CN216244409U - 一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室 - Google Patents

Abstract

一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，属于燃气涡轮发动机领域。包括壳体、阶梯式加力内锥、截尾支板火焰稳定器和扩压器；扩压器、截尾支板火焰稳定器、阶梯式加力内锥依次连接，截尾支板火焰稳定器包括若干周向均匀排列的支板，支板内设有燃油通道，支板表面两侧设有若干射流小孔，射流小孔与燃油通道相通；阶梯式加力内锥的后方设有凹腔，截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥之间形成凹腔回流区。从涡轮流出的高温高压气流在凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区稳定燃烧，提高加力燃烧室的燃烧效率。取消加力燃烧室火焰稳定器，减小非加力冷态下的流阻损失，缩短加力燃烧室长度，减少附加质量，提高发动机推重比。

Description

一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室

技术领域

本实用新型属于燃气涡轮发动机领域，具体是涉及一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室。

背景技术

当前世界各个军事强国重点关注并积极研究高推重比航空发动机。在航空发动机中，加力燃烧室的功能是维持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的条件下，将燃油喷入燃气流中，利用燃气中残余的氧气进行二次燃烧，以达到提高推力的目的。但是安装加力燃烧室后，发动机内部的工作环境会更加恶劣，主要表现在两个方面：1.经涡轮膨胀做功后流入内涵的高温高压气流，其温度达到1300K以上，速度也不低于120m/s，因此在加力燃烧室中很难组织燃烧。2.目前的先进战机由于其高机动性，要求加力燃烧室在非加力状态下要有较小的流阻损失。此外，加力燃烧室作为发热部件会对飞机的隐身性能产生一定的影响，因此新一代的发动机加力燃烧室需要重视红外隐身和雷达隐身的要求。一体化加力燃烧室是国际上提出的一种解决问题的方案。通过将火焰稳定器与发动机其他结构进行组合设计，不仅能大幅降低流体损失，有效地提高燃烧效率，还能减少发动机重量，最终达到提高推重比的目的。本专利所提出的一体化加力燃烧室设计方案，对加力内锥与整流支板重新设计，形成一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室。采用这种方案会大幅度降低流体损失、减小加力燃烧室的长度，减轻质量，提高了燃烧效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室。

本实用新型包括壳体、阶梯式加力内锥、截尾支板火焰稳定器和扩压器；扩压器、截尾支板火焰稳定器、阶梯式加力内锥依次连接，所述截尾支板火焰稳定器设在扩压器和阶梯式加力内锥之间，截尾支板火焰稳定器包括若干周向均匀排列的支板，支板内设有燃油通道，支板的表面两侧均设有若干射流小孔，射流小孔与燃油通道相通，用于两侧喷油；所述阶梯式加力内锥的后方设有凹腔，截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥之间形成凹腔回流区。

所述截尾支板火焰稳定器设有8～18块周向均匀排列的支板，支板的前缘和截尾支板的尾部有倾角。

所述截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥为相连的同心结构，截尾支板火焰稳定器靠近锥顶侧凸出阶梯式加力内锥一段距离，从而在截尾支板火焰稳定器的每一块支板底部形成凹腔。

所述截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥之间的凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区相连，实现稳定燃烧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型将加力内锥设计为阶梯式内锥作为一体化加力燃烧室的火焰稳定装置。从涡轮流出的高温高压气流在进入加力燃烧室后，经过扩压器的减速增压和截尾支板的整流后，与通过支板内部燃油管道喷出的燃油混合后，在阶梯式内锥后方的凹腔形成稳定的低速回流区，凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区相连，两者间进行能量交换，从而达到火焰传播的目的；引燃混合燃料，实现燃烧区稳定、充分地燃烧，提高加力燃烧室的燃烧效率。

2、本实用新型取消传统加力燃烧室火焰稳定器，从而减小非加力冷态下的流阻损失，提高燃烧效率，缩短加力燃烧室长度，减少附加质量，提高发动机的推重比。

附图说明

图1为一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室整体示意图。

图2为一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室出口正视图。

图3为截尾支板火焰稳定器及阶梯式加力内锥布置示意图。

图4为截尾支板火焰稳定器单个支板示意图。

图中各标记为：1.壳体，2.阶梯式加力内锥，3.截尾支板火焰稳定器，4.扩压器，5.凹腔，6.射流小孔，7.燃油通道。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型包括壳体1，在壳体1内设有阶梯式加力内锥2、截尾支板火焰稳定器3、扩压器4、凹腔5、射流小孔6、燃油通道7；所述截尾支板火焰稳定器3设在扩压器4和阶梯式加力内锥2之间，燃油通道7设在截尾支板火焰稳定器3内，在截尾支板火焰稳定器3的表面两侧设有若干射流小孔6，用于两侧喷油；所述阶梯式加力内锥2的后方设有凹腔5，凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区相连，用于能量交换，从而达到火焰传播的目的。

在图1中，从外向内分别为，壳体1、扩压器4、截尾支板火焰稳定器3、阶梯式加力内锥2。扩压器的出口截面与进口截面的比值n＝2.1。截尾支板火焰稳定器3包括12块支板，其中单个支板截面长度L＝405mm，支板前缘倾角θ₁＝3°,截尾支板尾部倾角θ₂＝23°。

在图2中，从外向内分别为，扩压器4、截尾支板火焰稳定器3、阶梯式加力内锥2。截尾支板火焰稳定器3的两端分别与扩压器4和阶梯式加力内锥2相连。

在图3中，截尾支板火焰稳定器3与阶梯式加力内锥2相连，截尾支板火焰稳定器3在右侧凸出阶梯式加力内锥2一段距离，从而在截尾支板火焰稳定器3的每一块支板底部形成凹腔5，进而保证高温高压气流在凹腔5形成稳定的低速回流区。

在图4中，截尾支板火焰稳定器3的单个支板上设置4排射流小孔6，射流小孔6与内部燃油通道7相通。射流小孔6的直径可为1.4mm，可设置4排，排间距可为22mm。

本实用新型将截尾支板与火焰稳定器整体化设计并与安装在扩压器与阶梯式加力内椎之间，截尾支板火焰稳定器的每一块支板底部形成凹腔。从涡轮流出的高温高压气流可以在凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区稳定燃烧，提高加力燃烧室的燃烧效率。

Claims (5)

1.一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，其特征在于包括壳体、阶梯式加力内锥、截尾支板火焰稳定器和扩压器；扩压器、截尾支板火焰稳定器、阶梯式加力内锥依次连接，截尾支板火焰稳定器设在扩压器和阶梯式加力内锥之间，截尾支板火焰稳定器包括若干周向均匀排列的支板，支板内设有燃油通道，支板的表面两侧均设有若干射流小孔，射流小孔与燃油通道相通，用于两侧喷油；所述阶梯式加力内锥的后方设有凹腔，截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥之间形成凹腔回流区。

2.如权利要求1所述一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，其特征在于所述截尾支板火焰稳定器设有8～18块周向均匀排列的支板。

3.如权利要求1所述一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，其特征在于所述支板的前缘和支板的尾部有倾角。

4.如权利要求1所述一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，其特征在于所述截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥为相连的同心结构，截尾支板火焰稳定器靠近锥顶侧凸出阶梯式加力内锥一段距离，从而在截尾支板火焰稳定器的每一块支板底部形成凹腔。

5.如权利要求1所述一种具有截尾支板与阶梯式内锥的一体化加力燃烧室，其特征在于所述截尾支板火焰稳定器与阶梯式加力内锥之间的凹腔回流区与截尾支板火焰稳定器后的回流区相连。

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