CN116697403A - 基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法，所述火焰稳定器包括射流喷射装置，射流喷射装置上设置有射流喷嘴，射流喷嘴包括第一射流喷嘴和第二射流喷嘴，射流喷嘴沿射流喷射装置的展向方向设置；射流喷射装置向第一射流喷嘴和第二射流喷嘴输送空气和/或燃料；第一射流喷嘴沿第一方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流；第二射流喷嘴沿第二方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；第二方向与第一方向相对射流喷射装置对称；其中，第一平面射流和第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障以及在气动屏障后方形成回流区。减少了燃烧室的总压损失。

Description

基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法

技术领域

本申请涉及航空技术领域和工业燃烧器领域，特别是涉及一种基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法。

背景技术

燃烧室是燃料或推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置，是燃气涡轮发动机、冲压发动机、火箭发动机和工业燃烧器的重要部件，常见的燃烧室包括主燃烧室、加力燃烧室、外涵燃烧室、涡轮级间燃烧室、工业锅炉燃烧器等，由于进入燃烧室的气流具有流动速度高,且不均匀等特点，各燃烧室会设置火焰稳定器，以使得燃烧室中的燃料可以稳定燃烧。

其中，加力燃烧室、冲压燃烧室、外涵燃烧室、涡轮级间燃烧室和工业锅炉燃烧器等一般采用钝体结构的火焰稳定器，即依靠大面积的钝体结构作为高速气流中的屏障，在屏障后形成回流区，回流区的燃料燃烧会产生高温燃气，高温燃气可以对新鲜油气进行持续点燃，从而实现火焰的稳定燃烧。然而，现有的钝体结构的火焰稳定器，由于钝体结构的迎风面积大，会产生较大流动损失，从而导致燃烧室的总压损失较大。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低燃烧室的总压损失的基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法。

本申请提供了一种基于平面射流的火焰稳定器，火焰的稳定和稳定火焰所需的回流区完全依靠平面射流形成，而不依赖于机械结构。该火焰稳定器包括射流喷射装置，该射流喷射装置上设置有射流喷嘴，该射流喷嘴包括第一射流喷嘴和第二射流喷嘴，该射流喷嘴沿该射流喷射装置的展向方向设置；

该射流喷射装置，用于向该第一射流喷嘴和该第二射流喷嘴输送空气和/或燃料；

该第一射流喷嘴，用于沿第一方向喷出该射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流；

该第二射流喷嘴，用于沿第二方向喷出该射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；该第二方向与该第一方向沿展向方向对称或者非对称分布；

其中，该第一平面射流和该第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障以及在该气动屏障后方形成回流区。

在其中一个实施例中，该第一射流喷嘴和该第二射流喷嘴为长条缝隙状，其数量分别为一个，该第一射流喷嘴的长度和该第二射流喷嘴的长度均大于第一预设长度且小于该射流喷射装置的长度。

在其中一个实施例中，该第一射流喷嘴和该第二射流喷嘴为短条缝隙状，其数量分别为多个，各该第一射流喷嘴和该第二射流喷嘴的长度均小于第二预设长度。

在其中一个实施例中，若该第一射流喷嘴和该第二射流喷嘴的数量分别为多个，则相邻两个射流喷嘴之间的间隔距离小于预设间距。

在其中一个实施例中，该射流喷嘴的形状包括圆形、椭圆形、多边形。

在其中一个实施例中，该射流喷射装置的内部设置有流动空腔；

该流动空腔，用于将该空气和该燃料进行混合形成可燃混合物，并将该可燃混合物输送至该射流喷嘴。

在其中一个实施例中，该火焰稳定器还包括与该流动空腔连接的导管；

该导管，用于向该流动空腔输送空气和/或燃料。

在其中一个实施例中，该射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴；

该扩张型射流喷嘴为该射流喷嘴的尺寸从该射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴；该收敛型射流喷嘴为该射流喷嘴的尺寸从该射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴；该收敛扩张型射流喷嘴为该射流喷嘴的尺寸从该射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴。

