一种旋转爆震燃气轮的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋转爆震燃气轮机，包括从左至右依次连接的进气道、扩压段和储气室，压气机设置在进气道的下游；旋转爆震燃烧室位于储气室的右端，旋转爆震燃烧室的右端依次连接有掺混室、透平和排气管，旋转爆震燃烧室左端面环形等间距设置有多个喷嘴，在旋转爆震燃烧室的周向均匀布置有六个火花塞；单个喷嘴上均设有空气通道和燃料通道，储气室依次通过供气管路和若干喷嘴的空气通道与旋转爆震燃烧室相联通，掺混室通过放气旁路与储气室相联通；转子设置于压气机与透平的中心，通过两个轴承将燃气轮机转动部件压气机和透平与燃气轮机静止承力部件机匣相连接，转子的一端从排气管处引出。使用时，转子的引出端通过变速器与发电机组件相连。
【专利说明】一种旋转爆震燃气轮机
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种燃气轮机，特别涉及一种舰船和工业用旋转爆震燃气轮机。
【【背景技术】】
[0002]燃烧是燃气轮机中燃料能量释放必不可少的一个关键环节，燃烧有多种形式，按火焰自行传播的特性和方式可分为缓燃和爆震燃烧两类。缓燃燃烧是通过热传导使未燃混合气温度升高(或由于热扩散及热辐射作用将自由原子、自由基传递到未燃混合气中产生链式反应)而引起的反应加速，从而使火焰前沿不断向未燃混合气体中推进，缓燃燃烧的火焰面通常被称为缓燃波，由于受缓燃燃烧温度传递方式的限制，缓燃波的传播速度较低，一般约为几米到十几米每秒。与缓燃燃烧过程不同，爆震燃烧过程非常迅速，可产生超声速燃烧波，即爆震波。爆震波的传播是通过冲击波对可爆震混合物逐层强烈冲击压缩作用使其发生高速化学反应来实现的，因此可认为爆震波是耦合化学反应的强激波。爆震波的传播速度远远大于缓燃波的传播速度，一般在103m/s量级。与缓燃燃烧相比，爆震燃烧具有自增压、火焰传播速度快、燃烧效率高、污染物排放低等优点。
[0003]脉冲爆震燃烧是目前最为成熟的爆震燃烧技术，但从研究现状来看，由于脉冲爆震燃烧采用间歇式的工作方式，需要多次点火起爆，并且工作频率难以大幅提高，动力装置的平均能量释放率较小，导致工程应用受阻。与脉冲爆震燃烧相比，旋转爆震燃烧只需要一次起爆，推进剂就可以连续爆震燃烧，解决了高频率重复起爆的难题。另外与脉冲爆震燃烧的工作频率相比，旋转爆震燃烧在动力装置内部的燃烧工作频率非常高，燃烧室近似于准稳态工作状态，更利于基于稳态来流假设条件设计的透平机械功率提取，使动力系统输出功率更加稳定。
[0004]目前舰船和工业用燃气轮机均采用缓燃等压燃烧的方式释放燃料热量，其循环热效率的提高需不断增加透平前温度，同时适当提高压气机压比。基于等压燃烧的燃气轮机现主要面临如下问题:1)采用贫燃预混低污染燃烧技术导致燃烧室燃烧稳定区域窄，容易熄火；2)燃烧室控制系统复杂，且需频繁进行燃烧调整；3)在现有的基础上进一步提高压气机压比，压气机的设计难度非常大；4)为了充分提取高温、高压燃气中的能量，高压比燃气轮机在不增加透平级数的情况下需采用大焓降透平叶片设计技术，但大焓降透平叶片的能量损失问题一直未能得到很好的解决。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明的目的在于解决现有舰船和工业用燃气轮机所存在的燃烧室燃烧稳定区域窄、容易熄火、燃烧控制系统复杂以及需频繁进行燃烧调整等问题，提出了一种旋转爆震燃气轮机。其所采用的燃烧室是一种基于爆震燃烧的新型燃烧室，结构简单，燃烧火焰以超声速传播，燃料能量释放速率快，燃烧效率高，不存在燃烧稳定性和熄火问题，不需对燃烧室进行燃烧调整试验。且爆震燃烧过程具有自增压特点，避免了高压比压气机设计难题，同时可减少压气机级数，降低压气机耗功，增加燃气轮机用于发电或驱动的轴功率输出量，提高能源有效利用率。