蒸发管燃烧室快速启动结构、方法、小型航空发动机.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CN107883405A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201711052980.X(22)申请日2017.11.01(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号申请人青岛轻型动力研究所（中科院工程热物理研究所青岛分所）(72)发明人穆勇刘存喜郭磊刘富强胡春艳杨金虎龚建波徐纲朱俊强(51)Int.Cl.F23R3/32(2006.01)F23R3/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称蒸发管燃烧室快速启动结构、方法、小型航空发动机(57)摘要本发明涉及一种蒸发管燃烧室快速启动结构及方法，适用于小型航空涡轮发动机，包括低压喷雾雾化燃油总管、直射式燃油总管和蒸发管燃烧室。在燃烧室启动时首先采用低压喷雾雾化燃油总管供油并点火燃烧；燃烧室在低负荷且燃烧稳定时打开直射式燃油总管，同低压喷雾雾化燃油总管共同供油燃烧；当直射式燃油总管供油压力和燃烧稳定时，关闭低压喷雾雾化燃油总管，采用直射式燃油总管单独供油，并逐渐提高燃烧室负荷，使其工作到设计状态。以上燃烧室从点火到设计状态在3～5秒内完成，实现航空涡轮发动机快速启动。本发明解决了蒸发管燃烧室的直射式燃油总管燃油雾化质量差所导致的点火困难且点火时间长等问题。CN107883405ACN107883405A权利要求书1/1页1.一种蒸发管燃烧室快速启动结构，包括低压喷雾雾化燃油总管、直射式燃油总管、蒸发管燃烧室，其中，所述蒸发管燃烧室中设置有多个蒸发管，所述直射式燃油总管为主油路，固定在蒸发管燃烧室头部外侧，包括多个与所述直射式燃油总管连接的直射式燃油喷嘴，所述直射式燃油喷嘴将所述直射式燃油总管供应的燃料直接喷射入各蒸发管内，其特征在于，所述低压喷雾雾化燃油总管为点火启动油路，固定在蒸发管燃烧室头部外侧，包括多个与所述低压喷雾雾化燃油总管连接的雾化喷嘴，将所述低压喷雾雾化燃油总管供应的燃料直接喷射进入燃烧室头部区域，而不进入蒸发管内，所述低压喷雾雾化燃油总管供应的燃料所形成的燃烧火焰用于直接加热蒸发管，各所述雾化喷嘴应满足在低于所述直射式燃油总管工作压力以下达到点火所需的最小雾化质量。2.根据权利要求1所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述低压喷雾雾化燃油总管和直射式燃油总管共同工作时的总油量能维持燃烧室在小负荷状态下工作，能保证所述蒸发管燃烧室出口温度在设计范围之内，但也允许短时超温。3.根据权利要求1所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述雾化喷嘴所形成的火焰区域覆盖所述蒸发管燃烧室50％以上的头部区域。4.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述低压喷雾雾化燃油总管的最大燃油供给能力不小于50％的最大设计燃油流量，能短时提高燃烧室出口温度。5.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述低压喷雾雾化燃油总管与其各雾化喷嘴采用一体化设计。6.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述雾化喷嘴数量不定，且喷嘴布局可以是规则的，也可以是不规则的。7.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，各所述雾化喷嘴在蒸发管燃烧室头部开孔处允许有少量空气进入蒸发管燃烧室内，也可以没有空气进入蒸发管燃烧室。8.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述低压喷雾雾化燃油总管采用一独立阀门控制，在发动机启动时优先开启。9.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述直射式燃油总管开启供油时，低压喷雾雾化燃油总管供油燃烧状态稳定。10.根据上述权利要求所述的蒸发管燃烧室快速启动结构，其特征在于，所述直射式燃油总管采用一独立阀门控制。2CN107883405A说明书1/4页蒸发管燃烧室快速启动结构、方法、小型航空发动机技术领域[0001]本发明属于一种具有燃烧特征的技术领域，尤其是快速启动需求的小型航空涡轮发动机燃烧室技术领域，具体涉及一种蒸发管燃烧室快速启动结构及方法。背景技术[0002]目前，采用蒸发管燃烧技术的航空涡轮发动机已得到广泛应用。如荷兰AMT、英国Rolls-Royce、Artesjet、Turbomeca等都有一系列的产品。小型航空涡轮发动机一般压气机压比低，燃料油泵能力有限，供油压力低，因此这些航空涡轮发动机所采用的蒸发管燃烧室通常采用气体燃料点火、无雾化低压燃油火炬点火或1～2个压力雾化喷嘴点火等三种点火启动方法。[0003]现有燃气点火方式的蒸发管燃烧室结构，如图1所示，蒸发管燃烧室头部布置有点火用燃气总管和燃油总管。由于气体燃料无需雾化即可点燃，因此点火用燃气总管采用多直射式喷嘴设计