CN106678868B - 一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室 - Google Patents

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    • F23R3/20—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants incorporating fuel injection means

Abstract

本发明提供了一种偏转整流支板的一体化加力燃烧室，可以有效扩大回流区，增加混气停留时间，提高燃烧效率。由内外涵道来的气流通过滑动挡板式后涵道引射器在整流支板火焰稳定器间进行混合，整流支板火焰稳定器叶片周向均匀排列，且与轴向成一定夹角，燃油通过供油管道进入整流支板火焰稳定器内部的燃油通道，由两侧的直射式喷嘴小孔喷出，与内外涵混气混合，在整流支板火焰稳定器后方燃烧。由于整流支板火焰稳定器的作用，回流区增大，油气停留时间延长，其混合更加均匀，燃烧更加充分，进而有效提高燃烧效率。

Description

一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室
技术领域
本发明属于燃气涡轮发动机领域，具体涉及一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室。
背景技术
对战斗机而言，飞机的飞行包线对其作战性能影响很大，为了提高飞机的推重比，扩大飞行包线，新一代的战斗机基本上均采用了带加力燃烧室的涡扇发动机。加力燃烧室是在涡轮后燃气或燃气与外涵的混合气中喷油点火燃烧，用以提高气流温度、短期内增大发动机推力的装置。加力燃烧室由扩压器、点火器、喷嘴、火焰稳定器、防振隔热屏和筒体组成。涡扇发动机采用加力燃烧室，可增加推力70％以上，超声速飞行时可达150％以上。然而，由于加力燃烧室是利用主燃烧室过来的燃气进行喷油复燃，燃气流中的含氧量只有正常空气的约2/3～3/4，故其燃烧效率较低。另外，由于加力燃烧室多采用直射式喷嘴，燃油直接喷入气流中，燃油雾化效果较差，进一步降低了燃烧效率。
上世纪90年代，有人提出了一种涡轮后框架的加力燃烧室一体化设计的方案，采用径向支板/稳定器与内外涵之间的壁式火焰稳定器的组合是该方案的最大创新之处。燃油喷杆位于火焰稳定器内部，向外喷油。采用这种方案会大幅度降低流体损失、减小加力燃烧室的长度，减轻质量，但燃烧效率仍较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，与现有的技术相比，本方案的优点在于将一体化的整流支板与火焰稳定器结构进行一定的旋转，与轴线方向形成一定的角度，这样由内、外涵道来的气流在经过整流支板与火焰稳定器一体化结构后会产生一个较大的回流区，与整流支板尾部火焰稳定器后形成的漩涡相互配合，进一步改善气流的组织形式，增强内、外涵道气流的混合，延长油气混气的停留时间，有利于油气混合均匀，进而提高燃烧效率。
技术方案
本发明的目的在于提供一种新型一体化加力燃烧室结构设计方案。
本发明技术方案如下：
一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，包括：整流支板火焰稳定器布置方式，后涵道引射器，整流支板火焰稳定器内部燃油通道的形式及整流支板火焰稳定器上直射式喷嘴的排布形式。其特征在于：整流支板火焰稳定器固定在加力内锥和后涵道引射器之间，周向均匀排列，设置10～16片，每片整流支板火焰稳定器长度250～400mm，厚20～40mm，整流支板火焰稳定器与轴向成10～30°，尾部火焰稳定器呈弧形，半径30～60mm。燃油由外部输油管道进入整流支板火焰稳定器内部的燃油通道，燃油通道形状与支板形状近似相同，壁面厚度为2～3mm，在支板表面两侧靠近尾部稳定器的部位开设直射式喷嘴小孔，小孔直径0.5～2mm，开设2～4排，采用错排的方式。在整流支板火焰稳定器间有滑动挡板式的后涵道引射器，进行内外涵道气体混合。燃油经喷嘴喷入内外涵混合气中，与气体混合后，在整流支板火焰稳定器后方形成的回流区中燃烧。
该方案设计的一体化加力燃烧室，其优点在于改变了目前一体化加力燃烧室的整流支板火焰稳定器轴向布置的形式，使其与轴向形成一定夹角，此设计能够配合尾部火焰稳定器在后方形成较大的回流区，增强内外涵气流与燃油的混合，改善气流组织形式，提高燃烧效率。且该设计结构简单，便于加工制造。
附图说明
图1：一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室整体示意图
图2：一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室入口正视图
图3：整流支板火焰稳定器及加力内锥布置示意图
图4：整流支板火焰稳定器示意图
图1中1-壳体2-加力内锥3-整流支板火焰稳定器4-后涵道引射器
图2中1-壳体2-加力内锥3-整流支板火焰稳定器4-后涵道引射器
图3中2-加力内锥3-整流支板火焰稳定器
图4中3-整流支板火焰稳定器5-燃油通道6-直射式喷嘴小孔
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
结合图1、图2、图3、图4，本发明提供了一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室。图1为一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室整体示意图，图2为一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室入口正视图，图3为整流支板火焰稳定器及加力内锥布置示意图，图4为整流支板火焰稳定器示意图。
由内外涵道来的气流通过图1所示滑动挡板式的后涵道引射器在整流支板火焰稳定器间进行混合，图3所示整流支板火焰稳定器周向均匀排列，且与轴向成一定夹角，燃油通过供油管道进入图4所示的整流支板火焰稳定器内部的燃油通道，由图4所示两侧的直射式喷嘴小孔喷出，与内外涵混气混合，在整流支板火焰稳定器后方燃烧。由于整流支板火焰稳定器的作用，回流区增大，油气停留时间延长，混合更加均匀，燃烧更加充分，进而提高燃烧效率。

Claims (5)

1.一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，包括：整流支板火焰稳定器布置方式，后涵道引射器，整流支板火焰稳定器内部燃油通道的形式及整流支板火焰稳定器上直射式喷嘴的排布形式，其特征在于：由内外涵道来的气流通过滑动挡板式的后涵道引射器在整流支板火焰稳定器间进行混合，整流支板火焰稳定器叶片周向均匀排列，且与轴向成一定夹角，燃油通过供油管道进入整流支板火焰稳定器内部的燃油通道，由两侧的直射式喷嘴小孔喷出，与内外涵混气混合，在整流支板火焰稳定器后方燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，其特征在于：整流支板火焰稳定器固定在加力内锥和后涵道引射器之间，周向均匀排列，设置10～16片，每片整流支板火焰稳定器长度250～400mm，厚20～40mm，整流支板火焰稳定器与轴向成10～30°，尾部火焰稳定器呈弧形，半径30～60mm。
3.根据权利要求1所述的一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，其特征在于：燃油由外部输油管道进入整流支板火焰稳定器内部的燃油通道，燃油通道形状与整流支板火焰稳定器形状近似相同，壁面厚度为2～3mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，其特征在于：在整流支板火焰稳定器表面两侧靠近尾部稳定器的部位开设直射式喷嘴小孔，小孔直径0.5～2mm，开设2～4排，采用错排的方式，排间距为小孔直径的1～10倍。
5.根据权利要求1所述的一种偏转整流支板火焰稳定器的一体化加力燃烧室，其特征在于：在整流支板火焰稳定器间有后涵道引射器，采用滑动挡板式，与轴线方向成一定角度，同整流支板火焰稳定器中心面平行，实现内外涵道气体混合。
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