[实用新型]逆流切向式微型涡轮喷气发动机

说明书

技术领域

本实用新型属于飞行器动力系统领域，具体涉及一种逆流切向式微型涡轮喷气发动机，特别是一种通过增加气态燃料旋流效果从而获得高燃烧效率的微型涡轮喷气发动机。 

背景技术

目前，常用的微型涡轮喷气发动机主气流通道常使用T型或Γ型蒸发管作为燃料雾化及蒸发装置。其中，T型蒸发管与扰流盘喷出的空气掺混，Γ型蒸发管与其相配的空气杯小孔空气进行掺混，创造出适合燃烧的混气条件。这两种燃料供给方式都需要燃料在气体的作用下加以雾化，需要专用的空气供给系统或零部件。从燃料管道中喷出的燃料常常碰到火焰筒壁面，在火焰筒头部生成炭黑，影响微型涡轮喷气发动机的寿命以及燃料的燃烧效率。随着现代智能弹药对微型涡轮喷气发动机工作寿命要求的不断提高，迫切对微型涡轮喷气发动机的结构进行优化，从而适应长时间工作的需求。 

为了解决这一问题，许多国家的科研人员做了相关研究，如US005782079A等专利。法国制造的JPX T240xing微型涡轮喷气发动机，该发动机使用丙烷（C₃H₈）作为燃料，不利于使用且较为危险。图2为US005782079A设计的微型涡轮喷气发动机，该发动机使用V型稳定器作为火焰稳定装置，但增加了发动机内流动阻力，而且使用向心式涡轮重量大，涡轮热负担重，影响发动机寿命。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种逆流切向式微型涡轮喷气发动机，能够利用蒸发管进入燃烧的空气对液态燃料进行初步雾化，粒径较小的油珠在气动力的作用下进入主气流通道主燃区，粒径较大的油珠一方面在气动力的作用下进一步雾化，即使油珠接触到蒸发管壁面，亦可在蒸发管壁面上得到加热、蒸发并生成可燃燃气，从而有效提高微型涡轮喷气发动机主气流通道燃烧效率，降低污染物的排放。 

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种逆流切向式微型涡轮喷气发动机包括转子系统、外壳、火焰筒、扩压器、涡轮导向器、燃料供给系统、润滑系统、启动气路及排气系统；就整个装置总体方向而言，扩压器所在位置定义为整个装置的左端方向，涡轮导向器所在位置定义为整个装置的右端方向；以转子系统为中心，扩压器固定于转子系统前端，涡轮导向器固定于转子系统右端，排气系统位于涡轮导向器右端；火焰筒与转子系统同心并包含转子系统，燃料供给系统及启动气路固定于火焰筒外侧壁面，润滑系统固定于转子系统外侧并位于火焰筒内侧与转子系统之间，通过扩压器及涡轮导向器与微型涡轮喷气发动机的外壳相固定。 

转子系统由左旋螺母、离心式压气机、左调隙环、左侧角接触轴承、主轴、轴套、弹簧、右侧角接触轴承、右调隙环、轴向式涡轮转子、左旋螺母组成；在转子系统中，主轴位于轴套中心，轴套两端分别通过左侧角接触轴承和右侧角接触轴承固定，主轴左端台阶设置左侧角接触轴承，左侧角接触轴承的左侧设置左调隙环，离心式压气机位于左调隙环的左侧，离心式压气机被其左侧的左旋螺母固定，限制离心式压气机、左调隙环、左侧角接触轴承的轴向位移；主轴右端台阶设有弹簧，弹簧右侧设置右侧角接触轴承，右侧角接触轴承右侧设置右调隙环，右调隙环右侧采用过盈配合的方式装配轴向式涡轮转子，轴向式涡轮转子右侧使用左旋螺母夹紧，并限制弹簧、右侧角接触轴承、右调隙环、轴向式涡轮转子的轴向位移。 

外壳由进气道、连接件、机匣、机匣后罩组成；其中，进气道与连接件连接，机匣与连接件连接，机匣后罩与机匣连接，进气道位于整个装置的左端。 

火焰筒由内环壁面、外环壁面、火焰筒前罩、火焰筒后罩及逆流式蒸发管组成，内环壁面的左侧连接火焰筒前罩内边缘，外环壁面的左侧连接火焰筒前罩的外边缘，火焰筒后罩连接外环壁面的右侧边缘，内环壁面的侧面开有小孔供燃烧及冷却气体进入火焰筒，外环壁面与内环壁面的对应位置也开有小孔供燃烧及冷却气体进入火焰筒，环形的火焰筒后罩沿其周向均匀开12个孔，将逆流式蒸发管插入火焰筒后罩的轴向开孔并固定。 

逆流式蒸发管与其轴线方向呈210度夹角，与逆流式蒸发管所在中心圆切线方向呈20度夹角。 

左侧角接触轴承的内圈被压紧于主轴的左端台阶，右侧角接触轴承的内圈被压紧于主轴右侧台阶；左侧角接触轴承外圈与右侧角接触轴承外圈分别夹紧轴套，用以固定轴套；扩压器与轴套左侧固定，扩压器与进气道连接，微型涡轮喷气发动机的外壳与扩压器连接；涡轮导向器与机匣后罩连接，排气系统中的尾喷管外壁与涡轮导向器的右侧连接，尾火焰筒内环壁面与涡轮导向器左侧相连。