CN114165810A - 一种扩压器可调节的燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩压器可调节的燃烧室，涉及航空发动机燃烧室结构领域。在不影响整体燃烧室安装和其他零部件的正常工作下，可以通过控制扩压器调节板对扩压器进行深入的研究，尽可能减少试验件的重复加工，同时其兼有结构简单、可靠性高、耗费少的优点。所述燃烧室包括固定相连的扩压器以及机匣，所述扩压器内设有与其可拆卸连接的扩压器调节板；所述扩压器调节板中设有轴向调节机构，通过轴向调节机构改变扩压器调节板在扩压器中的轴向位置。避免了多套扩压器模型试验件的一体加工，能够大大缩短加工周期和节约经济成本。

Description

一种扩压器可调节的燃烧室

技术领域

本发明涉及航空发动机燃烧室结构领域，尤其涉及一种扩压器可调节的燃烧室。

背景技术

目前，在设计航空发动机燃烧室时，往往会在压气机出口和火焰筒之间设置扩压器，航空发动机燃烧室的进口气流流场主要由扩压器的性能决定。燃烧室扩压器的最主要功能就是在最小的总压损失和最大的静压恢复下降低燃烧室进口气流的速度，随着航空发动机压气机增压比的增大，以及燃烧室性能指标的提高，对扩压器的性能提出了新的要求，需要在尽可能的提高静压恢复的基础上降低总压损失，从设计者的角度来看，理想的扩压器应该能够在尽可能短的距离内以最小的总压损失实现速度降低，提高静压，并能够在其出口形成均匀而稳定的流动，寻找最佳的突扩间隙比和流量分配比。

针对上述要求，本领域技术人员开展了大量研究，如名称为“一种带有整流板的扩压器以及应用”，公开号为“CN113324261A”的中国发明专利申请中提出了一种带有整流板的扩压器设计，通过前置扩压器、整流板等结构降低扩压器内的总压损失，减小燃烧室内的无用损失，降低燃油消耗率。

名称为“一种应用于燃气涡轮发动机燃烧室的放气式扩压器结构”，公开号为“CN112113240A”的中国发明专利申请中提出通过对扩压器内壁面和外壁面上布置有放气通道，避免了传统扩压器突扩区其与机匣之间的涡团，同时阻碍了周向畸变的生成。

名称为“一种主燃烧室三通道短突扩扩压器”，公告号为“CN110107915B”的中国发明专利中提出通过多通道以及分叉分流的形式，大幅缩短扩压器长度，增加扩压器通道的扩张角，实现短突扩通道下高的压力恢复系数。

上述专利一定程度上提高了压气机的性能，但是扩压器均为一体化设计，对此，名称为“一种整流扩压器及其组装方法”，公开号为“CN1107792480A”的中国发明专利申请中为了避免整体加工难度大、整体铸造式公差较大，提出了一种多段扩压器的组装方式，但组装形式过于复杂；而名称为“一种可拆换的矩形扩压器”，公开号为“CN 105716114A”的中国发明专利申请中提出了一种可拆换的矩形扩压器，进口段、突扩段和尾段都可以单独进行更换。

然而，影响扩压器性能的结构参数或流动参数众多，包括前置扩压器的结构参数、突扩间隙、前置扩压器伸入长度、突扩区突扩角和环道流量比等。对于不同的扩压器方案，传统的燃烧室试验件需要进行大量重复性试验，一定程度上增加了研究成本和资源。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种扩压器可调节的燃烧室，其中扩压器调节板均可进行单独轴向移动以及拆换，在不影响整体燃烧室安装和其他零部件的正常工作下，可以通过控制扩压器调节板对扩压器进行深入的研究，尽可能减少试验件的重复加工，同时其兼有结构简单、可靠性高、耗费少的优点。

本发明的技术方案为：所述燃烧室包括固定相连的扩压器1以及机匣8，所述扩压器1内设有与其可拆卸连接的扩压器调节板2；所述扩压器调节板2中设有轴向调节机构，通过轴向调节机构改变扩压器调节板2在扩压器1中的轴向位置。从而改变燃烧室内的流通面积，进而改变燃烧室内的流量分配。其中，扩压器调节板2是可拆换的，可根据研究需求，安装不同形状、结构的扩压器调节板2。

