CN108487988A - 一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室 - Google Patents

一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，由上下环形燃烧室构成的全环形燃烧室，定子内壁上两个节流环之间还设有一个内凸的山峰形圆环，山峰形圆环峰顶设有至少2个燃料喷射口，燃料喷管与燃料供给系统燃料连接，每个节流环面向螺管转子端环形表面设有一个环形凹环，每个环形凹环腔所设的进气管与空气压缩机气连接，点火装置的正负极点火针分别设在两个节流环上与高压电子点火器电连接，左右环形凹环腔与山峰形圆环之间谷底设有至少2条小孔道，工作时压缩空气通过两个节流环转动间隙和小孔道流入全环形燃烧室内与喷出的燃料进行掺混，正负点火针通过间隙放电点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。耐高温高压、坚固耐用、响应快，节能。

Description

一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室
技术领域
本发明涉及发动机燃烧室，具体来说涉及一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室。
技术背景
我们知道，燃气涡轮发动机燃烧室内燃烧温度高达2000多度，压力在20 至30多个大气压，燃烧室外壳在这样高温下很难承受这样的高压。为了降低燃烧室壁的温度，在燃烧室内设火焰筒，火焰筒采用耐高温材料制成，空气气流通过火焰筒前方入口与筒身的进气孔进入火焰筒内，燃料与空气混合后在火焰筒内燃烧，由于气流是从火焰筒外流向火焰筒内，在火焰筒外是没有火焰的，使燃烧室壁不会受到火焰的烧烤，温度较低保证强度。而火焰筒只承受高温，不承受压力。所以燃气涡轮发动机的燃烧室通常造成管式燃烧室。
虽然火焰筒采用耐高温材料制成，也难承受高温的烧烤，为了降低火焰筒的温度，利用空气进入火焰筒时对其冷却。通过进气孔进入火焰筒的空气能对火焰筒壁起到一定的冷却作用，但还不够，还要航空发动机中常用的方法——小孔气膜冷却法等措施来降低火焰筒壁的温度。这种火焰筒的圆周开有很多小孔，气流沿壁进孔并沿内壁走过一段距离，可有效降低这一段的温度，由于一圈小孔仅降低一段的温度，所以采用多段的结构。
在专利申请号201610813636.7一种燃气螺管转子发动机中，公开了包括燃气螺管转子发动机的螺管转子发动机，转子旋转体是在同一圆柱体上制成头部圆柱体、颈部圆柱体、内置螺管圆柱体的整体，或是，在同一圆柱体上制成左内置螺管圆柱体、颈部圆柱体、右内置螺管圆柱体的整体，用于转换流体能量的螺管设在内置螺管圆柱体表层，转子装入螺管转子发动机定子内定位，转子与定子内壁之间形成的转动间隙分别设有密封装置，在以颈部圆柱体环形空腔作下环形燃烧室对应定子内壁上设有上环形燃烧室，该上环形燃烧室与空气压缩机气连接、燃料供给系统燃料连接，并设有点火装置，以此上下环形燃烧室构成了环形燃烧室，定子两端分别设有排气孔。在这类燃气螺管转子发动机燃烧室中根本容纳不了一个火焰筒，但又必须有一个性能优于火焰筒的燃烧室，这是必须要解决技术问题。
发明内容
本发明的目的：提供一种耐高温高压、坚固耐用、响应快，节能的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室。
本发明通过下述的技术方案来实现发明目的：
一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，包括燃气螺管转子发动机由上下环形燃烧室构成的全环形燃烧室，定子内壁上两个节流环之间还设有一个内凸的山峰形圆环，山峰形圆环峰顶设有至少2个燃料喷管喷射口，燃料喷管与燃料供给系统燃料连接，每个节流环面向螺管转子端环形表面设有一个环形凹环腔，每个环形凹环腔所设的进气管与空气压缩机气连接，点火装置的正负极点火针分别设在两个节流环上与高压电子点火器电连接，左右节流环与山峰形圆环之间谷底设有至少2条小孔道，工作时压缩空气通过两个节流环转动间隙和小孔道流入全环形燃烧室内与喷出的燃料进行掺混，正负点火针通过间隙放电点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。
点火装置用火花塞设在内凸的山峰形圆环上与高压电子点火器电连接代替。
燃料喷射口和小孔道同时顺时针或逆时针，以小90度角喷射入全环形燃烧室，使压缩空气和燃料进行掺混，形成旋流燃烧。
设在定子内壁上两节流环左右两边的正极和负极点火针呈对称分布。
高频高能电子点器的正极和负极点火针之间，是通过定子内壁上两节流环与螺管转子之间的转动间隙放电，点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。
高压点火器是高频高能电子点火器，所用点火针或火花塞是半导体。
由于采用了上述技术措施，本发明与现有技术相比能取得下述有益技术效果：
1.耐高温高压和耐用。一是燃气螺管转子发动机的定子和螺管转子都是采耐高温的氮化硅材料制造；二是燃气螺管转子发动机环形燃烧室外壁是定子整体，内是整体的转子旋转体，没有薄壁容易烧穿的火焰筒；三是燃料喷射口设山峰形圆环峰顶，左右节流环与山峰形圆环坡底之间布置有许多压缩空气小孔道，喷射出来的燃料就会被压缩空气托离山峰燃烧，对上环形燃烧室内壁还起冷却作用。
2.响应快，节能。一得益于能设多点电子点火；二燃料喷射口和压缩空气小孔道同时顺时针或逆时针，以小90度角喷射入全环形燃烧室内，能使燃料和压缩空气进行充分掺混，形成旋流燃烧，使传燃速度快，燃烧完全。
附图说明
附图1是一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室的示意图。
图中，1.左动力输出端，2.左轴承，3.左排气孔，4.左端盖，5.左密封环， 6.左节流环环形凹环腔，7.左进气管，8.正极点火针，9.燃料喷管，10.负极点火针，11.右进气管，12.右节流环环形凹环腔，13.右密封环，14.内凸的山峰形圆环，15.小孔道，16.全环形燃烧室，17.定子(发动机外壳)，18.螺管转子，19.右端盖，20.右排气孔，21.右轴承，22.右动力输出端。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，包括燃气螺管转子发动机由上下环形燃烧室构成的全环形燃烧室，定子内壁上两个节流环之间还设有一个内凸的山峰形圆环，山峰形圆环峰顶设有至少2个燃料喷管喷射口，燃料喷管与燃料供给系统燃料连接，每个节流环面向螺管转子端环形表面设有一个环形凹环腔，每个环形凹环腔所设的进气管与空气压缩机气连接，点火装置的正负极点火针分别设在两个节流环上与高压电子点火器电连接，左右节流环与山峰形圆环之间谷底设有至少2条小孔道，工作时压缩空气通过两个节流环转动间隙和小孔道流入全环形燃烧室内与喷出的燃料进行掺混，正负点火针通过间隙放电点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。
燃料喷射口、压缩空气进气管、小孔道设多少个，要视发动机功率和空燃比大小来确定。
点火装置用火花塞设在内凸的山峰形圆环上与高压电子点火器电连接代替。两种点火装置中最好用点火针方案，它比较耐高温。
燃料喷射口和小孔道同时顺时针或逆时针，以小90度角喷射入全环形燃烧室，使压缩空气和燃料进行掺混，形成旋流燃烧。其作用相当于火焰筒中的旋流器。
设在定子内壁上两节流环左右两边的正极和负极点火针呈对称分布。最好至少是上下左右且对称，这样来布置正极和负极点火针，以便利于多点点火和点火间隙短，能使充分掺混的可燃混合气快速燃烧。
高频高能电子点器的正极和负极点火针之间，是通过定子内壁上两节流环与螺管转子之间的转动间隙放电，点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。这时正极和负极点火针分别裸露在环形凹环腔内，进入的压缩空气能冷却点火针延长使用寿命，点火针能通过转动间隙放出电火花，进而点燃径向流过的可燃混合气。
高压点火器是高频高能电子点火器，所用点火针或火花塞是半导体。采用半导体点火针或半导体火花塞能耐电腐蚀，以利于延长使用寿命。

