火焰稳定器、径向火焰稳定器及燃烧室.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CN112728584A(43)申请公布日2021.04.30(21)申请号202011328240.6(22)申请日2020.11.24(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人范育新刘琛(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.F23R3/20(2006.01)F23R3/42(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图9页(54)发明名称火焰稳定器、径向火焰稳定器及燃烧室(57)摘要本发明公开了一种火焰稳定器、径向火焰稳定器及燃烧室。所述稳定器主体具有周期性波动型面，所述周期性波动型面包含若干个沿着径向分布的波动单元，每个所述波动单元向着远离所述稳定器主体的方向波动，相邻所述波动单元的波动方向相反，每个所述波动单元自前端至后端方向的波动高度逐渐增加。本发明集掺混、供油、稳焰一体化，可以增加燃油停留时间，提高燃油的雾化和蒸发性能，加强燃油和空气的掺混，提高周向联焰的能力，使得燃烧室内燃烧更加充分，提高燃烧室工作效率，出口温度更加均匀，从而扩大加力燃烧室稳定工作范围。CN112728584ACN112728584A权利要求书1/1页1.一种火焰稳定器，其特征在于，包括稳定器主体(10)，所述稳定器主体(10)具有周期性波动型面(20)，所述周期性波动型面(20)包含若干个沿着径向分布的波动单元(201)，每个所述波动单元(201)向着远离所述稳定器主体(10)的方向波动，相邻所述波动单元(201)的波动方向相反，每个所述波动单元(201)自前端至后端方向的波动高度逐渐增加。2.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述波动单元(201)的截面呈梯形、锯齿形或波纹型。3.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，相邻所述波动单元(201)的波高相同。4.一种径向火焰稳定器，其特征在于，包括前缘段(30)、设置于所述前缘段(30)后端的长直段(40)以及设置于所述长直段(40)后端的如权利要求1所述的稳定器主体(10)。5.根据权利要求4所述的径向火焰稳定器，其特征在于，所述长直段(40)为中空结构，所述长直段(40)内置若干个喷油机构(3)，若干个所述喷油机构(3)的出口沿着径向均匀在长直段表面分布。6.根据权利要求4所述的径向火焰稳定器，其特征在于，所述前缘段(30)为V型结构。7.一种包含如权利要求4‑6任一所述的径向火焰稳定器的燃烧室。2CN112728584A说明书1/5页火焰稳定器、径向火焰稳定器及燃烧室技术领域[0001]本发明属于涡轮/冲压组合发动机和涡扇发动机加力/冲压燃烧室技术领域，特别涉及一种火焰稳定器、径向火焰稳定器及燃烧室。背景技术[0002]涡轮基组合循环发动机(Turbine‑basedcombinedcycle，简称TBCC)作为一种吸气式发动机具有飞行范围广、可常规起降和可重复使用等性能优势被认为是现阶段最有希望的高超声速飞行器动力装置。由于涵道比在整个工作范围内变化大，造成TBCC发动机多模态燃烧室内部来流温度较低、局部流速过大。在这种流动条件下，如何实现稳定的点火、联焰，并减小非加力状态下的流阻损失，是当前以及未来一段时间加力燃烧室发展的目标。[0003]火焰稳定器在多模态燃烧室中作为稳定火焰的关键部件，在亚声速燃烧中使用最为普遍，从功能上可把火焰稳定器分为实现点火的值班稳定器和实现联焰的径向稳定器。在多模态燃烧室中，V型径向稳定器得到广泛的应用，其原因在于：涡轮模态下开启加力模式时或者冲压模态下，其良好的传焰、联焰能力得到最大发挥，且结构简单便于应用；涡轮模态下关闭加力模式时，又可作为混合器，加强内外涵的高低温气流掺混，沿流程将两股气流的速度、温度和压力梯度逐渐拉平。[0004]当点火成功后，快速实现火焰稳定器后方的径向传焰和周向联焰是保证高效稳定燃烧的基础，此时需要解决多模态燃烧室工作范围宽、来流条件变化大时火焰稳定器的火焰传播困难问题。[0005]目前径向火焰稳定器在应用过程中主要有以下问题：(1)径向稳定器主要起径向传焰，并与相邻稳定器的周向联焰的作用。多模态燃烧室中，相邻径向稳定器之间的间距随着径向外伸长度的增大而增大，在靠近外壁面位置附近间距达到最大，周向传焰距离也最大。因此径向稳定器后的火焰周向扩张困难，导致相邻稳定器间的周向联焰困难；(2)在高温来流下，燃油从喷嘴孔喷出后很容易蒸发，一方面容易发生热自燃；另一方面小油滴和气相燃油随气流的跟随性好，周向穿透能力弱，因而燃油主要集中在喷嘴位置下游附近；而在高速来流下，燃油穿透深度小，油雾也同样不能沿周向扩散，不利于燃油在整个流通截面上均匀、合理分