在其中一个实施例中，该射流喷射装置的形状为流线型，或者，该射流喷射装置的形状为非流线型，或者，该射流喷射装置的形状为流线型和非流线型的组合。

第二方面，本申请提供了一种燃烧室，燃烧室包括喷油杆和如第一方面所述的火焰稳定器；

该喷油杆，用于喷出该燃烧室中的全部燃料或部分燃料。

第三方面，本申请还提供了一种火焰稳定方法，应用于如第一方面该的火焰稳定器，该方法包括：

获取空气和/或燃料；

沿第一方向喷出该空气和/或该燃料，以形成第一平面射流；

沿第二方向喷出该空气和/或该燃料，以形成第二平面射流；

上述基于平面射流的火焰稳定器和火焰稳定方法，包括射流喷射装置，射流喷射装置上设置有射流喷嘴，射流喷嘴包括第一射流喷嘴和第二射流喷嘴，射流喷嘴沿射流喷射装置的展向方向设置；射流喷射装置向第一射流喷嘴和第二射流喷嘴输送空气和/或燃料；第一射流喷嘴沿第一方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流；第二射流喷嘴沿第二方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；其中，第一平面射流和第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障以及在气动屏障后方形成回流区。传统的钝体结构的火焰稳定器，依靠大面积的钝体结构作为高速来流中的屏障，在屏障后形成回流区，以实现火焰的稳定燃烧。然而，现有的钝体结构的火焰稳定器，由于钝体结构的迎风面积较大，气流经过火焰稳定器的流动损失较大，从而导致燃烧室的总压损失较大。此外由于钝体稳定器油气掺混能力差，造成燃烧室中燃料的燃烧效率较低。本申请提供的基于平面射流的火焰稳定器相比于钝体结构的火焰稳定器，体积很小，若燃烧室停止工作，平面射流火焰稳定器可以不产生平面射流，进而，使高速来流可以顺利通过燃烧室，从而减小流动阻力和总压损失。相比现有专利中提到的环形横向射流稳定器，其区别在于通过气动屏障阻挡大部分的高速来流，射流喷射装置的两端由于没有气动屏障，部分高速来流仍可以通过气动屏障的两侧进入回流区，进一步提高进入回流区的空气流量，增强回流区中燃料和空气的掺混，从而提高燃料的燃烧效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种基于环形射流的火焰稳定器的结构图；

图2是本申请实施例提供的基于平面射流的火焰稳定器的结构图之一；

图3是本申请实施例提供的基于平面射流的火焰稳定器的结构图之二；

图4是本申请实施例提供的射流喷嘴的结构图之一；

图5是本申请实施例提供的射流喷嘴的结构图之二；

图6是本申请实施例提供的射流喷嘴的结构图之三；

图7是本申请实施例提供的一种射流喷射装置的内部结构图；

图8是本申请实施例提供的一种扩张型射流喷嘴的结构图；

图9是本申请实施例提供的一种收敛性射流喷嘴的结构图；

图10是本申请实施例提供的一种收敛扩张型射流喷嘴的结构图；

图11是本申请实施例提供的一种流线型射流喷射装置的结构图；

图12是本申请实施例提供的一种非流线型射流喷射装置的结构图；

图13是本申请实施例提供的一种组合型射流喷射装置的结构图；

图14是本申请实施例提供的一种火焰稳定方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

首先，在具体介绍本申请实施例的技术方案之前，先对本申请实施例基于的技术背景或者技术演进脉络进行介绍。对于航空发动机加力燃烧室、级间燃烧室、外涵燃烧室或者冲压燃烧室等，由于进入燃烧室的气流流动速度高，且不均匀，因此，如果不采取特殊措施，燃烧室内的燃烧则难以稳定维持。为了解决以上问题，通常会在燃烧室中设置火焰稳定器，用以在高速来流中形成回流区，回流区可以吸卷高温燃气，形成一个持续点火源，从而使燃烧室中的燃料可以稳定燃烧。