所述扩压器调节板2的端面上固定连接有平行于其长度方向推杆4。推杆4可以于扩压器调节板2螺纹连接，一方面能够进行初步定位，另一方面能够判断扩压器调节板2轴向移动的距离。

使用时，可先通过推杆4将扩压器调节板2送入扩压器1中进行初步定位，再通过轴向调节机构改变扩压器调节板2在扩压器1中的轴向位置，以改变燃烧室内的流通面积，最后，完成扩压器1与扩压器调节板2的可拆卸连接，使扩压器调节板2的轴向位置固定。这样，即可在不影响整体燃烧室安装和其他零部件的正常工作下，可以通过控制扩压器调节板对扩压器进行深入的研究，尽可能减少试验件的重复加工，同时其兼有结构简单、可靠性高、耗费少的优点。

至于扩压器调节板2，则可通过更换不同形状、不同大小的调节板，进行参数化研究，避免了多套扩压器模型试验件的一体加工，能够大大缩短加工周期和节约经济成本。

关于扩压器1与扩压器调节板2的可拆卸连接，所述扩压器1中开设有平行于其长度方向设置的槽缝12，所述扩压器调节板2可滑动的设于槽缝12中；

所述扩压器1上还开设有连通至槽缝12中的螺纹孔11，从而在扩压器调节板2的轴向位置调节完毕后，通过在螺纹孔11中装入定位销3以压紧齿轮6，使得扩压器调节板2在扩压器1中的位置固定，通过取出定位销3实现扩压器调节板2的位置解锁，所述定位销3的外壁上具有与螺纹孔11适配的外螺纹。上述中的螺纹孔11，一方面用于调节杆5的布置，另一方面用于定位销3进行定位以及密封。

关于轴向调节机构，所述轴向调节机构包括齿轮6、齿条7以及调节杆5；

所述扩压器调节板2的中部开设有齿轮容置槽，所述齿条7固定连接在齿轮容置槽的一侧内壁上，所述齿轮容置槽的中心线上开设有平行于其长度方向设置的长条形滑槽14，所述齿轮6的底面上固定连接有底座13，所述齿轮6设于齿轮容置槽中，并且底座13可滑动的设置于长条形滑槽14中，所述齿轮6的中心开设有方槽16，所述调节杆5的底端固定连接有与方槽16适配的方块15。这样，初步定位后需要使得方槽16处在螺纹孔11的下方，后将调节杆5底端的方块15沿螺纹孔11伸入槽缝12中，并与方槽16对接，此后，转动调节杆5即可带动齿轮6旋转，从而改变扩压器调节板2在扩压器1中的轴向位置。

所述方块15的截面呈正多边形，该正多边形的外接圆的直径小于螺纹孔11的内径。使得定位销3安装前，调节杆5底端的方块15可自由出入螺纹孔11，以便于控制齿轮6旋转。

所述燃烧室还包括在机匣8中的火焰筒9、旋流器10，所述扩压器调节板2自扩压器1一侧朝向旋流器10所在的位置伸出。

本发明的有益效果为：一是扩压器调节板设计为可调节、可拆换式，其他结构保持不变，可改变扩压器调节板的轴向位置；二是能拆换调节板，安装不同形状、不同大小的调节板，进行参数化研究，避免了多套扩压器模型试验件的一体加工，能够大大缩短加工周期和节约经济成本。

附图说明

图1是本案的结构示意图，

图2是图1的立体图，

图3是扩压器调节板示意图；

图中1是扩压器，2是扩压器调节板，3是定位销，4是推杆，5是调节杆，6是齿轮，7是齿条，8机匣，9是火焰筒，10是旋流器，11是螺纹孔，12是槽缝，13是底座，14是长条形滑槽，15是方块，16是方槽，17是螺纹盲孔。

