一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明包括依次相鄰設(shè)置的壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪；壓氣機(jī)末級(jí)為離心葉輪；燃燒室包括設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)盤(pán)，以及兩個(gè)以上設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)一側(cè)的環(huán)形燃燒腔室；每個(gè)環(huán)形燃燒腔室內(nèi)均設(shè)有火焰腔，且在火焰腔內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電嘴和燃油噴嘴；所述環(huán)形燃燒腔室位于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，且位于離心葉輪圓周的外側(cè)；所述環(huán)形燃燒腔室與離心葉輪之間還設(shè)有折流板。高溫高壓燃?xì)庵苯油苿?dòng)燃燒室旋轉(zhuǎn)做功，燃?xì)鉄o(wú)需冷卻，壓氣機(jī)末端排氣70%~80%可用于燃燒，熱效率可以一舉提高到60%以上，發(fā)動(dòng)機(jī)性能可成倍提高。
【專利說(shuō)明】
一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)燃燒室，省卻高壓渦輪的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)一一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)皇冠，而高壓渦輪作為影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的核心部件，處于極其嚴(yán)酷的高溫、高壓、高速的工作環(huán)境，因其制造難度之大、成本之高，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的鉆石，其加工技術(shù)無(wú)不被視為核心機(jī)密，各國(guó)均嚴(yán)格限制其技術(shù)出口，我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)受困于此久矣。
[0003]受高壓渦輪材料、工藝的制約，渦輪前燃?xì)鉁囟群蛪毫Χ际艿絿?yán)格的限制，一方面限定了壓氣機(jī)的增壓比，另一方面發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室進(jìn)氣的70%?80%都用于燃?xì)獾睦鋮s以降低燃?xì)獾臏囟群蛪毫Γ挥?0%?30%的進(jìn)氣用于燃燒，整機(jī)的熱效率目前最高也就能到40%左右，而我國(guó)目前只有30%左右。
[0004]高壓渦輪本身也需要高效的冷卻，依靠壓氣機(jī)中間級(jí)引氣對(duì)高壓渦輪進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了改善上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括依次相鄰設(shè)置的壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪；
壓氣機(jī)包括低壓級(jí)，高壓級(jí)，壓氣機(jī)末級(jí)為離心葉輪;所述低壓級(jí)包括低壓轉(zhuǎn)子，設(shè)置于低壓轉(zhuǎn)子上的葉輪;高壓級(jí)包括套于低壓轉(zhuǎn)子外的高壓轉(zhuǎn)子，設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)子上的葉輪；燃燒室包括設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤(pán)，以及兩個(gè)以上設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)一側(cè)的環(huán)形燃燒腔室;每個(gè)環(huán)形燃燒腔室內(nèi)均設(shè)有火焰腔，且在火焰腔內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電嘴和燃油噴嘴;所述環(huán)形燃燒腔室位于環(huán)形轉(zhuǎn)盤(pán)，且位于離心葉輪遠(yuǎn)離高壓轉(zhuǎn)子的外側(cè)；
所述環(huán)形燃燒腔室與離心葉輪之間還設(shè)有折流板。
[0007]進(jìn)一步地，環(huán)形燃燒腔室由隔板、擋板和轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)成；所述擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)平行，隔板則位于擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)之間將擋板和轉(zhuǎn)盤(pán)之間的空腔分隔成環(huán)形燃燒腔室。
[0008]再進(jìn)一步地，所述渦輪為低壓渦輪，包括設(shè)置于低壓轉(zhuǎn)子上的渦輪盤(pán)，以及設(shè)置于渦輪盤(pán)上的渦輪葉片。
[0009]更進(jìn)一步地，所述環(huán)形燃燒腔室為四個(gè)，且均勻分布于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣。
[0010]另外，所述隔板上設(shè)有聯(lián)焰孔。
[0011]此外，所述隔板為內(nèi)空的雙層結(jié)構(gòu)，且雙層之間的空腔為冷卻氣道。
[0012]進(jìn)一步地，環(huán)形燃燒室側(cè)壁也為雙層結(jié)構(gòu)，其空腔也作為冷卻氣道。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
