一種環(huán)形回流燃燒室火焰筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)形回流燃燒室火焰筒。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒室火焰筒是小型渦輪發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件之一，主要功能是使壓氣機(jī)出來的壓縮空氣在燃燒室中和燃料混合，形成可燃混合氣進(jìn)行燃燒。使燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成氣體的熱能，提高氣體的溫度，以便在渦輪中做功。
[0003]大部分回流燃燒室內(nèi)采用單旋流器來穩(wěn)定火焰。本發(fā)明采取另一種穩(wěn)定火焰的方式，即分布在火焰筒外側(cè)的主燃孔與軸向成30°角斜向頭部，這個角度的存在可以使進(jìn)入主燃區(qū)的氣流產(chǎn)生回流來穩(wěn)定火焰，由于本發(fā)明針對小型發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī)直徑在200mm左右)，所以采用這種簡單的方法也可以達(dá)到穩(wěn)定火焰的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:提供一種結(jié)構(gòu)較簡單、緊湊的小型渦輪發(fā)動機(jī)環(huán)形回流燃燒室火焰筒。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種環(huán)形回流燃燒室火焰筒，其特征在于:通過定位孔(6)將火焰筒與機(jī)匣固定，且機(jī)匣與火焰筒同中心軸。氣流從渦輪出來進(jìn)入機(jī)匣與火焰筒的間隙區(qū)域，然后通過主燃孔(I)、補(bǔ)燃孔(2)和摻混孔(3)進(jìn)入火焰筒內(nèi)部，在火焰筒頭部的噴嘴安裝孔(5)上安裝有燃油噴嘴，燃油通過噴嘴供入火焰筒內(nèi)，在點火器安裝孔(4)上安裝有點火器，點燃火焰筒內(nèi)的燃油空氣混合物。
[0006]與普通的環(huán)形燃燒室相比，燃燒后的氣體在火焰筒內(nèi)經(jīng)過一個180°的回流，外環(huán)腔流動與火焰筒內(nèi)的主流流動相反，而內(nèi)環(huán)腔的流動與主流相同。在內(nèi)環(huán)腔中，由于氣流從頭部折轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其壓力比外環(huán)腔低，因此火焰筒內(nèi)的流動控制需要格外仔細(xì)?；谶@個原因，本發(fā)明將分布在火焰筒外側(cè)的主燃孔與軸向成30°角斜向頭部，這個角度的存在可以使進(jìn)入主燃區(qū)的氣流產(chǎn)生回流來穩(wěn)定火焰
[0007]本發(fā)明的有益效果:這種環(huán)形回流燃燒室布局的發(fā)動機(jī)軸距可以顯著縮短，可以有效利用燃燒室的容積，并使燃燒室的結(jié)構(gòu)更加緊湊。同時，避免采用旋流器來作為穩(wěn)定火焰的裝置，使燃燒室的結(jié)構(gòu)簡化。
【附圖說明】
:
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本發(fā)明工作時的氣流流向示意圖。
[0010]其中，1-主燃孔、2-補(bǔ)燃孔、3-摻混孔、4-點火器安裝位置、5-噴嘴安裝位置、6-定位孔、7-排氣口。
【具體實施方式】
[0011]下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0012]在燃燒室的頭部沿圓周軸向均勻分布8個較大的孔，在8個孔的每個孔的周向均勻分布8個小孔，8個較大的孔裝有8個溢流噴嘴，物理上來說是靠壓力霧化的離心噴嘴，用來供給燃燒室霧化燃油，周圍的8個小孔用來冷卻噴嘴和吹除積炭。
