[发明专利]一种微型燃气涡轮发动机及其燃烧室总成

说明书

本发明涉及一种微型燃气涡轮发动机的燃烧室总成，包括火焰筒和机匣，所述火焰筒内具有圆环形的燃烧室，所述火焰筒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上并与相应所述燃烧室供油孔连通，第二端均朝向和自身对应的过孔径向线的同一侧倾斜延伸，且每一个所述蒸发管与自身所对应的过孔径向线的夹角α均大于0°。该燃烧室总成可以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，尤其涉及一种适用于微型燃气涡轮发动机的蒸发管式的环形燃烧室。

背景技术

微型燃气涡轮发动机(Micro-turbine-engine，MTE),具有重量轻、功率大、推重比高等优点。与常规发动机相比，由于微型飞行器具有尺寸小、转速高、零件数少、工作时间长、推力易调节、红外辐射低、能重复使用等优点。已在无人作战飞行器、防空武器靶标、精确打击弹药、试验飞行器等装备上大量应用，无论是在军事领域还是在民用领域，它都有十分诱人的应用前景。

目前，各国都在加紧对微型燃气涡轮发动机的设计及研究。而作为关键技术之一的燃烧室，由于尺寸的微型化(毫米级至厘米级),使得其面积容积比大，传热损失大大增加。这会导致燃烧驻留时间短，燃料不充分燃烧的情况。因此，在改善其燃烧充分性，提高其燃烧效率等方面还有很大的提升空间。

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燃烧室总成，以便能够改善微型燃气涡轮发动机燃烧室的燃烧充分性，提高燃料的燃烧效率。

本发明的另一目的还在于提供一种采用上述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燃烧室总成，包括火焰筒和机匣，所述火焰筒内具有圆环形的燃烧室，所述火焰筒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上并与相应所述燃烧室供油孔连通，第二端均朝向和自身对应的过孔径向线的同一侧倾斜延伸，且每一个所述蒸发管与自身所对应的过孔径向线的夹角α均大于0°，其中，所述过孔径向线为由所述燃烧室的圆心起始，并过所述燃烧室供油孔的直线。

优选的，所述机匣具有圆环状的机匣夹层，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，所述燃烧室由火焰筒前壁、火焰筒后壁、火焰筒外壁和火焰筒内壁围合形成；

所述火焰筒与所述机匣前壁密封配合，且所述火焰筒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进气孔；

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，所述燃烧室供油孔开设在所述火焰筒外壁上，所述机匣外壁上开设有与所述燃烧室供油孔对应的机匣供油孔。

优选的，每一个所述蒸发管与自身所对应的过孔径向线的夹角α均相等。

优选的，任意一所述蒸发管与自身所对应的过孔径向线的夹角α满足：30°<α<60°。

优选的，所述燃烧室供油孔在所述燃烧室的周向上均匀分布。

优选的，所述火焰筒外壁与所述机匣前壁密封配合，所述火焰筒内壁通过机匣连接臂与所述机匣夹层密封配合，所述机匣连接臂与所述火焰筒前壁形成燃气出口通道，所述燃烧室供油孔位于靠近所述火焰筒后壁的一端。