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连续旋转 爆震舰船

阅读：2发布：2020-06-15

专利汇可以提供连续旋转爆震舰船专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种连续旋转爆震舰船，其包括动力装置和舰船主体。动力装置包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。外壳具有空气入口和排气口。中心体具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体，且外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构包括压气用组件、动力涡轮和传动轴。动力涡轮在旋转爆震燃烧后的气体驱动下运动以对舰船主体做功。基于采用了旋转爆震技术，其燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。，下面是连续旋转爆震舰船专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种连续旋转爆震舰船，包括：
舰船主体(2)；
动力装置(1)，为舰船主体(2)提供动力；
其特征在于，动力装置(1)包括：
外壳(11)，为单个的一体式的筒体，具有：
空气入口(111)，设置于外壳(11)的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口(112)，设置于外壳(11)的后端；
中心体(12)，呈柱状，固定设置于外壳(11)的中部，且具有沿中心体(12)的轴向贯穿中心体(12)的中间通孔(121)；
旋转爆震燃烧室(13)，套设于中心体(12)并固定连接于外壳(11)，具有：
进气口(131)；
内壁(132)，呈环形，与中心体(12)的外壁面(122)之间形成有第一气流通道(T1)；
外壁(133)，呈环形，与内壁(132)一起形成旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)，外壁(133)与外壳(11)之间形成有第二气流通道(T2)；以及
出气口(134)，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；
油路组件(14)，包括：
供油管路(141)；
燃料管(142)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，连通于供油管路(141)和旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；以及
多个喷嘴(143)，贯穿设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)的与燃料管(142)对应的位置并直接伸入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)，以使燃料管(142)内的燃料经由喷嘴(143)进入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；
点火器(15)，位于喷嘴(143)的下游并固定设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，以用于对进入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧；
驱动机构(16)，包括：
压气用组件(161)，穿设于中心体(12)的中间通孔(121)，用于压缩进入外壳(11)中的空气，包括设置于旋转爆震燃烧室(13)与外壳(11)的空气入口(111)之间的压气机(1611)，压气机(1611)的下游侧与第一气流通道(T1)、第二气流通道(T2)以及旋转爆震燃烧室(13)的进气口(131)直接相邻，经由外壳(11)的空气入口(111)进入的空气经由压气机(1611)压缩后直接进入旋转爆震燃烧室(13)的进气口(131)以供入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)中，经由各喷嘴(143)进入环形燃烧腔(135)的燃料的方向与经由进气口(131)供入环形燃烧腔(135)的空气的方向垂直并直接混合燃烧；
动力涡轮(162)，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及
传动轴(163)，一端连接于动力涡轮(162)，而另一端连接于舰船主体(2)，以使舰船主体(2)在动力涡轮(162)的驱动下运动；以及
掺混室(19)，位于旋转爆震燃烧室(13)和动力涡轮(162)之间，直接相邻并直接连通第一气流通道(T1)、第二气流通道(T2)和旋转爆震燃烧室(13)的出气口(134)，以使从第一气流通道(T1)和第二气流通道(T2)出来的冷却的空气与从旋转爆震燃烧室(13)的出气口(134)排出的旋转爆震燃烧后的气体掺混。
2.根据权利要求1所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，连续旋转爆震舰船还包括：
减速器(3)，设置于动力涡轮(162)与舰船主体(2)之间的传动轴(163)上，动力涡轮(162)经由减速器(3)连接于舰船主体(2)以使舰船主体(2)在动力涡轮(162)的驱动下运动。
3.根据权利要求1所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，压气用组件(161)还包括：
高压涡轮(1612)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的下游；以及
 转轴(1613)，穿设中心体(12)的中间通孔(121)，用于连接压气机(1611)和高压涡轮(1612)。
4.根据权利要求1所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，动力装置(1)还包括：
内侧环形分流板(17)，设置于第一气流通道(T1)入口处，用于调节进入第一气流通道(T1)内的空气流量。
5.根据权利要求4所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，
内侧环形分流板(17)为双层板，各层板上均贯穿设置有开孔(171)以使空气进入第一气流通道(T1)；
其中，双层板中的其中一层板固定连接于中心体(12)和旋转爆震燃烧室(13)的内壁(132)，而另一层板能够旋转运动以调节进入第一气流通道(T1)的空气流量。
6.根据权利要求1所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，动力装置(1)还包括：
外侧环形分流板(18)，设置于第二气流通道(T2)入口处，用于调节进入第二气流通道(T2)内的空气流量。
7.根据权利要求6所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，
外侧环形分流板(18)为双层板，各层板上均贯穿设置有开口(181)以使空气进入第二气流通道(T2)；
其中，双层板中的其中一层板固定连接于外壳(11)和旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，而另一层板能够旋转运动以调节进入第二气流通道(T2)的空气流量。
8.根据权利要求1所述的连续旋转爆震舰船，其特征在于，动力装置(1)还包括：
第一可调导向器(F1)，固定设置于外壳(11)的空气入口(111)处；以及第二可调导向器(F2)，固定设置于动力涡轮(162)的入口处。

