[发明专利]一种微型燃气涡轮发动机及其回流式燃烧室总成

说明书

本发明涉及一种微型燃气涡轮发动机的回流式燃烧室总成，包括机匣和嵌套于机匣中的火焰筒，火焰筒外壁、火焰筒内壁以及火焰筒后壁围合形成圆环型的燃烧室，火焰筒后壁上开设有多个向燃烧室内喷射燃油的燃烧室供油孔，燃烧室供油孔沿燃烧室的周向分布，并且燃烧室内还设置有与燃烧室供油孔一一对应的蒸发管，任意一蒸发管的第一端均固定在火焰筒后壁上并与相应燃烧室供油孔连通，第二端均朝向远离火焰筒后壁的一侧延伸，并且每一个蒸发管的轴线均与燃烧室的中心轴线平行。该回流式燃烧室总成可以在实现微型化的前提下提高火焰筒内的燃烧稳定性和燃烧效率。本发明还公开了一种采用上述回流式燃烧室总成的微型燃气涡轮发动机。

技术领域

本发明涉及微型燃气涡轮发动机燃烧室设计领域，尤其涉及一种微型燃气涡轮发动机及其回流式燃烧室总成。

背景技术

燃气涡轮发动机是一种广泛应用于航空、船舶、电力等诸多工业领域的动力机械，在国民经济的发展中起到至关重要的作用。微型燃气涡轮发动机与其他发动机相比具有很多优点，在燃料消耗率，噪音，排放，振动方面均有巨大优势，不仅可用于传统的分布式发电，而且可用于并网发电等多种发电方式，其不仅在城市适用，而且在偏远地区凭借携带方便工作可靠的优点也得到广泛推广；除了海陆边防等交通运输上，微型燃气涡轮发动机在新能源汽车、机电加工，金属材料等多领域均有应用，因此备受各军事大国的关注。

回流式燃烧室总成作为燃气涡轮发动机的核心，它的特性关系着整个发动机的性能，相比于传统燃烧室而言，微型涡轮发动机的燃烧室存在着诸多困难，尤其是燃烧室的微型化和燃料驻留时间之间存在着较大的矛盾，具体而言，燃烧室的微型化意味着燃料在燃烧室内的驻留时间缩短，导致燃料燃烧不够充分，利用率较低；而若想延长燃料在燃烧室内的驻留时间，提高燃料利用率则需要使燃烧室的体积增大。

如何在实现燃烧室总成微型化的同时，还能够有效延长燃料在燃烧室总成内的驻留时间，提高燃料利用率是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种微型燃气涡轮发动机的回流式燃烧室总成，以便在实现燃烧室总成微型化的同时，还能够有效延长燃料在燃烧室总成内的驻留时间，提高燃料利用率。

本发明的另一目的还在于提供一种采用上述回流式燃烧室总成的燃气涡轮发动机。

为达到上述目的，本发明提供的微型燃气涡轮发动机的回流式燃烧室总成，包括机匣和嵌套于所述机匣中的火焰筒，所述火焰筒包括火焰筒外壁、火焰筒内壁以及火焰筒后壁，所述火焰筒外壁、火焰筒内壁以及火焰筒后壁围合形成圆环型的燃烧室，所述燃烧室的前端具有开口，所述火焰筒后壁上开设有多个向所述燃烧室内喷射燃油的燃烧室供油孔，所述燃烧室供油孔沿所述燃烧室的周向分布，并且所述燃烧室内还设置有与所述燃烧室供油孔一一对应的蒸发管，任意一所述蒸发管的第一端均固定在所述火焰筒后壁上并与相应所述燃烧室供油孔连通，第二端均朝向远离所述火焰筒后壁的一侧延伸，并且每一个所述蒸发管的轴线均与所述燃烧室的中心轴线平行。

优选的，所述机匣具有圆环型的机匣夹层，所述机匣夹层由机匣前壁、机匣后壁、机匣外壁和机匣内壁围合形成；

所述火焰筒由所述机匣前壁嵌入所述机匣夹层内，且所述圆环型的燃烧室整体嵌设于所述机匣夹层内；

所述火焰筒外壁与所述机匣前壁密封配合，所述火焰筒内壁与所述机匣内壁密封配合，所述火焰筒前端的所述开口与所述机匣前壁构成燃气出口通道，并且所述火焰筒外壁与所述机匣夹层之间预留有气流腔体，所述机匣外壁上开设有与所述气流腔体相通的进气通道，所述火焰筒外壁和/或所述火焰筒内壁上开设有与所述气流腔体相通的主燃孔和掺混孔；

所述机匣外壁和所述火焰筒外壁上开设有用于安装点火器的点火孔，所述机匣后壁上开设有与所述燃烧室供油孔一一对应的机匣供油孔。