CN110541758A - 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 - Google Patents
一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110541758A CN110541758A CN201910793452.2A CN201910793452A CN110541758A CN 110541758 A CN110541758 A CN 110541758A CN 201910793452 A CN201910793452 A CN 201910793452A CN 110541758 A CN110541758 A CN 110541758A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- turbine
- combustion
- combustion chamber
- flow guide
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 81
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 40
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 40
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 121
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- GAPFWGOSHOCNBM-UHFFFAOYSA-N isopropyl nitrate Chemical compound CC(C)O[N+]([O-])=O GAPFWGOSHOCNBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VMPIHZLTNJDKEN-UHFFFAOYSA-O triethanolammonium nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.OCC[NH+](CCO)CCO VMPIHZLTNJDKEN-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- NILJXUMQIIUAFY-UHFFFAOYSA-N hydroxylamine;nitric acid Chemical compound ON.O[N+]([O-])=O NILJXUMQIIUAFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N D-Serine Chemical compound OC[C@@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 229910017912 NH2OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
- F02C7/268—Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/78—Other construction of jet pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/58—Cyclone or vortex type combustion chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其技术方案要点包括有发动机本体,发动机本体上设置有燃烧室,所述燃烧室设置有燃烧腔体以及与燃烧腔体左端螺栓连接的腔体盖板,燃烧腔体上穿插设置有若干点火器,燃烧腔体右侧设置有半球状的导流壁,燃烧腔体的内壁上设有与导流壁相连接并向导流壁内侧延伸的导流支板,导流支板的左右两侧通过设置若干第一电磁阀相互连通,燃烧腔体的内壁上还设有若干第二电磁阀,腔体盖板的中心处设置有第三电磁阀,腔体盖板上还穿设有若干燃油雾化器,燃烧腔体右端设置有涡轮组件,涡轮组件中还穿插设置有输出主轴。本发明具有结构简单,对外界空气条件无要求,燃烧充分稳定,发动机功率高的效果。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,具体涉及一种含氧燃料用涡轮喷气发动机。
背景技术
含氧燃料是指能为柴油机提供额外的氧,使燃料燃烧更加充分的燃料。含氧燃料能降低柴油机未燃HC、CO、PM、碳烟等有害物的排放,燃用低排放含氧燃料是控制柴油机排放的有效技术之一,在目前研究的代用燃料中,含氧燃料发展前途较好。随着含氧燃料的不断发展,其含氧量也不断提高,当含氧燃料中的含氧量累积一定程度时,含氧燃料在燃烧过程中可以仅依靠其自身的含氧量便可充分进行燃烧,无需借助外界氧气助燃。
