CN110779040A - 一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及小型涡喷发动机技术领域，具体是一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，用于解决现有技术中小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置具有燃烧效率低、燃烧不均匀、结构复杂的问题。本发明包括加力筒体、火焰稳定器组件和喷油杆组件，所述喷油杆组件包括环管，所述环管上安装有穿过加力筒体且与环管内部相通的进油杆，所述环管的外侧安装有内部与环管均相通的多个外喷油杆组件，所述环管的内侧安装有内部与环管均相通的多个内喷油杆组件。本发明中不采用分区供油，只在环管上采用创新的多个外喷油杆组件和多个内喷油杆组件，这样小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

Description

一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置

技术领域

本发明涉及小型涡喷发动机技术领域，更具体的是涉及一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置。

背景技术

加力燃烧室供油系统需要匹配火焰稳定器开展设计，以控制燃油浓度分布，实现在特定区域达到较好的油气混合气，燃油可实现在一定长度空间内稳定燃烧，因此，供油装置布局、喷油杆具体形式差异较大。

传统加力燃烧室供油装置设计较为复杂，燃烧不均匀，为了提高燃烧效率，缩短燃烧区长度采用多圈燃油总管结构布局形式，每圈燃油总管布置多个喷嘴，或者采用分区供油形式，这种形式会增加供油系统复杂性及整机重量，才能满足加力点火特性、燃烧效率等需求，适合于大型涡轮发动机，并不满足小型涡轮发动机的供油装置结构简单重量轻的要求。

综上，现有技术中的涡喷发动机加力燃烧室的供油装置具有燃烧效率低、燃烧不均匀、结构复杂的缺点。因此，我们迫切的需要一种燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单，的小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，用于解决现有技术中小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置具有燃烧效率低、燃烧不均匀、结构复杂的问题。本发明中喷油杆组件的布局与火焰稳定器组件相匹配，不采用分区供油，只在环管上采用创新的多个外喷油杆组件和多个内喷油杆组件，这样小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，包括加力筒体，所述加力筒体内安装有火焰稳定器组件，所述加力筒体内还安装有与火焰稳定器组件对应的喷油杆组件，所述喷油杆组件包括环管，所述环管上安装有穿过加力筒体且与环管内部相通的进油杆，所述环管的外侧安装有内部与环管均相通的多个外喷油杆组件，所述环管的内侧安装有内部与环管均相通的多个内喷油杆组件。

工作原理：当发动机起动时，燃油从进油杆进入环管中，再从环管进入外喷油杆组件和内喷油杆组件中，再从外喷油杆组件和内喷油杆组件中喷到筒体中，本发明中仅仅采用一个环管，不采用分区供油，有效的缩短了加力筒体的长度，只在环管上采用创新的多个外喷油杆组件和多个内喷油杆组件，实现燃油多点喷射，且喷油杆组件的布局与火焰稳定器组件相匹配，这样小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

作为一种优选的方式，所述外喷油杆组件和内喷油杆组件均通过转接座与环管连接。

作为一种优选的方式，所述转接座包括相互成型为一体的内接段和外接段，所述内接段的外径小于外接段的外径，所述内接段与环管连接，所述外接段与外喷油杆组件、内喷油杆组件连接。

作为一种优选的方式，所述内接段与环管通过焊接连接，所述外接段与外喷油杆组件、内喷油杆组件均通过焊接连接。

作为一种优选的方式，多个所述外喷油杆组件沿环管外侧的周向均匀分布，所述外喷油杆组件包括喷油杆a和喷油杆b；多个所述内喷油杆组件沿环管内侧的周向均匀分布，所述内喷油杆组件包括喷油杆c和喷油杆d，所述喷油杆a和喷油杆c的两侧均开有侧面喷油孔，所述喷油杆b和喷油杆d的端面均开有端面喷油孔。

作为一种优选的方式，所述端面喷油孔的直径为0.8毫米-1.2毫米，所述侧面喷油孔的直径为0.6毫米-1毫米。

作为一种优选的方式，所述火焰稳定器组件包括与喷油杆b、喷油杆d相对应的环形稳定器，所述环形稳定器的外侧沿周向均匀的安装有与喷油杆a相对应的多个外侧稳定器，所述环形稳定器的内侧沿周向均匀的安装有与喷油杆c相对应的多个内侧稳定器。

