[發(fā)明專利]一種渦輪發(fā)動機及其自起動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110362213.9
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113123883B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃日鑫;鄭耀;張虎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省渦輪機械與推進系統(tǒng)研究院;浙江大學(xué)
• 主分類號: F02C7/272
• 分類號: F02C7/272;F02C3/14;F23R3/52;F23R3/46;F23R3/48
• 代理公司: 杭州創(chuàng)智卓英知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33324
• 代理人: 侯震東

1.一種渦輪發(fā)動機，其特征在于，包括：

機體，所述機體內(nèi)形成有燃燒室，所述燃燒室的軸向一端裝設(shè)有導(dǎo)向葉片件；

及燃?xì)獍l(fā)生器，所述燃?xì)獍l(fā)生器裝設(shè)于所述燃燒室內(nèi)；其中，所述燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)部形成有燃料腔、氧化劑腔及推力室，所述推力室通過所述導(dǎo)向葉片件的噴氣通口與渦輪相通，所述燃料腔、所述氧化劑腔均與所述推力室相連通；

所述燃?xì)獍l(fā)生器至少有兩個，任意兩個所述燃?xì)獍l(fā)生器之間均相對稱分布；所述燃燒室內(nèi)還裝設(shè)有至少兩個火焰組件，各個所述火焰組件的兩端均設(shè)置有所述燃?xì)獍l(fā)生器，各個所述燃?xì)獍l(fā)生器與各個所述火焰組件之間呈環(huán)形等間距分布于所述燃燒室內(nèi)，且所述火焰組件與所述燃?xì)獍l(fā)生器之間通過第一聯(lián)焰管相連通；

所述燃料腔面向所述推力室的一側(cè)開設(shè)有呈傾斜設(shè)置的碰撞燃料噴嘴；所述氧化劑腔面向所述推力室的一側(cè)開設(shè)有呈傾斜設(shè)置的氧化劑噴嘴，且所述碰撞燃料噴嘴的傾斜方向與所述氧化劑噴嘴的傾斜方向相交叉于所述推力室內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃?xì)獍l(fā)生器的側(cè)壁開設(shè)有與所述推力室相通的第一安裝孔，所述第一聯(lián)焰管的一端穿設(shè)于所述第一安裝孔內(nèi)并與所述推力室相通，所述第一聯(lián)焰管的另一端連通于所述火焰組件的內(nèi)部。

3.如權(quán)利要求2所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述火焰組件包括一個或多個火焰筒，各個所述火焰筒之間呈弧形等間距設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)，各個所述火焰筒之間通過第二聯(lián)焰管相連通，且與所述燃?xì)獍l(fā)生器相鄰的火焰筒通過所述第一聯(lián)焰管連通于所述推力室；所述火焰筒朝向所述導(dǎo)向葉片件的一側(cè)形成有燃?xì)馔ǖ?，所述燃?xì)馔ǖ琅c所述噴氣通口相通。

4.如權(quán)利要求3所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述火焰筒的側(cè)面開設(shè)有稀釋空氣孔。

5.如權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃料腔面向所述推力室的一側(cè)開設(shè)有呈傾斜設(shè)置的液膜燃料噴嘴，所述液膜燃料噴嘴朝向所述推力室的側(cè)壁延伸設(shè)置。

6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述機體包括：第一機匣與第二機匣，所述第一機匣設(shè)于所述第二機匣的內(nèi)部空間內(nèi)并與所述第二機匣相間隔形成所述燃燒室，且所述導(dǎo)向葉片件裝設(shè)于所述第一機匣與所述第二機匣的同向端部。

7.一種自起動方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1-6中任一項所述的渦輪發(fā)動機，所述自起動方法包括：

燃?xì)獍l(fā)生器的燃料腔與氧化劑腔內(nèi)分別注入含有催化劑的燃料與氧化劑，燃料腔內(nèi)的燃料與氧化劑腔內(nèi)的氧化劑同時噴出至推力室內(nèi)，以使燃料與氧化劑進行互擊式碰撞霧化，進而發(fā)生燃燒反應(yīng)生成高溫高壓燃?xì)猓?/p>

大部分所述高溫高壓燃?xì)馔ㄟ^所述噴氣通口作用于渦輪以驅(qū)動所述渦輪做功，進而帶動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)動；同時，剩余的所述高溫高壓燃?xì)馔ㄟ^第一聯(lián)焰管流動至火焰組件內(nèi)；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定起動轉(zhuǎn)速時，起動燃油系統(tǒng)，所述燃油系統(tǒng)開始向各個所述火焰組件供油，所述第一聯(lián)焰管內(nèi)的高溫高壓燃?xì)恻c燃燃油，燃油燃燒所形成的燃?xì)馔ㄟ^噴氣通口作用于所述渦輪，以驅(qū)動所述渦輪做功；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)倍數(shù)的自持轉(zhuǎn)速時，所述燃?xì)獍l(fā)生器停止工作，所述火焰組件單獨驅(qū)動所述渦輪做功，直至所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速加速至慢車速度，完成起動。

8.如權(quán)利要求7所述的自起動方法，其特征在于，所述燃?xì)獍l(fā)生器處于工作狀態(tài)，所述推力室的內(nèi)壁形成有冷卻液膜。