现有的钝体火焰稳定器，依靠大面积的钝体结构作为抵挡高速来流的屏障，然而，由于钝体火焰稳定器的迎风面积较大，导致流阻大，总压损失大，并且，钝体稳定器的油气掺混能力较差，会导致燃料的燃烧效率较低，燃烧室长度较大。。

基于上述钝体火焰稳定器的问题，现有技术中，提出了一种基于环形射流的火焰稳定器，如图1所示，图1中的箭头方向为高速来流方向，基于环形射流的火焰稳定器100包括喷射装置110，喷射装置110周向方向设置有环形的射流喷嘴120，通过射流喷嘴120将射流喷出环形射流，环形射流在高速来流的作用下形成环形屏障和环形屏障下游的回流区，回流区可以持续维持高温燃气并对新鲜油气进行点燃，进而实现稳定火焰的作用，若燃烧室停止工作，环形射流的火焰稳定器100停止生成环形射流，进而，使高速来流可以顺利通过燃烧室，从而减小流动阻力和总压损失。然而，由于基于环形射流的火焰稳定器100产生的屏障为环形，将回流区包裹在了屏障内部，来流空气进入回流区的回流率较低，使回流区中的燃料和空气的掺混率降低，不利于燃烧效率的提高。

为了解决上述问题，本申请提供了一种基于平面射流的火焰稳定器，包括射流喷射装置，通过在射流喷射装置的轴向方向设置射流喷嘴，通过射流喷嘴形成平面射流，平面射流在高速来流的作用下，形成气动屏障和回流区，以实现稳定火焰的作用。并且，由于部分高速来流仍然可以从气动屏障的两侧进入回流区，从而提高了来流空气进入回流区的回流率和回流区中燃料和空气的混合率，进而提高燃料的燃烧效率。

在一个实施例中，图2是本申请实施例提供的基于平面射流的火焰稳定器的结构图之一，该火焰稳定器200包括射流喷射装置210，射流喷射装置210上设置有射流喷嘴，射流喷嘴包括第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230，射流喷嘴沿射流喷射装置210的展向方向设置。

射流喷射装置210，用于向第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230输送空气和/或燃料。

第一射流喷嘴220，用于沿第一方向喷出射流喷射装置210输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流。

第二射流喷嘴230，用于沿第二方向喷出射流喷射装置210输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；第二方向与第一方向沿喷射装置对称布置。

其中，第一平面射流和第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障240以及在气动屏障240后方形成回流区250。

其中，高速来流为流向火焰稳定器200的高速气流，高速来流具有含氧量低、流动速度高、总压低和进口温度不均匀等特点。

本实施例中，第一方向可以与第二方向相反，或者，第一方向也可以与第二方向的夹角也可以为预设角度，预设角度可以包括0度到180度之间的任意角度。火焰稳定器200包括射流喷射装置210，射流喷射装置210上设置有射流喷嘴，射流喷嘴包括第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230，射流喷嘴沿射流喷射装置210的展向方向设置。如图3所示，射流装置210的形状可以为长方体，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230分别展向设置在该射流喷射装置210的两个侧面。射流喷射装置210内部可以分别设置燃料输送通道和气流输送通道，燃料输送通道分别向第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230输送燃料，气流输送通道分别向第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230输送空气；射流喷射装置210在内外压力差的作用下，通过第一射流喷嘴220沿第一方向喷出空气和燃料，以形成第一平面射流，通过第二射流喷嘴230沿第二方向喷出空气和燃料，以形成第二平面射流。