此外由于爆震燃烧近似于等容燃烧，从热力循环角度分析，爆震循环动力装置在性能上较等压循环更有优势。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0007]—种旋转爆震燃气轮机，包括从左至右依次连接的进气道、扩压段和储气室，压气机设置在进气道的下游；旋转爆震燃烧室位于储气室的右端，旋转爆震燃烧室的右端依次连接有掺混室、透平和排气管，旋转爆震燃烧室左端面环形等间距设置有多个喷嘴，在旋转爆震燃烧室的周向均匀布置有六个火花塞；单个喷嘴上均设有空气通道和燃料通道，储气室依次通过供气管路和若干喷嘴的空气通道与旋转爆震燃烧室相联通，掺混室通过放气旁路与储气室相联通；转子设置于压气机与透平的中心，通过两个轴承将燃气轮机转动部件压气机和透平与燃气轮机静止承力部件机匣相连接，转子的一端从排气管处引出。
[0008]本发明进一步改进在于，转子的引出端通过变速器与发电机组件相连接。
[0009]本发明进一步改进在于，在储气室的入口处设有导流叶片，导流叶片之间的气流通路为扩张形通道。
[0010]本发明进一步改进在于，扩压段为一扩张环形通道，压气机出口的亚音速气流经扩张环形通道后减速增压。
[0011]本发明进一步改进在于，储气室为一等截面环形腔体，其长径比为0.1?0.2，体积为旋转爆震燃烧室的8?10倍；掺混室为一收敛环形通道，冷却空气和高温高压爆震燃气在掺混室内均匀掺混并增速降压。
[0012]本发明进一步改进在于，供气管路的末端为一半球形结构，并在该半球形结构上均匀设有多个分气歧管，分气歧管与喷嘴的空气通道相连；供气管路内设有空气流量计和空气流量调节阀。
[0013]本发明进一步改进在于，放气旁路内设有控制其开关的电磁阀。
[0014]本发明进一步改进在于，喷嘴包括喷嘴主体和设置于喷嘴主体周向的喷嘴外环，喷嘴外环为一中空直圆筒结构，喷嘴主体是一圆柱型结构，其末端为半球弧面，且喷嘴外环能够绕喷嘴中心轴沿周向旋转，喷嘴主体与喷嘴外环的周向的对应位置上成90度间距的四个区域等间距各设置有三排喷嘴主体空气孔和喷嘴外环空气孔；燃料通道位于喷嘴主体的中心处，若干空气通道周向布置于喷嘴主体的左端面，并与喷嘴主体内部的环形腔体空气流路相连。
[0015]本发明进一步改进在于，旋转爆震燃烧室为一等截面环形燃烧室，其包括燃烧室机匣和设置在其内的燃烧室火焰筒，燃烧室火焰筒通过环形喷射结构将其分为预混室和爆震室，六个火花塞周向均匀布置在爆震室靠近环形喷射结构的一端；I号起爆隔板室、II号起爆隔板室、III号起爆隔板室、IV号起爆隔板室、V号起爆隔板室以及VI号起爆隔板室沿周向均匀设置在燃烧室机匣和燃烧室火焰筒之间，可伸缩的I号起爆隔板、II号起爆隔板、III号起爆隔板、IV号起爆隔板、V号起爆隔板以及VI号起爆隔板将爆震室均匀分成六个环形区间，其中，I号起爆隔板、II号起爆隔板、III号起爆隔板、IV号起爆隔板、V号起爆隔板以及VI号起爆隔板分别与I号起爆隔板室、II号起爆隔板室、III号起爆隔板室、IV号起爆隔板室、V号起爆隔板室以及VI号起爆隔板室相对应；
[0016]多个喷嘴沿周向均匀布置在预混室头部，通过喷嘴将燃烧室火焰筒固定在燃烧室机匣上，同时在燃烧室机匣和燃烧室火焰筒之间形成环形冷却通道，其中，环形喷射结构为一密集型微小多孔环形隔板，其孔径少于2mm。
[0017]本发明进一步改进在于，透平包括从左至右依次设置的第一级透平、第二级透平以及第三级透平，其中，第一级透平采用冲击式透平，且无透平静叶，第二级透平和第三级透平均采用反力式透平。
