一种燃烧室火焰稳定结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110822474A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911074388.9(22)申请日2019.11.06(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人邓爱明赵庆军胡斌赵巍项效镕周小勇(74)专利代理机构北京锺维联合知识产权代理有限公司11579代理人黄利萍原春香(51)Int.Cl.F23R3/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种燃烧室火焰稳定结构(57)摘要本发明涉及一种燃烧室火焰稳定结构及包含该结构的燃烧室，包括设置在火焰筒内的截锥体以及多个沿周向均匀布置在截锥体外围的V型径向火焰稳定器，截锥体和V型径向火焰稳定器均为空心结构且均设有喷油孔，V型径向火焰稳定器的顶端将低温空气引入到V型径向火焰稳定器和截锥体中并分别对这些部件进行冷却，通过上述结构设置，本发明采用大尺寸截锥体形成的低速回流区来增强火焰稳定性，采用小槽宽的V型径向火焰稳定器来传播火焰并降低气流损失，火焰的稳定及传播功能分离，燃油喷射装置与稳定器一体化设计可进一步降低流动损失。本发明可广泛应用于宽速域高推重比涡轮喷气发动机加力燃烧室、冲压发动机燃烧室及涡轮基组合循环发动机超级燃烧室中。CN110822474ACN110822474A权利要求书1/2页1.一种强化火焰稳定与降低流动损失的燃烧室火焰稳定结构，包括一设置在火焰筒内的截锥体以及多个沿周向均匀布置在所述截锥体外围的V型径向火焰稳定器，所述火焰筒同轴布置在燃烧室内，其特征在于，所述截锥体同轴布置在所述火焰筒内，包括一位于上游的前端壁、一位于下游的后端壁和一位于所述前端壁和后端壁之间的环形侧壁，所述前端壁、后端壁和环形侧壁围成一中空腔体，所述前端壁、后端壁的中心均位于所述火焰筒的中心线上，所述前端壁的直径大于所述后端壁的直径，且至少所述后端壁与所述火焰筒的中心线垂直布置；所述中空腔体中设置有第一环形供油管和第二环形供油管，每一环形供油管均设置有与外界供油管路连通的供油口，所述第一环形供油管用以向各所述V型径向火焰稳定器供油，所述截锥体的后端壁上设置有多个与所述第二环形供油管连通的喷油孔以及多个与所述中空腔体连通的通气孔；多个所述V型径向火焰稳定器沿周向均匀布置在所述截锥体的环形侧壁上，每一所述V型径向火焰稳定器的底端固定设置在所述截锥体的环形侧壁上、顶端穿过所述火焰筒并延伸至所述火焰筒与燃烧室外壳之间的低温空气夹层中；每一所述V型径向火焰稳定器均包括两侧壁和一后壁，所述两侧壁与所述后壁相互连接形成一沿径向延伸并两端开口的V型空间，所述两侧壁的交汇处形成为所述V型径向火焰稳定器的前缘，所述后壁形成为所述V型径向火焰稳定器的尾缘；所述V型空间的顶端与所述低温空气夹层连通、底端与所述截锥体的中空腔体连通，所述V型空间中设置一沿其长度方向延伸的径向供油管，所述径向供油管的底端与设置在所述截锥体的中空腔体中的所述第一环形供油管连通，所述后壁上设置有多个与所述径向供油管连通的喷油孔。2.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述截锥体为中心轴对称非流线体结构，所述截锥体的后端壁的直径是稳定火焰的特征尺寸，所述截锥体的后端壁上的喷油孔在周向上位于相邻各所述V型径向火焰稳定器之间。3.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，各所述V型径向稳定器的槽宽约为15mm。使得各所述V型径向稳定器的截面为小槽宽V型结构。4.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，各所述V型径向稳定器的后壁在其底端与所述截锥体的后端壁平齐。5.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述V型径向稳定器的数量范围为18～24个。6.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述截锥体的半径与所述火焰筒的半径比值在0.3～0.4之间。7.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述截锥体及V型径向稳定器的喷油孔直径为0.6～1.5mm之间。8.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，各所述V型径向稳定器均为倾斜设置，并均向所述燃烧室的下游侧倾斜。9.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述燃烧室中还设置有沿中心线延伸的扩压器，所述燃烧室外壳与扩压器之间形成为扩压通道，所述扩压器的上游为低压涡轮，所述截锥体形成在所述扩压器的后端。10.根据上述权利要求所述的燃烧室火焰稳定结构，其特征在于，所述燃烧室为涡轮喷2CN110822474A权利要求书2/2页气发动机的加力燃烧室、冲压发动机燃烧室或涡轮基组合循环发动机超级燃烧室。3CN110822474A说明