说明书全文

连续旋转爆震舰船

技术领域

[0001] 本发明涉及动力技术领域，尤其涉及一种连续旋转爆震舰船。

背景技术

[0002] 目前，燃气轮机由于效率高、功率大、可靠性和自动化控制程度高等诸多优点，已经成为大、中型舰船的首选发动机，先进的航空技术在舰船燃气轮机中得到了进一步的应用。但随着海洋战略地位的提升，军用舰船对于灵活性、载重能力和稳定性的要求越来越高，民用船舶对于高吨位、高航速的需求也越来越大，这就需要更高功率的发动机来驱动。同时，随着全球能源储藏量的降低，燃料的成本越来越高，降低燃料消耗成为了舰船技术的关键突破口。因此，燃气轮机向着更高效率和更大功率的方向发展。

发明内容

[0003] 鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种连续旋转爆震舰船，其动力装置的燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。

[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种连续旋转爆震舰船，其包括动力装置和舰船主体。动力装置为舰船主体提供动力，包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。

[0005] 外壳具有：空气入口，设置于外壳的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口，设置于外壳的后端。中心体呈柱状，固定设置于外壳的中部，且具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体并固定连接于外壳，且外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室供入空气。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室提供燃料。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，以用于对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构包括：压气用组件，穿设于中心体的中间通孔，用于压缩进入外壳中的空气；动力涡轮，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及传动轴，一端连接于动力涡轮，而另一端连接于舰船主体，以实现动力涡轮对舰船主体做功。

[0006] 本发明的有益效果如下：

[0007] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，动力装置采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压的燃气，然后利用高温高压的燃气对驱动机构的压气用组件和动力涡轮膨胀做功，此时燃气的一部分热能转化为动力涡轮的机械能而使动力涡轮旋转运动。由于动力涡轮经由传动轴连接于舰船主体，从而实现动力涡轮对舰船主体做功。本发明的连续旋转爆震舰船基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。附图说明

