[发明专利]实现定容燃烧的装置及包括该装置的动力系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，具体涉及实现定容燃烧的装置及包括该装置的动力系统。

背景技术

现有的定容燃烧技术主要分为两大类别：一类是应用于活塞式内燃机上的定容燃烧形式；另一类则是应用于喷气式推进装置中的定容燃烧形式。本发明是针对喷气式推进装置而提出的一种新型的定容燃烧技术。

目前应用于喷气式推进装置的定容燃烧技术主要是脉冲爆震(PDE)技术，从本质上看，PDE通过控制沿管道向下游快速传播的爆震波以实现定容燃烧的目的，应用一系列复杂的气动原理方能实现近似的定容燃烧。从目前PDE的发展现状来看，还未能达到实际工程应用的要求，其复杂的机理仍然有待进一步研究；从实现的可靠性来看，短时间内也难以达到工程要求。

专利ZL95237295.9曾经提出过一种定容燃烧式喷气推进器，即是利用旋转阀门实现燃烧室的开闭，从而控制可燃预混气在燃烧室内进行定容燃烧。经过研究，这种旋转阀门形式首先在面密封上存在可靠性问题；其次，该旋转阀门形式对于迎风面积的利用率低，即进气面积相对于阀门面积而言极小，不利于提高整体的流量。

本发明旨在提出一种新的旋转阀门形式，提高阀门的密封可靠性，同时提高对于迎风面积的利用率，并通过一定的气动手段提高气流在流道中的流通性能、改善其流动状况，因此不仅具有利用旋转阀门实现定容燃烧在结构上、原理上的优势，同时兼备更高的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种定容燃烧技术；

本发明还提供了一种使用该技术的动力系统；

本发明所提供的定容燃烧技术通过旋转阀门控制燃烧室的开闭从而控制可燃混合气在燃烧室内实现定容燃烧。实现该技术的装置结构简单，理论简明，因此是一种实现方式较为简便的定容燃烧技术；应用该定容燃烧技术的动力系统可提高热力循环的热效率；

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：实现定容燃烧技术的装置，包括基座、旋转轴、燃烧室，所述的基座应分别能与所述的旋转轴、燃烧室配合安装；

所述的基座内部沿轴向设有阶梯通孔，所述的旋转轴可穿过阶梯通孔与所述的基座配合安装，通过两端的轴承配合固定，旋转轴安装在基座后可进行旋转来控制装置的工作周期以及阀门的开闭；

所述的基座顶部中段沿轴向设有进气孔和排气孔；

所述的旋转轴前段沿轴向设有进气通道用于空气流入，后段沿轴向设有排气通道用于燃烧后的气体排出，所述的进气通道和所述的排气通道在旋转轴上不贯通；

所述的旋转轴前段侧面设有进气通道出口槽；所述的进气通道出口槽与进气通道贯通；

所述的旋转轴后段侧面设有排气通道进口槽；所述的排气通道进口槽与排气通道贯通；

进一步地，当所述的旋转轴安装在所述的基座上后，所述的进气通道出口槽与所述的基座顶部的进气孔轴向位置一致，起到控制气体进出的阀门的作用；所述的进气通道出口槽的开口角度由装置工作时钟图(即表示阀门连通或关闭状态的时钟图)确定；所述的排气通道进口槽与所述的基座顶部的排气孔轴向位置一致；所述的排气通道进口槽开口角度由装置工作时钟图确定；

所述的燃烧室底部沿轴向前后设有进气口和排气口，进气口和排气口间设有贯通的燃烧腔；燃烧腔内部设有整流叶片；燃烧室顶部设有点火装置安装孔；燃烧室设有配合面与基座顶部配合安装；

进一步地，当所述的燃烧室与所述的基座配合安装后，所述的基座顶部的进气孔与所述的燃烧室的进气口应保证轴向位置一致并保持连通的状态，所述的基座顶部的排气孔与所述的燃烧室的排气口应保证轴向位置一致并保持连通的状态；

当所述的旋转轴转动时，所述的进气通道出口槽与所述的基座顶部的进气孔依次进入连通和封闭状态，所述的排气通道进口槽与所述的基座顶部的排气孔依次进入连通和封闭状态，根据所述的实现定容燃烧技术的装置工作时钟图，在不同的时间里，各阀门依次进入对应的连通或封闭状态(其开闭顺序由装置工作时钟图决定)，从而控制在一个周期里所述的燃烧室与所述的旋转轴的进气通道和排气通道的连通及封闭时间、所述燃烧室整体封闭后点火的时间，进而控制了所述的实现定容燃烧技术的装置的工作状态；

本发明所述的定容燃烧技术，通过一个旋转轴作为旋转阀门的转子，使得旋转轴上与进排气通道连通的槽道与与之对应的基座上固定的进排气口相配合并控制整个流道的开闭状态，使得在通入足量的预混可燃气后，在点火时间段内燃烧室处于完全密封的状态，以此完成定容燃烧并随后将燃烧后的气体排出燃烧室，最终完成一个以定容燃烧为基础的热力循环；