CN115183276A - 一种燃料供给组件、发动机燃烧室结构及发动机 - Google Patents
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Abstract
本文提供一种燃料供给组件、发动机燃烧室结构以及发动机。所述燃料供给组件包括:芯轴,设有供燃料流通的流道以及与所述流道连通的入口和出口;以及与所述芯轴转动连接的叶轮,所述叶轮包括多个叶片,所述叶片设有与所述出口连通的容纳腔以及与所述容纳腔连通的多个喷雾口;其中,所述叶轮转动以使得燃料从多个所述喷雾口喷出。该燃料供给组件提供了一种新的燃料供给方式,简化了发动机的结构,有利于燃料与氧化剂的充分混合,提高了发动机的燃烧效率,延长了发动机的连续工作时间。
Description
技术领域
本文涉及但不限于发动机技术领域,尤其涉及一种燃料供给组件、发动机燃烧室结构及发动机。
背景技术
航空航天领域竞争越来越激烈,对于空天领域关键革新技术的研究越来越引起各个国家的重视。近年来,伴随着对高超音速飞行器及单级入轨动力***研究地不断深入,新型连续旋转爆震发动机技术得到了快速的发展。研究表明,基于爆震燃烧的推进技术能够极大的降低燃油消耗,大幅度提高动力装置的比冲特性,对拓宽吸气式飞行器工作包线、提升现有武器装备经济性和作战性能具有重要的意义。作为一种可以弯道超车的领先技术,对其全面深入的研究显得更加的迫切。
连续旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术,总结其特点及优势在于:(1)只需要一次成功起爆,爆震波即可沿燃烧室圆周方向连续传播。(2)燃烧速率快,放热强度大,燃烧室结构紧凑,可以缩短发动机长度。(3)具有增压特性,可以减少涡轮发动机压气机级数或降低冲压发动机进气道总压损失,有利于简化推进***设计,提高发动机推重比。(4)可用吸气式模态或火箭式模态工作,工作范围可从亚声速到高马赫数的超声速变化。因此,连续旋转爆震发动机的研究逐渐引起了科技界的广泛关注。其中,爆震燃烧室是爆震研究的重点对象。为了能够实现工程化,对其喷注形式进行了大量的研究,目前,较多采用轴向进给燃料、氧化剂的形式,但是其掺混效果一般,多次试验过后也未见有明显提升。因此,目前的研发思路已经向非轴向进给燃料和氧化剂的方向进行。
当前,对于连续旋转爆震发动机的研究取得了较多的成果和积累了比较多的经验,但是针对其燃烧的可控性、燃料的掺混、喷注形式、喷孔大小或者数量(涉及流量控制、雾化和混合)、燃烧室掺混需要的最短长度、各种类型喷注形式对燃烧室掺混形成的可燃混合气点燃后形成爆燃逐渐转变至爆震的影响、以及新型适用材料的研究不够透彻的问题日渐暴露,对其工程化道路上的阻碍越发突出,攻克以上关键问题对其最终应用落地显得更加地重要。
需要说明的是,上述内容属于发明人的技术认知范畴,并不必然构成现有技术。
发明内容
本申请的目的是,提供一种燃料供给组件、发动机燃烧室结构及发动机。该燃料供给组件提供了一种新的燃料供给方式,简化了发动机的结构,有利于燃料与氧化剂的充分混合,提高了发动机的燃烧效率,延长了发动机的连续工作时间。
本申请实施例的技术方案如下:
一种燃料供给组件,包括:
芯轴,设有供燃料流通的流道以及与所述流道连通的入口和出口;以及
与所述芯轴转动连接的叶轮,所述叶轮包括多个叶片,所述叶片设有与所述出口连通的容纳腔以及与所述容纳腔连通的多个喷雾口;
其中,所述叶轮转动以使得燃料从多个所述喷雾口喷出。
通过设置转动配合的芯轴和叶轮,在芯轴内设置供燃料流通的流道以及与该流道连通的入口和出口,使得燃料从芯轴的入口经由流道从出口流出,经由叶片的容纳腔再从喷雾口喷出。叶轮可相对芯轴发生旋转,从而使得燃料从多个喷雾口喷出,以提供一种新的燃料供给方式,简化了发动机的结构,有利于燃料与氧化剂的充分混合,提高了发动机的燃烧效率,延长了发动机的连续工作时间。
一些示例性实施例中,所述容纳腔与所述出口之间设有压力腔;
其中,所述叶轮旋转用以带动流入所述压力腔内的燃料运动,以提高燃料从所述喷雾口喷出的速度。
