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一種旋轉等容增壓燃燒室.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510549477.X

申請日:

2015.08.31

公開號:

CN105066175A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F23R 3/42申請日:20150831|||公開
IPC分類號: F23R3/42; F23R3/58 主分類號: F23R3/42
申請人: 華能國際電力股份有限公司; 西安熱工研究院有限公司
發明人: 李曉豐; 肖俊峰; 王瑋; 王峰
地址: 100031北京市西城區復興門南大街丙2號
優先權:
專利代理機構: 西安通大專利代理有限責任公司61200 代理人: 閔岳峰
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510549477.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.29|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種旋轉等容增壓燃燒室,包括等容燃燒室、燃料入口管、燃料出口管、燃料噴嘴、火花塞安裝座、進氣結構及火花塞等。本發明中所采用的旋轉等容增壓燃燒室結構簡單,具有多個獨立等容燃燒室,進氣結構可將空氣和燃料不間斷送入燃燒室,排氣結構可持續排出各獨立等容燃燒室燃燒后的高溫高壓燃氣,實現燃燒室連續進氣與排氣,提高了燃燒室進氣與排氣效率,同時增加了燃燒室燃料和空氣的填充速度;本發明中所采用的旋轉等容增壓燃燒室無活塞壓縮結構,不存在上、下止點,有效容積可與燃燒室體積相等,提高了燃燒室的空間利用率;同時燃燒室因避免了活塞與燃燒室壁之間的摩擦,機械摩擦損失減小,可提升燃燒室燃料的熱能利用率。

權利要求書

1.一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,包括等容燃燒室(1)、燃料入口管(2)、燃
料出口管(3)、燃料噴嘴(4)、火花塞安裝座(5)、進氣結構(6)及火花塞(7);其中,
等容燃燒室(1)采用中心對稱結構,包括具有中空腔體的圓柱形燃燒室外殼(11),燃
燒室外殼(11)周向呈180度夾角上設置有與燃燒室外殼(11)相切且連通的方管形燃燒室
排氣結構(12),燃燒室外殼(11)腔體的中心處設置有燃燒室進氣結構(10),燃燒室進氣
結構(10)的周向上套裝有等容燃燒室主體(8),燃燒室進氣結構(10)內部設置有進氣結
構(6),該進氣結構(6)與燃燒室外殼(11)和燃燒室進氣結構(10)之間形成的腔體相連
通,燃燒室外殼(11)的兩個側面上對稱設置有四個燃料預熱器(9);
每個燃料預熱器(9)均呈環形,且燃料預熱器(9)沿順時針方向相對的兩端分別為進
氣端和出氣端,每個燃料預熱器(9)的進氣端均設置有一個燃料入口管(2),出氣端均設置
有一個燃料出口管(3),每個燃料預熱器(9)靠近燃料預熱器(9)進氣端的側面上均設置
有與燃燒室外殼(11)連通的若干燃料噴嘴(4)和火花塞安裝座(5),火花塞(7)安裝在
火花塞安裝座(5)上;
等容燃燒室主體(8)包括旋轉軸(16),該旋轉軸(16)的一端設置有燃燒室內腔旋轉
盤(17),燃燒室內腔旋轉盤(17)的周向上通過燃燒室內腔支架(13)均勻設置有若干燃燒
室隔板(14),若干燃燒室隔板(14)用于將燃燒室外殼(11)和燃燒室進氣結構(10)之間
形成的腔體等間距劃分為若干個獨立等容燃燒室,旋轉軸(16)的另一端伸出至燃燒室外殼
(11)上相對于設置有進氣結構(6)的一個側面外。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,等容燃燒室主體(8)
還包括設置在每個燃燒室隔板(14)兩側的密封篦齒結構(15)。
3.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,燃料噴嘴(4)包括
一端開口的圓柱形外殼(18),圓柱形外殼(18)相對于其開口端的一端上開設有若干預混燃
料噴射孔(23),圓柱形外殼(18)內設置有與其同軸心且一端開口的圓柱形內殼(20),圓
柱形內殼(20)的開口端與圓柱形外殼(18)的開口端同向設置,圓柱形內殼(20)的周向
上開設有若干燃料噴射孔(21),圓柱形內殼(20)的外壁與圓柱形外殼(18)的內壁之間通
過若干平行設置的空氣擾流孔板(19)相連,每個空氣擾流孔板(19)上均開設有空氣擾流
孔(22)。
4.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,進氣結構(6)包括
一端開口的圓柱形殼體(24),進氣結構(6)另一端的周向上開設有若干空氣噴射孔(27)。
5.根據權利要求4所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,進氣結構(6)在靠
近其開口端的內側設置有空氣過濾板(25),該空氣過濾板(25)上開設有若干圓形通孔。
6.根據權利要求4所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,在靠近空氣噴射孔(27)
的進氣結構(6)內側還設置有三排軸向對稱的弧形空氣導流板(26)。
7.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,火花塞安裝座(5)
包括一端開口的火花塞引火座(30)以及設置火花塞引火座(30)另一端上的火花塞保護管
(28),火花塞引火座(30)另一端的中心處開設有火花塞安裝孔(29),火花塞(7)通過火
花塞保護管(28)設置在火花塞安裝孔(29)處。
8.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,燃燒室進氣結構(10)
為圓柱形殼體結構,在其95度至150度和275度至330度之間開設有多排進氣孔,且進氣孔
位置呈中心對稱布置。
9.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,每個燃料預熱器(9)
的進氣端和出氣端分別呈外凸形和內凹形,且燃料入口管(2)和燃料出口管(3)均經90度
轉彎后分別與燃料預熱器(9)的進氣端和出氣端連接。
10.根據權利要求1所述的一種旋轉等容增壓燃燒室,其特征在于,若干燃料噴嘴(4)
設置在每個燃料預熱器(9)的位置和火花塞安裝座(5)設置在每個燃料預熱器(9)的位置
間隔一個獨立等容燃燒室。