射流喷射装置210内部还可以设置压力调节装置，通过压力调节装置产生压力，从而使第一射流喷嘴220沿第一方向喷出空气和燃料，以形成第一平面射流，第二射流喷嘴230沿第二方向喷出空气和燃料，以形成第二平面射流；或者，压力调节装置也可以设置在射流喷射装置210的外部，此时，需要通过导管连接射流喷射装置210和压力调节装置，压力调节装置向射流喷射装置210提供压力，从而使第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230形成第一平面射流和第二平面射流。第一平面射流和第二平面射流在高速来流的作用下，形成气动屏障240以及在气动屏障240后方形成回流区250；通过气动屏障240抵挡大部分的高速来流，通过回流区250产生高温燃气实现对新鲜燃料的持续点燃，并且，少部分的高速来流仍然可以从气动屏障240的两侧进入回流区250，使回流区250中的燃料和空气进行混合。本实施例中的燃料可以包括气体燃料和液体燃料，若燃料为气体燃料，则射流喷射装置210中的第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230可以只喷出气体燃料，不需要和空气进行混合或者与少量空气混合。

本申请实施例中，火焰稳定器包括射流喷射装置，射流喷射装置上设置有射流喷嘴，射流喷嘴包括第一射流喷嘴和第二射流喷嘴，射流喷嘴沿射流喷射装置的展向方向设置；射流喷射装置向第一射流喷嘴和第二射流喷嘴输送空气和/或燃料；第一射流喷嘴沿第一方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流；第二射流喷嘴沿第二方向喷出射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；第二方向与第一方向相反；其中，第一平面射流和第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障以及在气动屏障后方形成回流区。传统的钝体火焰稳定器，依靠大面积的钝体结构作为阻挡高速来流的屏障，在屏障后形成回流区，以实现火焰的稳定燃烧。然而，现有的钝体火焰稳定器由于钝体结构的迎风面积较大，导致火焰稳定器的燃烧效率较低。本申请提供的平面射流火焰稳定器，通过气动屏障阻挡大部分的高速来流，一小部分高速来流仍可以通过气动屏障的两侧进入回流区，进一步提高回流区中的燃料和空气的混合率，从而提高了燃料的燃烧效率。

在其中一个实施例中，图4是本申请实施例提供的射流喷嘴的结构图之一，如图4所示，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的数量分别为一个，第一射流喷嘴220的长度和第二射流喷嘴230的长度均大于第一预设长度且小于射流喷射装置210的长度。

其中，预设长度可以根据高速来流的大小进行设置，以保证第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230产生的气动屏障240可以抵挡住大部分的高速来流。

例如，若射流喷射装置210的展向方向的长度为50cm，预设长度为45cm，则第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230可以为长度大于45cm且小于50cm的长条形状的缝隙状喷射口。通过第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230形成第一平面射流和第二平面射流。第一平面射流和第二平面射流在高速来流的作用下，形成气动屏障240以及在气动屏障240后方形成回流区250。第一射流喷嘴220的长度和第二射流喷嘴230的长度可以一致，例如，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的长度均为47cm；或者，第一射流喷嘴220的长度和第二射流喷嘴230的长度也可以不一致，例如，第一射流喷嘴220的长度为46cm，第二射流喷嘴230的长度为48cm。

本申请实施例中，第一射流喷嘴和第二射流喷嘴的数量分别为一个，第一射流喷嘴的长度和第二射流喷嘴的长度均大于第一预设长度且小于射流喷射装置的长度。通过对于射流喷嘴长度的限定，使得射流喷嘴产生的气动屏障可以抵挡大部分的高速来流，从而提高燃料的燃烧效率。

在其中一个实施例中，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的数量分别为多个，各第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的长度均小于第二预设长度。

例如，可以将第二预设长度设置为1cm，如图5所示，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230可以为多个连续的长度小于1cm的短条缝隙状喷射口，也可以如图6所示，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230可以为多个连续的长度小于1cm的孔状喷射口。