通过在容纳腔与出口之间设置压力腔,使得燃料经由该压力腔流动到位于叶片的容纳腔里,再由容纳腔从多个喷雾口喷出,利用叶轮的旋转可为流入该压力腔内的燃料进行加压,以提高燃料从喷雾口喷出的速度,有利于燃料的扩散,以提高燃料与氧化剂的混合效果。
一些示例性实施例中,所述叶轮包括轮轴,所述轮轴套设在所述芯轴外侧,且可相对所述芯轴转动;多个所述叶片沿周向固定至所述轮轴;
所述芯轴与所述轮轴中的至少一个设有环形槽,以与所述芯轴和所述轮轴中的另一个合围出环形的压力腔,所述压力腔与所述容纳腔经由设于所述轮轴的过孔相连通;
其中,所述出口位于构成所述压力腔的所述芯轴的轴段。
通过在芯轴与轮轴中的至少一个设置环形槽,以合围出环形的压力腔,将燃料的出口设置在芯轴构成压力腔的轴段,以优化燃料的流动路径,简化燃料供给组件的设计结构。
一些示例性实施例中,所述叶片包括:
与所述轮轴固定的叶根,所述叶根设有第一容纳腔;以及
背离所述轮轴延伸的叶稍,所述叶稍设有第二容纳腔;
其中,所述压力腔与所述第一容纳腔和所述第二容纳腔中的至少一个相连通。
通过在叶根设置第一容纳腔,在叶稍设置第二容纳腔,以通过设置压力腔与第一容纳腔和第二容纳腔中的至少一个相连通,以实现喷雾口布置位置的选择性设计,调节灵活,以适应不同发动机的性能要求。
一些示例性实施例中,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔连通以形成所述容纳腔,所述第一容纳腔的流通面积大于所述第二容纳腔的流通面积。
将容纳腔沿着远离轮轴的方向进行变流通面积的设计,有利于提高流入第二容纳腔内燃料的压力,以提高经由与第二容纳腔连通的喷雾口喷出的燃料的速度。
一些示例性实施例中,多个所述喷雾口分布至所述叶片相对的两侧面。
将多个喷雾口分布在叶片相对的两侧面,以提高燃料雾化的效果,提高发动机的燃烧效率。
一些示例性实施例中,所述叶片采用增材工艺一体成型。
将叶片采用增材工艺一体成型以提高叶片的成品率,降低单台发动机的生产成本。
一些示例性实施例中,所述叶片为扭形叶片。
将叶片设置为扭形叶片,以提高叶片旋转的动力性,提升燃料的流动性能。
一种发动机燃烧室结构,包括燃烧室以及与所述燃烧室相连的上述任一实施例所述的燃料供给组件;
所述燃烧室设有氧化剂进气口,所述氧化剂进气口用于向所述燃烧室内输送氧化剂;
所述芯轴的至少一部分以及所述叶轮位于所述燃烧室内。
一些示例性实施例中,所述氧化剂进气口的数量为多个,多个所述氧化剂进气口沿所述燃烧室的周向间隔布置,所述氧化剂进气口的进气方向沿所述叶片的旋转切向设置;
其中,多个所述叶片设置为可在氧化剂的入射冲击力下旋转。
利用布置的多个氧化剂进气口,以使得叶片在氧化剂的入射冲击力下旋转,一方面为将燃料雾化提供动力,另一方面氧化剂与叶片的撞击也可分散氧化剂,增加氧化剂的扩散,提高氧化剂与燃料的混合均匀性,有利于燃料的充分燃烧。
一些示例性实施例中,发动机燃烧室结构还包括安装至所述燃烧室端面的法兰端盖;
其中,所述芯轴固定至所述法兰端盖,并贯穿所述法兰端盖,且所述入口位于所述芯轴延伸出所述法兰端盖的轴段。
通过设置法兰端盖,可为芯轴以及叶轮提供足够的支撑,将燃料的入口设置在延伸出法兰端盖的芯轴的轴段,可提高向燃烧室输送燃料的方便性,提高产品的实用性。
一些示例性实施例中,发动机燃烧室结构还包括:
尾锥,所述尾锥的大径端设有安装结构,所述安装结构用于安装所述芯轴;以及
沿所述尾锥周向分布的多个尾锥支撑件;
其中,所述尾锥与所述燃烧室腔壁通过多个所述尾锥支撑件连接。
通过设置尾锥以及尾锥支撑件,可为芯轴以及叶轮提供稳定的支撑,提高叶片转动的稳定性,有利于保证燃料供给的一致性。
一些示例性实施例中,发动机燃烧室结构还包括安装至所述燃烧室腔壁的点火器安装座,所述点火器安装座位于所述叶片靠近所述燃烧室底部的一侧。
将点火器安装座设置在叶片靠近燃烧室底部的一侧,使得燃料和氧化剂在充分混合后再点火,有利于燃料的充分燃烧,提高燃烧效率。
一种发动机,包括上述任一实施例所述的发动机燃烧室结构。
