一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室.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CN107763668A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201711054737.1(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)发明人穆勇刘富强郭磊刘存喜杨金虎龚建波胡春艳徐纲朱俊强(51)Int.Cl.F23R3/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室(57)摘要本发明涉及一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室，适用于小型航空涡轮发动机，燃烧室外环、内环壁面上沿流动方向依次布置富油预燃孔、燃烧中继槽、主燃孔，燃烧室头部燃烧区域沿流动方向分为富油预燃区、燃烧中继区和主燃区，蒸发管置于富油预燃区和燃烧中继区中，主燃区置于蒸发管过渡段末端。燃烧室高负荷状态时，高温燃烧区主要集中在主燃区，蒸发管加热和燃料预热雾化主要依靠高温热辐射，可有效防止蒸发管过热烧蚀；燃烧室低负荷状态时，富油预燃区和燃烧中继区燃烧温度较高，蒸发管加热和燃料预热雾化主要依靠高温燃气直接加热，燃料预热雾化效果好，燃烧稳定，能有效拓宽蒸发管燃烧室贫油熄火边界，实现蒸发管燃烧室稳定工作。CN107763668ACN107763668A权利要求书1/1页1.一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室，包括燃烧室外环、燃烧室内环以及沿周向均布在燃烧室头部燃烧区域的多个蒸发管，各所述蒸发管均包括依次连接的进口段、过渡段和出口段，其中，所述蒸发管的进口段、出口段平行于燃烧室的轴线布置，过渡段垂直于燃烧室的轴线布置，并且所述进口段与出口段的朝向相反，其特征在于，所述燃烧室头部燃烧区域的燃烧室外环壁面上以及对应的燃烧室内环壁面上，分别沿流动方向依次布置至少一排富油预燃孔、一排燃烧中继槽、至少一排主燃孔，其中，--每排所述富油预燃孔包括若干个沿周向均匀布置的富油预燃孔，每排中各富油预燃孔的轴向位置相同，且最后一排富油预燃孔在轴向上至少应设置在所述蒸发管出口段的出口附近，--每排所述主燃孔包括若干个沿周向均匀布置的主燃孔，每排中各主燃孔的轴向位置相同，且第一排主燃孔在轴向上至少应设置在所述蒸发管过渡段的末端，--所述燃烧中继槽设置在最后一排富油预燃孔和第一排主燃孔之间，每一燃烧中继槽的前端连接一富油预燃孔，末端连接一主燃孔，--所述富油预燃孔、燃烧中继槽、主燃孔使燃烧室头部燃烧区域沿流动方向形成为富油预燃区、燃烧中继区和主燃区，所述富油预燃区沿燃烧室头部至少延伸至最后一排富油预燃孔所在轴向位置，所述主燃区从所述蒸发管过渡段末端向后延伸，所述燃烧中继区位于所述富油预燃区和主燃区之间。2.根据权利要求1所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述富油预燃孔和所述蒸发管的空气流量之和小于总供气量的13％，使所述富油预燃孔形成的富油预燃区为富油燃烧状态。3.根据权利要求1所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述燃烧中继槽的空气流量为总供气量的3％～5％，形成所述富油预燃区和所述主燃区之间的燃烧中继区。4.根据权利要求1所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述主燃孔的空气流量为总供气量的15％～25％。5.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述富油预燃孔可采用单排孔或多排孔，其轴向位置在所述蒸发管过渡段之前，相邻两排孔采用错位设计。6.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，各排富油预燃孔的孔径可以相同也可以不同。7.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述燃烧中继槽用以连接所述富油预燃孔和主燃孔，其数量为所述主燃孔数量的1/3～1/2。8.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述燃烧中继槽采用斜向槽设计。9.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述燃烧中继槽可采用等宽度设计，也可采用非等宽度设计。10.根据上述任一项权利要求所述的蒸发管燃烧室，其特征在于，所述燃烧中继槽与燃烧室的轴线角度可以是任意角度。2CN107763668A说明书1/4页一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室技术领域[0001]本发明属于一种具有燃烧特征的技术领域，尤其是小型航空涡轮发动机燃烧室技术领域，具体涉及一种分区燃烧高稳定性蒸发管燃烧室。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，燃油雾化质量差。另外，小型航空涡轮发动机空间有限，不能布置具有旋流火焰稳定特征的空气旋流器。为了解决