說明書

一種旋轉等容增壓燃燒室

技術領域:

本發明涉及一種燃燒室,尤其涉及采用等容燃燒的旋轉等容增壓燃燒室。

背景技術:

等容、等壓和爆震燃燒是燃料能量釋放的三種常用方式,等容和等壓燃燒應用最為廣泛,
爆震燃燒仍處于應用研究階段。在火焰傳播速度方面,等壓燃燒傳播速度最慢,爆震燃燒最
快,等容燃燒介于二者之間;在壓力方面,等壓燃燒過程壓力略有降低,等容和爆震燃燒壓
力均有大幅度上升;在溫度方面,爆震燃燒燃氣溫度最高,其次是等容燃燒,等壓燃燒溫度
最低。綜上,等容燃燒與等壓燃燒相比具有火焰傳播速度快、自增壓和燃燒溫度高的性能優
勢,在相同壓縮比和放熱量條件下基于等容燃燒的熱力循環性能明顯優于等壓燃燒熱力循環。

正因為等容燃燒具有上述優勢,其在工業生產、生活的熱能動力裝置中占有重要地位。
如利用奧托熱力循環做功的往復活塞式內燃機,由于其具有熱能利用率高、功率范圍廣、適
應性能好、結構緊湊、重量輕、體積小、使用操作方便、起動快、機動性強等特點,在交通
運輸、小型電站發電、石油勘探、礦山開采等工業領域得到了廣泛應用。但目前內燃機中所
采用的等容燃燒室仍存在如下主要缺點:1)對燃料質量要求高,不能直接燃用劣質燃料;2)
由于內燃機燃燒室需要周期性間歇進氣與排氣,限制了進入燃燒室的空氣和燃料流量,導致
內燃機單機功率受限;3)因燃燒室采用活塞式結構,必然存在上止點和下止點,導致燃燒室
有效容積小于氣缸體積;4)內燃機活塞及活塞環與燃燒室壁之間存在摩擦,造成一定的機械
損失,降低了內燃機總體性能。

發明內容:

本發明的目的是為了解決現有等容燃燒室所存在的周期性進氣與排氣、燃燒室空氣和燃
料流量受限、燃燒室有效容積少于燃燒室體積等問題,提供了一種采用旋轉等容燃燒方式的
旋轉等容增壓燃燒室。