涡轮喷气发动机作为清洁高效、低成本高可靠的供能系统,其应用越来越广泛。涡轮喷气发动机的工作原理是:压气机将空气从进气口吸进去,压缩成高温高压空气压入燃烧室内,与雾化后的燃料混合燃烧,然后再进入到涡轮中膨胀做功,推动涡轮高速旋转,将化学能转换为机械能。涡轮喷气发动机燃烧室一方面要将燃料和空气通过喷嘴混合,并将燃料和空气以合理的比例混合进行燃烧,形成稳定的流场和燃烧场。
然而现有涡轮喷气发动机的燃烧室存着以下缺点:
1、燃料和空气在预混通道内容易出现混合不均匀的问题,导致燃烧室内没有充分燃烧及燃烧不稳定,产生较多污染排放物;
2、燃烧室对外界空气条件比较严格,当外界空气较稀薄时(如潜艇的工作环境),燃烧室内空气会降低出现燃烧不充分的情况,导致涡轮喷气发动机功率降低甚至无法正常工作;
3、燃烧室燃烧过程中需要引入压气机压缩过的空气与燃料进行混合,且燃烧室内气体流速较快,这会增大燃烧室结构尺寸,降低了燃烧室的燃烧效率。
因此,对现有涡轮喷气发动机的燃烧室进行改进是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明在于提供一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,具有结构简单,对外界空气条件无要求,燃烧充分稳定,发动机功率高的效果。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,包括有发动机本体,发动机本体上设置有燃烧室,所述燃烧室设置有燃烧腔体以及与燃烧腔体左端螺栓连接的腔体盖板,燃烧腔体呈圆筒状结构设置,且燃烧腔体上穿插设置有若干与其固定连接的点火器,燃烧腔体右侧设置有半球状的导流壁且导流壁向左侧凸起,燃烧腔体的内壁上设有与导流壁相连接并向导流壁内侧延伸的导流支板,导流支板的左右两侧通过设置若干第一电磁阀相互连通,燃烧腔体的内壁上还设有若干与第一电磁阀相适配的第二电磁阀,第二电磁阀位于导流支板的右侧且与燃烧腔体外部相互连通,腔体盖板的中心处设置有与其内部相连通的第三电磁阀,第三电磁阀的一端设置有与其相连通的空气加压装置,腔体盖板上还穿设有若干围绕第三电磁阀呈环形分布的燃油雾化器,燃油雾化器上均设置有与其相连接的高压油管,燃烧腔体右端设置有与其相连接的涡轮组件,涡轮组件中还穿插设置有与其相适配的输出主轴。
通过采用上述技术方案,燃烧腔体中的含氧燃料在点火器作用下进行点火燃烧,燃烧产生的气压在导流壁的引导下向第一电磁阀处流动,第一电磁阀打开状态下将气压气流引导向涡轮组件使得涡轮组件转动进而带动输出主轴转动,去掉压气机部件,其结构更简单,重量轻,且对外界空气条件无要求,稳定性更好。
本发明进一步设置为:所述涡轮组件包括有从左到右依次与所述燃烧腔体螺栓连接的第一涡轮、第二涡轮和出口喷尾管,第一涡轮、第二涡轮和出口喷尾管的内侧均设置有与所述导流壁相适配的导向壁,且导向壁的口径从左到右不断减小,第一涡轮和第二涡轮内均设置有若干均匀分布的涡轮导向叶片,出口喷尾管内设置有若干均匀分布的尾管支板。
通过采用上述技术方案,燃烧腔体内含氧燃料燃烧后产生的气压带动涡轮组件进行转动,导向壁与导流壁相互配合减少气压形成的气流在涡轮组件内流动的阻力,涡轮导向叶片引导涡轮组件内的气流使得气流流动更加平缓。
本发明进一步设置为:所述导流支板和尾管支板的内侧均设置有螺栓连接的轴承座,轴承座内设置有与其相适配的止推轴承,止推轴承内穿插设置有所述输出主轴,止推轴承的左右两侧还设置有与输出主轴相适配的密封圈。
通过采用上述技术方案,轴承座和止推轴承便于输出主轴进行转动,密封圈能防止异物进入止推轴承与输出主轴的间隙影响输出主轴的转动。
本发明进一步设置为:所述输出主轴上设置有环形的限位凸起,限位凸起的左右两侧分别设置有与所述第一涡轮和第二涡轮相适配的第一动叶盘和第二动叶盘,第一动叶盘和第二动叶盘均设置有若干榫接的涡轮动叶片,且第一动叶盘和第二动叶盘通过设置贯穿限位凸起的长螺栓相互固定连接。
通过采用上述技术方案,第一动叶盘和第二动叶盘上的涡轮动叶片转动的带动下进行转动,在长螺栓的作用下保持固定使得第一动叶盘和第二动叶盘保持同步转动。
本发明进一步设置为:所述燃烧腔体靠近所述导流支板的侧壁上还穿插设置有若干压力温度传感器,压力温度传感器的数量设置为至少一个。
通过采用上述技术方案,压力温度传感器用于监测燃烧腔体内的压力和温度,便于涡轮发动机进行工作
本发明进一步设置为:所述点火器的数量设置为至少六个,且点火器呈圆环状均匀分布于所述燃烧腔体的侧壁上。
通过采用上述技术方案,点火器将燃油雾化器雾化的含氧燃料点燃,使得含氧燃料充分进行燃烧。
本发明进一步设置为:所述第一电磁阀呈环状均匀分布于所述导流支板上,且第一电磁阀位于所述导流壁外侧,第一电磁阀的数量设置为至少两个。