在阅读并理解附图和详细描述后,可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本文技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本文的技术方案,并不构成对本文技术方案的限制。
图1为本申请一些示意性实施例中的发动机燃烧室结构的轴侧示意图一;
图2为本申请一些示意性实施例中的发动机燃烧室结构的轴侧示意图二;
图3为本申请一些示意性实施例中的发动机燃烧室结构的轴侧示意图三;
图4为本申请一些示意性实施例中的发动机燃烧室结构的主视剖视示意图;
图5为本申请一些示意性实施例中的发动机燃烧室结构的局部剖视示意图;
图6为本申请一些示意性实施例中的燃料供给组件的部分结构示意图;
图7为本申请一些示意性实施例中的燃料供给组件的部分结构剖视示意图;
图8为本申请一些示意性实施例中的轮轴的结构示意图;
图9为本申请一些示意性实施例中的轮轴的剖视示意图;
图10为本申请一些示意性实施例中的芯轴的结构示意图;
图11为本申请一些示意性实施例中的芯轴的剖视示意图。
附图标记:
100-燃烧室,101-氧化剂进气口,102-进气管;
200-燃料供给组件;
201-芯轴,201a-流道,201b-入口,201c-出口,201d-螺纹区;
202-轮轴,202a-环形槽,202b-过孔;
203-叶片,203a-喷雾口,203b-容纳腔,203c-叶根,203d-叶稍,203e-第一容纳腔,203f-第二容纳腔;
204-压力腔;205-轴承;206-密封件;
300-法兰端盖;400-尾锥,401-安装结构;500-尾锥支撑件;600-点火器安装座。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本文的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本文,而非对本文的限定。
经本申请发明人研究发现,相关技术的爆震燃烧室存在以下几项缺点:1、常用的喷注方式燃料和氧化剂的掺混效果差,燃烧效率及燃料利用效率低。2、不带稳压结构,随着喷注过程的进行,燃料的进给压力会有部分的下降,压力不能保持,造成实际混合当量比不准确,稳定性差,产生的推力不稳定。3、常用的燃料接口只起到连接的作用,燃料单纯靠压力压注,燃料接口只连通外接燃料箱和燃烧区域,不再具备其他的助流作用。4、燃料喷孔靠机加工形成,对刀具要求高,损耗高,加工费时费力,成本高。5、结构不够简单,每台发动机都需要配置数量很多的配注嘴,不同喷孔类型的研究需要反复装配,开发周期长。基于上述研究,本申请发明人提出一种新的燃料供给结构。具体技术方案如下。
本申请一实施例中,如图1至图11所示,提供一种发动机燃烧室结构。发动机燃烧室结构包括燃烧室100以及至少一部分设置在燃烧室100内的燃料供给组件200。燃烧室100可设置为如图1所示的圆柱形薄壁壳体,也可设置为其它形状,关于燃烧室100的外形及尺寸在此不作限定。燃料供给组件200可沿燃烧室100的轴向从燃烧室100的一端全部***该燃烧室100的内部,或者燃料供给组件200的部分位于燃烧室100的外部。
燃料供给组件200包括芯轴201和叶轮。如图2所示,芯轴201的一端可伸出燃烧室100,另一端位于燃烧室100内。叶轮位于燃烧室100内部,可与芯轴201转动连接。叶轮包括轮轴202以及围绕轮轴202周向固定的多个叶片203。多个叶片203可均匀焊接在轮轴202的同一个圆周上,或者是非等间隔分布。在本申请实施例中,以设置四个叶片为例进行技术方案的阐述,关于叶片203的数量,以及相邻两个叶片203之间的距离在此不作限定。叶轮的轮轴202套设在位于燃烧室100内的芯轴201的轴段外侧,且轮轴202相对芯轴201可转动。
芯轴201沿其轴向方向设置有供燃料流通的流道201a。沿轴向方向,流道201a的横截面积可以为恒定值,或者是变化值等。在芯轴201上设置有供燃料进入的入口201b,以及供燃料流出的出口201c。入口201b可设置一个或者多个。出口201c可设置一个或者多个。燃料从入口201b流入流道201a,然后从出口201c流出。