作为一种优选的方式，所述喷油杆a和喷油杆b的数量均与外侧稳定器的数量相等，所述喷油杆c和喷油杆d的数量均与内侧稳定器的数量相等。

作为一种优选的方式，所述喷油杆b和喷油杆d的长度为15毫米-25毫米，所述喷油杆a和喷油杆c的长度为30毫米-45毫米；所述喷油杆a、喷油杆b、喷油杆c和喷油杆d的外径为4毫米-6毫米，所述环管的外径为7毫米-12毫米。

作为一种优选的方式，所述喷油杆a和喷油杆c的夹角为7°～15°。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明中喷油杆组件的布局与火焰稳定器组件相匹配，不采用分区供油，只在环管上采用创新的多个外喷油杆组件和多个内喷油杆组件，这样小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

(2)本发明中转接座的小端内接段与环管通过焊接连接，大端外接段与外喷油杆组件、内喷油杆组件均通过焊接连接，这样外喷油杆组件和内喷油杆组件在喷油的时候更加稳定，也就可以通过外喷油杆组件、内喷油杆组件将燃油更加均匀和稳定的喷到加力筒体内。

(3)本发明中喷油杆a和喷油杆b沿环管外侧的周向均匀分布，相当于喷油杆a和喷油杆b相间设置，喷油杆c和喷油杆d沿环管内侧的周向均匀分布，相当于喷油杆c和喷油杆d相间设置，并且喷油杆a和喷油杆c的两侧均开有侧面喷油孔，喷油杆b和喷油杆d的端面均开有端面喷油孔。从进油杆进入环管，再从环管同时进入喷油杆a、喷油杆b、喷油杆c和喷油杆d，进入喷油杆a和喷油杆c的燃油从其两侧面的侧面喷油孔喷出，进入喷油杆b和喷油杆d的燃油从其端面的端面喷油孔喷出；上述喷油杆的结构形式、布局以及与火焰稳定器的匹配布局方案既有燃烧效率高，燃油流量调节简单能满足不同工况的流量需求，加力燃烧室尺寸短的优点又能降低系统复杂性，且具有结构简单的优点。

(4)本发明中环形稳定器与喷油杆b、喷油杆d相对应匹配，多个外侧稳定器沿环形稳定器外侧的周向均匀的安装且与多个喷油杆a相对应匹配，多个内侧稳定器沿环形稳定器内侧的周向均匀的安装且与多个喷油杆c相对应匹配。上述环形稳定器、内侧稳定器和外侧稳定器的布局可以更好的控制燃油浓度分布实现在特定区域达到较好的油气混合气，燃油可实现在一定长度空间内稳定燃烧，这样使燃油的燃烧效率更高。

(5)本发明中喷油杆a和喷油杆c的夹角为可以更好的防止喷油杆a、喷油杆b、喷油杆c和喷油杆d发生振荡燃烧。

附图说明

图1为本发明的正面结构简图；

图2为本发明喷油杆组件的立体结构简图；

图3为本发明喷油杆组件的正面结构简图；

图4为本发明喷油杆组件的侧面结构简图；

图5为本发明火焰稳定器组件的正面结构简图；

图6为本发明火焰稳定器组件的侧面结构简图；

图7为本发明转接座的立体结构简图；

图8为本发明转接座的正面结构简图；

图9为本发明喷油杆a的立体结构简图；

图10为本发明喷油杆a的正面结构简图

图11为本发明图10中A-A处的剖视结构简图；

图12为本发明喷油杆b的立体结构简图；

图13为本发明图12中A-A处的剖视结构简图；

附图标记：1加力筒体，2喷油杆组件，21进油杆，22环管，23喷油杆b，24喷油杆a，25喷油杆c，26喷油杆d，27转接座，271内接段，272外接段，3火焰稳定器组件，31环形稳定器，32内侧稳定器，33外侧稳定器，4侧面喷油孔，5端面喷油孔。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，包括加力筒体1，加力筒体1内安装有火焰稳定器组件3，加力筒体1内还安装有与火焰稳定器组件3对应的喷油杆组件2，喷油杆组件2包括环管22，环管22上安装有穿过加力筒体1且与环管22内部相通的进油杆21，环管22的外侧安装有内部与环管22均相通的多个外喷油杆组件，环管22的内侧安装有内部与环管22均相通的多个内喷油杆组件。