通过采用上述技术方案,第一电磁阀在燃烧腔体内燃烧产生压力不足时处于关闭状态,压力达到带动涡轮组件转动时,第一电磁阀开启将燃烧腔体内的压力进行释放。
本发明进一步设置为:所述高压油管上还设置有与所述燃油雾化器相适配的高压油泵,燃油雾化器的数量设置为至少六个。
通过采用上述技术方案,高压油泵便于含氧燃料从高压油管输送到燃油雾化器中,进而输送燃烧腔体内进行燃烧。
本发明进一步设置为:所述发动机本体上还设置有与所述输出主轴相适配的启动电机,启动电机通过设置传动齿轮与输出主轴相互连接,输出主轴上的右端设置有与其相适配的输出轮,且输出主轴和输出轮通过设置平键相互固定连接。
通过采用上述技术方案,启动电机在燃烧腔体内压力不足时先行带动输出主轴转动,输出轮便于涡轮发动机输出。
本发明进一步设置为:所述发动机本体还包括有与所述燃烧腔体固定连接的控制器,控制器分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、压力温度传感器、高压油泵、点火器、空气加压装置和启动电机相互电性连接。
通过采用上述技术方案,控制器能通过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、压力温度传感器、高压油泵、点火器、空气加压装置和启动电机控制涡轮发动机的工作状态。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、通过燃烧含氧燃料的方式,不会出现燃料和空气混合不均匀的问题,燃烧更充分稳定,且通过省去压气机引入外界空气,极大地降低了燃烧室内气体流速,减小了燃烧室结构尺寸,增加了燃料燃烧时间,提高了燃烧效率,使其结构更简单,重量轻,对外界空气条件无要求,稳定性更好;
2、通过设置导向壁减少气压形成的气流在涡轮组件内流动的阻力,通过设置涡轮导向叶片引导涡轮组件内的气流使得气流流动更加平缓;
3、通过设置控制器与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、压力温度传感器、高压油泵、点火器、空气加压装置和启动电机相互电性连接,便于控制器对涡轮发动机整体状态进行综合有效的控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制结构示意图。
图3为本发明的控制原理框图。
附图标记:1、燃烧腔体;2、腔体盖板;3、点火器;4、导流壁;5、导流支板;6、第一电磁阀;7、第二电磁阀;8、第三电磁阀;9、空气加压装置;10、燃油雾化器;11、高压油管;12、输出主轴;13、第一涡轮;14、第二涡轮;15、出口喷尾管;16、导向壁;17、涡轮导向叶片;18、尾管支板;19、轴承座;20、止推轴承;21、密封圈;22、限位凸起;23、第一动叶盘;24、第二动叶盘;25、涡轮动叶片;26、长螺栓;27、压力温度传感器;28、高压油泵;29、启动电机;30、传动齿轮;31、输出轮;32、控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例公开了一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,如图1到3所示,包括有发动机本体,发动机本体上设置有燃烧室,所述燃烧室设置有燃烧腔体1以及与燃烧腔体1左端螺栓连接的腔体盖板2,燃烧腔体1呈圆筒状结构设置,且燃烧腔体1上穿插设置有若干与其固定连接的点火器3,燃烧腔体1右侧设置有半球状的导流壁4且导流壁4向左侧凸起,燃烧腔体1的内壁上设有与导流壁4相连接并向导流壁4内侧延伸的导流支板5,导流支板5的左右两侧通过设置若干第一电磁阀6相互连通,燃烧腔体1的内壁上还设有若干与第一电磁阀6相适配的第二电磁阀7,第二电磁阀7位于导流支板5的右侧且与燃烧腔体1外部相互连通,腔体盖板2的中心处设置有与其内部相连通的第三电磁阀8,第三电磁阀8的一端设置有与其相连通的空气加压装置9,空气加压装置9通入空气达到增压的效果,腔体盖板2上还穿设有若干围绕第三电磁阀8呈环形分布的燃油雾化器10,燃油雾化器10上均设置有与其相连接的高压油管11,燃烧腔体1右端设置有与其相连接的涡轮组件,涡轮组件中还穿插设置有与其相适配的输出主轴12;燃烧腔体1中的含氧燃料在点火器3作用下进行点火燃烧,燃烧产生的气压在导流壁4的引导下向第一电磁阀6处流动,第一电磁阀6打开状态下将气压气流引导向涡轮组件使得涡轮组件转动进而带动输出主轴12转动,去掉压气机部件,其结构更简单,重量轻,且对外界空气条件无要求,稳定性更好。