叶片203上设置有多个喷雾口203a,以及与多个喷雾口203a相连通的容纳腔203b。容纳腔203b与燃料的出口201c相连通,以使多个喷雾口203a与燃料的出口201c相连通,以使得燃料可从多个喷雾口203a喷出。喷雾口203a可设置为圆孔或者矩形孔等。多个喷雾口203a的大小可相同或者是不同。多个喷雾口203a可均布在叶片203的一个侧面,或者是多个侧面等。多个喷雾口203a也可按照一定的排列规则进行分布,例如以芯轴201的中心轴线,依次向外,排列出多个同心圆形等。其中,当叶轮相对芯轴201发生转动时,可使得燃料从多个喷雾口203a喷出。
在本申请实施例中,通过设置转动配合的芯轴201和叶轮,使得燃料从芯轴201的入口201b经由流道201a从出口201c流出,再经由容纳腔203b从叶片203的多个喷雾口203a喷出,即提供了一种新的燃料供给方式。由此简化了发动机的结构,燃料从多个喷雾口203a喷出,减小了燃料的进料尺寸,有利于燃料的扩散,提高了与氧化剂的接触面积,有利于燃料与氧化剂的充分混合,也就提高了发动机的燃烧效率,延长了发动机的连续工作时间。
一些示例性实施例中,如图4、图5所示,燃料供给组件200在容纳腔203b与出口201c的配合区域设置有压力腔204。该压力腔204可设置在芯轴201与轮轴202的配合区域内。如图5所示,压力腔204的截面形状可为矩形或者是半圆形或者是圆形等。沿着芯轴201的周向可设置多个压力腔204,多个压力腔204可以与多个燃料的出口201c成组设置。或者,一个出口201c对应设置两个以上的压力腔204。如图5中箭头线所示,燃料的出口201c与压力腔204相连通,使得燃料可经由该压力腔204流入叶片203的容纳腔203b内,设置在叶片203上的多个喷雾口203a与容纳腔203b相连通,使得燃料经由喷雾口203a喷射到燃烧室100内。
当叶轮转动时,叶轮可带动流入压力腔204内的燃料运动,以有效提高燃料从喷雾口203a喷出的速度。压力腔204有保持燃料喷射压力或者是提高燃料喷射压力的作用,有利于燃料向燃烧室100内扩散,有利于燃料与氧化剂的充分混合,以提高燃料与氧化剂的混合效果,提升发动机的燃烧性能。
在叶片203内设置中空的容纳腔203b,叶片203的表面开有若干个喷雾口203a,燃料在压力腔204和叶片203的容纳腔203b循环后,从喷雾口203a喷射到燃烧室100的燃烧区域内。可利用氧化剂的入射力为叶片203的旋转提供动力,通过设置输入氧化剂方向与叶片203的旋转方向相切,可在高压氧化剂进入燃烧室100时为叶片203提供高速旋转的动力,同时使得叶片203的喷雾口203a喷出的燃料液滴更好地破碎,再与高压氧化剂掺混,形成配比更加优良的可燃混合气,从而在点火器的工作下形成更加稳定的爆震。
此叶片203结构可代替传统的喷嘴,使得发动机的结构更加简洁。叶片203结构在高速旋转使得燃料和氧化剂掺混的同时,也将掺混好的可燃混合气推到燃烧室100的燃烧区域内,使得燃烧室100内形成连续旋转的爆震波,在爆震波前后有不断连续的掺混好的燃料和氧化剂为爆震提供能源,从而可使发动机产生持续稳定的推力。
在可燃混合气完成燃烧工作状态后,可先停止供给燃油,外接燃油管路的惰性气体气嘴电磁阀通电开始工作,利用惰性气体吹扫燃烧室100,将多余的燃油扫除干净,高压气体将残余燃料从燃烧室100的底部的喷口(图中未示出)喷出,可对燃烧室100的腔壁进行短暂的冷却降温,一个完整的工作循环结束。
一些示例性实施例中,如图5所示,燃料供给组件200中的压力腔204可设置为环绕芯轴201的环形。在芯轴201和轮轴202相配合的区域,芯轴201和轮轴202中的至少一个设置有环形槽202a,以组成环形的压力腔204。如图5、图9所示,以仅在轮轴202上设置环形槽202a为例,环形槽202a与芯轴201组成环形的压力腔204。
