CN219063525U - 一种一体化加力燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本发明一种一体化加力燃烧室，属于燃气涡轮发动机领域；包括加力燃烧室筒体和中心锥；还包括整流支板与V型火焰稳定器一体化结构，若干整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿周向均布于中心锥的外周面；所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构包括整流支板和V型火焰稳定器，V型火焰稳定器的两侧壁与整流支板的尾端平滑相接。本发明通过设置整流支板与V型径向火焰稳定器一体化结构，并限定具体的整流支板与V型火焰稳定器一体化结构长度参数范围，可以在有效形成回流区、拓宽点火边界、提高火焰稳定性的同时有效减轻加力燃烧室质量。
Description
技术领域
本发明属于燃气涡轮发动机领域，具体涉及一种一体化加力燃烧室。
背景技术
战斗机型的动力装置通常使用加力燃烧室来增加推力。加力燃烧室位于涡轮和喷管之间，通过向从涡轮流出的高温高速气流喷射燃油，进而提高燃气温度并增加推力。对于大部分的发动机而言，接通加力后，推力比最大状态下可增加推力50％左右，但是耗油率较高，因此持续时间较短。
从涡轮流出的燃气流速很高，不易点燃，为了解决这个问题，火焰稳定器被投入使用。火焰稳定器大致分为两类：径向火焰稳定器和周向火焰稳定器。通过产生低速回流区来稳定火焰，提高加力燃烧室点火性能。但是火焰稳定器的存在也使得非加力“冷态”下的流阻损失较大，因此需要一种火焰稳定器与整流支板一体化设计的加力燃烧室方案来替代传统加力燃烧室火焰稳定器，进而有效地降低发动机在非加力“冷态”下的流阻损失，减轻发动机质量，提高推重比。
对于战斗机型而言，红外隐身特性也是需要重点考量的因素，传统加力燃烧室可以极大地提高燃气温度，但也不可避免地提高了燃气的红外辐射强度，进而降低了隐身性能。现有技术中公开的加力燃烧室，包括整流支板火焰稳定器的结构分布形式、燃油通道的分布形式以及直射式喷嘴的排布形式，所述整流支板火焰稳定器沿周向和径向垂直相交分布成网格状，能在其下游形成均匀稳定、具有一定燃气回流量和尺寸合适的回流区，可提高燃烧稳定性和燃烧效率，但却没有任何有效的红外遮挡结构，降低了红外隐身特性。为了在提高发动机推力的同时提高红外隐身特性，就必须降低壁温或进行有效的红外遮挡。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种一体化加力燃烧室，解决了现有加力燃烧室非加力“冷态”下流阻损失较大、质量较大的问题和加力状态下红外隐身性能不高的问题。
本发明的技术方案是：一种一体化加力燃烧室，包括加力燃烧室筒体和中心锥；其特征在于：还包括整流支板与V型火焰稳定器一体化结构，若干整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿周向均布于中心锥的外周面；
所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构包括整流支板和V型火焰稳定器，V型火焰稳定器的两侧壁与整流支板的尾端平滑相接。
本发明的进一步技术方案是：所述整流支板的底端固定于中心锥上，其顶端固定于环形混合元上。
本发明的进一步技术方案是：所述V型火焰稳定器由两侧壁组成，两侧壁的前端与整流支板的尾端相接，后端远离整流支板；其前端与后端平行且长度相同。
本发明的进一步技术方案是：所述V型火焰稳定器的侧壁靠近中心锥一端为下端、远离中心锥的一端为上端，其上端与下端平行、且长度为105mm～120mm。
本发明的进一步技术方案是：所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿流向呈扭转结构，扭转角为20°～40°。
本发明的进一步技术方案是：所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿周向均匀分布，数量为16个。
本发明的进一步技术方案是：所述中心锥的周壁设有环形凹槽，所述环形凹槽的截面为台阶型，位于所述V型火焰稳定器的下方，所述台阶型的高度为85mm～90mm，所述台阶型的底面长度为110mm～120mm，所述台阶型的斜面与燃烧室轴线夹角为110°～120°。
有益效果
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过设置整流支板与V型径向火焰稳定器一体化结构，并限定具体的整流支板与V型火焰稳定器一体化结构长度参数范围，可以在有效形成回流区、拓宽点火边界、提高火焰稳定性的同时有效减轻加力燃烧室质量。
(2)本发明通过设置中心锥上的台阶型环形凹槽结构，并限定台阶型环形凹槽结构的参数范围，可以形成较好的稳定回流区，进一步稳定火焰，提高加力燃烧室火焰稳定性。
(3)本发明通过设置16组沿流向扭转的整流支板与V型火焰稳定器一体化结构，并限定了整流支板与V型火焰稳定器一体化结构扭转角的参数范围内，可以有效增加燃气遮挡面积，提高了加力燃烧室在加力状态下的红外隐身性能。
附图说明
图1：本发明一种一体化加力燃烧室结构局部细节图；
图2：本发明一种一体化加力燃烧室整体结构剖视图正视图；
图3：本发明一种一体化加力燃烧室局部剖视轴侧图，由11个图1中所示结构组成；
图4：本发明一种一体化加力燃烧室局部剖视轴侧图，由11个图1中所示结构组成；