[0018]与现有舰船和工业用燃气轮机相比，本发明旋转爆震燃烧室，其结构简单，为一等截面环形燃烧室，无需复杂的气膜冷却结构；由于旋转爆震燃烧具有自增压的优点，本发明采用旋转爆震燃烧室替换传统等压燃烧室后，燃气轮机可减小压气机级数，避开高压比压气机的设计难题，同时可降低压气机压缩功，增加透平输出轴功率中用于发电或驱动做功的比例，进而提高燃气轮机的循环热效率；同时旋转爆震燃烧火焰传播速度快，一般在1Vs量级，燃烧室内可燃混合物在爆震燃烧波的作用下瞬间燃烧释热，燃烧效率高且不存在燃烧稳定性和容易熄火的问题，故可解决现有燃气轮机中采用贫燃预混燃烧等低污染燃烧技术后燃烧室燃烧稳定区域变窄和容易熄火等问题，进而可降低燃气轮机的燃烧控制系统，且可省去现有燃气轮机中对燃烧室进行燃烧调整的试验工序；此外因爆震燃烧近似于等容燃烧，爆震循环动力装置在性能上较等压循环更有优势。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0019]图1是本发明旋转爆震燃气轮机整体构成图；
[0020]图2a是图1所示的燃气轮机的旋转爆震燃烧室的结构简图，图2b为图2a的A-A向视图；
[0021]图3a是图1所示的燃气轮机的喷嘴结构简图，图3b为图3a的A-A向视图；
[0022]图4是图3所示的喷嘴三维示图；
[0023]图5是本发明旋转爆震燃烧室燃烧模式一启动示意图；
[0024]图6是本发明旋转爆震燃烧室燃烧模式二启动示意图；
[0025]图7是本发明旋转爆震燃烧室燃烧模式三启动示意图。
[0026]其中:1、进气道；2、压气机；3、扩压段；4、储气室；5、供气管路；6、电磁阀；7、放气旁路；8、旋转爆震燃烧室；9、掺混室；10、透平；11、排气管；12、气体工质流路；13、变速器；14、发电机组件；15、轴承；16、分气歧管；17、空气流量计；18、喷嘴；19、空气流量调节阀；20、导流叶片；21、转子；22、I号起爆隔板室；23、I号起爆隔板；24、II号起爆隔板室；25、II号起爆隔板；26、火花塞；27、111号起爆隔板室；28、111号起爆隔板；29、IV号起爆隔板；30、IV号起爆隔板室；31、V号起爆隔板；32、V号起爆隔板室；33、环形喷射结构；34、VI号起爆隔板室；35、VI号起爆隔板；36、燃烧室机匣；37、燃烧室火焰筒；38、冷却通道；39、爆震室；40、预混室；41、喷嘴外环；42、喷嘴外环空气孔；43、喷嘴主体空气孔；44、喷嘴主体；45、燃料喷射孔；46、氧化空气喷射孔；47、空气通道；48、燃料通道。
【【具体实施方式】】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0028]参见图1，本发明一种旋转爆震燃气轮机，包括从左至右依次连接的进气道1、扩压段3和储气室4，压气机2设置在进气道I的下游；旋转爆震燃烧室8位于储气室4的右端，旋转爆震燃烧室8的右端依次连接有掺混室9、透平10和排气管11，旋转爆震燃烧室8左端面环形等间距设置有多个喷嘴18，在旋转爆震燃烧室8的周向均匀布置有六个火花塞
26;单个喷嘴上均设有空气通道47和燃料通道48，储气室4依次通过供气管路5和若干喷嘴18的空气通道47与旋转爆震燃烧室8相联通，掺混室9通过放气旁路7与储气室4相联通；转子21设置于压气机2与透平10的中心，通过两个轴承15将燃气轮机转动部件压气机2和透平10与燃气轮机静止承力部件机匣相连接，转子21的一端从排气管11处引出。转子21的引出端通过变速器13与发电机组件14相连接。本发明形成如图1中箭头所示通过它们的气体工质流路12。
[0029]进一步地，由于旋转爆震燃烧具有自增压优势，本发明中压气机2的级数较传统燃气轮机少，为2至3级；扩压段3位于压气机2下游，其为扩张形环形通道，压气机2出口的亚音速气流经扩张环形通道后减速增压；储气室4位于扩压段3的下游，其体积为旋转爆震燃烧室的8?10倍，为缩短燃气轮机整机的长度尺寸，储气室4设计成长径比为0.1?