如图8、图9所示,沿轮轴202的周向可设置多个过孔202b。压力腔204与容纳腔203b经由该过孔202b相连通。或者沿轮轴202的轴向设置两个以上的过孔202b。多个过孔202b用于连通一个压力腔204与一个容纳腔203b。或者,过孔202b与容纳腔203b一对一成组设置。过孔202b可以是沿轮轴202的径向贯穿轮轴202腔壁的圆孔或者是矩形孔等。
其中,燃料的出口201c位于构成压力腔204的轴段,如图10、图11所示,以设置四个矩形的出口201c为例。将燃料的出口201c设置在芯轴201构成压力腔204的轴段,以优化燃料的流动路径,简化燃料供给组件200的设计结构。
一些示例性实施例中,如图10、图11所示,在燃料供给组件200中,可将燃料的入口201b设置在芯轴201的一端。将多个燃料的出口201c设置在靠近芯轴201另一端的区域。在芯轴201的另一端留有实心轴段,在实心轴段上可设置螺纹区201d。利用该螺纹区201d,可将燃料供给组件200整体安装到燃烧室100内的其它部件上,为叶片203的转动提供稳定的支撑,也可保证燃料供给的一致性。
一些示例性实施例中,如图4、图5所示,燃料供给组件200还包括轴承205和密封件206。密封件206可为密封垫片等。两个轴承205沿轴向布置在压力腔204的两侧,以提高叶轮转动的平稳性。两个密封件206布置在两个轴承205相对的外侧,即位于远离压力腔204的两侧,以提高压力腔204的密封性,提高燃料的利用率。
一些示例性实施例中,如图6、图7所示,燃料供给组件200的叶片203沿着轮轴202的径向包括叶根203c和叶稍203d,叶稍203d相比叶根203c远离轮轴202。叶根203c固定在轮轴202上,可采用焊接等。在叶根203c内设置有第一容纳腔203e。在叶稍203d内设置有第二容纳腔203f。多个喷雾口203a可仅设置于叶根203c,即压力腔204与第一容纳腔203e相连通。或者,多个喷雾口203a仅设置于叶稍203d,即压力腔204与第二容纳腔203f相连通。本领域技术人员应该知道,当多个喷雾口203a仅设置于叶稍203d时,在叶根203c内部设置有过渡通道(图中未示出),利用该过渡通道将压力腔204与第二容纳腔203f相连通。或者,第一容纳腔203e与第二容纳腔203f相连通以形成容纳腔203b,在叶根203c和叶稍203d均设置有喷雾口203a。多个喷雾口203a可设置在叶片203的一面,或者是沿厚度方向相对的两面等,以实现叶片203上喷雾口203a的数量,布置位置,排布形式的多种自由组合,提升燃料供给组件200产品的灵活性,提高发动机产品的实用性。
一些示例性实施例中,如图7所示,燃料供给组件200中,叶片203沿着轮轴202的径向,容纳腔203b的流通面积可做变截面设计。容纳腔203b位于远离轮轴202的端部相比靠近轮轴202的端部的流通面积小,使得燃料在容纳腔203b内呈现收缩的流动趋势,以提高燃料从叶稍203d区域喷射出的压力。
如图所示,可将第一容纳腔203e的流通面积沿着远离轮轴202的方向进行变截面设计,可设计成逐渐减小。第二容纳腔203f的流通面积可进行恒截面设计。可设计第一容纳腔203e的流通面积大于第二容纳腔203f的流通面积。
一些示例性实施例中,如图6所示,叶片203可采用增材工艺一体成型。增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印。设置在叶片203上的喷雾口203a也通过增材工艺一体制造。利用增材工艺可节省整个产品的制造周期。叶片203整体结构简单,装配步骤较少,降低产品整体的生产成本和研发周期。燃料供给组件200的所有零件通过常用加工工艺即可达到,不用进行次品率较高的微孔加工,也不用单独购买成熟的喷注零件,也无需进行复杂的结构设计,简单的机加工和增材工艺即可达到设计效果,也可进行参数化的试验。
一些示例性实施例中,如图6所示,可将叶片203设置为扭形叶片。当叶片203转动时具有较好的空气流动性。