附图标记说明：1-中心锥，1.1-中心锥上台阶型环形凹槽结构；2-加力燃烧室筒体，3-整流支板与V型火焰稳定器一体化结构；3.1-整流支板；3.2-V型火焰稳定器；4-混合元；5-防振隔热屏。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，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”等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发明和简化描述，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发明的限制。
参照图1至图4，本发明提供了一种可以有效加强回流区旋流强度、促进燃气掺混和提高红外隐身性能的整流支板与V型火焰稳定器一体化结构。一体化加力燃烧室包括：整流支板与V型火焰稳定器一体化结构与排布形式和中心锥结构。
本实施例中，一种采用整流支板与V型火焰稳定器一体化结构的一体化加力燃烧室，包括：加力燃烧室筒体2、整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3、中心锥1，所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3由整流支板3.1和V型火焰稳定器3.2构成，且V型火焰稳定器3.2的两侧壁与整流支板3.1的尾端平滑相接。
所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3由整流支板3.1和V型火焰稳定器3.2构成。所述整流支板3.1的底端固定在中心锥上，所述整流支板3.1的顶端固定在环形混合元4上；所述V型火焰稳定器3.2由两侧壁组成，所述侧壁与所述整流支板3.1相接的一端为前端、远离整流支板3.1的一端为后端，所述侧壁靠近中心锥1的一端为下端、远离中心锥的一端为上端，所述上端与下端平行、长度为105mm～120mm，所述前端与后端平行且长度相同；所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3沿流向存在扭转结构，扭转角为20°～40°。所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3沿周向均匀分布，数量为16个。
优选的，所述中心锥1的中部开设了环形凹槽，所述环形凹槽的截面为台阶型，位于所述V型火焰稳定器结构的下方，所述台阶型的高度为85mm～90mm，所述台阶型的底面长度为110mm～120mm，所述台阶型的斜面与燃烧室轴线夹角为110°～120°。
发动机接通加力之后，燃气经过掺混和燃油破碎雾化，流经V型火焰稳定器3.2，形成小的回流区，由值班火焰引燃。所形成的小的回流区分布均匀、结构稳定，能够加强燃气掺混，使燃烧充分。燃气经过中心锥上台阶型环形凹槽结构时会形成大的回流区，大大加强燃气掺混程度，更有利于燃油的破碎雾化，提高了燃烧效率和稳定性。整流支板与V型火焰稳定器一体化结构3沿流向存在扭转结构，能够有效实现红外遮挡，从而使得燃气透过尾喷管处的红外辐射强度大大减少，提高了隐身性能。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种一体化加力燃烧室，包括加力燃烧室筒体和中心锥；其特征在于：还包括整流支板与V型火焰稳定器一体化结构，若干整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿周向均布于中心锥的外周面；
所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构包括整流支板和V型火焰稳定器，V型火焰稳定器的两侧壁与整流支板的尾端平滑相接。
2.根据权利要求1所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述整流支板的底端固定于中心锥上，其顶端固定于环形混合元上。
3.根据权利要求1所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述V型火焰稳定器由两侧壁组成，两侧壁的前端与整流支板的尾端相接，后端远离整流支板；其前端与后端平行且长度相同。
4.根据权利要求3所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述V型火焰稳定器的侧壁靠近中心锥一端为下端、远离中心锥的一端为上端，其上端与下端平行、且长度为105mm～120mm。
5.根据权利要求1所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿流向呈扭转结构，扭转角为20°～40°。
6.根据权利要求1所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述整流支板与V型火焰稳定器一体化结构沿周向均匀分布，数量为16个。
7.根据权利要求1-6任一项所述一种一体化加力燃烧室，其特征在于：所述中心锥的周壁设有环形凹槽，所述环形凹槽的截面为台阶型，位于所述V型火焰稳定器的下方，所述台阶型的高度为85mm～90mm，所述台阶型的底面长度为110mm～120mm，所述台阶型的斜面与燃烧室轴线夹角为110°～120°。
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