涵道装置和涵道发动机的制作方法

1.本技术涉及流体应用领域,具体是涵道装置和涵道发动机。


背景技术：

2.涵道装置是利用至少两种流体之间通过管道形成相互作用的装置，被广泛应用于个领域，例如工业，国防，最具有代表性的应用是涵道发动机，其主要结构为内外涵道，空气从涵道发动机前端进入内外涵道，进入内涵道的空气参与燃料燃烧，形成高温高速的气流从内涵道尾部排出，并且与外涵道的气流在内涵道尾部混合，把热量和动能传递给外涵道的气体，这样形成更大质量的气体从喷气发动机排出，获得更大推力，在此过程中，内外涵道气体的混合比例关系到喷气发动机的效率，理想混合比例是百分之一百，这样内涵道气体把所有热量和动能与外涵道气体传递共享，而如果有部分外涵道的气体没有与内涵道气体混合，没有参与热量和动能传递，则这部分气体等于没有任何作用地流过涵道发动机，减低涵道发动机的效率，现有涵道发动机为了把内涵道尾部排出气体能量传递给尽可能多地外涵道气体，常采用大涵道比的方法，涵道比即外涵道横截面与内涵道横截面的比例，大涵道比可以获得大推力，然而大涵道比也因为外涵道外层气体与处于中心位置的内涵道气体距离增大，而会发生内涵道排出气体的热量和动能不能及时传递给外涵道外层气体，或者传递不充分的现象，例如没有使外涵道气体获得足够的温度和动能，涵道发动机的总排气质量受到影响，这影响了涵道发动机的性能进一步提升和应用，现有技术已经达到极限，需要创新改进。


