CN213542552U - 一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，包括燃烧单元，燃烧单元包括内部空心的燃烧室，设在燃烧室内的若干个钝体，燃烧室内部与挡板间形成凹腔。一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室还包括进风单元，进风单元包括第一进风口、第二进风口和第三进风口，第一进风口、第二进风口和第三进风口依次设在燃烧室的一端，第二进风口的两侧设有导流片，第一进风口与第三进风口的一侧设有导流片；本实用新型通过利用中间通道来流将原来的大尺度中间回流区一分为二，避免局部高温的出现，其次经过导流片的作用，一部分气流经过导流片的分流能够在凹腔内与钝体形成稳定的双涡结构，同时提高燃烧效率，降低NOx的排放。

Description

一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室

技术领域

本实用新型涉及燃烧室技术领域，特别是一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室。

背景技术

随着航空发动机技术的不断发展，对燃烧室的工作状态和性能提出了更高的要求，在现代高性能航空发动机的设计中，对于军用发动机来说需要其具备更好的温升能力和更宽的油气比范围，最大限度的提高发动机的作功能力；而民用航空发动机对污染和排放更是制定了严格的标准。高温升，低污染已经成为当代航空发动机燃烧室设计的两大追求。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和或现有的燃烧室中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型其中的一个目的是提供一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其结构简单紧凑、长度短；具有较好的燃烧稳定性，对高速来流不敏感；总压损失较小；NOx排放较低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其包括燃烧单元，包括内部空心的燃烧室，设在燃烧室内的若干个钝体，所述燃烧室内部与钝体间形成凹腔。

进风单元，包括第一进风口、第二进风口和第三进风口，所述第一进风口、第二进风口和第三进风口依次设在燃烧室的一端，所述第二进风口的两侧设有导流片，所述第一进风口与第三进风口的一侧设有导流片。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述燃烧室分为第一侧与第二侧，所述燃烧室外部为长方体状。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述第一进风口、第二进风口和第三进风口连接在第一侧，其中所述第二进风口位于第一侧的中轴线上，所述第一进风口与第三进风口位于第二进风口的两侧，且二者关于第二进风口对称。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述第二进风口的高度是第一进风口与第三进风口的两倍。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述第一进风口、第二进风口和第三进风口与第一侧垂直连接，所述第一进风口、第二进风口和第三进风口内侧正对燃烧壳内部。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述第二侧设有燃烧室出口。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述钝体包括前壁面钝体、后钝体和中心钝体，所述前壁面钝体有两块，依次设在第一进风口与第二进风口间，以及第二进风口与第三进风口间，所述后钝体设有两个，其中一个所述后钝体设在前壁面钝体远离第一进风口的一侧，另一个所述后钝体设在其中一个后钝体沿第一侧的中轴线对称处，所述中心钝体设在后钝体靠近第二侧的一侧，且所述中心钝体位于第一侧的中轴线上。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述后钝体与中心钝体的截面形状为长方形、三角形或半圆形。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述导流片为L型。

作为本实用新型所述含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的一种优选方案，其中：所述燃烧室使用的气体燃料为甲烷和氢气中的一种或两种。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过利用中间通道来流将原来的大尺度中间回流区一分为二，避免局部高温的出现，其次经过导流片的作用，一部分气流经过导流片的分流能够在凹腔内与钝体形成稳定的双涡结构，同时提高燃烧效率，降低NOx的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的主视图。

图2为一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的三维视图。

图3为一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室来流时燃烧室内的气流效果图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～2，该实施例提供了一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，通过在主流来流方向周围设置凹腔，主流流经凹腔会在腔内形成驻涡，起到稳定火焰的作用。

一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室包括燃烧单元100，燃烧单元100包括内部空心的燃烧室101，设在燃烧室101内的若干个挡板102，燃烧室101内部与挡板102间形成凹腔103，燃烧室101优选为方形，钝体102包括若干个钝体，主要用于改变吹入燃烧室101的气流方向，便于在凹腔103内形成驻涡；一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室还包括进风单元200，进风单元200包括第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203，第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203依次设在燃烧室101的一端，第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203优选为长方体状，中间设有通孔，能够将风从通孔中吹入燃烧室101内，第二进风口202的两侧设有导流片204，第一进风口201与第三进风口203的一侧设有导流片204，导流片主要起着对进风口吹入的风分流的作用。

当对一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室进行使用时，首先将燃烧室内的燃料点燃，接着向第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203 通入风力，通入的风力在经过导流片204时分流，分流后的风力进入燃烧室101，在燃烧室101内的若干个钝体作用下便于在凹腔103内形成驻涡，燃料与空气以一定的方式注入凹腔内，可起到加强涡强度的作用，同时提高燃烧效率，降低NOx的排放。

本实施例设计的一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，通过在燃烧室内加入钝体，改变燃烧室内凹腔103的结构，来实现在进风口通入风力后，在燃烧壳101内部形成驻涡，同时提高燃烧效率，降低NOx的排放。

实施例2

参照图1～3，在凹腔103的几何机构和进口条件匹配不合适的话，不利于形成稳定的双涡，本实施例通过将上个实施例中的燃烧室的具体结构进行设计，将钝体的具体位置进行改进，借助钝体间的凹腔形成驻涡来充当稳定的点火源，其主要优势有：结构简单紧凑、长度短；具有较好的燃烧稳定性，对高速来流不敏感；总压损失较小；NOx排放较低，但燃烧效率不高。

