[发明专利]涡轮发动机循环加热多级燃烧系统

权利要求书

1.涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，包括火焰筒外壳，穿过火焰筒外壳设置有延伸至燃烧室的进气通道，其特征在于：所述火焰筒外壳包括外部的预热保温层（1）和内部的燃料预混层（2），预热保温层（1）的内部为相互连通的蜂窝状结构，预热保温层（1）的前端设置有燃料总管（3），燃料总管（3）缠绕在预热保温层（1）的外壁上，燃料总管（3）的末端穿入预热保温层（1）且与内部的蜂窝状结构连通，预热保温层（1）与燃料预混层（2）之间设置有燃料通道（4），燃料通道（4）的后端封闭、前端设置有与压气机连通的前部进气通道（5），燃料通道（4）的外侧设置有与蜂窝状结构连通的进口（41）、内侧设置有喷向燃烧室（7）的燃料喷嘴（8），所述燃烧室（7）包括预燃段（10）、收缩段（11）和扩张段（12），所述燃烧室（7）内设置有与进气通道相连的空气喷嘴（91），所述空气喷嘴（91）与燃料喷嘴（8）成对设置在预燃段（10）、收缩段（11）和扩张段（12），扩张段（12）的长度大于预燃段（10）、收缩段（11）的长度之和。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述前部进气通道（5）包括前部的蜂窝状连通段（51），蜂窝状连通段（51）与空气喷嘴（91）相连且与燃料通道（4）之间设置有毛细通道（52）。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述收缩段（11）包括向内突出的径向收缩结构（101），径向收缩结构（101）的截面为半圆形，半圆形内设置有与燃料通道（4）相连的若干个支管道（42），两个支管道（42）的末端连接同一个燃料喷嘴（8）。

4.根据权利要求3所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：沿所述预燃段（10）和收缩段（11）的周向方向均设置有一环的燃料喷嘴（8），沿扩张段（12）的周向方向设置有三环的燃料喷嘴（8），扩张段（12）中每一环的燃料喷嘴（8）的数量与预燃段（10）中每一环的燃料喷嘴（8）的数量相等，收缩段（11）中燃料喷嘴（8）的数量大于预燃段（10）中燃料喷嘴（8）的数量。

5.根据权利要求1、2、4任一项所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述预热保温层（1）的前端设置有向外周凸起的凸起段（13），所述燃料总管（3）的前端通过凸起段（13）穿入预热保温层（1）后穿出，燃料总管（3）穿入凸起段（13）的部位设置有与内部的蜂窝状结构连通的连通孔（31）。

6.根据权利要求5所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述燃料总管（3）穿过凸起段（13）后伸出的部分为半圆形管（32），半圆形管（32）沿预热保温层（1）的轴向方向呈螺旋状均匀设置。

7.根据权利要求6所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述进气通道包括设置在预热保温层（1）外壁上的进气斗（9），与进气斗（9）相连设置有穿过预热保温层（1）和燃料预混层（2）的进气支管，所述空气喷嘴（91）设置在进气支管的末端。

8.根据权利要求7所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：相邻的进气支管在预热保温层（1）和燃料预混层（2）内相互连通。

9.根据权利要求1、2、4、6、7任一项所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述燃料通道（4）设置有若干个，若干个燃料通道（4）沿火焰筒外壳的长度方向并列设置且彼此连通。

10.根据权利要求9所述的涡轮发动机循环加热多级燃烧系统，其特征在于：所述燃料总管（3）的前端和后端之间设置有若干个插入预热保温层（1）的进料支管，进料支管外端与燃料总管（3）连通、内端与蜂窝状结构连通。