為實現上述目的,本發明采用如下的技術方案:

一種旋轉等容增壓燃燒室,包括等容燃燒室、燃料入口管、燃料出口管、燃料噴嘴、火
花塞安裝座、進氣結構及火花塞;其中,

等容燃燒室采用中心對稱結構,包括具有中空腔體的圓柱形燃燒室外殼,燃燒室外殼周
向呈180度夾角上設置有與燃燒室外殼相切且連通的方管形燃燒室排氣結構,燃燒室外殼腔
體的中心處設置有燃燒室進氣結構,燃燒室進氣結構的周向上套裝有等容燃燒室主體,燃燒
室進氣結構內部設置有進氣結構,該進氣結構與燃燒室外殼和燃燒室進氣結構之間形成的腔
體相連通,燃燒室外殼的兩個側面上對稱設置有四個燃料預熱器;

每個燃料預熱器均呈環形,且燃料預熱器沿順時針方向相對的兩端分別為進氣端和出氣
端,每個燃料預熱器的進氣端均設置有一個燃料入口管,出氣端均設置有一個燃料出口管,
每個燃料預熱器靠近燃料預熱器進氣端的側面上均設置有與燃燒室外殼連通的若干燃料噴嘴
和火花塞安裝座,火花塞安裝在火花塞安裝座上;

等容燃燒室主體包括旋轉軸,該旋轉軸的一端設置有燃燒室內腔旋轉盤,燃燒室內腔旋
轉盤的周向上通過燃燒室內腔支架均勻設置有若干燃燒室隔板,若干燃燒室隔板用于將燃燒
室外殼和燃燒室進氣結構之間形成的腔體等間距劃分為若干個獨立等容燃燒室,旋轉軸的另
一端伸出至燃燒室外殼上相對于設置有進氣結構的一個側面外。

本發明進一步的改進在于,等容燃燒室主體還包括設置在每個燃燒室隔板兩側的密封篦
齒結構。

本發明進一步的改進在于,燃料噴嘴包括一端開口的圓柱形外殼,圓柱形外殼相對于其
開口端的一端上開設有若干預混燃料噴射孔,圓柱形外殼內設置有與其同軸心且一端開口的
圓柱形內殼,圓柱形內殼的開口端與圓柱形外殼的開口端同向設置,圓柱形內殼的周向上開
設有若干燃料噴射孔,圓柱形內殼的外壁與圓柱形外殼的內壁之間通過若干平行設置的空氣
擾流孔板相連,每個空氣擾流孔板上均開設有空氣擾流孔。

本發明進一步的改進在于,進氣結構包括一端開口的圓柱形殼體,進氣結構另一端的周
向上開設有若干空氣噴射孔。

本發明進一步的改進在于,進氣結構在靠近其開口端的內側設置有空氣過濾板,該空氣
過濾板上開設有若干圓形通孔。

本發明進一步的改進在于,在靠近空氣噴射孔的進氣結構內側還設置有三排軸向對稱的
弧形空氣導流板。

本發明進一步的改進在于,火花塞安裝座包括一端開口的火花塞引火座以及設置火花塞
引火座另一端上的火花塞保護管,火花塞引火座另一端的中心處開設有火花塞安裝孔,火花
塞通過火花塞保護管設置在火花塞安裝孔處。

本發明進一步的改進在于,燃燒室進氣結構為圓柱形殼體結構,在其95度至150度和
275度至330度之間開設有多排進氣孔,且進氣孔位置呈中心對稱布置。

本發明進一步的改進在于,每個燃料預熱器的進氣端和出氣端分別呈外凸形和內凹形,
且燃料入口管和燃料出口管均經90度轉彎后分別與燃料預熱器的進氣端和出氣端連接。

本發明進一步的改進在于,若干燃料噴嘴設置在每個燃料預熱器的位置和火花塞安裝座
設置在每個燃料預熱器的位置間隔一個獨立等容燃燒室。

相對于現有技術,本發明具有如下的有益效果:

本發明提供的一種旋轉等容增壓燃燒室,采用燃燒室隔板將燃燒室均勻劃分成多個獨立
且可旋轉的等容燃燒室,可實現燃燒室連續進氣與排氣,提高了燃燒室進氣與排氣效率,增
加了燃燒室燃料和空氣填充速度;與活塞式等容燃燒室相比,本發明不存在任何活塞壓縮結
構,有效容積率接近100%,提高了燃燒室的空間利用率;此外燃燒室因避免了活塞與燃燒室
壁之間的摩擦,機械摩擦損失減小,可提升燃燒室燃料的熱能利用率。

進一步的,因若干個獨立等容燃燒室相互之間存在一定的壓差,為防止燃燒室之間燃氣
的相互干擾,在每個燃燒室隔板的兩側設置了密封篦齒結構,密封篦齒結構與燃燒室外殼之
間存在多個突縮與突擴空間,增加了相鄰燃燒室之間氣流流動的阻力,具有阻止各獨立等容
燃燒室之間的燃氣串流作用。

進一步的,通過在燃料噴嘴的圓柱形外殼內側設置空氣擾流孔板,進而使得空氣經空氣
擾流孔板后湍流度明顯增加,可提高空氣與燃料的摻混速度,縮短預混距離。

進一步的,進氣結構在靠近其開口端的內側設置有空氣過濾板,該空氣過濾板上開設有
若干圓形通孔,對來流空氣具有過濾粉塵和穩定氣流的作用。

進一步的,因氣流在進氣結構內需從軸向轉變90度后從徑向的空氣噴射孔進入燃燒室,
為減小來流空氣在進氣結構中的流動損失,在進氣結構內設計有三排弧形空氣導流板。空氣
導流板可引導來流空氣緩慢從軸向轉變為徑向,大大降低了來流工質因方向轉變過大時產生
氣流分離、漩渦等所造成的流動損失。

進一步的,考慮到等容燃燒具有自增壓作用,燃燒后燃氣壓力和溫度均會大幅度上升。
為了解決等容燃燒室因燃氣壓力過高而出現燃氣倒流燃燒室進氣結構的問題,特將進氣孔位
置設在95度至150度和275度至330度之間,與垂直位置(90度和270度)錯開。這樣燃
燒室隔板內側在旋轉至90度或270度時,燃燒室隔板外側與燃燒室外殼之間既已形成空隙,
且該空隙隨著旋轉角度增加而逐漸變大,燃燒后燃氣先通過這一間隙膨脹降壓后再進行燃燒
室填充,可確保燃燒室新鮮空氣的連續填充。

綜上所述,本發明中所采用的旋轉等容增壓燃燒室結構簡單,具有多個獨立等容燃燒室,
進氣結構可將空氣和燃料不間斷送入燃燒室,排氣結構可持續排出各獨立等容燃燒室燃燒后
的高溫高壓燃氣,實現燃燒室連續進氣與排氣,提高了燃燒室進氣與排氣效率,同時增加了
燃燒室燃料和空氣的填充速度;本發明中所采用的旋轉等容增壓燃燒室無活塞壓縮結構,不
存在上、下止點,有效容積可與燃燒室體積相等,提高了燃燒室的空間利用率;同時燃燒室
因避免了活塞與燃燒室壁之間的摩擦,機械摩擦損失減小,可提升燃燒室燃料的熱能利用率。

附圖說明:

圖1是本發明旋轉等容增壓燃燒室的整體構成圖;

圖2是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的A-A向剖視圖;

圖3是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的等軸測圖;

圖4a是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的等容燃燒室正視圖,圖4b為圖4a的A-A向
剖視圖;

圖5a是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的等容燃燒室俯視圖,圖5b為圖5a的A-A向
剖視圖;

圖6是圖4a所示的等容燃燒室的等容燃燒室主體的等軸測圖;

圖7a是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的燃料噴嘴側視圖,圖7b為圖7a的A-A向剖
視圖;

圖8a是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的進氣結構側視圖,圖8b為圖8a的A-A向剖
視圖;

