环形燃烧器的制作方法

本实用新型属于微型涡轮喷气发动机技术领域，尤其涉及一种环形燃烧器。

背景技术：

涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机，其特点是完全依赖燃气体产生推力，通常用作高速飞机的动力。涡轮喷气发动机分为离心式和轴流式两种。涡轮喷气发动机按照“工作循环”的模式进行工作，它从大气中吸进空气，空气经压缩和加热过程后得到能量和动量，之后得到能量和动量的空气从推进喷管中排出，在高速气体喷出发动机时，同时带动压气机和涡轮继续旋转，维持工作循环。

上世纪90年代后期，伴随着大型涡轮喷气发动机技术的日趋成熟和精湛，在国外陆续出现了数十个推力以下级的微型涡轮喷气发动机的产品。微型涡轮喷气发动机产品被广泛应用于军用、民用的不同领域，在未来战争中发挥着重要作用，例如应用在微型无人战斗机中。微型涡轮喷气发动机设计涉及的学科包括：气体动力学、燃烧学、发动机结构强度学、机械学、自动控制学等。

燃烧器是涡轮喷气发动机中的重要部件，燃烧器的作用在于：从经过压气机进入到燃烧器中的气流与燃烧器中的燃油混合燃烧，在燃烧器内产生高温高压气流，该高温高压气流经过导向器和涡轮转子变成高速气流，从尾喷管喷出。涡轮喷气发动机的最终推力性能在很大程度上决定于燃烧器内的燃烧效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种环形燃烧器，可增大迎风面积、提高燃油雾化效果，提高了燃烧效果，能够提高微型涡轮喷气发动机的推力性能。

本实用新型是这样实现的，一种环形燃烧器，所述环形燃烧器包括外筒部件和内筒部件，在所述外筒部件前端与所述内筒部件前端之间连接有呈圆盘状的室顶，在所述内筒部件的后端固定连接一锥盘，所述锥盘的外径小于所述外筒部件的内径；所述室顶包括圆环，在所述圆环的外边缘处设置有外连接缘，在所述圆环的中心孔边缘处设置有内连接缘，所述外筒部件的前端与所述外连接缘固定连接，所述内筒部件的前端与所述内连接缘固定连接；在所述圆环上设有可燃气体进气孔，在所述圆环上还设有多个燃油进口，在所述燃烧室内对应每个所述燃油进口处分别设有一根蒸发管，每根所述蒸发管分别包括与所述燃油进口连通的直管部、与所述直管部连通且与其垂直的弯折管部、以及与所述弯折管部连通且与其垂直的延伸管部。

作为一种改进，在所述圆环上设有可燃气体进气孔，在所述圆环上还设有多个燃油进口，在所述燃烧室内对应每个所述燃油进口处分别设有一根蒸发管，每根所述蒸发管分别包括与所述燃油进口连通的直管部、与所述直管部连通且与其垂直的弯折管部、以及与所述弯折管部连通且与其垂直的延伸管部。

作为一种改进，多个所述燃油进口沿同一圆周平均分布，所述燃油进口的中心距小于所述可燃气体进气孔的中心距。

作为一种改进，所述可燃气体进气孔的孔径为4.5毫米，所述可燃气体进气孔的中心距为62毫米。

作为一种改进，所述燃油进口设置有8个，对应的所述蒸发管也设置有8 根，每个所述蒸发管的内径为8毫米。

作为一种改进，在所述外筒部件的后边缘外侧设有环状的外筒裙边，所述外筒裙边靠前的一侧与所述外筒部件的后边缘外侧固定连接，所述外筒裙边靠后的一侧与所述外筒部件的后边缘外侧之间留有间隙。

作为一种改进，在所述外筒部件上设置有沿轴向间隔设置的若干排外部气体进气，每排外部气体进气孔包括沿周向间隔设置的多个外部气体进气孔；由前端至后端每排外部气体进气孔的孔径依次增大，每排外部气体进气孔的孔径相同。

作为一种改进，所述外部气体进气孔在轴向上设置有7排，从靠近所述室顶的一侧，第1排所述外部气体进气孔的孔径均为2毫米，第2排所述外部气体进气孔的孔径均为3毫米，第3排所述外部气体进气孔的孔径均为3毫米，第4排所述外部气体进气孔的孔径均为6毫米，第5排所述外部气体进气孔的孔径均为8毫米，第6排所述外部气体进气孔的孔径均为10毫米,第7排所述外部气体进气孔的孔径均为8毫米。