所述涡轮组件包括有从左到右依次与所述燃烧腔体1螺栓连接的第一涡轮13、第二涡轮14和出口喷尾管15,第一涡轮13、第二涡轮14和出口喷尾管15的内侧均设置有与所述导流壁4相适配的导向壁16,且导向壁16的口径从左到右不断减小,第一涡轮13和第二涡轮14内均设置有若干均匀分布的涡轮导向叶片17,出口喷尾管15内设置有若干均匀分布的尾管支板18;燃烧腔体1内含氧燃料燃烧后产生的气压带动涡轮组件进行转动,导向壁16与导流壁4相互配合减少气压形成的气流在涡轮组件内流动的阻力,涡轮导向叶片17引导涡轮组件内的气流使得气流流动更加平缓;所述导流支板5和尾管支板18的内侧均设置有螺栓连接的轴承座19,轴承座19内设置有与其相适配的止推轴承20,止推轴承20内穿插设置有所述输出主轴12,止推轴承20的左右两侧还设置有与输出主轴12相适配的密封圈21;轴承座19和止推轴承20便于输出主轴12进行转动,密封圈21能防止异物进入止推轴承20与输出主轴12的间隙影响输出主轴12的转动。
所述输出主轴12上设置有环形的限位凸起22,限位凸起22的左右两侧分别设置有与所述第一涡轮13和第二涡轮14相适配的第一动叶盘23和第二动叶盘24,第一动叶盘23和第二动叶盘24均设置有若干榫接的涡轮动叶片25,且第一动叶盘23和第二动叶盘24通过设置贯穿限位凸起22的长螺栓26相互固定连接;第一动叶盘23和第二动叶盘24上的涡轮动叶片25转动的带动下进行转动,在长螺栓26的作用下保持固定使得第一动叶盘23和第二动叶盘24保持同步转动。
所述燃烧腔体1靠近所述导流支板5的侧壁上还穿插设置有若干压力温度传感器27,压力温度传感器27的数量设置为至少一个;压力温度传感器27用于监测燃烧腔体1内的压力和温度,便于涡轮发动机进行工作
所述点火器3的数量设置为至少六个,且点火器3呈圆环状均匀分布于所述燃烧腔体1的侧壁上;点火器3将燃油雾化器10雾化的含氧燃料点燃,使得含氧燃料充分进行燃烧;所述第一电磁阀6呈环状均匀分布于所述导流支板5上,且第一电磁阀6位于所述导流壁4外侧,第一电磁阀6的数量设置为至少两个;第一电磁阀6在燃烧腔体1内燃烧产生压力不足时处于关闭状态,压力达到带动涡轮组件转动时,第一电磁阀6开启将燃烧腔体1内的压力进行释放;所述高压油管11上还设置有与所述燃油雾化器10相适配的高压油泵28,燃油雾化器10的数量设置为至少六个;高压油泵28便于含氧燃料从高压油管11输送到燃油雾化器10中,进而输送燃烧腔体1内进行燃烧。
所述发动机本体上还设置有与所述输出主轴12相适配的启动电机29,启动电机29通过设置传动齿轮30与输出主轴12相互连接,输出主轴12上的右端设置有与其相适配的输出轮31,且输出主轴12和输出轮31通过设置平键相互固定连接;启动电机29在燃烧腔体1内压力不足时先行带动输出主轴12转动,输出轮31便于涡轮发动机输出。
所述发动机本体还包括有与所述燃烧腔体1固定连接的控制器32,控制器32分别与所述第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、压力温度传感器27、高压油泵28、点火器3、空气加压装置9和启动电机29相互电性连接;控制器32能通过第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、压力温度传感器27、高压油泵28、点火器3、空气加压装置9和启动电机29控制涡轮发动机的工作状态。
根据实际需求本发明可以安装第三涡轮或更多的涡轮来降低排气能量的损耗。
含氧燃料由水、甲醇、硝酸异丙酯、三乙醇胺硝酸盐、硝酸羟胺组成,水、甲醇、硝酸异丙酯、三乙醇胺硝酸盐、硝酸羟胺按重量百分比分别设置5%-25%、5%-20%、5%-20%、5%-20%、45%-65%,含氧燃料在燃烧过程中提供燃烧所需的氧,使得燃烧顺利进行,燃烧反应方程式分别如下所示:
(1)硝酸羟胺:
NH2OH·HNO3→2H2O+N2+O2 ΔH1
(2)三乙醇胺硝酸盐:
C6H15NO3·HNO3+7O2→8H2O+N2+6CO2 ΔH2
(3)硝酸异丙酯:
C3H7NO3+3.25O2→3.5H2O+0.5N2+3CO2 ΔH3
(4)甲醇:
CH3OH+O2→2H2O+CO2 ΔH4
其中,酸羟胺的作用是分解产生氧气,三乙醇胺硝酸盐和硝酸异丙酯作为燃料,与氧气发生反应释放大量的热,甲醇便于硝酸羟胺、三乙醇胺硝酸盐和硝酸异丙酯溶解在溶剂中,同时也能与氧气反应释放热量,水的作用是溶解和降低产品的敏感度,提高高能含氧液体燃料的稳定性。
其工作过程如下所述:
启动过程时,控制器32打开启动电机29通过传动齿轮30带动输出主轴12转动进而带动涡轮组件进行旋转并达到一定的转速,此时第一电磁阀6关闭,第二电磁阀7打开,涡轮组件中的气流由第二电磁阀7处流入,同时打开第三电磁阀8使得空气加压装置9对燃烧腔体1内进行加压,直至燃烧腔体1内加压到燃烧需求的压力时第三电磁阀8关闭,高压油泵28将含氧燃料加压支燃油雾化器10中进行雾化并喷入燃烧腔体1内,点火器3进行点火使得含氧燃料进行燃烧,压力温度传感器27检测点火成功后,第一电磁阀6打开排出将高温燃料气并关闭第二电磁阀7,涡轮组件中的气流由燃烧腔体1中流入,启动电机29关闭停止工作,燃烧形成高温高压气压气流推动涡轮组件带动输出主轴12及输出轮31高速旋转完成启动;
