CN106678873A - 一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室。一体化加力燃烧室由中空加力内锥开始供油，整流支板在靠近尾部的两侧设置两个支板，整流支板以及其尾部两侧的支板中间均设置有燃油通道，燃油从整流支板尾部以及两侧的支板上喷油孔喷出。本发明的优势在于：通过设置加力内锥中空燃油通道对加力内锥中的燃油进行预热，从而对燃油进行初步蒸发，通过在整流支板两侧的支板设置斜喷燃油孔，使燃油能够通过撞击整流支板外壁以达到燃油一次雾化的过程，经过预热的燃油从喷口喷出，并撞击壁面后，燃油基本为气体或超临界体，其粘性减小，扩散能力增强，流动能力大大提高，因此能够与周围空气掺混更加均匀，提高了加力燃烧室的燃烧效率。
Description
技术领域
本发明属于加力燃烧室领域，具体涉及一种加力燃烧室中，能够提供双油路供油，增强燃油雾化程度的整流支板油路设置。
背景技术
对战斗机而言，要求发动机在短时间内提供最大推力，以满足起飞、爬升、加速、追击等工作要求，增强飞机的机动性，因此提出“加力”概念，其中广泛应用的是复燃加力燃烧室。加力燃烧室位于涡轮与尾喷口之间，由于空气经主燃烧室后还有大量的剩余氧气(约2/3～3/4)未被利用，于是可以在涡轮后再喷油燃烧释放热量，显著提高了燃气的温度和排气速度，从而提高了发动机的单位推力和总推力。
由于加力燃烧室中气流条件恶劣，其流速高，总压低，从而导致加力燃烧室中燃烧效率偏低，通常只有90％左右。故加力燃烧室工作时单位耗油率将显著上升。加力燃烧室一般采用喷油环与喷油杆装置供油，其上分布由许多喷油小孔，由于采用直射式喷嘴供油，喷雾粒度较大，且燃油分布均匀性较差，这将导致加力燃烧室点火困难以及火焰难以维持稳定燃烧，同时会造成燃油不完全燃烧而浪费，降低发动机整体燃烧效率。
上世纪90年代，国际上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。径向的整流支板不仅对涡轮出口处的来流进行了整流，同时兼具稳定火焰的作用，燃油喷杆位于火焰稳定器内部，向外喷油。由内外涵之间的壁式火焰稳定器对外涵气流进行组织燃烧。这种一体化的设计方案能够有效的减轻加力燃烧室的重量，简化加力燃烧室的结构，并能够大幅减小流阻损失。但一体化的结构设计并不能有效的解决燃油雾化问题，因此，采用一体化的方案设计时，加力燃烧室燃烧效率并不能得到有效提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室。与现有技术相比，本发明将加力内锥设置中空作为供油油路，加力燃烧室在燃烧过程中可以对加力内锥中的燃油进行预热，使燃油达到蒸发或超临界状态。整流支板在靠近尾部的两侧设置两个支板，整流支板以及其尾部两侧的支板中间均设置有燃油通道，由整流支板尾部以及两侧的支板上喷油孔喷出。两侧支板的喷油点喷射方向斜对整流支板外壁，燃油从喷口喷出后撞击整流支板可使燃油进行破碎雾化的过程，从而能够降低燃油液滴的平均直径，提高燃油的雾化细度，增强燃油与空气的掺混程度，从而提高燃烧效率。
技术方案
本发明的目的在于提供一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室。
本发明的目的是这样实现的：
一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室，包括加力内锥内部中空供油通道及整流支板中空燃油通道的供油方式、整流支板两侧对称的支板结构、整流支板尾部喷嘴设置以及两侧支板斜喷直射式喷嘴的设置，其特征在于：
加力内锥中空设置，其内外壁面厚度为5mm～10mm，加力内锥中心开1～4个供油孔，孔径为2mm～10mm。加力内锥中空的燃油通道厚度为20mm～30mm。燃油从加力内锥中心的燃油通道流入整流支板的中空燃油通道中，燃油分别通过整流支板尾部和整流支板两侧的支板上的直射式喷嘴喷出。
整流支板两侧的支板位置位于整流支板总长度的2/3～3/4处。两侧支板截面形状为钝角三角形，其中最短边与整流支板壁面重合，最短边长度为10mm～15mm；次长边与整流支板中心线夹角为30°～45°，最长边与整流支板中心线夹角为15°～30°。在支板中间设置燃油通道，其中两侧支板壁面厚度为2mm～3mm，支板末端设置半径为0.5mm～1mm的倒圆。
整流支板两侧的支板上喷油孔设置在次长边上，其中整流支板两侧的支板上的喷油孔直径为3mm～5mm，数量为5～10个；整流支板尾部的喷油孔直径为5mm～8mm，数量为5～10个。整流支板尾部喷油孔为单排分布，整流支板两侧支板上的孔分布为1～2排，若两侧支板孔分布为2排，则两排孔错开分布。