圖9a是圖1所示的旋轉等容增壓燃燒室的火花塞安裝座正視圖,圖9b為圖9a的A-A
向剖視圖。

圖中:1、等容燃燒室;2、燃料入口管;3、燃料出口管;4、燃料噴嘴;5、火花塞安裝
座;6、進氣結構;7、火花塞;8、等容燃燒室主體;9、燃料預熱器;10、燃燒室進氣結構;
11、燃燒室外殼;12、燃燒室排氣結構;13、燃燒室內腔支架;14、燃燒室隔板;15、密封
篦齒結構;16、旋轉軸;17、燃燒室內腔旋轉盤;18、圓柱形外殼;19、空氣擾流孔板;20、
圓柱形內殼;21、燃料噴射孔;22、空氣擾流孔;23、預混燃料噴射孔;24、圓柱形殼體;
25、空氣過濾板;26、空氣導流板;27、空氣噴射孔;28、火花塞保護管;29、火花塞安裝
孔;30、火花塞引火座。

具體實施方式:

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1至圖3所示,本發明一種旋轉等容增壓燃燒室,包括等容燃燒室1、燃料入
口管2、燃料出口管3、燃料噴嘴4、火花塞安裝座5、進氣結構6及火花塞7。

請參閱圖4a至圖5b所示,等容燃燒室1采用中心對稱結構,包括具有中空腔體的圓柱
形燃燒室外殼11,燃燒室外殼11周向呈180度夾角上設置有與燃燒室外殼11相切且連通的
方管形燃燒室排氣結構12,燃燒室外殼11腔體的中心處設置有燃燒室進氣結構10,燃燒室
進氣結構10的周向上套裝有等容燃燒室主體8,燃燒室進氣結構10內部設置有進氣結構6,
該進氣結構6與燃燒室外殼11和燃燒室進氣結構10之間形成的腔體相連通,燃燒室外殼11
的兩個側面上對稱設置有四個燃料預熱器9。考慮到正在膨脹排氣和新鮮空氣填充的獨立等
容燃燒室溫度較低,故特將燃料預熱器9的位置與燃燒室排氣結構12錯開。冷態燃料經燃料
入口管2從燃料預熱器9進氣端進入燃料預熱室,因正在燃燒或燃燒后還未膨脹排氣的獨立
等容燃燒室壁面溫度很高,故冷態燃料在流經燃料預熱器9時溫度逐漸升高,并最終從燃料
出口管3流出。燃料預熱器9除具有對燃燒室燃料加熱的作用外,還可對等容燃燒室1進行
實時冷卻。

每個燃料預熱器9均呈環形,且燃料預熱器9沿順時針方向相對的兩端分別為進氣端和
出氣端,每個燃料預熱器9的進氣端均設置有一個燃料入口管2,出氣端均設置有一個燃料
出口管3,每個燃料預熱器9靠近燃料預熱器9進氣端的側面上均設置有與燃燒室外殼11連
通的若干燃料噴嘴4和火花塞安裝座5,火花塞7安裝在火花塞安裝座5上;優選地,若干
燃料噴嘴4設置在每個燃料預熱器9的位置和火花塞安裝座5設置在每個燃料預熱器9的位
置間隔一個獨立等容燃燒室。

請參閱圖6所示,等容燃燒室主體8包括旋轉軸16,該旋轉軸16的一端設置有燃燒室
內腔旋轉盤17,燃燒室內腔旋轉盤17的周向上通過燃燒室內腔支架13均勻設置有若干燃燒
室隔板14,若干燃燒室隔板14用于將燃燒室外殼11和燃燒室進氣結構10之間形成的腔體
等間距劃分為若干個獨立等容燃燒室,旋轉軸16的另一端伸出至燃燒室外殼11上相對于設
置有進氣結構6的一個側面外,旋轉軸16可以使若干個等容燃燒室以一定的角速度按逆時針
方向勻速轉動。優選的,等容燃燒室主體8還包括設置在每個燃燒室隔板14兩側的密封篦齒
結構15。