0.2的短环形腔体，为减小压缩空气的流动损失，在储气室4的入口安装有导流叶片20，导流叶片20之间的气流通路设计为扩张形通道；供气管路5的末端为一半球弧面结构，并在其上设计有多个分气歧管16，每个分气歧管16与喷嘴18上的空气通道47相连，同时在供气管路上安装有空气流量计17和空气流量调节阀19，可对空气流量大小进行精确控制并实现压缩空气的实时分配，以满足不同负荷下燃气轮机各种工作模式的空气流量要求；在储气室4右侧环形空间靠近边缘位置处沿周向均匀设计有放气旁路7，放气旁路7直接连通储气室4和惨混室9，通过放气芳路7上的电磁阀6控制放气芳路的开关。
[0030]环形旋转爆震燃烧室8位于燃气轮机储气室4的下游，图2a和图2b是旋转爆震燃烧8室的结构简图，其为一等截面环形燃烧室，包括燃烧室机匣36和设置在其内的燃烧室火焰筒37，燃烧室火焰筒37通过环形喷射结构33将其分为预混室40和爆震室39，六个火花塞26周向均匀布置在爆震室39靠近环形喷射结构33的一端；I号起爆隔板室22、II号起爆隔板室24、111号起爆隔板室27、IV号起爆隔板室30、V号起爆隔板室32以及VI号起爆隔板室34沿周向均匀设置在燃烧室机匣36和燃烧室火焰筒37之间，可伸缩的I号起爆隔板23、II号起爆隔板25、111号起爆隔板28、IV号起爆隔板29、V号起爆隔板31以及VI号起爆隔板35将爆震室39均匀分成六个环形区间，其中，I号起爆隔板23、II号起爆隔板25、III号起爆隔板28、IV号起爆隔板29、V号起爆隔板31以及VI号起爆隔板35分别与I号起爆隔板室22、II号起爆隔板室24、III号起爆隔板室27、IV号起爆隔板室30、V号起爆隔板室32以及VI号起爆隔板室34相对应；多个喷嘴18沿周向均匀布置在预混室39头部，通过喷嘴18将燃烧室火焰筒37固定在燃烧室机匣36上，同时在燃烧室机匣36和燃烧室火焰筒37之间形成环形冷却通道38，其中，环形喷射结构33为一密集型微小多孔环形隔板，其孔径少于2_。工作时，冷却空气经喷嘴18进入冷却通道38对燃烧室火焰筒37进行冷却，燃料和氧化空气先经预混室40充分混合后再由环形喷射结构33高速喷入爆震室，可防止爆震燃烧压力波回传入燃料供给喷嘴18。
[0031]其中，旋转爆震燃烧室8可有四种燃烧模式。
[0032]图5为燃烧室燃烧模式一启动示意图，燃烧室启动时，II号起爆隔板25通过作动机构从II号起爆隔板室24置入爆震室39内，可燃反应物通过燃烧室头部周向布置的多个喷嘴18喷入预混室后再经环形喷射结构33喷注到环形爆震室39，由II号起爆隔板室24左侧的火花塞26点火，在II号起爆隔板25左侧形成燃烧波，燃烧波沿环形室周向传播并逐渐发展为爆震波，爆震波沿环形爆震室逆时针传播，待爆震波第一次即将通过II号起爆隔板25时，由作动机构将II号起爆隔板25送回II号起爆隔板室24内，防止爆震波被起爆隔板阻止。在爆震波传播过程中，由于爆震波峰面处的压力较高，高于反应物的喷注总压，使得爆震峰面处没有新的燃料喷入，但爆震波过后的一段环形空间由于排气过程的进行，压力已降到燃料喷注总压以下，新鲜的反应物开始再次喷入到环形爆震室，完成爆震波下一循环的燃料补给，这样在爆震室39头部形成一个沿逆时针方向高速旋转的稳定爆震燃烧波。
[0033]图6是燃烧室燃烧模式二启动示意图，燃烧室启动时，II号起爆隔板25和V号起爆隔板31通过作动机构分别从II号起爆隔板室24和V号起爆隔板室32置入爆震室39内，由II号起爆隔板室24和V号起爆隔板室32左侧的火花塞点火，在II号起爆隔板25和V号起爆隔板31左侧形成两道燃烧波，然后沿逆时针方向传播并逐渐发展为两道爆震波，待爆震波第一次将通过II号起爆隔板25和V号起爆隔板31时，通过作动机构提前将II号起爆隔板25和V号起爆隔板31送回II号起爆隔板室24和V号起爆隔板室32，最终在爆震室39头部形成两道沿逆时针方向高速旋转的稳定爆震燃烧波。