采用本发明可取得以下有益效果：
该支板尾部双油路一体化加力燃烧室，能够有效提升燃油雾化水平，增强燃油与空气的掺混程度，从而提高加力燃烧室燃烧效率。加力燃烧室内锥采用中空设计，燃油在加力内锥中流动时能够降低加力内锥的温度，从而提高发动机的红外隐身性能。整流支板两侧支板喷嘴采用斜喷设计，燃油在碰撞整流支板外壁时能够进行一次雾化，从而使燃油雾化更加彻底。整流支板尾部为一体化的火焰稳定装置，在其内部可形成回流区，从而提高燃油与空气掺混程度。
附图说明
图1：一体化加力燃烧室整体图；
图2：一体化加力燃烧室剖视图；
图3：整流支板立体图；
图4：整流支板俯视图；
图5：整流支板尾部局部放大图。
图1中：1-加力燃烧室机匣，2-整流支板，3-加力内锥，4-防震隔热屏。
图2中：1-加力内锥，2-整流支板，3-外涵进气通道，4-加力内锥中空油腔，5-加力内锥供油孔，6-加力燃烧室机匣，7-防震隔热屏。
图3中：1-整流支板两侧支板喷油孔，2-整流支板尾部喷油孔，3-整流支板两侧支板供油通道，4-整流支板尾部供油通道。
图4中：1-整流支板两侧支板供油通道，2-整流支板尾部供油通道。
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和图4，本发明提供了一种能够提高加力燃烧室中燃油雾化程度，增强燃油与空气掺混程度，提高加力燃烧室燃烧效率的板尾部双油路一体化加力燃烧室。图1为加力燃烧室整体图，图2为加力燃烧室剖视图，图3为整流支板立体图，图4为整流支板俯视图。
本发明增强燃油雾化的效果是这样实现的：燃油由加力内锥中心的供油孔(图2中5)流入加力内锥内部的油腔(图2中4)当中，加力内锥在加力燃烧室高温燃气的加热下开始升温，内部燃油温度随之提升，燃油蒸发率增加，被加热的燃油流入整流支板内部的燃油通道(图3中3、4)，并由整流支板两侧的支板上的喷油孔(图3中1)和整流支板尾部喷油孔(图3中2)喷出。其中，两侧支板上的喷油孔为朝向整流支板外壁面的斜喷孔，因此，燃油从两侧支板的喷油孔喷出时会撞击整流支板外壁面，燃油碰壁后将发生破碎雾化。燃油之前经过加力内锥是已经预热，此时从喷口喷出，并撞击壁面后，燃油基本为气体或超临界体，其粘性减小，扩散能力增强，流动能力大大提高，因此能够与周围空气掺混更加均匀，提高了加力燃烧室的燃烧效率。同时，加力燃烧室中燃烧更加充分，更多的热量可用来加热加力内锥中的燃油，加速燃油雾化蒸发速度。
Claims (4)
1.一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室，其特征在于：加力内锥内部设置为中空结构作为供油通道，整流支板采用中空燃油通道的供油方式，整流支板两侧设置对称的支板结构，整流支板两侧的支板以及整流支板尾部设置直射式喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室，其特征在于：加力内锥中空设置，其内外壁面厚度为5mm～10mm，加力内锥内壁中心开1～4个供油孔，孔径为2mm～10mm。加力内锥中空的燃油通道厚度为20mm～30mm。燃油从加力内锥中心的燃油通道流入整流支板的中空燃油通道中，燃油分别通过整流支板尾部和整流支板两侧的支板上的直射式喷嘴喷出。
3.根据权利要求1所述的一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室，其特征在于：整流支板两侧的支板位置位于整流支板总长度的2/3～3/4处。两侧支板截面形状为钝角三角形，其中最短边与整流支板壁面重合，最短边长度为10mm～15mm；次长边与整流支板中心线夹角为30°～45°，最长边与整流支板中心线夹角为15°～30°。在支板中间设置燃油通道，其中两侧支板壁面厚度为2mm～3mm，支板末端设置半径为0.5mm～1mm的倒圆。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种支板尾部双油路一体化加力燃烧室，其特征在于：整流支板两侧的支板上喷油孔设置在次长边上，其中整流支板两侧的支板上的喷油孔直径为3mm～5mm，数量为5～10个；整流支板尾部的喷油孔直径为5mm～8mm，数量为5～10个。整流支板尾部喷油孔为单排分布，整流支板两侧支板上的孔分布为1～2排，若两侧支板孔分布为2排，则两排孔错开分布。
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