本实施例中，第一射流喷嘴和第二射流喷嘴的数量分别为多个，各第一射流喷嘴和第二射流喷嘴的长度均小于第二预设长度。此时一部分高速来流可以通过各射流喷嘴之间的间隙进入回流区，从而使回流区中的燃料和空气进行混合，提高了燃料的燃烧效率。

在其中一个实施例中，若第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的数量分别为多个，则相邻两个射流喷嘴之间的间隔距离小于预设间距。

本实施例中，预设间距可以根据回流区250所需要的油气混合率进行设置，需要提高回流区250中燃料和空气的油气混合率，则可以设置较大的预设间距，以使较多的高速来流进入回流区250，促进回流区中的空气和燃料的混合；若需要降低回流区250中燃料和空气的油气混合率，则可以设置较小的预设间距，以减少高速来流进入回流去250的量，从而降低回流区250中燃料和空气的油气混合率。

本申请实施例中，若第一射流喷嘴和第二射流喷嘴的数量分别为多个，则相邻两个射流喷嘴之间的间隔距离小于预设间距。通过对于预设间距的调节，提高了本申请中的火焰稳定器的适用性。

在其中一个实施例中，射流喷嘴的形状包括圆形、椭圆形、多边形。

本实施例中，需要说明的是，在一个射流喷射装置210中，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的形状可以包括圆形、椭圆形、多边形的任意一种；例如，第一射流喷嘴220的形状和第二射流喷嘴230的形状均为圆形。可选地，在一个射流喷射装置210中，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230的形状可以包括圆形、椭圆形、多边形的任意多种；例如，第一射流喷嘴220的形状为椭圆形，第二射流喷嘴230的形状为多边形；或者，一部分第一射流喷嘴220的形状为圆形，另一部分第一射流喷嘴220的形状为多边形等等。

在其中一个实施例中，图7是本申请实施例提供的一种射流喷射装置的内部结构图，射流喷射装置210的内部设置有流动空腔211；流动空腔211，用于将空气和燃料进行混合形成可燃混合物，并将可燃混合物输送至射流喷嘴。

本实施例中，若燃料为液体燃料，可以在射流喷射装置210中设置流动空腔211，流动空腔211可以通入空气和燃料，将空气和燃料进行混合得到可燃混合物，并将可燃混合物输送至第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230；或者，流动空腔211内还可以设置混合器，混合器可以将空气和燃料按照预设比例进行混合形成可燃混合物，预设比例可以是提前设置好的燃料和空气的混合比例，第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230将流动空腔输送的可燃混合物喷出，以形成第一平面射流和第二平面射流。

本实施例中，通过在射流喷射装置中设置流动空腔，流动空腔将空气和燃料进行混合形成可燃混合物，并将可燃混合物输送至射流喷嘴，通过流动空腔对于燃料和空气进行混合，提高了燃料的燃烧效率。

在其中一个实施例中，火焰稳定器200还包括与流动空腔211连接的导管；

导管，用于向流动空腔211输送空气和/或燃料。

本实施例中，导管的一端可以与流动空腔211连接，另一端可以与射流喷射装置210外侧的燃料和空气的输送装置连接，用于获取燃料和空气，并向流动空腔211输送获取到的燃料和空气。相应的，若燃料为气体燃料，导管可以只获取气体燃料，并向流动空腔211输送获取到的气体燃料。

本实施例中，通过将导管与流动空腔连接，用以向流动空腔输送空气和/或燃料，提高了燃料和/或空气的输送效率。

在其中一个实施例中，射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴。

扩张型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴；收敛型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴；收敛扩张型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴。

