[發明專利]渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構

有效

• 申請號: 201610015834.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105698218B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 黃開勝;王兵;任兆欣;張揚軍;諸葛偉林;錢煜平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23R3/26
• 分類號: F23R3/26;F23R3/28
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發明提供了一種渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構，其包括：壓氣機側引氣管，一端與壓氣機的壓氣機用出氣口直接連通而另一端與機匣的腔部連通；以及發動機側引氣管，一端與發動機的發動機用出氣口直接連通而另一端與機匣的腔部連通。其中，渦輪活塞混合動力系統通過與壓氣機用出氣口連通的壓氣機側引氣管將壓氣機排出的高壓氣體引入機匣的腔部，同時通過與發動機用出氣口連通的發動機側引氣管將發動機排出的高溫高壓燃氣引入機匣的腔部，從而實現將壓氣機壓縮后的高壓空氣與柴油機排出的高壓高溫燃氣這兩種非均壓異質氣流同時引入燃氣輪機的機匣中。

技術領域

本發明涉及航空、航海、陸地車輛設備技術領域，尤其涉及一種渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構。

背景技術

渦輪活塞組合循環發動機是一種兼顧常規活塞式柴油機油耗低且經濟性好、燃氣輪機功率密度高等優點的組合式動力系統，它是能實現高功率密度、部分功率狀態低油耗的創新型動力型式，其中的關鍵循環模式是柴油機與燃氣輪機的聯合循環(柴-燃聯合循環)，在此循環模式中，經壓氣機壓縮后的高增壓比大流量空氣被分流，分別進入燃氣輪機與柴油機，燃氣輪機與柴油機同時并聯工作。

柴油機燃燒室消耗高壓空氣后排出的燃氣為高壓狀態，溫度較高且富含氧氣，可再引入燃氣輪機中被利用。柴油機高溫燃氣與直接進入燃氣輪機燃燒室的高壓空氣相互摻混進而與噴射的燃料混合并發生燃燒，生成高溫燃氣推動動力渦輪做功并輸出功率。

來自壓氣機和柴油機的氣流需經過管道引導進入燃機燃燒室，引氣部件需合理設計并布置，對接于燃燒室機匣表面的氣流入口，以保證兩股氣流順利進入高溫燃氣再利用燃燒室。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構，其能與機匣表面上的氣流入口對接，實現將壓氣機壓縮后的高壓空氣與柴油機排出的高壓高溫燃氣這兩種非均壓異質氣流同時引入燃氣輪機的燃燒室中混合燃燒。

為了實現上述目的，本發明提供了一種渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構。所述渦輪活塞混合動力系統包括機匣、燃燒室、壓氣機以及發動機，所述渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構包括：壓氣機側引氣管，一端與壓氣機的壓氣機用出氣口直接連通而另一端與機匣的腔部連通；以及發動機側引氣管，一端與發動機的發動機用出氣口直接連通而另一端與機匣的腔部連通。其中，渦輪活塞混合動力系統通過與壓氣機用出氣口連通的壓氣機側引氣管將壓氣機排出的高壓氣體引入機匣的腔部，同時通過與發動機用出氣口連通的發動機側引氣管將發動機排出的高溫高壓燃氣引入機匣的腔部。

本發明的有益效果如下：

在根據本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構中，通過在壓氣機側設置與機匣的腔部連通的壓氣機側引氣管，以及在發動機側設置與機匣的腔部連通的發動機側引氣管，從而實現將壓氣機壓縮后的高壓空氣與柴油機排出的高壓高溫燃氣這兩種非均壓異質氣流同時引入燃氣輪機的機匣中。

附圖說明

圖1是根據本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構與渦輪活塞混合動力系統的機匣的連接示意圖，其中，壓氣機側引氣管和發動機側引氣管分別連接機匣上的不同的氣流入口；

圖2是根據本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構與渦輪活塞混合動力系統的機匣的連接示意圖，其中，壓氣機側引氣管和發動機側引氣管匯流后連接機匣上的同一氣流入口；

圖3是圖2的一變形例，其中，所述渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構沿機匣的周向設置在機匣的身部；

圖4是圖1的一變形例，其中，所述渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構沿機匣的周向設置在機匣的身部；

圖5是本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室引氣機構沿機匣的周向設置示意圖，其中，壓氣機側引氣管和發動機側引氣管分別連接機匣上的不同的氣流入口；