CN113028449B - 一种燃气发生器流线型燃料分流盘 - Google Patents

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Abstract

该发明公开了一种燃气发生器流线型燃料分流盘，属于燃气发生器燃烧室技术领域。该分流盘，由气流通道、燃料通道、喷嘴安装孔组成，其中燃气通道迎风端圆滑处理，尾端壁面采用流线型设计，本发明有效解决了现有的基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器分流盘带来的气流分离及压损大等问题，消除了气流经过分流盘带来的分离，保证了燃烧室入口的气流平稳，助力了燃气发生器的平稳燃烧，极大地提升了燃气发生器的工作性能，经过试验验证表明，相比于之前采用的钝体分流盘，燃气发生器燃烧产生的整体压力脉动大幅度降低，整体降幅达到50％。

Description

一种燃气发生器流线型燃料分流盘
技术领域
本发明属于燃气发生器燃烧室技术领域，具体涉及一种燃气发生器流线型燃料分流盘。
背景技术
目前，基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器主要由扩压器、燃料喷注盘、多点头部、高能电火花塞、燃烧室、承压壳体等部件组成。作为燃气发生器的核心部件，燃料喷注盘主要由燃料分流盘、盖板、喷嘴及燃料进油管组成。其中燃料分流盘由气流通道、燃料通道及喷嘴安装孔构成。分流盘采用整体机加工，通过在一整块圆形毛料中铣出燃料通道及气流通道。
应用于引射系统的大流量燃气发生器设计要求燃烧平稳，避免较大的气流脉动。而燃气发生器分流盘的气流通道极大着影响燃烧室入口的气流脉动，现有的基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器采用钝体分流盘，气流经过分流盘后，形成较大的分离，引发的涡流产生新的脉动源，通过燃烧放大了脉动量，最终加剧了燃气发生器整体的气流脉动，影响了燃气发生器的平稳燃烧，同时带来了很大的压力损失。表明现有的基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器分流盘无法满足此类燃气发生器的使用要求。
综上所述，现有的基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器分流盘引起了入口气流的分离，加剧了气流的脉动与压损，无法满足更高速的燃气发生器平稳燃烧的设计要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种燃气发生器流线型燃料分流盘，有效解决了现有的基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器分流盘带来的气流分离及压损大等问题，保证了燃烧室入口的气流平稳，助力了燃气发生器的平稳燃烧，极大地提升了燃气发生器的工作性能。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种燃气发生器流线型燃料分流盘,该分流盘为圆形：包括三个同心环状结构和环状结构之间的连接臂；所述三个同心环状结构分别为位于最外圈的第一环状结构，位于中间的第二环状结构，位于最里面的第三环状结构；所述第一环状结构和第二环状结构之间采用十二个连接臂连接，相邻连接臂之间间隔30度；所述第二环装结构与第一环状结构之间采用六个连接臂连接，相邻连接臂之间间隔60度；第三环状结构内设置一个过圆心的连接臂；其中第一环状结构与第二环状结构之间的一组相对的连接臂、第二环状结构与第三环状结构之间的一组相对的连接臂、第三环状结构内的连接臂位于同一直线上；所述第二环状结构上设置有十二个喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔设置于第一环状结构和第二环状结构之间相邻连接臂的中间位置；所述第三环状结构上设置有六个喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔设置于第二环状结构和第三环状结构之间相邻连接臂的中间位置；所述第三环状结构内连接臂的中间位置设置有一个喷嘴安装孔；所述第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的内部设置有管状的燃料通道，连通各喷嘴安装孔；第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的迎风面为弧形，背风面为台状楔形，该台状楔形顶部齐平，齐平的顶部宽度与喷嘴安装孔的直径相同。
本发明的有益效果：
本发明的燃气发生器流线型燃料分流盘，由气流通道、燃料通道、喷嘴安装孔组成，其中燃气通道迎风端圆滑处理，尾端壁面采用流线型设计，消除了气流经过分流盘带来的分离，保证了燃烧室入口的气流平稳，助力了燃气发生器的平稳燃烧，极大地提升了燃气发生器的工作性能，经过试验验证表明，相比于之前采用的钝体分流盘，燃气发生器燃烧产生的整体压力脉动大幅度降低，整体降幅达到50％。
本发明以满足燃气发生器工况为根本目的，为拓展航空发动机燃烧室技术在燃气发生器领域的应用提供了设计参考。
附图说明
图1燃气发生器燃料分流盘示意图
图中：1-0.气流通道，2-0.燃料通道，3-0.喷嘴安装孔。
图2燃气发生器燃料分流盘局部放大图
图中：2-1.燃料通道迎风端，2-2.燃料通道尾端。
图3燃气发生器燃料分流盘局部工程图。
具体实施方式
下面是本发明专利具体实施方式的详细说明，给出了设计思路及主要结构尺寸的选取方法，基于航空发动机燃气发生器设计领域的相关技术人员可根据该方法重现本专利相应产品。
将燃料分流盘分为气流通道、燃料通道及喷嘴安装孔三部分，连接臂之间为气流通道，连接臂和环状结构内设置燃料通道。燃料通道尾端壁面开设若干个喷嘴安装孔，通过螺纹连接喷嘴。喷嘴安装孔沿燃料通道尾端壁面呈环形分布，与燃料通道连通；燃料通道沿气流方向的迎风端圆滑处理，尾端采用流线型设计，当燃气发生器工作时，气流通过气流通道依次经过分流盘两端，因贴合较好而不会出现较大的气流分离，尾端的流线型设计大大降低了尾迹带来的涡流。
基于航空发动机燃烧室结构的多点喷射燃气发生器流线型燃料分流盘装配图如图2所示，具体包括：气流通道1、燃料通道2、喷嘴安装孔3。
燃料通道2尾端壁面开设若干个喷嘴安装孔3，通过螺纹连接喷嘴；
喷嘴安装孔3沿燃料通道尾端壁面呈环形分布，根据燃气发生器总体方案设计，喷嘴安装孔共计3圈，分别为1、6、12，并与燃料通道连通，当燃气发生器工作时，液体燃料流经燃料通道，通过喷嘴进行雾化喷入到燃烧室参与燃烧；
燃料通道2迎风端圆滑处理，尾端壁面采用流线型设计，具体结构如图3所示，主要参数设计及选取如下：
第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的宽度相等，燃料单通道宽度为W，迎风面的弧形半径R＝S1W,其中S1大于等于0.6mm小于等于0.8mm，背风面台状楔形顶部的宽度D＝S2W,其中S2大于等于0.2mm小于等于0.3mm，台状楔形的侧边与台状楔形的中面夹角大于等于15°小于等于20°。
当燃气发生器工作时，气流通过气流通道经过分流盘流线型两端，因贴合较好而不会出现较大的气流分离，防止因产生较大的涡流带来的气流脉动，消除了尾迹的影响，保证了燃烧室入口的气流平稳，助力了燃气发生器的平稳燃烧，极大地提升了燃气发生器的工作性能。