示例性地，图8提供了一种具有扩张型射流喷嘴的射流喷射装置，如图8所示，射流喷射装置210的射流喷嘴为扩张型射流喷嘴810，扩张型射流喷嘴810为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴，空气和/或燃料从扩张型射流喷嘴810喷出，以形成第一平面射流和第二平面射流。图9是本申请实施例提供的一种收敛型射流喷嘴的射流装置。如图9所示，射流喷射装置210的射流喷嘴为收敛型射流喷嘴910，收敛型射流喷嘴910为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴，空气和/或燃料可以从收敛型射流喷嘴910喷出，以形成第一平面射流和第二平面射流。图10是本申请实施例提供的一种收敛扩张型射流喷嘴的喷射装置，如图10所示，射流喷射装置210的射流喷嘴为收敛扩张型射流喷嘴1010，收敛扩张型射流喷嘴1010为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴，空气和/或燃料可以从收敛扩张型射流喷嘴1010喷出，以形成第一平面射流和第二平面射流。

可选地，可以选择扩张型射流喷嘴810、收敛型射流喷嘴910和收敛扩张型射流喷嘴1010中的任意一种类型的射流喷嘴作为第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230，例如，第一射流喷嘴220为扩张型射流喷嘴810，第二射流喷嘴230也为扩张型射流喷嘴810；或者，可以选择扩张型射流喷嘴810、收敛型射流喷嘴910和收敛扩张型射流喷嘴1010中的任意多种类型的射流喷嘴作为第一射流喷嘴220和第二射流喷嘴230，例如，第一射流喷嘴220为收敛型射流喷嘴910，第二射流喷嘴230为收敛扩张型射流喷嘴1010；或者，第一射流喷嘴220也可以包括多种类型的射流喷嘴，例如，第一射流喷嘴220可以包括扩张型射流喷嘴810、收敛型射流喷嘴910。第二射流喷嘴230也可以包括多种类型的射流喷嘴，例如，第二射流喷嘴230包括扩张型射流喷嘴810、收敛型射流喷嘴910和收敛扩张型射流喷嘴1010。

本实施例中，射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴；通过对于射流喷嘴形状的调节，可以调节射流喷嘴喷出的第一平面射流和第二平面射流的大小，提高了火焰稳定器的适用性。

在其中一个实施例中，射流喷射装置210的形状为流线型，或者，射流喷射装置210的形状为非流线型，或者，射流喷射装置210的形状为流线型和非流线型的组合。

本实施例中，可以对射流喷射装置210的形状进行设置，如图11所示，射流喷射装置210的形状可以为流线型；或者，如图12所示，射流喷射装置210的形状可以为非流线型；或者，如图13所示，射流喷射装置210的形状也可以为流线型和非流线型的组合。

本申请实施例中，可以将射流喷射装置的形状设置为流线型，或者，将射流喷射装置的形状设置为非流线型，或者，将射流喷射装置的形状设置为流线型和非流线型的组合。通过对于射流喷射装置的形状进行设置，可以进一步调节火焰稳定器对于高速来流的抵挡效果，但一般来说采用流线型。

在其中一个实施例中，提供了一种燃烧室，燃烧室包括喷油杆和上述实施例提到的基于平面射流的火焰稳定器200。

喷油杆，用于喷出燃烧室中的全部燃料或部分燃料。

其中，燃烧室可以为航空发动机中的各种类型的燃烧室，喷油杆可以为燃料喷射装置。

本实施例中，火焰稳定器200可以只获取空气，不获取输送给加力燃烧室中的燃料，此时，燃烧室中的燃料全部从喷油杆喷出，或者，火焰稳定器200获取输送给燃烧室中的全部的燃料，此时，燃烧室中的燃料全部从火焰稳定器喷出；或者，火焰稳定器200可以获取一部分燃烧室中的燃料。此时，燃烧室中的燃料中的一部分燃料从喷油杆喷出，另一部分燃料从火焰稳定器200喷出。