作为一种改进，所述外部气体进气孔在轴向上设置有7排，从靠近所述室顶的一侧，第1排所述外部气体进气孔的总数为32个，第2排所述外部气体进气孔的总数为32个，第3排所述外部气体进气孔的总数为32个，第4排所述外部气体进气孔的总数为32个，第5排所述外部气体进气孔的总数为24个，第6排所述外部气体进气孔的总数为2个，第7排所述外部气体进气孔的总数为24个。

作为一种改进，在所述锥盘上还设置冷却气孔。

由于采用了上述结构，本实用新型提供的环形燃烧器包括外筒部件和内筒部件，在外筒部件前端与所述内筒部件前端之间连接有呈圆盘状的室顶，在内筒部件的后端固定连接一锥盘，锥盘的外径小于外筒部件的内径；室顶包括圆环，在圆环的外边缘处设置有外连接缘，在圆环的中心孔边缘处设置有内连接缘，外筒部件的前端与外连接缘固定连接，内筒部件的前端与内连接缘固定连接；在圆环上设有可燃气体进气孔，在圆环上还设有多个燃油进口，在外筒部件、内筒部件与室顶所围成空腔内对应每个燃油进口处分别设有一根蒸发管，每根蒸发管分别包括与燃油进口连通的直管部、与直管部连通且与其垂直的弯折管部、以及与弯折管部连通且与其垂直的延伸管部。采用上述的室顶、外筒部件、内筒部件组成的环形燃烧器可以增大迎风面积，蒸发管结构可以提高燃油雾化效果，从而提高环形燃烧器的燃烧效果，增强了微型涡轮喷气发动机的推力性能。

附图说明

图1是微型涡轮喷气发动机的剖视结构示意图；

图2是本实用新型的环形燃烧器的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的环形燃烧器的左视结构示意图；

图4是本实用新型的环形燃烧器的右视结构示意图；

其中，10、外壳，20a、压气机叶轮，20b、叶轮罩壳，30、扩压器，40、环形燃烧器，41、外筒部件，411、外部气体进气孔，42、内筒部件，43、室顶部件，431、圆环，4311、可燃气体进气孔，4312、燃油进口，432、外连接缘， 433、内连接缘，44、锥盘，441、冷却气孔，45、外筒裙边，46、蒸发管，461、直管部，462、弯折管部，463、延伸管部，50、导向器，60、涡轮转子，70、尾喷管，80、轴承座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

首先定义微型涡轮喷气发动机的进气的一端为前，喷气的一端为后，由图1 至图4可知，该微型涡轮喷气发动机包括外壳10、设置在外壳10的前端并与其端部固定连接的叶轮罩壳20b、设置在外壳10的后端并与其端部固定连接的尾喷管70，在叶轮罩壳20b、外壳10及尾喷管70围成的空腔内沿轴向依次设置有压气机叶轮20a、扩压器30、环形燃烧器40、导向器50、涡轮转子60以及轴承座80，压气机叶轮20a设置在叶轮罩壳20b所围成的空腔及外壳10的前端部所围成的空腔内，轴承座80设置在外壳10所围成的空腔内并沿其轴向设置，扩压器30设置在轴承座80的前端部处并与其固定连接、环形燃烧器40套设在轴承座80上，导向器50设置在轴承座80的后端部处并与其固定连接，涡轮转子60的涡轮设置在导向器50形成的腔体中，位于外壳10的后端部及尾喷管70 围成的空腔内。

由图2、图3和图4可知，环形燃烧器40包括外筒部件41、设置在外筒部件41内部并与其共轴线的内筒部件42、以及连接在外筒部件41前端与内筒部件42前端之间呈圆盘状的室顶43，在内筒部件42的后端固定连接一锥盘44，该锥盘44的外径小于外筒部件41的内径，在锥盘44的外周与外筒部件41的内壁之间形成气体输出通道，在外筒部件41、内筒部件42、室顶43以及锥盘 44之间围成一个燃烧室；该室顶43包括圆环431，在圆环431的外边缘处设置有外连接缘432，在圆环431的中心孔边缘处设置有内连接缘433，外筒部件41 的前端与外连接缘432固定连接，内筒部件42的前端与内连接缘433固定连接。