稳定燃烧时,控制器32控制高压油泵28将含氧燃料加压支燃油雾化器10中进行雾化并喷入燃烧腔体1内,点火器3进行点火使得含氧燃料进行燃烧,此时第一电磁阀6打开,第二电磁阀7关闭,燃烧腔体1内燃烧产生的气压气流推动涡轮组件中的第一动叶盘23和第二动叶盘24转动,进而带动输出主轴12及输出轮31高速旋转,实现化学能到机械能的转化,压力温度传感器27检测燃烧腔体1内的压力和温度反馈给控制器32并控制高压油泵28的泵油量,压力和温度低于设计时增大含氧燃料进量,压力温度高于设计时则减小含氧燃料的进量,特别地如果温度压力过高,打开第二电磁阀7进行卸压,保证安全。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、通过燃烧含氧燃料的方式,不会出现燃料和空气混合不均匀的问题,燃烧更充分稳定,且通过省去压气机引入外界空气,极大地降低了燃烧室内气体流速,减小了燃烧室结构尺寸,增加了燃料燃烧时间,提高了燃烧效率,使其结构更简单,重量轻,对外界空气条件无要求,稳定性更好;
2、通过设置导向壁16减少气压形成的气流在涡轮组件内流动的阻力,通过设置涡轮导向叶片17引导涡轮组件内的气流使得气流流动更加平缓;
3、通过设置控制器32与第一电磁阀6、第二电磁阀7、第三电磁阀8、压力温度传感器27、高压油泵28、点火器3、空气加压装置9和启动电机29相互电性连接,便于控制器32对涡轮发动机整体状态进行综合有效的控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的设计构思之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,包括有发动机本体,发动机本体上设置有燃烧室,其特征在于:所述燃烧室设置有燃烧腔体(1)以及与燃烧腔体(1)左端螺栓连接的腔体盖板(2),燃烧腔体(1)呈圆筒状结构设置,且燃烧腔体(1)上穿插设置有若干与其固定连接的点火器(3),燃烧腔体(1)右侧设置有半球状的导流壁(4)且导流壁(4)向左侧凸起,燃烧腔体(1)的内壁上设有与导流壁(4)相连接并向导流壁(4)内侧延伸的导流支板(5),导流支板(5)的左右两侧通过设置若干第一电磁阀(6)相互连通,燃烧腔体(1)的内壁上还设有若干与第一电磁阀(6)相适配的第二电磁阀(7),第二电磁阀(7)位于导流支板(5)的右侧且与燃烧腔体(1)外部相互连通,腔体盖板(2)的中心处设置有与其内部相连通的第三电磁阀(8),第三电磁阀(8)的一端设置有与其相连通的空气加压装置(9),腔体盖板(2)上还穿设有若干围绕第三电磁阀(8)呈环形分布的燃油雾化器(10),燃油雾化器(10)上均设置有与其相连接的高压油管(11),燃烧腔体(1)右端设置有与其相连接的涡轮组件,涡轮组件中还穿插设置有与其相适配的输出主轴(12)。
2.根据权利要求1所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述涡轮组件包括有从左到右依次与所述燃烧腔体(1)螺栓连接的第一涡轮(13)、第二涡轮(14)和出口喷尾管(15),第一涡轮(13)、第二涡轮(14)和出口喷尾管(15)的内侧均设置有与所述导流壁(4)相适配的导向壁(16),且导向壁(16)的口径从左到右不断减小,第一涡轮(13)和第二涡轮(14)内均设置有若干均匀分布的涡轮导向叶片(17),出口喷尾管(15)内设置有若干均匀分布的尾管支板(18)。
3.根据权利要求2所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述导流支板(5)和尾管支板(18)的内侧均设置有螺栓连接的轴承座(19),轴承座(19)内设置有与其相适配的止推轴承(20),止推轴承(20)内穿插设置有所述输出主轴(12),止推轴承(20)的左右两侧还设置有与输出主轴(12)相适配的密封圈(21)。
4.根据权利要求3所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述输出主轴(12)上设置有环形的限位凸起(22),限位凸起(22)的左右两侧分别设置有与所述第一涡轮(13)和第二涡轮(14)相适配的第一动叶盘(23)和第二动叶盘(24),第一动叶盘(23)和第二动叶盘(24)均设置有若干榫接的涡轮动叶片(25),且第一动叶盘(23)和第二动叶盘(24)通过设置贯穿限位凸起(22)的长螺栓(26)相互固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述燃烧腔体(1)靠近所述导流支板(5)的侧壁上还穿插设置有若干压力温度传感器(27),压力温度传感器(27)的数量设置为至少一个。
6.根据权利要求1所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述点火器(3)的数量设置为至少六个,且点火器(3)呈圆环状均匀分布于所述燃烧腔体(1)的侧壁上。