一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室的燃烧室101分为第一侧 101a与第二侧101b，燃烧室101外部为长方体状，第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203连接在第一侧101a，其中第二进风口202位于第一侧 101a的中轴线上，第一进风口201与第三进风口203位于第二进风口202的两侧，且二者关于第二进风口202对称，第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203优选为长方体状，且其内部设有通孔，第二进风口202内通孔的高度是第一进风口201与第三进风口203内通孔的高度的两倍，第一进风口 201、第二进风口202和第三进风口203与第一侧101a垂直连接，第一进风口 201、第二进风口202和第三进风口203内侧正对燃烧室101内部，当从第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203内通孔吹入风时，可将风通过其通孔正对送入燃烧室101内部，第二侧101b设有燃烧室出口104，挡板102包括前壁面钝体102a、后钝体102b和中心钝体102c，前壁面钝体102a有两块，前壁面钝体102a优选为长方体状，依次设在第一进风口201与第二进风口202 间，以及第二进风口202与第三进风口203间，后钝体102b设有两个，其中一个后钝体102b设在前壁面钝体102a远离第一进风口201的一侧，另一个后钝体102b设在其中一个后钝体102b沿第一侧101a的中轴线对称处，中心钝体 102c设在后钝体102b靠近第二侧101b的一侧，且中心钝体102c位于第一侧 101a的中轴线上，后钝体102b与中心钝体102c的截面形状为长方形、三角形或半圆形，优选后钝体102b为长方形，中心钝体102c为三角形，主要对进入凹腔103的气流方向进行改变，从而产生驻涡，燃烧室使用的气体燃料为甲烷、氢气等，导流片204为L型，位于进风口和前壁面钝体102a一侧，当风从进风口进入后，流经导流片204的风会被其分流，前壁面钝体102a会进一步对已分流的气流的路径作出改变。

当对一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室进行使用时，燃料与空气混合，通过燃烧壳101的第一进风口201、第二进风口202和第三进风口203 三个进口进入燃烧壳101，流经进口通道，由导流片204分流，一部分经导流片204引流进入凹腔103，在导流片204后方形成稳定的双驻涡结构，一部分从导流片204外侧流过，这部分称为主流；凹腔103内的燃烧产物气流与主流气体进行掺混，混合气流在钝体后区域又会形成回流区，加强掺混并进行二次燃烧，形成合适的烟气由燃烧室出口进入动力装置

本实施例通过对凹腔103的几何机构和进口条件进行具体的设计，改进后的的一种钝体稳焰燃烧室，借助钝体间的凹腔103形成驻涡来充当稳定的点火源，其主要优势有：结构简单紧凑、长度短；具有较好的燃烧稳定性，对高速来流不敏感；总压损失较小；NOx排放较低。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：包括，

燃烧单元(100)，包括内部空心的燃烧室(101)，设在燃烧室(101)内的若干个钝体(102)，所述燃烧室(101)内部与钝体(102)间形成凹腔(103)；

进风单元(200)，包括第一进风口(201)、第二进风口(202)和第三进风口(203)，所述第一进风口(201)、第二进风口(202)和第三进风口(203)依次设在燃烧室(101)的一端，所述第二进风口(202)的两侧设有导流片(204)，所述第一进风口(201)与第三进风口(203)的一侧设有导流片(204)。

2.如权利要求1所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述燃烧室(101)分为第一侧(101a)与第二侧(101b)，所述燃烧室(101)外部为长方体状。

3.如权利要求2所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述第一进风口(201)、第二进风口(202)和第三进风口(203)连接在第一侧(101a)，其中所述第二进风口(202)位于第一侧(101a)的中轴线上，所述第一进风口(201)与第三进风口(203)位于第二进风口(202)的两侧，且二者关于第二进风口(202)对称。

4.如权利要求3所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述第二进风口(202)的高度是第一进风口(201)与第三进风口(203)的两倍。

5.如权利要求4所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述第一进风口(201)、第二进风口(202)和第三进风口(203)与第一侧(101a)垂直连接，所述第一进风口(201)、第二进风口(202)和第三进风口(203)内侧正对燃烧室(101)内部。

6.如权利要求5所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述第二侧(101b)设有燃烧室出口(104)。

7.如权利要求6所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述钝体(102)包括前壁面钝体(102a)、后钝体(102b)和中心钝体(102c)，所述前壁面钝体(102a)有两块，依次设在第一进风口(201)与第二进风口(202)间，以及第二进风口(202)与第三进风口(203)间，所述后钝体(102b)设有两个，其中一个所述后钝体(102b)设在前壁面钝体(102a)远离第一进风口(201)的一侧，另一个所述后钝体(102b)设在其中一个后钝体(102b)沿第一侧(101a)的中轴线对称处，所述中心钝体(102c)设在后钝体(102b)靠近第二侧(101b)的一侧，且所述中心钝体(102c)位于第一侧(101a)的中轴线上。

8.如权利要求7所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述后钝体(102b)与中心钝体(102c)的截面形状为长方形、三角形或半圆形。

9.如权利要求8所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述导流片(204)为L型。

10.如权利要求9所述的含导流片及钝体的三通道先进驻涡燃烧室，其特征在于：所述燃烧室使用的气体燃料为甲烷和氢气中的一种或两种。

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