請參閱圖7a及圖7b所示,燃料噴嘴4包括一端開口的圓柱形外殼18,圓柱形外殼18
相對于其開口端的一端上開設有若干預混燃料噴射孔23,圓柱形外殼18內設置有與其同軸
心且一端開口的圓柱形內殼20,圓柱形內殼20的開口端與圓柱形外殼18的開口端同向設置,
圓柱形內殼20的周向上開設有若干燃料噴射孔21,圓柱形內殼20的外壁與圓柱形外殼18
的內壁之間通過若干平行設置的空氣擾流孔板19相連,每個空氣擾流孔板19上均開設有空
氣擾流孔22。空氣經圓柱形外殼18與圓柱形內殼20之間的環形通道進入噴嘴,燃料由圓柱
形內殼20形成的內部通道進入。空氣擾流孔板19布置在圓柱形外殼18和圓柱形內殼20形
成的環形通道內,將外部環形流路隔成三個預混區域,空氣在三個預混區域內分別與由內部
燃料噴射孔21噴出的燃料進行摻混。空氣經空氣擾流孔板19后湍流度明顯增加,可提高空
氣與燃料的摻混速度,縮短預混距離。預混后的混合可燃工質最終經預混燃料噴射孔23噴入
各獨立等容燃燒室。

請參閱圖8a及圖8b所示,進氣結構6包括一端開口的圓柱形殼體24,進氣結構6另一
端的周向上開設有若干空氣噴射孔27。優選地,進氣結構6在靠近其開口端的內側設置有空
氣過濾板25,該空氣過濾板25上開設有若干圓形通孔,對來流空氣具有過濾粉塵和穩定氣
流的作用。此外,因氣流在進氣結構6內需從軸向轉變90度后從徑向的空氣噴射孔27進入
燃燒室,為減小來流空氣在進氣結構6中的流動損失,在進氣結構6內設計有三排弧形空氣
導流板26。空氣導流板26可引導來流空氣緩慢從軸向轉變為徑向,大大降低了來流工質因
方向轉變過大時產生氣流分離、漩渦等所造成的流動損失。

請參閱圖9a及圖9b所示,火花塞安裝座5包括一端開口的火花塞引火座30以及設置火
花塞引火座30另一端上的火花塞保護管28,火花塞引火座30另一端的中心處開設有火花塞
安裝孔29,火花塞7通過火花塞保護管28設置在火花塞安裝孔29處。在各獨立等容燃燒室
進行新鮮空氣和燃料填充時,易在火花塞引火座30內形成局部回流區,回流區內氣流速度較
低,湍流度大,可提高點火的成功率,降低點火能量。工作時火花塞先點燃火花塞引火座30
內的燃料,然后再通過引火座30內的高溫燃氣引燃獨立等容燃燒室內的燃料,可確保等容燃
燒室安全可靠點火。

考慮到等容燃燒具有自增壓作用,燃燒后燃氣壓力和溫度均會大幅度上升。為了解決等
容燃燒室因燃氣壓力過高而出現燃氣倒流燃燒室進氣結構10的問題,特將進氣孔位置設在
95度至150度和275度至330度之間,與垂直位置(90度和270度)錯開。這樣燃燒室隔板
14內側在旋轉至90度或270度時,燃燒室隔板14外側與燃燒室外殼11之間既已形成空隙,
且該空隙隨著旋轉角度增加而逐漸變大,燃燒后燃氣先通過這一間隙膨脹降壓后再進行燃燒
室填充,可確保燃燒室新鮮空氣的連續填充。此外,因若干個獨立等容燃燒室相互之間存在
一定的壓差,為防止燃燒室之間燃氣的相互干擾,燃燒室設計中采用了密封篦齒結構15。密
封篦齒結構15與燃燒室外殼11之間存在多個突縮與突擴空間,增加了相鄰燃燒室之間氣流
流動的阻力,具有阻止各獨立等容燃燒室之間的燃氣串流作用。

實施例:

本實施例中燃燒室外殼11內腔直徑為250mm,壁厚4mm;與燃燒室外殼11相切的方管
形燃燒室排氣結構12內腔長87mm,寬44mm,壁厚4mm;環形燃料預熱器9布置在燃燒室
外殼11兩側,內弧側半徑為50mm,外弧側半徑為128mm,寬30mm,燃料預熱器9的進氣
端和出氣端分別設計成外凸形和內凹形;燃料入口管2和燃料出口管3的內徑均為26mm,
為防止燃料管交叉,燃料入口管2和燃料出口管3均經90度轉彎后分別與燃料預熱器9的進
氣端和出氣端連接;多個燃料噴嘴4從燃料預熱器9的進氣端垂直伸入燃燒室,其半球形球
面與燃燒室外殼11平齊,圓柱形外殼18內徑為18mm,圓柱形內殼20外徑為8mm,燃料噴
射孔21、空氣擾流孔22和預混燃料噴射孔23的孔徑分別為1mm、2mm、3mm。火花塞安
裝座5在150度和-30度位置處穿過燃料預熱器9后進入燃燒室,其火花塞引火座底面與燃燒
室外殼11對齊,火花塞保護管28內徑18mm,高35mm,火花塞引火座30內徑42mm,高
16mm;與燃燒室外殼11垂直相連的燃燒室進氣結構10的內徑為88mm,寬44mm,在其95
度至150度和275度至330度之間分別開設8排孔徑為3mm的進氣孔;等容燃燒室主體8
直接套裝在燃燒室進氣結構10上,十個燃燒室隔板14呈周向等角度布置,燃燒室隔板14的
內徑為94mm,外徑為250mm,燃燒室內腔旋轉盤17的直徑為100mm,厚4mm,旋轉軸16
的直徑為40mm,長55mm;進氣結構6與燃燒室進氣結構10呈同軸布置,其圓柱形殼體24
的內徑為82mm,長110mm,在與燃燒室進氣結構10相對應的位置設計有孔徑為3mm的進
氣孔,調節進氣結構6與燃燒室進氣結構10進氣孔之間的相對位置即可實時改變燃燒室空氣
流量的大小,進而滿足不同負荷、不同工況下燃燒室對流量的要求;在進氣結構6開設進氣
孔的位置設計了三排軸向對稱的空氣導流板26,空氣過濾板25位于進氣結構6的頭部,其
上開設的空氣過濾孔徑為1mm。

為了對本發明進一步的了解,現對其工作過程作如下的說明:

燃燒室工作時壓縮空氣首先經空氣過濾板25進入進氣結構6,壓縮空氣中的微小顆粒被
空氣過濾板25濾除;潔凈后空氣再經空氣導流板26、空氣噴射孔27以及燃燒室進氣結構10
進入正處于填充位置的獨立等容燃燒室,十個獨立等容燃燒室被旋轉軸16和燃燒室內腔旋轉
盤17帶動,以一定的角速度順時針勻速轉動;燃料預混空氣經圓柱形外殼18和圓柱形內殼
20之間的環形通道進入燃料噴嘴4,燃料經圓柱形內殼20后由燃料噴射孔21進入預混室,
與經空氣擾流孔板19擾亂后的燃料預混空氣進行摻混,預混后的可燃工質最終通過預混燃料
噴射孔23高速噴入新鮮空氣填充完畢的獨立等容燃燒室;填充完新鮮空氣和燃料的獨立等容
燃燒室繼續旋轉,在旋轉過程中預混燃料和新鮮空氣進一步摻混,待獨立等容燃燒室旋轉至
火花塞安裝座5時,點火系統控制火花塞7點火,火花塞7先點燃火花塞引火座30內的局部
燃料,再以火花塞引火座30內的火焰引燃獨立等容燃燒室內的燃料;獨立等容燃燒室內的燃
料在旋轉過程中逐漸燃燒完畢,整個燃燒過程體積不變,壓力升高,待獨立等容燃燒室旋轉
至90度或270度時,其內部燃燒后的高溫高壓燃氣經燃燒室隔板14與燃燒室外殼11之間形
成的空隙逐漸膨脹排入燃燒室排氣結構12;獨立等容燃燒室旋轉至95度或275度時,又再
次進入新鮮空氣填充狀態,十個獨立等容燃燒室如此反復填充、燃燒、膨脹排氣工作。

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一種 旋轉 增壓 燃燒室
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