CN114135401B - 可调内掺混装置 - Google Patents

Abstract

本发明的可调内掺混装置，属于发动机内调节燃烧区空气比例装置的技术领域，解决现有技术中的无法调节冷气与高温气体掺混比例，致使燃烧区燃烧效率低的技术问题。适用于加力燃烧室内燃烧区气体比例的调节且安装在加力燃烧室内，所述加力燃烧室相邻设置外涵通道和内涵通道，内涵通道流经高温气体，外涵通道流经冷却气体，包括调节内涵通道和外涵通道掺混比例的调节结构，其中：所述调节结构根据冷气的输入量，调节冷气与高温气体掺混比例，并输送加力燃烧室内设置的燃烧区进行燃烧。通过可调内掺混装置调节进入燃烧区内气流中高温空气和冷气的掺混比例，提高燃烧效率。

Description

可调内掺混装置

技术领域

本发明属于发动机内调节燃烧区空气比例装置的技术领域，尤其涉及一种可调内掺混装置。

背景技术

变循环发动机在超声速和亚声速混合飞行任务中其综合性能优势十分明显。发动机在爬升、加速和超声速飞行时，减小涵道比，使发动机的性能接近于涡喷发动机，以增大推力；在起飞和亚声速飞行时，增大涵道比，使之以涡扇发动机状态工作，来降低耗油率和噪声。

在变循环发动机上的气动调节机构众多，加力燃烧室涉及的调节机构主要是用来调节外涵气用来冷却和掺混燃烧的比例重新分配。当发动机涵道比变化时，在涵道比较大时，打开调节装置让一部分外涵气通过调节装置进入内涵，使进入冷却通道的相对冷却气量降低，降低冷却气流动阻力，同时避免冷却气过剩，和因冷却气过剩导致的加力燃烧室的燃烧效率降低、航空发动机的耗油率增加的问题；在涵道比较小时，关闭调节装置保证冷却气用量，保证高温件的冷却。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调内掺混装置，解决现有技术中的无法调节冷气与高温气体掺混比例，致使燃烧区燃烧效率低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种可调内掺混装置，适用于加力燃烧室内燃烧区气体比例的调节且安装在加力燃烧室内，所述加力燃烧室相邻设置外涵通道和内涵通道，内涵通道流经高温气体，外涵通道流经冷却气体，包括调节内涵通道和外涵通道掺混比例的调节结构，其中：

所述调节结构根据冷气的输入量，调节冷气与高温气体掺混比例，并输送加力燃烧室内设置的燃烧区进行燃烧。

进一步的，所述内涵通道流经涡轮输送的高温气体，外涵通道流经压气机输送冷气。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本案的装置基于一体化加力燃烧室的可调内锥掺混结构，能够实现一体化加力燃烧室掺混通道节流面积的控制，实现对外涵气流分配的调节，保证进入隔热屏冷却通道的相对冷却气量在一个稳定可控的范围内，保证冷却设计的可靠性，同时，增加内涵氧含量，提升加力燃烧室的燃烧效率。

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获得其他的附图。

图1为本发明装置的立体图；

其中，1、机匣；2、隔热屏；3、扩压内环；4、密封件；5、液压作动筒；51、液压管；52、推杆；6、支板稳定器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的可调内掺混装置，适用于加力燃烧室内燃烧区气体比例的调节且安装在加力燃烧室内，加力燃烧室相邻设置外涵通道和内涵通道，内涵通道流经高温气体，外涵通道流经冷却气体，包括调节内涵通道和外涵通道掺混比例的调节结构，其中：

调节结构根据冷气的输入量，调节冷气与高温气体掺混比例，并输送加力燃烧室内设置的燃烧区进行燃烧。

需要指出的是，内涵通道流经涡轮输送的高温气体，外涵通道流经压气机输送冷气。

作为本案所提供的具体实施方式，还包括机匣11和隔热屏2，隔热屏2，即为环状板，隔热屏2上设置多个用于冷气进入的孔。

调节结构包括以中空结构设置的扩压内环3、和在扩压内环3上且背向高温气体来流面上活动方式设置有密封件4、扩压内环3内设置液压作动筒5，扩压内环3与隔热屏2连通且固定，在隔热屏2上且与扩压内环3对应位置不开孔，其中：

液压作动筒5固定安装在扩压内环3内，其一端与密封件4固定连接，能够带动密封件4沿机匣11轴向往复运动，在往复运动过程中能够调节高温气体与冷气的掺混比例。具体的，液压作动筒5推动密封件4往复运动，与扩压内环3接触面形成掺混气流路，或，阻流的密封区域；

