[发明专利]一种斯特林发动机双模式燃烧室及其实施方法

权利要求书

1.一种斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于，包括：

中空的燃烧室壳体，所述燃烧室壳体的一端与机身连接，所述燃烧室壳体上设有进气管和排气管，所述排气管与所述燃烧室壳体的内部连通，用于排出烟气；

双模式燃烧器，所述双模式燃烧器设置在所述燃烧室壳体内部远离所述机身的一端，所述双模式燃烧器远离所述机身的一端贯穿所述燃烧室壳体用于输入氧气和燃料，所述双模式燃烧器用于进行高压纯氧燃烧模式或低压空气燃烧模式；

燃气导流圈，所述燃气导流圈设置在所述燃烧室壳体的内部，并与所述双模式燃烧器连接，用于将所述燃烧室壳体内的烟气导入所述双模式燃烧器；

空气导流圈，所述空气导流圈包括内导流圈和外导流圈，所述空气导流圈设置在所述燃烧室壳体的内部，并分别与所述双模式燃烧器和所述进气管连接，用于将所述进气管中的空气预热后导入所述双模式燃烧器；

热交换器，所述热交换器的一端设置在所述燃烧室壳体的内部，所述热交换器的另一端与所述机身连接；

所述双模式燃烧器包括燃烧器本体以及设置在所述燃烧器本体上的燃料喷嘴、氧气进气总管、氧气进气分配管、喷嘴座、多孔喷嘴、混合管、二次空气管、点火器；

其中，所述燃料喷嘴与所述燃烧器本体内的预混腔连通，用于输入燃料；

所述氧气进气总管通过所述氧气进气分配管与所述多孔喷嘴连通，所述多孔喷嘴设置在所述喷嘴座上，并通过所述空气导流圈与所述进气管连通，所述多孔喷嘴分别通过所述混合管和所述二次空气管与所述燃烧器本体内的预混腔连通；

所述点火器设置在所述双模式燃烧器的出口处，用于点燃混合气体；

高压氧气燃烧模式时，所述燃料喷嘴喷出的燃料与所述混合管中的混合气在所述预混腔内混合形成可燃混合气，可燃混合气在所述双模式燃烧器的出口处被所述点火器点燃后，喷入所述燃烧室壳体的回流燃烧区形成稳定燃烧；

低压空气燃烧模式时，所述燃料喷嘴喷出的燃料分别与所述混合管内的混合气和所述二次空气管内的高温空气混合形成可燃混合气，可燃混合气在所述双模式燃烧器的出口处被所述点火器点燃后，喷入所述燃烧室壳体的回流燃烧区形成稳定燃烧。

2.根据权利要求1所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述燃烧室壳体包括燃烧室盖板、上壳体及筒体，所述进气管和所述排气管设置在所述筒体上，螺栓依次穿过所述上壳体、所述筒体与所述机身连接，所述燃烧室盖板与所述上壳体连接，所述双模式燃烧器远离所述机身的一端穿过所述燃烧室盖板，并固定在所述燃烧室盖板上。

3.根据权利要求2所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述双模式燃烧器远离所述机身一端的外侧设有凸台，所述燃烧室盖板靠近所述上壳体的一端设有凹槽，所述燃烧室盖板与所述双模式燃烧器连接时，所述凸台适配卡设在所述凹槽内。

4.根据权利要求1所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述燃料喷嘴为液体燃料喷嘴或气体燃料喷嘴。

5.根据权利要求1所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述氧气进气总管的入口为环形结构，所述氧气进气总管的四周设置有氧气分配孔，所述氧气分配孔的数量大于3个，所述氧气分配孔与所述氧气进气分配管连接。

6.根据权利要求1所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述喷嘴座为环形结构，所述喷嘴座的内圈设置有斜面和喷嘴座二次空气孔，所述斜面上设有喷嘴安装孔，所述喷嘴安装孔与所述多孔喷嘴连接，所述喷嘴座二次空气孔与所述二次空气管连接。

7.根据权利要求1所述的斯特林发动机双模式燃烧室，其特征在于：

所述多孔喷嘴包括高压氧气喷嘴及多个低压空气喷嘴，所述高压氧气喷嘴设置在所述多孔喷嘴一端的中部，多个所述低压空气喷嘴环形布置在所述高压氧气喷嘴的四周，所述多孔喷嘴的侧壁上设有与所述高压氧气喷嘴连通的高压氧气入口，所述高压氧气入口与所述氧气进气分配管连接。