一种旋转等容增压燃烧室的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种燃烧室，尤其涉及采用等容燃烧的旋转等容增压燃烧室。
【背景技术】
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[0002]等容、等压和爆震燃烧是燃料能量释放的三种常用方式，等容和等压燃烧应用最为广泛，爆震燃烧仍处于应用研究阶段。在火焰传播速度方面，等压燃烧传播速度最慢，爆震燃烧最快，等容燃烧介于二者之间；在压力方面，等压燃烧过程压力略有降低，等容和爆震燃烧压力均有大幅度上升；在温度方面，爆震燃烧燃气温度最高，其次是等容燃烧，等压燃烧温度最低。综上，等容燃烧与等压燃烧相比具有火焰传播速度快、自增压和燃烧温度高的性能优势，在相同压缩比和放热量条件下基于等容燃烧的热力循环性能明显优于等压燃烧热力循环。
[0003]正因为等容燃烧具有上述优势，其在工业生产、生活的热能动力装置中占有重要地位。如利用奥托热力循环做功的往复活塞式内燃机，由于其具有热能利用率高、功率范围广、适应性能好、结构紧凑、重量轻、体积小、使用操作方便、起动快、机动性强等特点，在交通运输、小型电站发电、石油勘探、矿山开采等工业领域得到了广泛应用。但目前内燃机中所采用的等容燃烧室仍存在如下主要缺点:1)对燃料质量要求高，不能直接燃用劣质燃料；2)由于内燃机燃烧室需要周期性间歇进气与排气，限制了进入燃烧室的空气和燃料流量，导致内燃机单机功率受限；3)因燃烧室采用活塞式结构，必然存在上止点和下止点，导致燃烧室有效容积小于气缸体积；4)内燃机活塞及活塞环与燃烧室壁之间存在摩擦，造成一定的机械损失，降低了内燃机总体性能。
【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的是为了解决现有等容燃烧室所存在的周期性进气与排气、燃烧室空气和燃料流量受限、燃烧室有效容积少于燃烧室体积等问题，提供了一种采用旋转等容燃烧方式的旋转等容增压燃烧室。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]—种旋转等容增压燃烧室，包括等容燃烧室、燃料入口管、燃料出口管、燃料喷嘴、火花塞安装座、进气结构及火花塞；其中，
[0007]等容燃烧室采用中心对称结构，包括具有中空腔体的圆柱形燃烧室外壳，燃烧室外壳周向呈180度夹角上设置有与燃烧室外壳相切且连通的方管形燃烧室排气结构，燃烧室外壳腔体的中心处设置有燃烧室进气结构，燃烧室进气结构的周向上套装有等容燃烧室主体，燃烧室进气结构内部设置有进气结构，该进气结构与燃烧室外壳和燃烧室进气结构之间形成的腔体相连通，燃烧室外壳的两个侧面上对称设置有四个燃料预热器；
[0008]每个燃料预热器均呈环形，且燃料预热器沿顺时针方向相对的两端分别为进气端和出气端，每个燃料预热器的进气端均设置有一个燃料入口管，出气端均设置有一个燃料出口管，每个燃料预热器靠近燃料预热器进气端的侧面上均设置有与燃烧室外壳连通的若干燃料喷嘴和火花塞安装座，火花塞安装在火花塞安装座上；
[0009]等容燃烧室主体包括旋转轴，该旋转轴的一端设置有燃烧室内腔旋转盘，燃烧室内腔旋转盘的周向上通过燃烧室内腔支架均匀设置有若干燃烧室隔板，若干燃烧室隔板用于将燃烧室外壳和燃烧室进气结构之间形成的腔体等间距划分为若干个独立等容燃烧室，旋转轴的另一端伸出至燃烧室外壳上相对于设置有进气结构的一个侧面外。
[0010]本实用新型进一步的改进在于，等容燃烧室主体还包括设置在每个燃烧室隔板两侧的密封篦齿结构。
[0011]本实用新型进一步的改进在于，燃料喷嘴包括一端开口的圆柱形外壳，圆柱形外壳相对于其开口端的一端上开设有若干预混燃料喷射孔，圆柱形外壳内设置有与其同轴心且一端开口的圆柱形内壳，圆柱形内壳的开口端与圆柱形外壳的开口端同向设置，圆柱形内壳的周向上开设有若干燃料喷射孔，圆柱形内壳的外壁与圆柱形外壳的内壁之间通过若干平行设置的空气扰流孔板相连，每个空气扰流孔板上均开设有空气扰流孔。