[0008] 图1是根据本发明的连续旋转爆震舰船的整体结构示意图；

[0009] 图2是图1中的压气用组件的结构示意图；

[0010] 图3是图1中的动力涡轮的结构示意图；

[0011] 图4是图1中的内侧环形分流板与外侧环形分流板的整体结构立体图；

[0012] 图5是图4的变形图；

[0013] 图6是沿图1中A-A线切分后的剖视图；

[0014] 图7是沿图1中B-B线切分后的剖视图。

[0015] 其中，附图标记说明如下：

[0016] 1动力装置 1611压气机

[0017] 11外壳 1612高压涡轮

[0018] 111空气入口 1613 转轴

[0019] 112排气口 162动力涡轮

[0020] 12中心体 163传动轴

[0021] 121中间通孔 17内侧环形分流板

[0022] 122外壁面 171开孔

[0023] 13旋转爆震燃烧室 18外侧环形分流板

[0024] 131进气口 181开口

[0025] 132内壁 19掺混室

[0026] 133外壁 C1第一轴承

[0027] 134出气口 T1第一气流通道

[0028] 135环形燃烧腔 T2第二气流通道

[0029] 14油路组件 F1第一可调导向器

[0030] 141供油管路 F2第二可调导向器

[0031] 142燃料管 P排气管

[0032] 143 喷嘴 G 锅炉

[0033] 15点火器 2舰船主体

[0034] 16驱动机构 3减速器

[0035] 161压气用组件

具体实施方式

[0036] 下面参照附图来详细说明根据本发明的连续旋转爆震舰船。

[0037] 参照图1至图7，根据本发明的连续旋转爆震舰船，其包括动力装置1和舰船主体2(这里主要指舰船的螺旋桨)。动力装置1为舰船主体2提供动力，包括外壳11、中心体12、旋转爆震燃烧室13、油路组件14、点火器15以及驱动机构16。

[0038] 外壳11具有：空气入口111，设置于外壳11的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口112，设置于外壳11的后端。中心体12呈柱状，固定设置于外壳11的中部，且具有沿中心体12的轴向贯穿中心体12的中间通孔121。旋转爆震燃烧室13套设于中心体12并固定连接于外壳11，且外壳11的空气入口111连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13供入空气。油路组件14受控连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13提供燃料。点火器15固定设置于旋转爆震燃烧室13，以用于对进入旋转爆震燃烧室13内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构16包括：压气用组件161，穿设于中心体12的中间通孔121，用于压缩进入外壳11中的空气；动力涡轮162，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及传动轴163，一端连接于动力涡轮162，而另一端连接于舰船主体2，以实现动力涡轮162对舰船主体2做功。

[0039] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，动力装置1采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室13中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压燃气，然后利用高温高压燃气对驱动机构16的压气用组件161和动力涡轮162膨胀做功，此时高温高压燃气的一部分热能转化为动力涡轮162的机械能而使动力涡轮162旋转运动。由于动力涡轮162经由传动轴163连接于舰船主体2，从而实现动力涡轮162对舰船主体2做功。本发明的连续旋转爆震舰船基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置1的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。

[0040] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，连续旋转爆震舰船还可包括：减速器3，设置于动力涡轮162与舰船主体2之间的传动轴163上，动力涡轮162经由减速器3连接于舰船主体2以使舰船主体2在动力涡轮162的驱动下运动。

[0041] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，压气用组件161可包括：压气机1611，设置于旋转爆震燃烧室13的上游；高压涡轮1612，设置于旋转爆震燃烧室13的下游；
以及转轴1613，穿设中心体12的中间通孔121，用于连接压气机1611和高压涡轮1612。其中，旋转爆震燃烧室13中排出的高温高压燃气对高压涡轮1612膨胀做功，高压涡轮1612旋转运动并通过转轴1613带动压气机1611工作以对进入外壳11中的空气进行压缩。

[0042] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，第一转轴1613可通过第一轴承C1连接于中心体12。

[0043] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，旋转爆震燃烧室13可具有：进气口131；内壁132，与中心体12的外壁面122之间形成有第一气流通道T1；外壁133，与内壁132一起形成旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135，外壳11的空气入口111经由进气口131连通于环形燃烧腔135以向环形燃烧腔135供入空气，且外壁133与外壳11之间形成有第二气流通道T2；以及出气口134，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室13。其中，流经第一气流通道T1和第二气流通道T2中的空气主要用于冷却旋转爆震燃烧室13。