本發(fā)明能夠使燃?xì)鈴娜紵覉A周切向噴出，省卻高壓渦輪，不再受影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高的核心部件一一高壓渦輪的制約，具有以下好處: 1、高溫高壓燃?xì)庵苯油苿?dòng)燃燒室旋轉(zhuǎn)做功，燃?xì)鉄o(wú)需冷卻，壓氣機(jī)末端排氣70%?80%可用于燃燒，熱效率可以一舉提高到60%以上，發(fā)動(dòng)機(jī)性能可成倍提高；
2、高壓渦輪的研究成本可占到整機(jī)研究成本的一半，省卻高壓渦輪可大幅度降低研制成本；
3、省卻高壓渦輪，可大幅度降低制造難度，最大限度降低生產(chǎn)成本；
4、省卻高壓渦輪，可省卻復(fù)雜的高壓渦輪冷機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；
5、省卻高壓渦輪，壓氣機(jī)增壓比可不再受制于渦輪而得以提高，有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)性會(huì)K;
6、無(wú)需冷卻燃?xì)夂透邏簻u輪，空氣流量只需原來(lái)的1/4?1/3，可減少壓氣機(jī)功率，進(jìn)一步降低制造難度和生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明中燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明中燃燒室的局部圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0018]如圖1?3所示，一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括依次相鄰設(shè)置的壓氣機(jī)
1、燃燒室2、渦輪3;
壓氣機(jī)包括低壓級(jí)，高壓級(jí)，壓氣機(jī)末級(jí)為離心葉輪7;所述低壓級(jí)包括低壓轉(zhuǎn)子4，設(shè)置于低壓轉(zhuǎn)子上的葉輪5;高壓級(jí)包括套于低壓轉(zhuǎn)子外的高壓轉(zhuǎn)子6，設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)子上的葉輪5;
燃燒室包括設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)盤(pán)8，以及兩個(gè)以上設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)一側(cè)的環(huán)形燃燒腔室9;每個(gè)環(huán)形燃燒腔室內(nèi)均設(shè)有火焰腔10，且在火焰腔內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火嘴和燃油噴嘴;所述環(huán)形燃燒腔室位于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，且位于離心葉輪圓周的外側(cè)；
所述環(huán)形燃燒腔室與離心葉輪之間還設(shè)有折流板11。
[0019]通過(guò)上述裝置，氣體通過(guò)壓氣機(jī)增壓，先是軸向流動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)最后一級(jí)時(shí)，由于采用離心葉輪，軸向流動(dòng)的氣體變?yōu)閺较蛄鲃?dòng)，然后通過(guò)折流板改變氣體的切向流動(dòng)，使其由順時(shí)針變成逆時(shí)針(或由逆時(shí)針變成順時(shí)針)，然后沖壓進(jìn)入燃燒室，在燃燒腔內(nèi)燃燒，氣體膨脹，并切向噴出，從而推動(dòng)燃燒室旋轉(zhuǎn)做功，燃燒室旋轉(zhuǎn)時(shí)便會(huì)帶動(dòng)高壓轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn);燃燒室內(nèi)的氣體做功后溫度壓力下降再進(jìn)入渦輪繼續(xù)做功，渦輪做功則會(huì)帶動(dòng)低壓轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。采用上述的結(jié)構(gòu)能夠大大地提高熱效率。上述高壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子只要與其他設(shè)備相連則可對(duì)該設(shè)備作用，從而實(shí)現(xiàn)能量的輸出。
[0020]具體地，環(huán)形燃燒腔室由隔板12、擋板13和轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)成;所述擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)平行，隔板則位于擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)之間將擋板和轉(zhuǎn)盤(pán)之間的空腔分隔成環(huán)形燃燒腔室。通過(guò)上述設(shè)置，能夠使氣體在環(huán)形燃燒腔室中更好的做功，對(duì)氣流方向進(jìn)行了進(jìn)一步地的限定，使其帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)高壓轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0021]燃油通道設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)部，從轉(zhuǎn)軸處供油，因離心作用有利于提高壓力增強(qiáng)霧化效果，與高壓氣充分混合，燃燒更完全，有利于減小燃油消耗率。
[0022]點(diǎn)火系統(tǒng)是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的高壓電實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。在轉(zhuǎn)盤(pán)上貼有感應(yīng)線圈，在燃燒室機(jī)匣上設(shè)置電磁鐵，電磁鐵通電即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。