在圆环431上设有可燃气体进气孔4311，该可燃气体进气孔4311优选设置三个，并且在同一个圆周上平均分布，可燃气体通过可燃气体进气孔4311送入到燃烧室内，在本实施例中，可燃气体进气孔4311的孔径为4.5毫米，可燃气体进气孔4311距离室顶43中心的中心距优选为62毫米；在圆环431上还设有多个燃油进口4312，在燃烧室内对应每个燃油进口4312处分别设有一根蒸发管 46，每根蒸发管46分别包括与燃油进口4312连通的直管部461、与直管部461 连通且与其垂直的弯折管部462、以及与弯折管部462连通且与其垂直的延伸管部463，为了进一步的提高燃烧效果，多个燃油进口4312沿同一圆周平均分布，并且燃油进口4312与圆环431中心的中心距小于可燃气体进气孔4311与圆环 431中心的中心距，具体的说，燃油进口4312设置有8个，对应的蒸发管46也设置有8根，每个蒸发管46的内径优选为8毫米，从喷油管射出的燃油在预热后的蒸发管46中雾化，雾化后的燃油从蒸发管46进入燃烧室内与空气一同燃烧，产生高温高压气体。采用上述的结构可以增大迎风面积，能够提高环形燃烧器40的燃烧效果，从而提高了微型涡轮喷气发动机的推力性能。

为了能够进一步提高环形燃烧器40的迎风面积，在外筒部件41上设置有沿轴向间隔设置的若干排外部气体进气孔411，每排外部气体进气孔411包括沿周向间隔设置的多个外部气体进气孔411；由前端至后端每排外部气体进气孔 411的孔径依次增大，每排外部气体进气孔411的孔径相同，在本实施例中，外部气体进气孔411在轴向上设置有7排，并且每排外部气体进气孔411在周向均匀分布；因为气体从室顶43沿轴向流动的过程中，速度、量逐渐减小，在从室顶43到锥盘44的径向上，外筒部件41上的外部气体进气孔411的孔径逐渐增大，可以使燃烧室的轴向上空气进入量更加均匀，可以提高燃烧效果。

在锥盘44上还设置冷却气孔441，从燃烧室中通过冷却气孔441排出的气体可以对环形燃烧器后部的部件进行冷却，避免局部过热。

外筒部件41上的外部气体进气孔411的排布以及大小可以采用如下的优选方案：从靠近室顶43的一侧，第1排外部气体进气孔411的总数为32个，孔径均为2毫米，第2排外部气体进气孔411的总数为32个，孔径均为3毫米，第3排外部气体进气孔411的总数为32个，孔径均为3毫米，第4排外部气体进气孔411的总数为32个，孔径均为6毫米，第5排外部气体进气孔411的总数为24个，孔径均为8毫米，第6排外部气体进气孔411的总数为2个，孔径均为10毫米,第7排外部气体进气孔411的总数为24个，孔径均为8毫米。

环形燃烧器40的总体尺寸优选为：外筒部件41的外径A为187毫米，内筒部件42的内径B为65.4毫米，锥盘44的外径C优选为155毫米。

另外，在环形燃烧器40的外筒部件41的后边缘外侧设有环状的外筒裙边 45，外筒裙边45靠前的一侧与外筒部件41的后边缘外侧固定连接，外筒裙边 45靠后的一侧与外筒部件41的后边缘外侧之间留有间隙；在锥盘44围成的空腔内设有锥盘外筒裙边，锥盘外筒裙边靠前的一侧与锥盘44的内侧壁固定连接，锥盘外筒裙边靠后的一侧与锥盘44的内侧壁之间留有间隙。

本实用新型提供的环形燃烧器包括外筒部件和内筒部件，在外筒部件前端与所述内筒部件前端之间连接有呈圆盘状的室顶，在内筒部件的后端固定连接一锥盘，锥盘的外径小于外筒部件的内径；室顶包括圆环，在圆环的外边缘处设置有外连接缘，在圆环的中心孔边缘处设置有内连接缘，外筒部件的前端与外连接缘固定连接，内筒部件的前端与内连接缘固定连接；在圆环上设有可燃气体进气孔，在圆环上还设有多个燃油进口，在外筒部件、内筒部件与室顶所围成空腔内对应每个燃油进口处分别设有一根蒸发管，每根蒸发管分别包括与燃油进口连通的直管部、与直管部连通且与其垂直的弯折管部、以及与弯折管部连通且与其垂直的延伸管部。采用上述的室顶、外筒部件、内筒部件组成的环形燃烧器可以增大迎风面积，蒸发管结构可以提高燃油雾化效果，从而提高环形燃烧器的燃烧效果，增强了微型涡轮喷气发动机的推力性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。