[0044] 在这里补充说明的是，与传统的动力装置的燃烧室相比，本发明的连续旋转爆震舰船中的旋转爆震燃烧室13的尺寸相对较小，从而缩小了动力装置1的整体尺寸。

[0045] 根据本发明的连续旋转爆震舰船，在一实施例中，参照图1，旋转爆震燃烧室13的前部可为中间窄两头大的不规则变形腔体(用于改变经由进气口131进入的空气的压力)，而尾部(指环形燃烧腔135部分)可为规则的圆柱形腔体(用于旋转爆震燃烧)。这里，由于旋转爆震燃烧室13的尾部为等截面的，因此在环形燃烧腔135中的燃烧过程由一般的等压燃烧变为近似等容燃烧，显著提高了燃烧效率、燃烧速度快，进而能够为舰船主体2提供更大的动力。

[0046] 根据本发明的连续旋转爆震舰船，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：内侧环形分流板17，设置于第一气流通道T1入口处，用于调节进入第一气流通道T1内的空气流量。

[0047] 在一实施例中，参照图5和图6，内侧环形分流板17可为单层板，单层板上贯穿设置有开孔171以使空气进入第一气流通道T1。

[0048] 在一实施例中，参照图4和图6，内侧环形分流板17可为双层板，各层板上均贯穿设置有开孔171以使空气进入第一气流通道T1。其中，双层板中的其中一层板固定连接于中心体12和旋转爆震燃烧室13的内壁132，而另一层板能够旋转运动以调节进入第一气流通道T1的空气流量。这里，内侧环形分流板17基于双层板中的两层之间的错位来改变开孔171的大小，进而实现空气流量的调节。

[0049] 根据本发明的连续旋转爆震舰船，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：外侧环形分流板18，设置于第二气流通道T2入口处，用于调节进入第二气流通道T2内的空气流量。

[0050] 在一实施例中，参照图5和图6，外侧环形分流板18可为单层板，单层板上贯穿设置有开口181以使空气进入第二气流通道T2。

[0051] 在一实施例中，参照图4和图6，外侧环形分流板18可为双层板，各层板上均贯穿设置有开口181以使空气进入第二气流通道T2。其中，双层板中的其中一层板固定连接于外壳11和旋转爆震燃烧室13的外壁133，而另一层板能够旋转运动以调节进入第二气流通道T2的空气流量。这里，外侧环形分流板18基于双层板中的两层之间的错位来改变开口181的大小，进而实现空气流量的调节。

[0052] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1和图7，油路组件14可包括：供油管路141；燃料管142，设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133，连通于供油管路141和旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135；以及多个喷嘴143，贯穿设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133的与燃料管142对应的位置，以使燃料管142内的燃料经由喷嘴143进入旋转爆震燃烧室13。

[0053] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，动力装置1还可包括：掺混室19，连通第一气流通道T1、第二气流通道T2和旋转爆震燃烧室13的出气口134，以使冷却的空气与旋转爆震燃烧后的气体掺混。

[0054] 根据本发明的连续旋转爆震舰船，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：第一可调导向器F1，固定设置于外壳11的空气入口111处；以及第二可调导向器F2，固定设置于动力涡轮162的入口处。第一可调导向器F1用于调节进入外壳11中的空气的流动方向，而第二可调导向器F2用于调节进入动力涡轮162中的高温高压燃气的流动方向以控制动力涡轮162的转速和转动方向(如制动情况下)。

[0055] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，连续旋转爆震舰船还可包括：排气管P，设置在外壳11尾部的排气口112处以将动力装置1排出的尾气引出。由于本发明的连续旋转爆震舰船采用了爆震燃烧技术，燃烧比较充分，导致产生的尾气中氮氧化物等空气污染物的含量明显降低，从而减少了对环境的污染。

[0056] 在根据本发明的连续旋转爆震舰船中，参照图1，连续旋转爆震舰船还可包括：锅炉G，连通于排气管P以使排气管P中的尾气对锅炉G进行加热，以实现废热的再利用，从而节约了能源。如，锅炉G中产生的蒸汽可以用于为连续旋转爆震舰船发电或供暖。

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