CN103742295A - 涡轮喷气发动机及其工作中混合液态气体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够获得液态气体混合动力的涡轮喷气发动机以及在涡轮喷气发动机工作中实现液态气体混合的方法。本发明的涡轮喷气发动机包括进气道、压气机、燃油喷管、燃烧室、涡轮和尾喷管，在燃烧室与涡轮之间设置液态气体喷管。通过本发明，能够增加燃料效率，减小消耗，降低成本和污染，以及降低对涡轮部件材料、加工工艺等方面的要求。

Description

涡轮喷气发动机及其工作中混合液态气体的方法
技术领域
本发明涉及一种能够获得液态气体混合动力的涡轮喷气发动机以及在涡轮喷气发动机工作中混合液态气体的方法。
背景技术
飞机广泛采用的涡轮喷气发动机的缺点在于：热效率低、能耗大，环境污染大。另外，涡轮喷气发动机在工作过程中，会产生高达摄氏两千度以上的高温气体并且该高温气体会剧烈膨胀产生喷射速度极高的气流。由于在涡轮喷气发动机工作过程中，涡轮会长时间受这一高温、高速气流的作用，因此，对涡轮喷气发动机的涡轮的材料及制造工艺的要求非常高，以致涡轮喷气发动机的加工工艺要求非常高，加工成本也非常高。
针对于此，现有技术中也提出了通过向涡轮喷气发动机中喷入非燃料(例如，水)来解决上述问题的方案。但是，实践表明，目前这类方案的效果有限，对于以上问题的解决远未达到令业界满意的程度。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供了一种能够获得液态气体混合动力的涡轮喷气发动机以及在该涡轮喷气发动机中实现液态气体混合的方法，其能够增加燃料效率，减小消耗，降低成本和污染以及降低对涡轮部件材料、加工工艺等方面的要求。
根据本发明的一个方面，提供了一种涡轮喷气发动机，其包括进气道、压气机、燃油喷管、燃烧室、涡轮和尾喷管，在燃烧室与涡轮之间设置液态气体喷管。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在涡轮喷气发动机工作中实现液态气体混合的方法，所述涡轮喷气发动机包括进气道、压气机、燃油喷管、燃烧室、涡轮和尾喷管。该方法在涡轮喷气发动机工作期间，在燃烧室与涡轮之间喷入液态气体。
所述液态气体优选液态空气，液态氮气或液态混合气体。
所述涡轮喷气发动机优选为涡轮风扇喷气发动机或涡轮喷气发动机。
发明效果
根据本发明，由于在涡轮喷气发动机工作期间，通过设置在涡轮喷气发动机的燃烧室与涡轮之间的液态气体喷管，向流经燃烧室与涡轮之间的高温、高压气流喷注了液态气体，从而能够借助液态气体的迅速汽化，显著降低气流温度，由此大大降低热量对涡轮叶片的影响，并且，由于作用在涡轮叶片上的作用力不会减少，因此，并不会减小带动涡轮旋转的力，同时经尾喷管喷出的气体的质量和速度非但没有损失反而会增加，从而随着不断喷入液态气体而使涡轮喷气发动机的推力增加，由此能够增加燃料效率，减小消耗，降低成本和污染，以及降低对涡轮部件材料、加工工艺等方面的要求。
附图说明
图1为结构示意图，其显示了本发明的能够获得液态气体混合动力的涡轮喷气发动机的结构。
具体实施方式
下面，参照图1对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，本发明的能够获得液态气体混合动力的涡轮喷气发动机包括进气道1，压气机2，燃油喷管3，燃烧室4，涡轮6和尾喷管7，并且，在燃烧室4与涡轮6之间设置液态气体喷管5。在该涡轮喷气发动机的工作中，通过液态气体喷管5在燃烧室4与涡轮6之间喷射出液态气体，以使其与流经燃烧室4的气流充分混合。
采用这种结构，在该涡轮喷气发动机工作期间，吸入的空气经压气机2压缩并进入燃烧室4。从燃油喷管3喷出的燃料与压缩空气充分混合以形成混合物并在燃烧室4中燃烧，从而形成高温、高压气流。所述高温、高压气流被进一步向后喷射，在其达到涡轮之前，经液态气体喷管5向该气流中喷注液态气体细微颗粒，使其与高温、高压气流接触，从而使液态气体迅速汽化，同时，使气流温度显著降低，由此大大降低热量对涡轮叶片的影响，并且，在这种情况下，由于作用在涡轮叶片上的作用力不会减少，因此，并不会减小带动涡轮旋转的力，同时经尾喷管7喷出的气体的质量和速度非但没有损失反而会增加，从而随着不断喷入液态气体而使涡轮喷气发动机的推力增加，由此能够增加燃料效率，减小消耗，降低成本和污染，以及降低对涡轮部件材料、加工工艺等方面的要求。
本发明中的液态气体可以采用液态空气，液态氮气、液态混合气体或其他具备较低沸点、较低汽化热、较低临界温度的液态气体。
以上所描述的仅是本发明的最佳实施例。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可对其作出多种变形和改进，这些变形和改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种涡轮喷气发动机，其包括进气道(1)、压气机(2)、燃油喷管(3)、燃烧室(4)、涡轮(6)和尾喷管(7)，其特征在于：在所述燃烧室(4)与所述涡轮(6)之间设置液态气体喷管(5)。
2.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机，其特征在于：所述液态气体为液态空气，液态氮气或液态混合气体。
3.根据权利要求1或2中所述的涡轮喷气发动机，其特征在于：所述涡轮喷气发动机为涡轮风扇喷气发动机或涡轮喷气发动机。
4.一种在涡轮喷气发动机工作中实现液态气体混合的方法，其中，所述涡轮喷气发动机包括进气道、压气机、燃油喷管、燃烧室、涡轮和尾喷管，其特征在于：在上述涡轮喷气发动机工作期间，在所述燃烧室与所述涡轮之间喷入液态气体。
5.根据权利要求4所述的方法：所述液态气体为液态空气，液态氮气或液态混合气体。
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PB01 Publication
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