[發明專利]渦輪活塞混合動力系統的燃燒室進氣結構

有效

• 申請號: 201610016615.2
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105650678B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 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

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進氣結構。

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。然而，柴油機的氣缸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，可直接引入燃氣輪機的燃燒室中而被再次燃燒利用，這就要求設計出一種可同時將柴油機排出的燃氣和壓氣機壓縮后的高壓空氣引入燃燒室的結構。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的一個目的在于提供一種渦輪活塞混合動力系統的燃燒室進氣結構，其能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、富氧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進氣結構，其包括：第一引氣孔，設置在機匣的外表面上，與壓氣機的壓氣機用出氣口直接連通；第二引氣孔，設置在機匣的外表面上，與發動機的發動機用出氣口直接連通；以及燃燒室用進氣口，設置在燃燒室的外壁上同時連通第一引氣孔和第二引氣孔。

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進氣結構中，機匣上的第一引氣孔和第二引氣孔可將壓氣機排出的高壓氣體以及發動機排出的高溫高壓燃氣引入機匣的內部，基于燃燒室的燃燒室用進氣口與機匣的內部連通，從而引入機匣的內部的混合氣體經由燃燒室用進氣口自然流入燃燒室中。

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進氣結構的立體圖，其中外部為機匣，內部為燃燒室；

圖2是圖1的主視圖，示出了機匣上的第一引氣孔和第二引氣孔在機匣軸向上的分布，并且用虛線示出了位于機匣內部的燃燒室；

圖3是燃燒室上的燃燒室用進氣口的位置示意圖；

圖4是圖1的另一變形圖；

圖5是圖4中的第一引氣孔和第二引氣孔沿機匣周向位置示意圖；

圖6是圖5的另一變形圖；

圖7是使用本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室進氣結構的系統示意圖(其中采用只有一個第一引氣孔和一個第二引氣孔的燃燒室進氣結構)。

其中，附圖標記說明如下：

1機匣 32壓氣機用出氣口

11第一引氣孔4發動機

12第二引氣孔41發動機用進氣口

2燃燒室 42發動機用出氣口

21燃燒室用進氣口5渦輪機

22燃燒室用出氣口51渦輪機用進氣口

3壓氣機 6動力渦輪

31壓氣機用進氣口

具體實施方式

下面參照附圖來詳細說明根據本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室進氣結構。

參照圖1至圖7，根據本發明的渦輪活塞混合動力系統的燃燒室進氣結構包括：第一引氣孔11，設置在機匣1的外表面上，與壓氣機3的壓氣機用出氣口32直接連通；以及第二引氣孔12，設置在機匣1的外表面上，與發動機4的發動機用出氣口42直接連通；以及燃燒室用進氣口21，設置在燃燒室2的外壁上同時連通第一引氣孔11和第二引氣孔12。