技术实现要素：

3.本技术的目的是在于提供一种涵道装置，具体是通过增加分管增加各涵道流体之间的接触面积和位置，从而增加涵道各流体之间的混合比例和速度，提高涵道的利用效率。
4.本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种涵道装置，所述涵道装置包括外管和内管，内管和外管同轴设置，内管内部空间称为内涵道，内管和外管之间有空间称为外涵道，所述内管尾部具有至少两个分管，分管沿着外管径向平均分布在外管内，所述内管的分管口部比较外管口部缩进；当内涵道有流体从前部进入并且从尾部排出的时候，内涵道流体与外涵道流体发生作用，因为内管的尾部设置多个分管，相比较于内管前后端都是一个管道的结构，外涵道的流体可以进入各分管之间的空间，减少了内涵道流体与外涵道流体之间的混合距离，提高了内涵道和外涵道之间流体的混合效率，因而提高了涵道装置的整体效率，设置内管的分管口部比较外管口部缩进，即内涵道尾部比较外涵道缩进，可以集中混合内外涵道的流体一起有外管尾部喷出，在外管的尾部设置尾管缩放装置，改变外管尾部横截面积，可以变化所述涵道装置喷出总流体的速度。
5.一种涵道发动机，包括内管和外管，内管内部空间形成内涵道，内管和外管之间的空间形成外涵道，内管和外管同轴设置，内管轴心沿着轴线设转轴，在外管前端设置风扇在转轴上，在内管前端设有压气机在转轴上，在内管靠近尾部设有涡轮机在转轴上，压气机和
涡轮机之间设有燃烧室，所述内管尾部具有至少两个分管，分管沿着外管径向平均分布在外管内，所述内管的分管口部比较外管口部缩进，因此内涵道比较外涵道缩进，使内外涵道气体混合后由外管尾部一起喷出，所述外管尾部口部设有缩放装置，能够改变外管尾部口部横截面积，改变涵道发动机喷出气体的速度和力量。
6.本技术通过设置分管而将内涵道分流，使内涵道喷出的流体分布到外涵道径向的多个位置，使内外涵道的流体充分混合，更好地发生相互作用，可以理解，同样的原理，可以将外涵道通过分管将外涵道的流体分流，使一部分流体进入内涵道内部位置，同样可以使内外涵道流体充分混合，更好地发生相互作用。
7.本技术的有益效果在于：采用本技术所述的涵道装置，因为在内管设有分管，使内涵道的尾部成为多个出口分布在外管内，使内涵道与外涵道流体混合位置均匀分布，使现有内外涵道各位置流体之间距离不一致造成的混合不均匀的问题改善，提高内外涵道流体混合比例；采用本技术的涵道发动机，在所述涵道发动机内部燃烧动力装置功率不变的情况下，使用本技术所述的涵道装置，增加了其内外涵道间气体的作用面积和作用位置平均分布，使燃烧动力装置从内涵道喷出的具有热量和动能的气体迅速传递给外涵道进入的所有位置的空气，使所述涵道发动机喷出具有热量和动能的气体能够作用于更大质量的外涵道空气，产生更大的作用力，反作用于所述涵道发动机，从而使所述涵道发动机获得更大推力，本技术的涵道装置和涵道发动机，架构简单，易于实现，可以很方便与现有各种装置配合使用，提高涵道装置效率，节约能源。
附图说明
8.图1为本技术的一种涵道装置剖面示意图；
9.图2为一种现有涵道装置示意图；
10.图3为本技术的一种涵道装置轴向截面示意图；
11.图4为本技术的一种涵道装置尾部示意图；
12.图5为本技术的另一种涵道装置剖面示意图；
13.图6为本技术的另一种涵道装置轴向截面示意图；
14.图7为本技术的另一种涵道装置尾部示意图；
15.图8为一种现有涵道发动机示意图；
16.图9为本技术的一种涵道发动机示意图
17.图10为本技术的另一种涵道发动机示意图；
18.图中1为内管，2为分管，3为外管，4为导流管，5为缩放尾管，6为风扇，7为压气机，8为涡轮，9为转轴。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例，进一步阐述本技术，图1为本技术的一种涵道装置剖面示意图；图中1为内管，2为分管， 3为外管，图中内管1与外管3同轴线设置，内管1内部空间称为内涵道，内管1和外管3之间的空间称为外涵道，内管1在尾部设置3个分管2,3个分管2内部空间与内管1连通，3个分管口部成均匀分布在外管3的径向平面内，分管2的3个口部比较外管3的口部缩进，流体经过内管1的内涵道从分管2流出，带动外涵道的流体流动；图2 为一
种现有涵道装置示意图，在这个现有涵道途中，内管1内部空间为内涵道，内管1和外管3之间的空间为外涵道，内涵道流体从尾部流出带动外涵道流体流动，由图中所示可以看出，其内涵道中心部分流体很难与外涵道外层的流体发生作用，因此降低里涵道装置的作用，采用本技术在图1中所述的结构，参看图3和图4，图3为本技术的一种涵道装置轴向截面示意图，图4为本技术的一种涵道装置尾部示意图，内涵道的流体通过3个分管2的口部流出，而外涵道的流体进入3个分管2之间的外部空间，也包括3个分管2与外管3之间的多个空间，因为分管2 在外管3径向平面是均匀分布，因此使内外涵道的流体形成多个交流位置，减少如图2的现有涵道存在的问题，促进内外涵道的流体均匀交流，提高涵道装置的效率，可以理解，本技术的附图所示的分管2设置为3个，可以根据具体应用设置不同数量。
20.图5为本技术的另一种涵道装置剖面示意图，在本附图中，内管1在后半部分设置成内外两层，内管1所构成内涵道的流体从内外两层之间喷出，在内管外壁设导流管4，导流管4连通内管1的内层构成的空间，这部分结构参看附图6和附图7，图6为本技术的另一种涵道装置轴向截面示意图，图7为本技术的另一种涵道装置尾部示意图，附图中箭头为流体的流动方向，在附图6中外涵道的部分流体经过内管1上的导流管4进入内管1的内层的空间，同时外涵道的部分流体还沿着原有内管1和外管3之间的空间流出，内涵道的流体则进入内涵道后半部分由内外两层构成的空间流出，参见附图7，本附图中由于导流管4的存在，内涵道的流体从被分成4个弧形的口流出，这4个弧形的部分即前面所述分管2，即最终达到这样的效果，沿着外管径向的方向，内涵道的流体的内外两侧都有外涵道的流体，因此极大地扩展了内外涵道流体的接触位置，能使内外涵道的流体混合均匀，提高两者之间热量和动能的交换速度，提高涵道装置效率。
21.图8为一种现有涵道发动机示意图，图中1为内管，3为外管，5为缩放尾管，6为风扇，7为压气机，8为涡轮，9为转轴，从涵道发动机的前端风扇6进入的空气，分成两部分，一部分进入内管1和外管3之间的外涵道，从外涵道的尾部流出，一部分空气进入内管1内部前端的压气机7，在压气机7和涡轮之间设有燃烧室，这部分空气经过燃烧室参与燃烧，形成具有大量热量和动能的气体从内涵道的尾部喷出，在内涵道的尾部和外涵道流入的空气混合，形成涵道发动机总的排气质量，从涵道发动机的尾部排出，从附图8中可以看出，从内涵道尾部喷出的气体的中心位置的气体，很难与外涵道的气体发生接触，也就无法进行热量和能量的交换，因此需要改进。
22.图9为本技术的一种涵道发动机示意图，通过采用本技术的结构，在图8所述涵道发动机的基础上，在内管1 的尾部设,3个分管2，3个分管2均匀分布在外管3径向的空间上，使内涵道尾部的气体通过3个分管2的口部喷出，从而与从外涵道进入的空气形成多个位置的分布，使内外涵道的气体充分混合，内涵道的含有热量和动能的气体迅速传递热量和动能给外涵道的空气，也因此在这两部分气体之间产生更大作用力，因此反作用力使涵道发动机获得更大推力，所述内管1的分管2比较外管3的口部缩进，在外管3的尾部，即涵道发动机的尾部设置缩放尾管 5，改变涵道发动机尾部喷口的面积，可以改变喷出气体的速度和力量，从而使涵道发动机获得不同的速度和力量。
23.图10为本技术的另一种涵道发动机示意图；图中1为内管，3为外管，4为导流管，5为缩放尾管，6为风扇，7为压气机，8为涡轮，9为转轴，在本实施例中，通过在内管1的后半部分设置导流管4，导流管4连通内管1和外管3之间的外涵道与内管1的内涵道的中心位置，可
以将外涵道的气体导流到内涵道的中心位置，增加改变内外涵道气体的接触位置，使内外涵道气体充分混合，传递热量和动能，提高涵道发动机的效率，所述内管1尾部和导流管4的口部比较外管3的尾部缩进，其他部分的作用相同于上述图9中的各部分。
24.这里仅通过所选的实施例对本技术进行了说明，所述涵道还有很多种形状和组合，同时为了清晰说明本技术结构和原理，本技术主要对于本技术相关的结构进行了说明附图，其他辅助装置没有附图标示，防止影响实施例附图说明效果，例如所述内外管之间的位置固定用支架没有标示，以及在一般情况下，是利用所述内管内涵道的流体的流动带动所述外管与内管之间的外涵道内的流体产生流动，如所述实施例的涵道装置和涵道发动机，但是可能会有相反的应用情况，即利用所述外管与内管之间的外涵道内流体的流动带动所述内管内部的内涵道的流体流动，其具有一样的工作原理，还有所述分管的形状，例如圆形，椭圆形，弧形等，都可以根据具体应用环境调节，因此显而易见的是，上述的实施例用于说明而不是用于限定本技术。