当外涵通道的冷气流量过大时，液压作动筒5驱动密封件4朝向来流方向运动，形成掺混气流路，助力燃烧；

当外涵通道的冷气流量在预设范围时，液压作动筒5驱动密封件4背向来流方向运动，形成冷气的密封区域，保证冷却。

进一步的，液压作动筒5包括液压管51，液压管51一端伸出机匣11与液压油箱连接，筒包括液压管51的动力源。

作为本案所提供的具体实施方式，还包括多个空心支板稳定器6，支板稳定器6沿扩压内环3周向间隔设置，且两端分别与隔热屏2和扩压环内相连通，冷气通过支板稳定器6进入扩压内环3内。

进一步的，支板稳定器6表面预设位置设置气流孔，冷气通过气流孔在支板稳定器6表面形成隔温膜，避免高温气体烧蚀支板稳定器6。

作为本案所提供的具体实施方式，密封件4以锥体结构设置，用以降低与高温空气的阻力，密封件4的锥体大面与扩压内环3接触形成冷气的密封区域，密封件4与扩压内环3的接触面上设置有耐高温密封圈。

作为本案所提供的具体实施方式，扩压内环3设置在加力燃烧室非燃烧区域位置，通过掺混后的气体，输送至助燃区提供氧气。

作为本案所提供的具体实施方式，液压作动筒5包括推杆52，推杆52与密封件4固定连接，且在扩压内环3设置用以支撑推杆52的支架。

工作原理：

当涵道比较大时，液压作动筒5驱动密封件4向左运功，增加扩压内环3与密封件4之间的掺混通道节流面积，增大通过掺混通道的掺混气流量，减小进入隔热屏2冷却通道的冷却气流量，从而保证进入隔热屏2冷却通道的相对冷却气量在一个稳定可控的范围内，保证冷却设计的可靠性，减少加力燃烧室流动损失；同时，增加内涵氧含量，提升加力燃烧室的燃烧效率。

当涵道比较小时，液压作动筒5驱动密封件4向右运功，减小扩压内环3与密封件4之间的掺混通道节流面积，减小通过掺混通道的气流量，增大进入隔热屏2冷却通道的冷却气流量，保证冷却气流量，满足加力燃烧室安全运行需要。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种可调内掺混装置，适用于加力燃烧室内燃烧区气体比例的调节且安装在加力燃烧室内，所述加力燃烧室相邻设置外涵通道和内涵通道，内涵通道流经高温气体，外涵通道流经冷却气体，还包括机匣和隔热屏，隔热屏上设置多个用于冷气进入的孔，其特征在于，包括调节内涵通道和外涵通道掺混比例的调节结构，其中：

所述调节结构包括以中空结构设置的扩压内环和在所述扩压内环上且背向高温气体来流面上活动方式设置有密封件、所述扩压内环内设置液压作动筒，所述扩压内环与隔热屏连通且固定；在隔热屏上且与所述扩压内环对应位置开有冷却孔，其中：所述液压作动筒固定安装在扩压内环内，其一端与所述密封件固定连接，能够带动所述密封件沿机匣轴向往复运动，在往复运动过程中能够调节高温气体与冷气的掺混比例，并输送加力燃烧室内设置的燃烧区进行燃烧。

2.根据权利要求1所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述内涵通道流经涡轮输送的高温气体，外涵通道流经压气机输送冷气。

3.根据权利要求1所述的可调内掺混装置，其特征在于，还包括多个空心结构的支板稳定器，所述支板稳定器沿所述扩压内环周向间隔设置，且两端分别与隔热屏和所述扩压内环相连通，冷气通过所述支板稳定器进入所述扩压内环内。

4.根据权利要求3所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述支板稳定器表面预设位置设置气流孔，冷气通过所述气流孔在所述支板稳定器表面形成隔温膜，避免高温气体烧蚀所述支板稳定器。

5.根据权利要求4所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述液压作动筒包括液压油管，所述液压油管一端伸出机匣与液压油箱连接。

6.根据权利要求1所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述密封件以锥体结构设置，用以降低与高温空气的阻力，所述密封件的锥体大面与所述扩压内环接触形成冷气的密封区域，其中：

所述液压作动筒推动所述密封件往复运动，与扩压内环接触面形成掺混气流路，或，阻流的密封区域；

当外涵通道的冷气流量过大时，液压作动筒驱动密封件朝向来流方向运动，形成掺混气流路，助力燃烧；

当外涵通道的冷气流量在预设范围时，液压作动筒驱动密封件背向来流方向运动，形成冷气的密封区域，保证冷却。

7.根据权利要求6所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述密封件与所述扩压内环的接触面上设置有耐高温密封圈。

8.根据权利要求1所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述扩压内环设置在加力燃烧室非燃烧区域位置。

9.根据权利要求8所述的可调内掺混装置，其特征在于，所述液压作动筒包括推杆，所述推杆与所述密封件固定连接，且在扩压内环设置用以支撑所述推杆的支架。

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