[0023]燃燒室后為低壓渦輪，高溫高壓燃?xì)庠谌紵覂?nèi)做完功后降低了溫度、壓力，繼續(xù)沖擊低壓渦輪做功，充分利用熱能。只需通過(guò)低壓轉(zhuǎn)子與其他部件相連即可實(shí)現(xiàn)能量的輸出。
[0024]作為一種選擇，所述環(huán)形燃燒腔室為四個(gè)，且均勻分布于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣。四個(gè)環(huán)形燃燒腔室相對(duì)獨(dú)立，能夠同時(shí)進(jìn)行燃燒，而且每個(gè)環(huán)形燃燒腔室相對(duì)獨(dú)立即可實(shí)現(xiàn)同時(shí)切向噴出燃燒燃?xì)?，從而共同推?dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)做功，大大地提高了氣體利用率，提高了熱量轉(zhuǎn)換率。
[0025]作為一種優(yōu)選，所述隔板為弧形隔板。通過(guò)將隔板設(shè)置于弧形狀，能夠更加貼合高壓轉(zhuǎn)子，同時(shí)能夠?yàn)闅怏w的流向進(jìn)行準(zhǔn)確的限定，從而能夠使燃?xì)饬飨蚴乔邢驀姵?，這樣便更提高了燃?xì)獾臒嵝省?br>[0026]具體地，所述隔板上設(shè)有聯(lián)焰孔14。通過(guò)設(shè)置聯(lián)焰孔，能夠使每個(gè)環(huán)形燃燒腔室在外圍連通，促進(jìn)燃燒，只要其中一個(gè)環(huán)形燃燒腔室點(diǎn)燃，其他環(huán)形燃燒腔室也會(huì)由于設(shè)置了聯(lián)焰孔而跟著燃燒，從而確保了每個(gè)環(huán)形燃燒腔室正常燃燒。
[0027]具體地，所述隔板為內(nèi)空的雙層結(jié)構(gòu)，且雙層之間的空腔為冷卻氣道15。通過(guò)將弧形隔板設(shè)為雙層的，能夠使氣流進(jìn)入雙層內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻的效果。而且進(jìn)入冷卻氣道的氣體有限，故而大部分的氣體均用做燃燒使用，大大地提高了氣體的利用率。
[0028]具體地，所述擋板上設(shè)有作為冷卻氣道的通孔16。通過(guò)設(shè)置通孔，能夠?qū)Νh(huán)形燃燒腔室進(jìn)一步地進(jìn)行冷卻，從而提高了冷卻的效果。
[0029]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說(shuō)明的是，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本發(fā)明上做出的一些無(wú)實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括壓氣機(jī)(I)、燃燒室(2)、渦輪(3)，以及高壓轉(zhuǎn)子(6)和低壓轉(zhuǎn)子(4);其特征在于， 壓氣機(jī)包括低壓級(jí)，高壓級(jí)，壓氣機(jī)末級(jí)為離心葉輪(7); 燃燒室包括設(shè)置于高壓轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)盤(pán)(8)，以及兩個(gè)以上設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)一側(cè)的環(huán)形燃燒腔室(9);每個(gè)環(huán)形燃燒腔室內(nèi)均設(shè)有火焰腔(10)，且在火焰腔內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電嘴和燃油噴嘴;所述環(huán)形燃燒腔室位于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，且位于離心葉輪圓周的外側(cè)； 所述環(huán)形燃燒腔室與離心葉輪之間還設(shè)有折流板(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，環(huán)形燃燒腔室由隔板(12)、擋板(13)和轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)成;所述擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)平行，隔板則位于擋板與轉(zhuǎn)盤(pán)之間將擋板和轉(zhuǎn)盤(pán)之間的空腔分隔成環(huán)形燃燒腔室。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述渦輪為低壓渦輪，包括設(shè)置于低壓轉(zhuǎn)子上的渦輪盤(pán)，以及設(shè)置于渦輪盤(pán)上的渦輪葉片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述環(huán)形燃燒腔室為四個(gè)，且均勻分布于轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述隔板上設(shè)有聯(lián)焰孔(14)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述隔板為內(nèi)空的雙層結(jié)構(gòu)，且雙層之間的空腔為冷卻氣道(15)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種旋轉(zhuǎn)燃燒室的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述擋板上設(shè)有作為冷卻氣道的通孔(16)。
【文檔編號(hào)】F02C3/16GK106050417SQ201610664666
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日 公開(kāi)號(hào)201610664666.6, CN 106050417 A, CN 106050417A, CN 201610664666, CN-A-106050417, CN106050417 A, CN106050417A, CN201610664666, CN201610664666.6
【發(fā)明人】楊濤
【申請(qǐng)人】楊濤