工作原理：当发动机起动时，燃油从进油杆21进入环管22中，再从环管22进入外喷油杆组件和内喷油杆组件中，再从外喷油杆组件和内喷油杆组件中喷到筒体中，本发明中仅仅采用一个环管22，不采用分区供油，有效的缩短了加力筒体1的长度，只在环管22上采用创新的多个外喷油杆组件和多个内喷油杆组件，实现燃油多点喷射，且喷油杆组件2的布局与火焰稳定器组件3相匹配，这样小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

实施例2：

如图2-4所示，在上述实施例的基础上，本实施例给出了内喷油杆组件和外喷油杆组件与环管连接的一种优选方式。即外喷油杆组件和内喷油杆组件均通过转接座27与环管22连接，转接座27包括相互成型为一体的内接段271和外接段272，内接段271的外径小于外接段272的外径，内接段271与环管22连接，外接段272与外喷油杆组件、内喷油杆组件连接，内接段271与环管22通过焊接连接，外接段272与外喷油杆组件、内喷油杆组件均通过焊接连接，通过结构限位，控制相同类型喷油杆的燃油流量一致性。

本实施例中：转接座27的小端内接段271与环管22通过焊接连接，大端外接段272与外喷油杆组件、内喷油杆组件均通过焊接连接，这样外喷油杆组件和内喷油杆组件在喷油的时候更加稳定，也就可以通过外喷油杆组件、内喷油杆组件将燃油更加均匀和稳定的喷到加力筒体1内。

其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。

实施例3：

如图1-13所示，在实施例1和实施例2的基础上，本实施例给出了外喷油杆组件、内喷油杆组件和火焰稳定器组件一种优选结构，以及相互布局的一种优选形式。即多个外喷油杆组件沿环管22外侧的周向均匀分布，外喷油杆组件包括喷油杆a24和喷油杆b23；多个内喷油杆组件沿环管22内侧的周向均匀分布，内喷油杆组件包括喷油杆c25和喷油杆d26，喷油杆a24和喷油杆c25的两侧均开有侧面喷油孔4，喷油杆b23和喷油杆d26的端面均开有端面喷油孔5，且端面喷油孔5的直径为0.8毫米-1.2毫米，侧面喷油孔4的直径为0.6毫米-1毫米。

从进油杆21进入环管22，再从环管22同时进入喷油杆a24、喷油杆b23、喷油杆c25和喷油杆d26，进入喷油杆a24和喷油杆c25的燃油从其两侧面的侧面喷油孔4喷出，进入喷油杆b23和喷油杆d26的燃油从其端面的端面喷油孔5喷出；上述喷油杆的结构形式、布局以及与火焰稳定器的匹配布局方案既有燃烧效率高，燃油流量调节简单能满足不同工况的流量需求，加力燃烧室尺寸短的优点又能降低系统复杂性，且具有结构简单的优点。

优选的，火焰稳定器组件3包括与喷油杆b23、喷油杆d26相对应的环形稳定器31，环形稳定器31的外侧沿周向均匀的安装有与喷油杆a24相对应的多个外侧稳定器33，环形稳定器31的内侧沿周向均匀的安装有与喷油杆c25相对应的多个内侧稳定器32。

环形稳定器31与喷油杆b23、喷油杆d26相对应匹配，多个外侧稳定器33沿环形稳定器31外侧的周向均匀的安装且与多个喷油杆a24相对应匹配，多个内侧稳定器32沿环形稳定器31内侧的周向均匀的安装且与多个喷油杆c25相对应匹配。上述环形稳定器31、内侧稳定器32和外侧稳定器33的布局可以更好的控制燃油浓度分布实现在特定区域达到较好的油气混合气，燃油可实现在一定长度空间内稳定燃烧，这样使燃油的燃烧效率更高。

