[发明专利]一种斯特林发动机双模式燃烧室及其实施方法

说明书

本发明涉及斯特林发动机燃烧室技术领域，公开了一种斯特林发动机双模式燃烧室及其实施方法。该斯特林发动机双模式燃烧室包括：中空的燃烧室壳体；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，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；空气导流圈；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。通过斯特林发动机双模式燃烧可以提高斯特林发动机工作场合的灵活性，仅用一台斯特林发动机就可以满足在不同工作场合的使用，可以简化动力系统，提高动力系统功率密度。

技术领域

本发明涉及斯特林发动机燃烧室技术领域，尤其涉及一种斯特林发动机双模式燃烧室及其实施方法。

背景技术

斯特林发动机是一种外部燃烧的活塞式发动机，其燃烧方式为连续、定常，因此，其燃烧室灵活性高，即斯特林发动机燃烧室压力可调范围宽，可以采用不同的燃料和氧化剂，而斯特林发动机结构基本不变。根据燃烧压力和氧化剂的不同，斯特林发动机燃烧室通常可以分为高压纯氧燃烧室和低压空气燃烧室。

目前的斯特林发动机燃烧室要么是高压纯氧燃烧模式，要么是低压空气燃烧模式，在不同的工作场合时，通常采用不同燃烧模式的斯特林发动机燃烧室。随着斯特林发动机应用场合的扩展，在某些工作场合下，斯特林发动机的工作压力和氧化剂会发生改变。如果采用传统斯特林发动机燃烧室，则需要采用不同燃烧模式的斯特林发动机来满足使用要求，这样带来的问题是动力系统复杂、功率密度低。

因此，亟需设计一种斯特林发动机双模式燃烧室，使其既可以实现高压纯氧燃烧模式也可以实现低压空气燃烧模式。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种斯特林发动机双模式燃烧室及其实施方法，通过斯特林发动机双模式燃烧可以提高斯特林发动机工作场合的灵活性，仅用一台斯特林发动机就可以满足在不同工作场合的使用，可以简化动力系统，提高动力系统功率密度。

本发明提供的技术方案如下：

一种斯特林发动机双模式燃烧室，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。

进一步优选地，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。

进一步优选地，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。

进一步优选地，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；