Claims (6)

1.一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，包括燃气螺管转子发动机由上下环形燃烧室构成的全环形燃烧室，其特征在于：定子内壁上两个节流环之间还设有一个内凸的山峰形圆环，山峰形圆环峰顶设有至少2个燃料喷管喷射口，燃料喷管与燃料供给系统燃料连接，每个节流环面向螺管转子端环形表面设有一个环形凹环腔，每个环形凹环腔所设的进气管与空气压缩机气连接，点火装置的正负极点火针分别设在两个节流环上与高压电子点火器电连接，左右节流环与山峰形圆环之间谷底设有至少2条小孔道，工作时压缩空气通过两个节流环转动间隙和小孔道流入全环形燃烧室内与喷出的燃料进行掺混，正负点火针通过间隙放电点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。
2.根据权利要求1所述的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，其特征在于：点火装置用火花塞设在内凸的山峰形圆环上与高压电子点火器电连接代替。
3.根据权利要求1所述的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，其特征在于：燃料喷射口和小孔道同时顺时针或逆时针，以小90度角喷射入全环形燃烧室，使压缩空气和燃料进行掺混，形成旋流燃烧。
4.根据权利要求1、3所述的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，其特征在于：设在定子内壁上两节流环左右两边的正极和负极点火针呈对称分布。
5.根据权利要求1、3所述的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，其特征在于：高频高能电子点器的正极和负极点火针之间，是通过定子内壁上两节流环与螺管转子之间的转动间隙放电，点燃全环形燃烧室内的可燃混合气。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种燃气螺管转子发动机全环形燃烧室，其特征在于：高压点火器是高频高能电子点火器，所用点火针或火花塞是半导体。
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