CN113915028A - 一种带板片和斗孔的漏斗混合器 - Google Patents

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李环
杨坤
邓洁
张琪
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    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades

Abstract

一种带板片和斗孔的漏斗混合器，包括混合器内机匣、以及设置在混合器内机匣前端的安装边，在所述混合器内机匣上设置有多个通孔，在每个通孔对应位置处混合器内机匣的内壁上漏斗，所述通孔与所述漏斗共同形成外涵气流流道，在所述外涵气流流道的出口处设置有流量调节结构用于调节所述外涵气流流道的流量。该漏斗混合器在工作时，可以将发动机由外涵来的冷气从漏斗混合器上外涵气流流道流入并与由涡轮后冲出的高温燃气进行掺混，通过在外涵气流流道的出口处设置有流量调节结构，可起到调节内外涵气流流量比例，进而提高加力式涡轮发动机的加力燃烧室及排气系统性能或非加力式涡扇发动机排气系统性能。

Description

一种带板片和斗孔的漏斗混合器
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种带板片和斗孔的漏斗混合器。
背景技术
具有内外涵道的航空涡扇发动机，气流分为经过核心机的核心气流和经过外涵道的外涵气流。经过涡轮后的核心气流温度较高，一般压力稍低；而外涵气流温度较低，一般压力较高。对于加力式涡扇发动机而言，涡轮后气流的组织及分布状态直接关系到加力燃烧室的燃烧组织能力。通常，气流压力、温度和速度越均匀，越有利于加力燃烧室组织燃烧，从而提高加力比，降低耗油率。对于非加力式涡扇发动机而言，涡轮后较均匀的气流流场可提高气流在排气系统内的空间分布均匀性，从而降低气流损失和噪声，提高排气系统及其与整机的匹配性能。
为满足上述对涡轮后气流的组织和与整机匹配性要求，需要使用混合器将两股压力、温度、速度不同的气流(外涵气与内涵气)加以混合，用于为组织燃烧提供良好的条件。
常采用的混合器类型为漏斗混合器，但是现有技术中漏斗混合器无法调节内外涵气流流量比例，无法进一步提高加力式涡轮发动机的加力燃烧室及排气系统性能或非加力式涡扇发动机排气系统性能。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种带板片和斗孔的漏斗混合器，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种带板片和斗孔的漏斗混合器，包括混合器内机匣、以及设置在混合器内机匣前端的安装边，在所述混合器内机匣上设置有多个通孔，在每个通孔对应位置处混合器内机匣的内壁上漏斗，所述通孔与所述漏斗共同形成外涵气流流道，在所述外涵气流流道的出口处设置有流量调节结构用于调节所述外涵气流流道的流量。
优选地，在所述漏斗上设置有斗孔。
优选地，所述流量调节结构为设置在所述漏斗出口端的板片，所述板片向所述外漏斗内折弯。
优选地，所述漏斗包括第一板体和第二板体，所述板片分别设置在第一板体、第二板体上；所述第一板体、第二板体和板片采用同一板材折弯而成。
优选地，在所述漏斗上设置有安装沿，所述安装沿分别由第一板体、第二板体折弯而成。
优选地，所述安装沿与所述混合器内机匣之间采用焊接、铆接或粘接方式相连接。
优选地，所述安装边与所述混合器内机匣之间采用焊接、铆接或者粘接方式相连接。
优选地，在所述混合器内机匣上相邻的两个通孔之间的区域设置有多个工艺孔。
优选地，所述通孔为等腰三角孔形状，等腰三角孔顶角朝向所述混合器内机匣的前端。
优选地，所述通孔在所述混合器内机匣同一圆周面上均布设置。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
(1)本发明所提供的一种带板片和斗孔的漏斗混合器在工作时，可以将发动机由外涵来的冷气从漏斗混合器上外涵气流流道流入并与由涡轮后冲出的高温燃气进行掺混，通过在外涵气流流道的出口处设置有流量调节结构，可起到调节内外涵气流流量比例，进而提高加力式涡轮发动机的加力燃烧室及排气系统性能或非加力式涡扇发动机排气系统性能；该混合器可降低核心气流温度、均匀内外涵气流参数，提高排气系统整体性能。该混合器结构简单、加工便捷，装配容易，成本低，实用性强。
(2)通过在漏斗上设置斗孔，可以使外涵冷气不但能通过漏斗出口、而且还能通过斗孔与内涵燃气相掺混，进一步增加气流的混合度；涡轮后高温燃气和外涵冷气进行高强度掺混，混合后的气流参数有利于下游加力燃烧室的燃烧或者排气系统对气流的高效排出。
(3)在本发明中，流量调节结构采用为设置在漏斗出口端的板片，通过板片向内折弯的形式来调节漏斗出口的面积，进而调节所述外涵气流流道的流量，达到调节内外涵气流流量比例的目的，提高排气系统和主机的匹配能力的目的；流量调节结构采用板片形式，结构接单，便于采用钣金弯曲成型制作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种带板片和斗孔的漏斗混合器的立体结构示意图；
图2为图1中C处的放大图；
图3为本发明所提供的一种带板片和斗孔的漏斗混合器的主视图；
图4为图3中沿A向的视图；
图5为图4中B处的方法图；
附图标记说明：1-安装边；2-混合器内机匣；21-通孔；3-漏斗；31-第一板体；32-第二板体；33-安装沿；5-外涵气流流道；6-斗孔；7-工艺孔。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