Claims (1)

1.一种燃气发生器流线型燃料分流盘,该分流盘为圆形：包括三个同心环状结构和环状结构之间的连接臂；所述三个同心环状结构分别为位于最外圈的第一环状结构，位于中间的第二环状结构，位于最里面的第三环状结构；所述第一环状结构和第二环状结构之间采用十二个连接臂连接，相邻连接臂之间间隔30度；所述第二环装结构与第一环状结构之间采用六个连接臂连接，相邻连接臂之间间隔60度；第三环状结构内设置一个过圆心的连接臂；其中第一环状结构与第二环状结构之间的一组相对的连接臂、第二环状结构与第三环状结构之间的一组相对的连接臂、第三环状结构内的连接臂位于同一直线上；所述第二环状结构上设置有十二个喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔设置于第一环状结构和第二环状结构之间相邻连接臂的中间位置；所述第三环状结构上设置有六个喷嘴安装孔，每个喷嘴安装孔设置于第二环状结构和第三环状结构之间相邻连接臂的中间位置；所述第三环状结构内连接臂的中间位置设置有一个喷嘴安装孔；所述第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的内部设置有管状的燃料通道，连通各喷嘴安装孔；第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的迎风面为弧形，背风面为台状楔形，该台状楔形顶部齐平，齐平的顶部宽度与喷嘴安装孔的直径相同；
其特征在于，第二环状结构、第三环状结构和各连接臂的宽度相等，燃料单通道宽度为W，迎风面的弧形半径R＝S1W,其中S1大于等于0.6mm小于等于0.8mm，背风面台状楔形顶部的宽度D＝S2W,其中S2大于等于0.2mm小于等于0.3mm，台状楔形的侧边与台状楔形的中面夹角大于等于15°小于等于20°。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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