CN106838986A - 一种燃烧室 - Google Patents

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曹阳
柴昕
王少波
李春野
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    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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Abstract

本发明提供一种燃烧室，包括扩压器(1)、旋流器(2)、火焰筒(3)、燃料喷嘴(4)，压缩空气经扩压器(1)减速扩压后通过旋流器(2)进入火焰筒(3)，与燃料喷嘴(4)供入的燃料进行混合，混合后的燃料在火焰筒(3)内燃烧，在燃料喷嘴(4)中分别设置燃气流路(5)和燃油流路(6)，该燃气流路(5)与该燃油流路(6)根据设计压力需要选择开启，当燃烧室内压力较高时，燃油流路(6)打开，燃烧室内主要供入燃油，燃油热值较高，可以充分燃烧，保证燃烧室性能，而当燃烧室内压力较低时，燃气流路(5)打开，燃烧室内主要供入燃气，因燃气无需雾化，可以和空气更好的掺混，达到较好的燃烧效果，增加燃烧室的贫油熄火极限。

Description

一种燃烧室
技术领域
本发明属于航空发动机领域，具体涉及一种燃烧室。
背景技术
燃气涡轮发动机燃烧室设计的难点之一，是解决发动机大状态下排气冒烟和小状态下贫油熄火之间的矛盾，同时还要保证良好的出口温度场。现有技术为发动机只供入燃油，发动机在待机状态下时的燃油供入量和飞机高速飞行时的燃油供入量相差近百倍，为保证不同需求下的供油量，燃烧室内的供油压力从5个大气压到80个大气压不等，当供油压力较大时，燃油在高压作用下雾化较好，且十分均匀，然而当燃烧室供油压力较小时，供入燃烧室内的燃油雾化效果显著下降，甚至会出现油滴颗粒。由于燃油雾化效果不好，燃油分布极不均匀，燃烧不稳定，容易熄火，既影响燃烧室性能，又降低了该状态下的燃烧室出口温度场均匀度，容易造成涡轮烧蚀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种增加贫油熄火极限和提高小状态下出口温度场品质的燃烧室。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种燃烧室，包括扩压器、旋流器、火焰筒、燃料喷嘴，该燃烧室用于混合压缩空气和燃料，压缩空气经扩压器减速扩压后通过旋流器进入火焰筒，与燃料喷嘴供入的燃料进行混合，混合后的燃料在火焰筒内燃烧，其中，在燃料喷嘴中分别设置有用于为火焰筒提供可燃气体类燃料的燃气流路和用于为火焰筒提供燃油类燃料的燃油流路。
优选地是，所述燃气流路至少设置一条。
优选地是，所述燃油流路至少设置一条。
一种所述燃烧室的使用方法，当所述燃烧室内的压缩空气压力大于设计压力a时，且所述燃烧室内的供燃油类燃料的压力大于设计压力a且小于设计压力b时，所述燃气流路打开，可燃气体类燃料喷入所述燃烧室内进行燃烧；当所述燃烧室内的压缩空气压力大于设计压力b时(b>a)，所述燃油流路打开，燃油类燃料喷入所述燃烧室内进行燃烧。
本发明所提供的一种燃烧室的有益效果在于，当燃烧室内压力较高时，燃油在高压作用下雾化效果好，燃烧室内主要供入燃油，燃油热值较高，可以充分燃烧，保证燃烧室性能，提供发动机所需的能量；而当燃烧室内压力较低时，燃烧室内主要供入燃气；因燃气无需雾化，可以和空气更好的掺混，达到较好的燃烧效果，不易出现熄火，增加燃烧室的贫油熄火极限，同时改善该状态下燃烧室出口温度场品质。
附图说明
图1为本发明燃烧室的结构示意图。
附图标记：
1-扩压器、2-旋流器、3-火焰筒、4-燃料喷嘴、5-燃气流路、6-燃油流路。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的燃烧室做进一步详细说明。
如图1所示，一种燃烧室，包括扩压器1、旋流器2、火焰筒3、燃料喷嘴4，该燃烧室用于混合压缩空气和燃料。压缩空气经扩压器1减速扩压后通过旋流器2进入火焰筒3，与燃料喷嘴4供入的燃料进行混合，混合后的燃料在火焰筒3内燃烧。在燃料喷嘴4中分别设置用于为火焰筒3提供可燃气体类燃料的燃气流路5和用于为火焰筒3提供燃油类燃料的燃油流路6，其中，该燃气流路5与该燃油流路6可根据需要设置一条或多条，并且该燃气流路5与该燃油流路6根据设计压力需要选择何时开启。
下面介绍燃气流路5与燃油流路6的工作机制，当压缩空气压力小于设计压力a时，认为发动机未处于工作状态，无需供入燃料，压缩空气压力大于设计压力a时，且燃烧室内的供燃油类燃料的压力大于设计压力a且小于设计压力b时，发动机已处于工作状态，一方面压缩空气压力较低尚不足以将燃油充分雾化，另一方面压缩空气密度较小，里面所含的氧气含量较少，对燃料的热值要求较低，此时燃气流路5打开，可燃气体类燃料喷入燃烧室内进行燃烧，以满足发动机使用需求。当燃烧室内的压力大于设计压力b时(b>a)，压缩空气所具有的能量已可将燃油充分雾化，此时压缩空气密度较高，所含氧气含量较高，仅靠燃气热值已无法满足发动机使用要求，燃油流路6打开，燃油类燃料经压缩空气充分雾化后喷入燃烧室内进行燃烧。
下面结合一具体实施例说明本发明的燃烧室。在燃料喷嘴4中设置一条燃油流路6和一条燃气流路5，当供入燃烧室内压缩空气的压力大于1个大气压且小于5个大气压时，燃气流路5打开，可燃气体类燃料喷入火焰筒，同时压缩空气经扩压器1减速扩压，再经旋流器2旋转后也进入火焰筒3，可燃气体类燃料与压缩空气充分混合并进行燃烧，提供发动机所需能量，当燃烧室内的压力大于5个大气压时，燃油流路6打开，燃油类燃料经与供入火焰筒3内的旋转压缩空气充分雾化混合后燃烧，提供发动机所需能量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种燃烧室，包括扩压器(1)、旋流器(2)、火焰筒(3)、燃料喷嘴(4)，该燃烧室用于混合压缩空气和燃料，其特征在于，压缩空气经扩压器(1)减速扩压后通过旋流器(2)进入火焰筒(3)，与燃料喷嘴(4)供入的燃料进行混合，混合后的燃料在火焰筒(3)内燃烧，其中，在燃料喷嘴(4)中分别设置有用于为火焰筒(3)提供可燃气体类燃料的燃气流路(5)和用于为火焰筒(3)提供燃油类燃料的燃油流路(6)。
2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃气流路(5)至少设置一条。
3.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，所述燃油流路(6)至少设置一条。
4.一种根据权利要求1所述的燃烧室的使用方法，其特征在于，当所述燃烧室内的压缩空气压力大于设计压力a时，且所述燃烧室内的供燃油类燃料的压力大于设计压力a且小于设计压力b时，所述燃气流路(5)打开，可燃气体类燃料喷入所述燃烧室内进行燃烧；当所述燃烧室内的压缩空气压力大于设计压力b时(b>a)，所述燃油流路(6)打开，燃油类燃料喷入所述燃烧室内进行燃烧。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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