一种带板片和斗孔的漏斗混合器，包括混合器内机匣2、以及设置在混合器内机匣2前端的安装边1，在所述混合器内机匣2上设置有多个通孔21，在每个通孔21对应位置处混合器内机匣2的内壁上漏斗3，所述通孔21与所述漏斗3共同形成外涵气流流道5，在所述外涵气流流道5的出口处设置有流量调节结构用于调节所述外涵气流流道5的流量。漏斗混合器在工作时，将发动机由外涵来的冷气从漏斗混合器上外涵气流流道5流入并与由涡轮后冲出的高温燃气进行掺混，通过在外涵气流流道5的出口处设置有流量调节结构，起到调节内外涵气流流量比例，进而提高加力式涡轮发动机的加力燃烧室及排气系统性能或非加力式涡扇发动机排气系统性能。
在本实施例中，在所述漏斗3上设置有斗孔6。外涵冷气不但能通过漏斗3的出口、而且还能通过斗孔6与内涵燃气相掺混，进一步增加气流的混合度。
在本实施例中，所述流量调节结构为设置在所述漏斗3出口端的板片4，所述板片4向所述外漏斗3内折弯。所述漏斗3包括第一板体31和第二板体32，所述板片4分别设置在第一板体31、第二板体32上；所述第一板体31、第二板体32和板片4采用同一板材折弯而成。通过板片4向内折弯的形式来调节漏斗出口的面积，进而调节所述外涵气流流道5的流量，达到调节内外涵气流流量比例的目的。即在每个漏斗3的出口端设置有两个板片4，两个板片4沿顺航向(从发动机尾部看向头部)折弯后构成α的角度(如图5所示)，达到调节漏斗出口的面积的目的。第一板体31、第二板体32和板片4采用同一板材折弯形成漏斗3，采用钣金即可冲裁折弯成型，结构简单，加工制造方便。
在本实施例中，在所述漏斗3上设置有安装沿33，所述安装沿33分别由第一板体31、第二板体32折弯而成。所述安装沿33与所述混合器内机匣2之间采用焊接方式相连接。通过设置安装沿33，以便于漏斗3与混合器内机匣2安装连接。所述安装边1与所述混合器内机匣2之间采用焊接方式连接。
另外，安装沿33、安装边1与混合器内机匣2也可以采用铆接或者粘接方式相连接。
在本实施例中，在所述混合器内机匣2上相邻的两个通孔21之间的区域设置有多个工艺孔7。通过设置工艺孔7，可以消除混合器内机匣2在加工时通孔21是产生的应力；同时，混合器在工作时，工艺孔7也能起到消除混合器内机匣2上应力的作用。
在本实施例中，所述通孔21为等腰三角孔形状，等腰三角孔顶角朝向所述混合器内机匣2的前端。该结构可以使得通孔21的底边与外涵来的冷气气流方向相垂直，通孔21的底边形成了刃口形式，便于外涵来的冷气由通孔21的底边切入并流进外涵气流流道5内，提高了外涵来的冷气的进气效率。
在本实施例中，所述通孔21在所述混合器内机匣2同一圆周面上均布设置。该结构可以使得整个漏斗混合器的外涵气流流道5处于同一圆周上，同时也使得通孔21的底边处于同一圆周面上，外涵来的冷气同时从通孔21的底边切入并流进外涵气流流道5内，保证了外涵气流平稳进入至漏斗混合器内部。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带板片和斗孔的漏斗混合器，包括混合器内机匣(2)、以及设置在混合器内机匣(2)前端的安装边(1)，其特征在于：在所述混合器内机匣(2)上设置有多个通孔(21)，在每个通孔(21)对应位置处混合器内机匣(2)的内壁上漏斗(3)，所述通孔(21)与所述漏斗(3)共同形成外涵气流流道(5)，在所述外涵气流流道(5)的出口处设置有流量调节结构用于调节所述外涵气流流道(5)的流量。
2.如权利要求1所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：在所述漏斗(3)上设置有斗孔(6)。
3.如权利要求1所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述流量调节结构为设置在所述漏斗(3)出口端的板片(4)，所述板片(4)向所述外漏斗(3)内折弯。
4.如权利要求3所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述漏斗(3)包括第一板体(31)和第二板体(32)，所述板片(4)分别设置在第一板体(31)、第二板体(32)上；所述第一板体(31)、第二板体(32)和板片(4)采用同一板材折弯而成。
5.如权利要求4所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：在所述漏斗(3)上设置有安装沿(33)，所述安装沿(33)分别由第一板体(31)、第二板体(32)折弯而成。
6.如权利要求5所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述安装沿(33)与所述混合器内机匣(2)之间采用焊接、铆接或粘接方式相连接。
7.如权利要求1所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述安装边(1)与所述混合器内机匣(2)之间采用焊接、铆接或者粘接方式相连接。
8.如权利要求1所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：在所述混合器内机匣(2)上相邻的两个通孔(21)之间的区域设置有多个工艺孔(7)。
9.如权利要求1所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述通孔(21)为等腰三角孔形状，等腰三角孔顶角朝向所述混合器内机匣(2)的前端。
10.如权利要求9所述的一种带板片和斗孔的漏斗混合器，其特征在于：所述通孔(21)在所述混合器内机匣(2)同一圆周面上均布设置。
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