本申请实施例中，提供了一种燃烧室，该燃烧室包括喷油杆和基于平面射流的火焰稳定器，本实施例中，通过对火焰稳定器和喷油杆的输送的燃料的比例进行调节，可以调节火焰稳定器形成的平面射流中的燃料和空气的混合率，进一步调节了燃烧室中燃料的燃烧效率。由于平面射流火焰稳定器迎风面积较小，因此，基于平面射流火焰稳定器所设计的燃烧室总压损失较小，并且，可以根据燃烧室不同工况下的需求，调节平面射流的流量，从而调节平面射流所形成的气动屏障的大小，以适应不同工况下对气动阻塞比的需求。

在其中一个实施例中，图14是本申请实施例提供的一种火焰稳定方法的流程示意图，该方法应用于上述火焰稳定器，包括以下步骤：

S1401，获取空气和/或燃料。

S1402，沿第一方向喷出空气和/或燃料，以形成第一平面射流。

S1403，沿第二方向喷出空气和/或燃料，以形成第二平面射流。

在高速来流的作用下，第一平面射流和第二平面射流形成气动屏障以及在气动屏障后方形成回流区。

本申请实施例中，通过获取获取空气和/或燃料。沿第一方向喷出空气和/或燃料，以形成第一平面射流。沿第二方向喷出空气和/或燃料，以形成第二平面射流，在高速来流的作用下，第一平面射流和第二平面射流形成气动屏障以及在气动屏障后方形成回流区，减小了燃烧室的总压损失。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种基于平面射流的火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器包括射流喷射装置，所述射流喷射装置上设置有射流喷嘴，所述射流喷嘴包括第一射流喷嘴和第二射流喷嘴，所述射流喷嘴沿所述射流喷射装置的展向方向设置；

所述射流喷射装置，用于向所述第一射流喷嘴和所述第二射流喷嘴输送空气和/或燃料；

所述第一射流喷嘴，用于沿第一方向喷出所述射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第一平面射流；

所述第二射流喷嘴，用于沿第二方向喷出所述射流喷射装置输送的空气和/或燃料，以形成第二平面射流；

其中，所述第一平面射流和所述第二平面射流用于在高速来流的作用下，形成气动屏障以及在所述气动屏障后方形成回流区。

2.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述第一射流喷嘴和所述第二射流喷嘴的数量分别为一个，所述第一射流喷嘴的长度和所述第二射流喷嘴的长度均大于第一预设长度且小于所述射流喷射装置的长度。

3.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述第一射流喷嘴和所述第二射流喷嘴的数量分别为多个，各所述第一射流喷嘴和所述第二射流喷嘴的长度均小于第二预设长度。

4.根据权利要求3所述的火焰稳定器，其特征在于，若所述第一射流喷嘴和所述第二射流喷嘴的数量分别为多个，则相邻两个射流喷嘴之间的间隔距离小于预设间距。

5.根据权利要求1-4任一项所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷嘴的形状包括圆形、椭圆形、多边形。

6.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷射装置的内部设置有流动空腔；

所述流动空腔，用于将所述空气和所述燃料进行混合形成可燃混合物，并将所述可燃混合物输送至所述射流喷嘴。

7.根据权利要求6所述的火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器还包括与所述流动空腔连接的导管；

所述导管，用于向所述流动空腔输送空气和/或燃料。

8.根据权利要求1-4任一项所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴；

所述扩张型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从所述射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴；所述收敛型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从所述射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴；所述收敛扩张型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从所述射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴。

9.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷射装置的形状为流线型，或者，所述射流喷射装置的形状为非流线型，或者，所述射流喷射装置的形状为流线型和非流线型的组合。

10.一种燃烧室，其特征在于，所述燃烧室包括喷油杆和如权利要求1-9任一项所述的火焰稳定器；

所述喷油杆，用于喷出所述燃烧室中的全部燃料或部分燃料。

11.一种火焰稳定方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的火焰稳定器，所述方法包括：

获取空气和/或燃料；

沿第一方向喷出所述空气和/或所述燃料，以形成第一平面射流；沿第二方向喷出所述空气和/或所述燃料，以形成第二平面射流。