[发明专利]一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室

权利要求书

1.一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，采用气体燃料，在微尺度空间内组织燃烧，所述微尺度空间是指燃烧体积小于1立方厘米，其特征在于：将所述燃烧室置于发动机后部，采用环形回流结构；所述后置燃烧室包括燃烧室机匣（2）、火焰筒壁（3）、燃烧室出口处（6）和环形多孔介质头部（4）；燃烧室机匣（2）包括外环和内环两部分，燃烧室机匣（2）内环包含的空间是排气通道（9）；火焰筒壁（3）放置于燃烧室机匣（2）的内环和外环之间，火焰筒壁（3）和燃烧室机匣（2）的外环之间是进气通道（10），火焰筒壁（3）和燃烧室机匣（2）的内环之间是燃烧空间（11）；在燃烧室机匣（2）和火焰筒壁（3）一侧是燃烧室出口处（6）；环形多孔介质头部（4）置于火焰筒壁（3）和燃烧室机匣（2）内环之间的另外一侧，用火焰筒壁（3）的小凸台（21）和定位卡环（5）定位；空气经离心压气机（1）压缩后进入所述后置燃烧室进气通道（10），从燃烧室机匣（2）外环的燃料喷射孔（12）横向喷射气体燃料进入燃烧室进气通道（10），气体燃料与流经环形多孔介质头部（4）的空气预混后进入燃烧空间（11），经安装在火焰筒的点火孔（23）上的点火装置点火后，在环形多孔介质头部（4）表面形成表面火焰；火焰筒壁（3）上开有两排孔，分别为主燃孔（13）和掺混孔（14），用于燃烧室空气进气分级，流经主燃孔的空气参与组织燃烧，流经掺混孔的空气与燃烧后的高温燃气混合，保证燃烧室出口燃气温度分布符合涡轮（7）性能要求；环形多孔介质头部（4）出口到主燃孔（13）之间的区域为主燃区，主燃孔（13）到掺混孔（14）之间的区域为燃烧区，掺混孔（14）到燃烧室出口处（6）之间的区域为掺混区；出口燃气在冲击发动机涡轮（7）叶片做功后，经排气通道（9）排向大气。

2.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：所述燃烧室机匣（2）、火焰筒壁（3）和燃烧室出口处（6）的材料为氧化铝陶瓷，能够耐高温防止被烧化。

3.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：所述燃烧室机匣（2）、火焰筒壁（3）和燃烧室出口处（6）三者各有两个安装耳环（15），三者在安装耳环（15）处采用螺栓连接，并且连接时在各自的安装接触面，火焰筒壁安装接触面（16）和燃烧室出口处安装接触面（22）涂抹高温胶，保证密封。

4.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：所述环形多孔介质头部（4）采用不锈钢金属粉末烧结而成。

5.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：所述进入燃烧室进气通道（10）的空气量与气体燃料量之间的油气比范围0.01~0.1。

6.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：在所述环形多孔介质头部（4）出口附近，空气与气体燃料的当量比范围1.2~1.8，保证头部富油燃烧，主燃区空气与气体燃料的当量比范围0.8~1.1，保证主燃区高效稳定燃烧，主燃区的空气量是流经环形多孔介质头部（4）的空气量与流经主燃孔（13）的空气量一半之和；燃烧区空气与气体燃料的当量比范围0.6~0.8，保证补燃的需要，燃烧区的空气量是流经环形多孔介质头部（4）的空气量与流经主燃孔（13）的空气量之和；掺混区空气与气体燃料的当量比范围0.2~0.6，保证燃烧室出口处（6）燃气温度满足燃烧室性能要求，掺混区的空气量是流经环形多孔介质头部（4）的空气量、流经主燃孔（13）的空气量及流经掺混孔（14）的空气量之和。

7.根据权利要求1所述的一种环形多孔介质头部的超微涡喷发动机后置燃烧室，其特征在于：流经所述环形多孔介质头部（4）的空气量占进入燃烧室进气通道（10）的空气量的10%~30%；流经主燃孔（13）的空气量占进入燃烧室进气通道（10）的空气量的10%~30%；流经掺混孔（14）的空气量占进入燃烧室进气通道（10）的空气量的40%~70%。