[0012]本实用新型进一步的改进在于，进气结构包括一端开口的圆柱形壳体，进气结构另一端的周向上开设有若干空气喷射孔。
[0013]本实用新型进一步的改进在于，进气结构在靠近其开口端的内侧设置有空气过滤板，该空气过滤板上开设有若干圆形通孔。
[0014]本实用新型进一步的改进在于，在靠近空气喷射孔的进气结构内侧还设置有三排轴向对称的弧形空气导流板。
[0015]本实用新型进一步的改进在于，火花塞安装座包括一端开口的火花塞引火座以及设置火花塞引火座另一端上的火花塞保护管，火花塞引火座另一端的中心处开设有火花塞安装孔，火花塞通过火花塞保护管设置在火花塞安装孔处。
[0016]本实用新型进一步的改进在于，燃烧室进气结构为圆柱形壳体结构，在其95度至150度和275度至330度之间开设有多排进气孔，且进气孔位置呈中心对称布置。
[0017]本实用新型进一步的改进在于，每个燃料预热器的进气端和出气端分别呈外凸形和内凹形，且燃料入口管和燃料出口管均经90度转弯后分别与燃料预热器的进气端和出气端连接。
[0018]本实用新型进一步的改进在于，若干燃料喷嘴设置在每个燃料预热器的位置和火花塞安装座设置在每个燃料预热器的位置间隔一个独立等容燃烧室。
[0019]相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果:
[0020]本实用新型提供的一种旋转等容增压燃烧室，采用燃烧室隔板将燃烧室均匀划分成多个独立且可旋转的等容燃烧室，可实现燃烧室连续进气与排气，提高了燃烧室进气与排气效率，增加了燃烧室燃料和空气填充速度；与活塞式等容燃烧室相比，本实用新型不存在任何活塞压缩结构，有效容积率接近100%，提高了燃烧室的空间利用率；此外燃烧室因避免了活塞与燃烧室壁之间的摩擦，机械摩擦损失减小，可提升燃烧室燃料的热能利用率。
[0021]进一步的，因若干个独立等容燃烧室相互之间存在一定的压差，为防止燃烧室之间燃气的相互干扰，在每个燃烧室隔板的两侧设置了密封篦齿结构，密封篦齿结构与燃烧室外壳之间存在多个突缩与突扩空间，增加了相邻燃烧室之间气流流动的阻力，具有阻止各独立等容燃烧室之间的燃气串流作用。
[0022]进一步的，通过在燃料喷嘴的圆柱形外壳内侧设置空气扰流孔板，进而使得空气经空气扰流孔板后湍流度明显增加，可提高空气与燃料的掺混速度，缩短预混距离。
[0023]进一步的，进气结构在靠近其开口端的内侧设置有空气过滤板，该空气过滤板上开设有若干圆形通孔，对来流空气具有过滤粉尘和稳定气流的作用。
[0024]进一步的，因气流在进气结构内需从轴向转变90度后从径向的空气喷射孔进入燃烧室，为减小来流空气在进气结构中的流动损失，在进气结构内设计有三排弧形空气导流板。空气导流板可引导来流空气缓慢从轴向转变为径向，大大降低了来流工质因方向转变过大时产生气流分离、漩涡等所造成的流动损失。
[0025]进一步的，考虑到等容燃烧具有自增压作用，燃烧后燃气压力和温度均会大幅度上升。为了解决等容燃烧室因燃气压力过高而出现燃气倒流燃烧室进气结构的问题，特将进气孔位置设在95度至150度和275度至330度之间，与垂直位置(90度和270度)错开。这样燃烧室隔板内侧在旋转至90度或270度时，燃烧室隔板外侧与燃烧室外壳之间既已形成空隙，且该空隙随着旋转角度增加而逐渐变大，燃烧后燃气先通过这一间隙膨胀降压后再进行燃烧室填充，可确保燃烧室新鲜空气的连续填充。
[0026]综上所述，本实用新型中所采用的旋转等容增压燃烧室结构简单，具有多个独立等容燃烧室，进气结构可将空气和燃料不间断送入燃烧室，排气结构可持续排出各独立等容燃烧室燃烧后的高温高压燃气，实现燃烧室连续进气与排气，提高了燃烧室进气与排气效率，同时增加了燃烧室燃料和空气的填充速度；本实用新型中所采用的旋转等容增压燃烧室无活塞压缩结构，不存在上、下止点，有效容积可与燃烧室体积相等，提高了燃烧室的空间利用率；同时燃烧室因避免了活塞与燃烧室壁之间的摩擦，机械摩擦损失减小，可提升燃烧室燃料的热能利用率。
【附图