如图1至图3所示,发动机燃烧室结构还包括设置在燃烧室100腔壁的氧化剂进气口101。氧化剂进气口101可用于外接氧化剂进气管102。多个氧化剂进气口101可沿燃烧室100的外壁周向间隔设置,例如多个氧化剂进气口101可沿叶片203的旋转切向布置。本申请实施例中,以设置四个氧化剂进气口101为例进行技术方案阐述。氧化剂进气口101的进气方向沿叶片203的旋转切向设置,以使得氧化剂在由氧化剂进气口101射入燃烧室100内时,可射向叶片203,以推动多个叶片203发生旋转。沿叶片203的旋转切向设置多个氧化剂进气口101的进气方向,以使得叶片203在氧化剂的入射冲击力下旋转,一方面可为将燃料雾化提供动力,另一方面氧化剂与叶片203的撞击也可分散氧化剂,增加氧化剂的扩散,提高氧化剂与燃料的混合均匀性,有利于燃料的充分燃烧。氧化剂一般为氧气或者富氧空气。燃料一般选用煤油等。燃料通过叶片203的喷雾口203a后变成小液滴,再与氧化剂、叶片203碰撞及掺混后可形成燃烧效果更好的燃料混合气。
将叶片203设置为扭形叶片,可使得叶片203在氧化剂的吹动下快速旋转,同时叶片203向燃烧室100底部延伸的面可将燃料快速推向燃烧室100的底部,以利于燃料的充分燃烧。
一些示例性实施例中,如图1至图4所示,发动机燃烧室结构还包括安装至燃烧室100端面的法兰端盖300。如图4所示,可将法兰端盖300螺接到燃烧室100的端面上。其中,燃料供给组件200的芯轴201的一端固定到法兰端盖300,并贯穿该法兰端盖300。位于芯轴201的供燃料进入的入口201b设置在芯轴201延伸出法兰端盖300的轴段,可将入口201b设置在芯轴201端面的中心。将燃料的入口201b设置在延伸出法兰端盖300的芯轴201的轴段,可提高向燃烧室100输送燃料的方便性,以提高产品的实用性。
一些示例性实施例中,如图1、图4所示,发动机燃烧室结构还包括尾锥400以及沿尾锥400周向分布的多个尾锥支撑件500。尾锥支撑件500可设置为细长杆体,一端焊接到尾锥400上,另一端可焊接到燃烧室100的腔壁。
尾锥400为锥体,包括大径端和小径端。在大径端设置有安装结构401,该安装结构401可为设有内螺纹的安装孔,利用该安装结构401可为芯轴201的一端提供支撑,也就是为燃料供给组件200提供支撑。安装结构401可与芯轴201的螺纹区201d相适配。在发动机燃烧室结构内设置尾锥400以及尾锥支撑件500,可为叶片203提供稳定的支撑,提高叶片203转动的稳定性,有利于保证燃料供给的一致性。
在装配时,可先将尾锥400与多个尾锥支撑件500装配在一起,再装配到燃烧室100内,然后将燃料供给组件200与法兰端盖300的组合件装配到燃烧室100内。燃料供给组件200与法兰端盖300两者可焊接固定。
一些示例性实施例中,如图1至图4所示,发动机燃烧室结构还包括安装至燃烧室100腔壁的点火器安装座600。点火器安装座600设置为用于安装点火器(图中未示出)。可将点火器安装座600设置在叶片203靠近燃烧室100的底部的一侧,即远离燃料入口201b的一侧。将点火器安装座600设置在叶片203靠近燃烧室100底部的一侧,当输入氧化剂后,氧化剂推动多个叶片203开始旋转,使得燃料和氧化剂在充分混合后再被叶片203推向点火器(图中未示出),再点火,有利于燃料的充分燃烧,以提高燃烧效率。
在本申请又一实施例中,还提供一种发动机。该发动机可为连续旋转爆震发动机等。连续旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术。爆震(Detonation):是激波和火焰(化学反应)耦合的燃烧模式,其化学反应速率快、火焰传播快1000+km/s、能够产生极高的压力和温度。爆震波产生:极高的燃气压力(大于1.5至5.5MPa),极高的燃气温度(大于2800K)。
该发动机具有上述任一实施例所述的发动机燃烧室结构。发动机燃烧室结构具有上述任一实施例所述的燃料供给组件200。因此,该发动机具有上述一切有益效果,在此不再赘述。