[0013]在燃燒室軸向，從頭部開始，外環(huán)有5排孔，第一排和第二排為主燃孔，這兩排孔交錯排列并與軸向有30°的夾角斜向頭部，這一角度使氣流進(jìn)入燃燒室時產(chǎn)生旋流，在頭部形成回流區(qū)，燃燒時能穩(wěn)定火焰，維持燃燒室連續(xù)不斷燃燒。由這兩排孔進(jìn)入的空氣構(gòu)成燃燒室的主燃區(qū)。第三排和第四排為補(bǔ)燃孔，并交錯排列，這些孔給燃燒室補(bǔ)充相應(yīng)的空氣構(gòu)成燃燒室的補(bǔ)燃區(qū)，同時起冷卻壁面的作用。最后一排是摻混孔，進(jìn)入燃燒室的空氣與高溫?zé)崛細(xì)鈸交?，降低了燃燒室出口氣流的溫度?br>[0014]同時，燃燒室內(nèi)環(huán)有4排孔，所起作用分別與外環(huán)上孔的作用相同，經(jīng)摻混區(qū)以后的空氣，不但溫度降至渦輪工作能承受的溫度，而且溫度分布較均勻。燃燒室徑向還有3個定位孔，徑向還有一個裝點火電嘴的孔。
[0015]燃燒室的形式為環(huán)形回流燃燒室，機(jī)匣形成燃燒室空腔的外側(cè)壁，由機(jī)匣和軸套形成燃燒室空腔，壓氣機(jī)出口的氣流先經(jīng)過燃燒室的后部，然后流向燃燒室頭部，而燃燒室內(nèi)部的氣流是從頭部向燃燒室后部流，因此是回流，氣流流向見圖2。對于小型回流燃燒室，進(jìn)氣孔的存在使進(jìn)入到火焰筒內(nèi)的氣流產(chǎn)生旋流，從而起到穩(wěn)定火焰的作用。
[0016]這種環(huán)形回流燃燒室火焰筒較一般燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕，對小型發(fā)動機(jī)燃燒室的研制有重要的意義，并具有一定的通用性和較好的實用價值。
【主權(quán)項】
1.一種環(huán)形回流燃燒室火焰筒，整體為環(huán)形筒狀結(jié)構(gòu)，其上分布有主燃孔(I)、補(bǔ)燃孔(2)、摻混孔(3)、點火器安裝孔(4)、噴嘴安裝孔(5)、定位孔(6);其特征在于:火焰筒內(nèi)環(huán)靠近噴嘴安裝孔(5)位置分周向布一排主燃孔(I)共48個，外環(huán)周向分布兩排主燃孔(1)，每排32個，外環(huán)主燃孔與火焰筒軸向呈30°夾角；外環(huán)和內(nèi)環(huán)同時周向分布兩排補(bǔ)燃孔(2)，外環(huán)每排32個，內(nèi)環(huán)每排各24個；外環(huán)補(bǔ)燃孔(2)前部為摻混孔(3)，周向16個均布；通過定位孔(6)將火焰筒與機(jī)匣固定，且機(jī)匣與火焰筒同中心軸，氣流從壓氣機(jī)出來進(jìn)入機(jī)匣與火焰筒的間隙區(qū)域，然后通過主燃孔(1)、補(bǔ)燃孔(2)和摻混孔(3)進(jìn)入火焰筒內(nèi)部，在火焰筒頭部的噴嘴安裝孔(5)上安裝有燃油噴嘴，燃油通過噴嘴供入火焰筒內(nèi)，在點火器安裝孔(4)上安裝有點火器，點燃火焰筒內(nèi)的燃油空氣混合物，燃燒后的氣體在火焰筒內(nèi)經(jīng)過一個180°的回流，從排氣口(7)排出進(jìn)入渦輪導(dǎo)向器中。
【專利摘要】本實用新型是一種環(huán)形回流燃燒室火焰筒，這種火焰筒與外機(jī)匣構(gòu)成燃燒室，主要用于小型渦輪發(fā)動機(jī)，功能是使壓氣機(jī)出來的壓縮空氣在燃燒室中和燃料混合，形成可燃混合氣進(jìn)行燃燒。使燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成氣體的熱能，提高氣體的溫度，以便在渦輪中做功。這種火焰筒的結(jié)構(gòu)與一般燃燒室火焰筒相比，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單且緊湊的特點，具有較大的實際應(yīng)用價值。
【IPC分類】F23R3-42
【公開號】CN204460285
【申請?zhí)枴緾N201420752874
【發(fā)明人】王向陽, 樊小倩, 朱家楨
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月3日