[0034]图7是燃烧室燃烧模式三启动不意图，燃烧室启动时，II号、IV号和VI号起爆隔板通过作动机构分别从II号、IV号和VI号起爆隔板室置入爆震室39内，由II号、IV号和VI号起爆隔板室左侧的火花塞点火，在II号、IV号和VI号起爆隔板左侧形成三道燃烧波，然后沿逆时针方向传播并逐渐发展为三道爆震波，待爆震波第一次将通过II号、IV号和VI号起爆隔板时，通过作动机构提前将II号、IV号和VI号起爆隔板分别送回II号、IV号和VI号起爆隔板室，最终在爆震室39头部形成三道沿逆时针方向高速旋转的稳定爆震燃烧波。
[0035]燃烧室燃烧模式四见图2a和图2b，燃烧室启动时，I号?VI号起爆隔板通过作动机构全部被置入爆震室39内，由I号?VI号起爆隔板室左侧的火花塞点火,在I号?VI号起爆隔板左侧形成六道燃烧波，然后沿逆时针方向传播并逐渐发展为六道爆震波，待爆震波第一次将通过I号?VI号起爆隔板时，通过作动机构提前将I号?VI号起爆隔板全部送回I号?VI号起爆隔板室，最终在爆震室39头部形成六道沿逆时针方向高速旋转的稳定爆震燃烧波。
[0036]图3a、和图3b是本发明喷嘴的结构简图，图4是图3所示的喷嘴三维示图，喷嘴包括喷嘴外环41和喷嘴主体44。喷嘴外环41为一中空直圆筒结构，喷嘴主体44是一圆柱型结构，其末端设计成半球弧面，半球弧面上开设有燃料喷射孔45和氧化空气喷射孔46。喷嘴外环41直接套在喷嘴主体44上，喷嘴外环41可沿周向自由旋转。分别在喷嘴外环41和喷嘴主体44管壁周向成90度间距的四个区域等间距各设置有三排喷嘴外环空气孔42和喷嘴主体空气孔43，在喷嘴主体44的中心设计有燃料通道48，在喷嘴主体44的头部周向等间距设计有空气通道47，空气通道47在喷嘴主体44内为一环形通道。在燃气轮机工作过程中，可通过旋转喷嘴外环41调节喷嘴外环空气孔41和喷嘴主体空气孔43的错位程度，进而实时精确控制参与燃烧室冷却和氧化燃烧的空气比例。
[0037]掺混室9位于旋转爆震燃烧室下游，其为一收敛型环形通道，从爆震室39喷出的高温燃气和从燃烧室冷却通道38及放气旁路7排出的低温空气进行掺混，并通过收敛型环形通道逐渐加速。透平10位于掺混室9下游，透平10包括从左至右依次设置的第一级透平、第二级透平以及第三级透平，其中，第一级透平采用冲击式透平，且无透平静叶，只通过改变高速旋转燃气的流动方向来提取燃气动能，第二级透平和第三级透平均采用反力式透平，其与现有燃气轮机透平结构相同。工作时，从旋转爆震燃烧室排出的高温高压燃气具有较高的周向旋转速度，第一级采用冲击式透平设计有利于燃气的能量提取，燃气经冲击式透平后只改变其流动方向而不膨胀加速，然后再在第二、第三级反力式透平内进一步膨胀做功，可提高旋转爆震燃气的能量利用率。
[0038]排气管11置于透平10下游，与现有燃气轮机排气管结构相同；发电机组件14通过变速器13与燃气轮机转子21相连，变速器13和发电机组件14与传统技术相同。
[0039]为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明:
[0040]首先由启动机带动压气机2旋转，外界空气经进气道I进入燃气轮机，被压气机2压缩升压后经扩压段3流入储气室4，因扩压段3为扩张型通道，压缩空气经扩压段3后速度降低压力升高，储气室4入口的导流叶片20对空气具有导流作用，可防止空气在转弯处产生涡流而产生额外的流动损失，导流叶片20之间的通道设计成扩张型，扩压段3出口的空气经导流叶片20后将进一步减速增压。储气室4内的压缩空气经供气管路5末端的分气歧管16进入喷嘴18的空气通道47，燃烧室冷却空气经喷嘴主体空气孔43和喷嘴外环空气孔42后进入由燃烧室机匣36与燃烧室火焰筒37所形成的环形冷却通道38，燃烧氧化空气经喷嘴末端半球弧面上的氧化空气孔46喷入预混室40，当燃气轮机在不同负荷模式下工作时，可通过供气管路5上的空气流量调节阀19和空气流量计17精确控制燃烧室的空气流量，通过旋转喷嘴外环41可控制喷嘴外环空气孔42和喷嘴主体空气孔43的错位程度，实现不同工作模式下燃烧室对冷却空气和氧化空气的分配比例要求。通过爆震室39头部的火花塞26点燃火花塞周围的燃料，并形成高速旋转的周向爆震波，燃料在爆震室39内以旋转爆震燃烧方式快速燃烧释热，并从燃烧室出口高速排出，然后在掺混室9内与冷却通道38流出的冷却空气进行掺混，由于掺混室9设计成收敛型，混合燃气经掺混室9后流速增加压力下降。加速后的掺混燃气高速喷入透平10，由于燃气具有较大的周向旋转速度，故透平第一级无需导流静叶，燃气直接进入第一级冲击式透平动叶，经冲击式透平动叶后燃气流动方向被改变，同时将能量以轴功率的形式输出给透平，从冲击式透平动叶排出的燃气再在第二和第三级反力式透平内通过膨胀的方式做功，透平最终将从燃气中所提取的总能量以轴功率的形式输出给压气机2和发电机组件14，做功完的燃气经排气管11排出。待压气机2从透平10所获得的轴功率大于压气机压缩空气所需功率时，将启动机与压气机脱开，实现燃气轮机以旋转爆震燃烧模式发电，在工作过程中，当储气室4压力达到放气压力时，放气旁路7上的开关型电磁阀6将自动打开，压缩空气通过放气旁路7可直接排出至掺混室9。
【权利要求】
1.一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，包括从左至右依次连接的进气道(I)、扩压段(3)和储气室(4)，压气机(2)设置在进气道(I)的下游；旋转爆震燃烧室(8)位于储气室(4)的右端，旋转爆震燃烧室(8)的右端依次连接有掺混室(9)、透平(10)和排气管(11)，旋转爆震燃烧室(8)左端面环形等间距设置有多个喷嘴(18)，在旋转爆震燃烧室(8)的周向均匀布置有六个火花塞(26);单个喷嘴上均设有空气通道(47)和燃料通道(48)，储气室(4)依次通过供气管路(5)和若干喷嘴(18)的空气通道(47)与旋转爆震燃烧室(8)相联通，掺混室(9)通过放气旁路(7)与储气室(4)相联通；转子(21)设置于压气机(2)与透平(10)的中心，通过两个轴承(15)将燃气轮机转动部件压气机(2)和透平(10)与燃气轮机静止承力部件机匣相连接，转子(21)的一端从排气管(11)处引出。
2.根据权利要求1所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，转子(21)的引出端通过变速器(13)与发电机组件(14)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，在储气室(4)的入口处设有导流叶片(20)，导流叶片(20)之间的气流通路为扩张形通道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，扩压段(3)为一扩张环形通道，压气机(2)出口的亚音速气流经扩张环形通道后减速增压。