在本文的描述中,术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本文的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
虽然本文所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式,并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员,在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本文的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (14)
1.一种燃料供给组件,其特征在于,包括:
芯轴,设有供燃料流通的流道以及与所述流道连通的入口和出口;以及
与所述芯轴转动连接的叶轮,所述叶轮包括多个叶片,所述叶片设有与所述出口连通的容纳腔以及与所述容纳腔连通的多个喷雾口;
其中,所述叶轮转动以使得燃料从多个所述喷雾口喷出。
2.如权利要求1所述的燃料供给组件,其特征在于,所述容纳腔与所述出口之间设有压力腔;
其中,所述叶轮旋转用以带动流入所述压力腔内的燃料运动,以提高燃料从所述喷雾口喷出的速度。
3.如权利要求2所述的燃料供给组件,其特征在于,所述叶轮包括轮轴,所述轮轴套设在所述芯轴外侧,且可相对所述芯轴转动;多个所述叶片沿周向固定至所述轮轴;
所述芯轴与所述轮轴中的至少一个设有环形槽,以与所述芯轴和所述轮轴中的另一个合围出环形的压力腔,所述压力腔与所述容纳腔经由设于所述轮轴的过孔相连通;
其中,所述出口位于构成所述压力腔的所述芯轴的轴段。
4.如权利要求3所述的燃料供给组件,其特征在于,所述叶片包括:
与所述轮轴固定的叶根,所述叶根设有第一容纳腔;以及
背离所述轮轴延伸的叶稍,所述叶稍设有第二容纳腔;
其中,所述压力腔与所述第一容纳腔和所述第二容纳腔中的至少一个相连通。
5.如权利要求4所述的燃料供给组件,其特征在于,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔连通以形成所述容纳腔,所述第一容纳腔的流通面积大于所述第二容纳腔的流通面积。
6.如权利要求1至5任一所述的燃料供给组件,其特征在于,多个所述喷雾口分布至所述叶片相对的两侧面。
7.如权利要求1至5任一所述的燃料供给组件,其特征在于,所述叶片采用增材工艺一体成型。
8.如权利要求1至5任一所述的燃料供给组件,其特征在于,所述叶片为扭形叶片。
9.一种发动机燃烧室结构,其特征在于,包括燃烧室以及与所述燃烧室相连的上述权利要求1至8任一所述的燃料供给组件;
所述燃烧室设有氧化剂进气口,所述氧化剂进气口用于向所述燃烧室内输送氧化剂;
所述芯轴的至少一部分以及所述叶轮位于所述燃烧室内。
10.如权利要求9所述的发动机燃烧室结构,其特征在于,所述氧化剂进气口的数量为多个,多个所述氧化剂进气口沿所述燃烧室的周向间隔布置,所述氧化剂进气口的进气方向沿所述叶片的旋转切向设置;
其中,多个所述叶片设置为可在氧化剂的入射冲击力下旋转。
11.如权利要求9所述的发动机燃烧室结构,其特征在于,还包括安装至所述燃烧室端面的法兰端盖;
其中,所述芯轴固定至所述法兰端盖,并贯穿所述法兰端盖,且所述入口位于所述芯轴延伸出所述法兰端盖的轴段。
12.如权利要求11所述的发动机燃烧室结构,其特征在于,还包括:
尾锥,所述尾锥的大径端设有安装结构,所述安装结构用于安装所述芯轴;以及
沿所述尾锥周向分布的多个尾锥支撑件;
其中,所述尾锥与所述燃烧室腔壁通过多个所述尾锥支撑件连接。
13.如权利要求9至12任一所述的发动机燃烧室结构,其特征在于,还包括安装至所述燃烧室腔壁的点火器安装座,所述点火器安装座位于所述叶片靠近所述燃烧室底部的一侧。
14.一种发动机,其特征在于,包括上述权利要求9至13任一所述的发动机燃烧室结构。
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