7.根据权利要求1所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述第一电磁阀(6)呈环状均匀分布于所述导流支板(5)上,且第一电磁阀(6)位于所述导流壁(4)外侧,第一电磁阀(6)的数量设置为至少两个。
8.根据权利要求1所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述高压油管(11)上还设置有与所述燃油雾化器(10)相适配的高压油泵(28),燃油雾化器(10)的数量设置为至少六个。
9.根据权利要求8所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述发动机本体上还设置有与所述输出主轴(12)相适配的启动电机(29),启动电机(29)通过设置传动齿轮(30)与输出主轴(12)相互连接,输出主轴(12)上的右端设置有与其相适配的输出轮(31),且输出主轴(12)和输出轮(31)通过设置平键相互固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种含氧燃料用涡轮喷气发动机,其特征在于:所述发动机本体还包括有与所述燃烧腔体(1)固定连接的控制器(32),控制器(32)分别与所述第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)、第三电磁阀(8)、压力温度传感器(27)、高压油泵(28)、点火器(3)、空气加压装置(9)和启动电机(29)相互电性连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910793452.2A CN110541758B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910793452.2A CN110541758B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110541758A true CN110541758A (zh) | 2019-12-06 |
CN110541758B CN110541758B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=68712111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910793452.2A Active CN110541758B (zh) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110541758B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002162036A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器 |
CN1670353A (zh) * | 1999-03-10 | 2005-09-21 | 威廉国际有限责任公司 | 火箭发动机 |
CN101215479A (zh) * | 2008-01-11 | 2008-07-09 | 卫丕昌 | 高能含氧燃料的应用 |
US20110100017A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | Tsung-Hsien Kou | Open Cycle Gas Turbine System Having An Enhanced Combustion Efficiency |
CN104895674A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-09-09 | 汪一平 | 一种双涡旋负压内燃发动机 |
CN211058912U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-07-21 | 张繁荣 | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 |
-
2019
- 2019-08-14 CN CN201910793452.2A patent/CN110541758B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1670353A (zh) * | 1999-03-10 | 2005-09-21 | 威廉国际有限责任公司 | 火箭发动机 |
JP2002162036A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器 |
CN101215479A (zh) * | 2008-01-11 | 2008-07-09 | 卫丕昌 | 高能含氧燃料的应用 |