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，储气室(4)为一等截面环形腔体，其长径比为0.1?0.2，体积为旋转爆震燃烧室(8)的8?10倍；掺混室(9)为一收敛环形通道，冷却空气和高温高压爆震燃气在掺混室(9)内均匀掺混并增速降压。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，供气管路(5)的末端为一半球形结构，并在该半球形结构上均勻设有多个分气歧管(16),分气歧管(16)与喷嘴(18)的空气通道(47)相连；供气管路(5)内设有空气流量计(17)和空气流量调节阀(19)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，放气旁路(7)内设有控制其开关的电磁阀(6)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，喷嘴(18)包括喷嘴主体(44)和设置于喷嘴主体(44)周向的喷嘴外环(41)，喷嘴外环(41)为一中空直圆筒结构，喷嘴主体(44)是一圆柱型结构，其末端为半球弧面，且喷嘴外环(41)能够绕喷嘴中心轴沿周向旋转，喷嘴主体(44)与喷嘴外环(41)的周向的对应位置上成90度间距的四个区域等间距各设置有三排喷嘴主体空气孔(43)和喷嘴外环空气孔(42);燃料通道(48)位于喷嘴主体(44)的中心处，若干空气通道(47)周向布置于喷嘴主体(44)的左端面，并与喷嘴主体(44)内部的环形腔体空气流路相连。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，旋转爆震燃烧室(8)为一等截面环形燃烧室，其包括燃烧室机匣(36)和设置在其内的燃烧室火焰筒(37)，燃烧室火焰筒(37)通过环形喷射结构(33)将其分为预混室(40)和爆震室(39)，六个火花塞(26)周向均匀布置在爆震室(39)靠近环形喷射结构(33)的一端；I号起爆隔板室(22)、11号起爆隔板室(24)、111号起爆隔板室(27)、IV号起爆隔板室(30)、V号起爆隔板室(32)以及VI号起爆隔板室(34)沿周向均匀设置在燃烧室机匣(36)和燃烧室火焰筒(37)之间，可伸缩的I号起爆隔板(23)、II号起爆隔板(25)、111号起爆隔板(28)、IV号起爆隔板(29)、V号起爆隔板(31)以及VI号起爆隔板(35)将爆震室(39)均匀分成六个环形区间，其中，I号起爆隔板(23)、II号起爆隔板(25)、111号起爆隔板(28)、IV号起爆隔板(29)、V号起爆隔板(31)以及VI号起爆隔板(35)分别与I号起爆隔板室(22)、II号起爆隔板室(24)、111号起爆隔板室(27)、IV号起爆隔板室(30)、V号起爆隔板室(32)以及VI号起爆隔板室(34)相对应；多个喷嘴(18)沿周向均匀布置在预混室(39)头部，通过喷嘴(18)将燃烧室火焰筒(37)固定在燃烧室机匣(36)上，同时在燃烧室机匣(36)和燃烧室火焰筒(37)之间形成环形冷却通道(38)，其中，环形喷射结构(33)为一密集型微小多孔环形隔板，其孔径少于2mm ο
10.根据权利要求1至3中任一项所述的一种旋转爆震燃气轮机，其特征在于，透平(10)包括从左至右依次设置的第一级透平、第二级透平以及第三级透平，其中，第一级透平采用冲击式透平，且无透平静叶，第二级透平和第三级透平均采用反力式透平。
【文档编号】F23R7/00GK104153884SQ201410384377
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】李晓丰, 肖俊峰, 王峰, 段静瑶 申请人:西安热工研究院有限公司