优选的，喷油杆a24和喷油杆b23的数量均与外侧稳定器33的数量相等，喷油杆c25和喷油杆d26的数量均与内侧稳定器32的数量相等。喷油杆a24和喷油杆b23相间设置且分别与外侧稳定器33一一对应，喷油杆c25和喷油杆d26相间设置且分别与内侧稳定器32一一对应，这样可以使从喷油杆a24、喷油杆b23、喷油杆c25和喷油杆d26喷出的燃油燃烧得更加均匀。

优选的，喷油杆b23和喷油杆d26的长度为15毫米-25毫米，喷油杆a24和喷油杆c25的长度为30毫米-45毫米；喷油杆a24、喷油杆b23、喷油杆c25和喷油杆d26的外径为4毫米-6毫米，环管22的外径为7毫米-12毫米。喷油杆a24、喷油杆c25的长度明显长于喷油杆b23、喷油杆d26的长度，这样也是体现出了喷油杆a24、喷油杆b23、喷油杆c25和喷油杆d26的布局，这种布局可以使供油装置燃烧效率更高、燃烧更均匀、结构更简单。

优选的，喷油杆a24和喷油杆c25的夹角为7°～15°，可以更好的防止喷油杆a24、喷油杆b23、喷油杆c25和喷油杆d26发生振荡燃烧。

其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：包括加力筒体(1)，所述加力筒体(1)内安装有火焰稳定器组件(3)，所述加力筒体(1)内还安装有与火焰稳定器组件(3)对应的喷油杆组件(2)，所述喷油杆组件(2)包括环管(22)，所述环管(22)上安装有穿过加力筒体(1)且与环管(22)内部相通的进油杆(21)，所述环管(22)的外侧安装有内部与环管(22)均相通的多个外喷油杆组件，所述环管(22)的内侧安装有内部与环管(22)均相通的多个内喷油杆组件。

2.根据权利要求1所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述外喷油杆组件和内喷油杆组件均通过转接座(27)与环管(22)连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述转接座(27)包括相互成型为一体的内接段(271)和外接段(272)，所述内接段(271)的外径小于外接段(272)的外径，所述内接段(271)与环管(22)连接，所述外接段(272)与外喷油杆组件、内喷油杆组件连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述内接段(271)与环管(22)通过焊接连接，所述外接段(272)与外喷油杆组件、内喷油杆组件均通过焊接连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：多个所述外喷油杆组件沿环管(22)外侧的周向均匀分布，所述外喷油杆组件包括喷油杆a(24)和喷油杆b(23)；多个所述内喷油杆组件沿环管(22)内侧的周向均匀分布，所述内喷油杆组件包括喷油杆c(25)和喷油杆d(26)，所述喷油杆a(24)和喷油杆c(25)的两侧均开有侧面喷油孔(4)，所述喷油杆b(23)和喷油杆d(26)的端面均开有端面喷油孔(5)。

6.根据权利要求5所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述端面喷油孔(5)的直径为0.8毫米-1.2毫米，所述侧面喷油孔(4)的直径为0.6毫米-1毫米。

7.根据权利要求5所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述火焰稳定器组件(3)包括与喷油杆b(23)、喷油杆d(26)相对应的环形稳定器(31)，所述环形稳定器(31)的外侧沿周向均匀的安装有与喷油杆a(24)相对应的多个外侧稳定器(33)，所述环形稳定器(31)的内侧沿周向均匀的安装有与喷油杆c(25)相对应的多个内侧稳定器(32)。

8.根据权利要求7所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述喷油杆a(24)和喷油杆b(23)的数量均与外侧稳定器(33)的数量相等，所述喷油杆c(25)和喷油杆d(26)的数量均与内侧稳定器(32)的数量相等。

9.根据权利要求8所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述喷油杆b(23)和喷油杆d(26)的长度为15毫米-25毫米，所述喷油杆a(24)和喷油杆c(25)的长度为30毫米-45毫米；所述喷油杆a(24)、喷油杆b(23)、喷油杆c(25)和喷油杆d(26)的外径为4毫米-6毫米，所述环管(22)的外径为7毫米-12毫米。

10.根据权利要求8所述的一种应用于小型涡喷发动机加力燃烧室的供油装置，其特征在于：所述喷油杆a(24)和喷油杆c(25)的夹角为7°～15°。

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