具体实施方式

为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。

本发明如图1-3所示，燃烧室主要由扩压器1、机匣8、火焰筒9、旋流器10组成，这是燃烧室的基本结构，扩压器调节板2上设计有齿轮6以及齿条7，齿轮6安装有底座13，与扩压器调节板2上的长条形滑槽14配合，齿条7与扩压器调节板2为一体化设计，可转动齿轮6带动齿条7使扩压器调节板2移动，扩压器调节板2底部设计有螺纹盲孔17，推杆4可与扩压器调节板2螺纹连接，在扩压器1中轴线某处同样设置有螺纹孔11，调节杆5底端为方块15形状，与齿轮上的方槽16配套，具体实施操作为燃烧室扩压器1开有槽缝12，将齿轮6装配于扩压器调节板12上的长条形滑槽14之中，然后将推杆4与扩压器调节板2螺纹连接，此时，把推杆4和扩压器调节板2插入扩压器槽缝12之中，利用推杆4初步调整扩压器调节板2的位置，使齿轮方槽16与螺纹孔11同心，之后由插入的调节杆5固定齿轮的位置，转动调节杆5带动齿轮6，进而使扩压器调节板2轴向运动，燃烧室内的流通面积因此改变，可根据试验需求进行参数化研究，从而改变燃烧室内的流量分配，通过推杆4的位置可以判断调节板2移动的距离，当扩压器调节板2位置确定好之后，取出调节杆5，安装定位销3，再通过定位销3固定扩压器调节板2位置，同时到达密封的作用，最后，将推杆4卸下，整个扩压器调节过程完成，当需要拆卸或者替换扩压器调节板2时，插入推杆4与其螺纹连接，然后旋下定位销3，通过推杆4便能将扩压器调节板2取出，扩压器调节板2是可拆换的，可根据研究需求，安装不同形状、结构的扩压器调节板。

本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种扩压器可调节的燃烧室，所述燃烧室包括固定相连的扩压器（1）以及机匣（8），其特征在于，所述扩压器（1）内设有与其可拆卸连接的扩压器调节板（2）；所述扩压器调节板（2）中设有轴向调节机构，通过轴向调节机构改变扩压器调节板（2）在扩压器（1）中的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的一种扩压器可调节的燃烧室，其特征在于，所述扩压器调节板（2）的端面上固定连接有平行于其长度方向推杆（4）。

3.根据权利要求1或2所述的一种扩压器可调节的燃烧室，其特征在于，所述扩压器（1）中开设有平行于其长度方向设置的槽缝（12），所述扩压器调节板（2）可滑动的设于槽缝（12）中；

所述扩压器（1）上还开设有连通至槽缝（12）中的螺纹孔（11），通过在螺纹孔（11）中装入定位销（3）以压紧齿轮（6），使得扩压器调节板（2）在扩压器（1）中的位置固定，通过取出定位销（3）实现扩压器调节板（2）的位置解锁，所述定位销（3）的外壁上具有与螺纹孔（11）适配的外螺纹。

4.根据权利要求1或2所述的一种扩压器可调节的燃烧室，其特征在于，所述轴向调节机构包括齿轮（6）、齿条（7）以及调节杆（5）；

所述扩压器调节板（2）的中部开设有齿轮容置槽，所述齿条（7）固定连接在齿轮容置槽的一侧内壁上，所述齿轮容置槽的中心线上开设有平行于其长度方向设置的长条形滑槽（14），所述齿轮（6）的底面上固定连接有底座（13），所述齿轮（6）设于齿轮容置槽中，并且底座（13）可滑动的设置于长条形滑槽（14）中，所述齿轮（6）的中心开设有方槽（16），所述调节杆（5）的底端固定连接有与方槽（16）适配的方块（15）。

5.根据权利要求4所述的一种扩压器可调节的燃烧室，其特征在于，所述方块（15）的截面呈正多边形，该正多边形的外接圆的直径小于螺纹孔（11）的内径。

6.根据权利要求1或2所述的一种扩压器可调节的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室还包括在机匣（8）中的火焰筒（9）、旋流器（10），所述扩压器调节板（2）自扩压器（1）一侧朝向旋流器（10）所在的位置伸出。

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