阀5、气动马达6，燃烧室2与压气机1和涡轮3连接，压气机1通过轴8和轴承9与涡轮3连接，压气机1与储气罐4连接，储气罐4通过调节阀5与气动马达6连接，气动马达6通过轴8和轴承9与负载设备7连接。压气机1用于压缩空气。燃烧室2用于燃烧产生高温高压燃气。涡轮3用于从高温高压燃气中提取能量驱动压气机转动。储气罐4用于稳定高压空气的压力。调节阀5用于控制流入气动马达的流量。气动马达6用于驱动负载设备。
[0014] 结合图1和图2，该涡轮压缩空气发动机比传统的涡轮轴发动机少了自由涡轮10。该涡轮压缩空气发动机的热力循环过程为：压气机1从大气吸入空气并压缩成高压空气，从压气机1流出的高压空气，一部分流入燃烧室2，另一部分流入储气罐4，流入储气罐4的高压气体经调节阀5调节后流入气动马达6，气动马达6被高压空气驱动后做功带动负载设备7，流入燃烧室2的高压空气与注入的燃料混合燃烧形成高温高压燃气，高温高压燃气从燃烧室2流出，流入涡轮3，涡轮3与压气机1安装在同一轴上，高温高压燃气做功后形成乏气排出，涡轮3获得高温高压燃气做的功后带动压气机1转动，形成持续循环。
[0015] 在实际运行过程中，控制负载设备7转速的过程是通过控制调节阀5的开度来控制流入气动马达6的压缩空气的流量实现的，因此具有较高的调节速度与精度。由于储气罐4具有较大体积，虽然
对流入气动马达6的流量的调节速度较高，但是储气罐4内的压力变化却较为缓慢。因此，可采用对燃料流量的调节方法对储气罐4内的压力进行调节。
[0016] 以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