US20110100017A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | Tsung-Hsien Kou | Open Cycle Gas Turbine System Having An Enhanced Combustion Efficiency |
CN104895674A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-09-09 | 汪一平 | 一种双涡旋负压内燃发动机 |
CN211058912U (zh) * | 2019-08-14 | 2020-07-21 | 张繁荣 | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110541758B (zh) | 2024-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105822459B (zh) | 火箭发动机 | |
EP1934529B1 (en) | Fuel nozzle having swirler-integrated radial fuel jet | |
KR101575842B1 (ko) | 연소가 간헐적인 연소 터빈 | |
CN211058912U (zh) | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 | |
EP2659107B1 (en) | Engine and combustion system | |
CN216429936U (zh) | 一种压气做功装置及其双压式喷气发动机 | |
CN107725192A (zh) | 新能源涡轮发动机 | |
CN218064968U (zh) | 一种燃烧喷嘴及内外混燃机 | |
CN202417714U (zh) | 一种应急热气飞艇浮空平台用涡轮基燃气发生器 | |
CN110541758B (zh) | 一种含氧燃料用涡轮喷气发动机 | |
CN209637887U (zh) | 一种带有陶瓷加热器的模型涡喷发动机 | |
US2780055A (en) | Igniter control for engines | |
CN216198489U (zh) | 一种燃气轮机 | |
CN106837602B (zh) | 小型涡扇发动机 | |
CN203604053U (zh) | 地面用燃气轮机 | |
JPH0626366A (ja) | 低炭素粒子性のガスタービン燃焼機 | |
CN110107402A (zh) | 一种新型陶瓷涡轮发动机 | |
US11802507B2 (en) | Dual-pressure jet engine and device for work done by compressed air thereof | |
JP2012013073A (ja) | タービンエンジンに使用するための添加剤注入システム及びその組み立て方法 | |
CN114856813B (zh) | 一种配置预混催化装置的高空航煤转子发动机 | |
CN219762320U (zh) | 一种可以快速喷烟的便携式脉冲烟雾机 | |
CN216950579U (zh) | 一种设有燃烧喷嘴的内外混燃机 | |
CN217582323U (zh) | 一种面向液体火箭发动机多次启动的火炬点火器 | |
RU2718097C1 (ru) | Двигательная установка транспортного средства | |
CN100485258C (zh) | 燃料空气混合增压方法及燃具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240313 Address after: 325605 Liu Shi Zhen Huang Hua Bao Cun, Leqing City, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Zhang Fanrong Country or region after: China Applicant after: Wenzhou Su'an Fire Equipment Co.,Ltd. Address before: 325605 Liu Shi Zhen Huang Hua Bao Cun, Leqing City, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Zhang Fanrong Country or region before: China |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |