一种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和内筒，在所述外筒前端与所述内筒前端之间连接有室顶，在所述内筒后端处设有裙边，所述外筒、所述内筒、所述室顶及所述裙边之间围成燃烧室；所述室顶包括环状圆盘，在所述环状圆盘的外边缘处设有外连接缘，在所述环状圆盘的中心孔边缘处设有内连接缘，所述外筒前端与所述外连接缘固定连接，所述内筒前端与所述内连接缘固定连接；所述裙边包括与所述外筒后端固定连接的第一环形连接部、与所述第一环形连接部间隔设置的第二环形连接部、以及连接在两者之间的变径过渡部；在所述环状圆盘上设有多个燃油进孔，在所述燃烧室内对应每个所述燃油进孔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孔连通的直管部、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，在所述环状圆盘上还设有多个沿同一圆周平均分布的可燃气体进气孔；多个所述燃油进孔沿同一圆周平均分布，所述燃油进孔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毫米，所述可燃气体进气孔的中心距为85毫米。

作为一种改进，所述燃油进孔设有10个，对应的所述蒸发管也设有10根，每个所述蒸发管的内径为10毫米。

作为一种改进，在所述外筒上设有沿轴向间隔设置的多排外筒进气孔，每排所述外筒进气孔包括沿周向间隔设置的多个外筒进气孔；在所述裙边的第一环形连接部上设有一排裙边进气孔，该排所述裙边进气孔包括沿周向设置的多个裙边进气孔；由所述室顶至所述裙边的多排外筒进气孔、一排所述裙边进气孔的孔径依次增大，每排所述外筒进气孔的孔径相同，一排所述裙边进气孔的孔径相同。

作为一种改进，在其中若干排所述外筒进气孔的侧部有分别设有一排沿周向分布的辅助进气孔。

作为一种改进，所述外筒进气孔在轴向上设有四排，从所述室顶至所述裙边的第一排、第二排、第三排及第四排，第一排所述外筒进气孔的总数为40个，孔径均为3毫米，第二排所述外筒进气孔的总数为40个，孔径均为3.5毫米，第三排所述外筒进气孔的总数为40个，孔径均为4毫米，第四排所述外筒进气孔的总数为40个，孔径均为6毫米；一排所述裙边进气孔的总数为40个，孔径均为7毫米。

作为一种改进，在第三排、第四排所述外筒进气孔的侧部分别设有一排所述辅助进气孔，每排所述辅助进气孔设有48个，孔径均为1.5毫米。

作为一种改进，所述外筒的外径为210毫米，所述内筒的内径为92毫米。

作为一种改进，在所述内筒上间隔设置有沿轴向间隔设置的多排内筒进气孔，在其中若干排所述多排内筒进气孔位于燃烧室内的侧一侧上连接有导向管。

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和内筒，在外筒前端与内筒前端之间连接有室顶，在内筒后端处设有裙边，外筒、内筒、室顶及裙边之间围成燃烧室；室顶包括环状圆盘，在环状圆盘的外边缘处设有外连接缘，在环状圆盘的中心孔边缘处设有内连接缘，外筒前端与外连接缘固定连接，内筒前端与内连接缘固定连接；裙边包括与外筒后端固定连接的第一环形连接部、与第一环形连接部间隔设置的第二环形连接部、以及连接在两者之间的变径过渡部；在环状圆盘上设有多个燃油进孔，在燃烧室内对应每个燃油进孔处分别设有一根蒸发管，每根蒸发管分别包括与燃油进孔连通的直管部、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、内筒及裙边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是本实用新型的环形燃烧器的剖视结构示意图；

图2是本实用新型的环形燃烧器的左视结构示意图；

图3是本实用新型的环形燃烧器的右视结构示意图；

其中，10、外筒，101、外筒进气孔，102、辅助进气孔，11、裙边，111、第一环形连接部，112、第二环形连接部，113、变径过渡部，114、裙边进气孔，20、内筒，201、内筒进气孔，21、导向管，30、室顶，31、环状圆盘，311、可燃气体进气孔，312、燃油进孔，32、外连接缘，33、内连接缘，40、蒸发管，41、直管部，42、弯折管部，43、延伸管部。

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。

图1至图3是本实用新型的环形燃烧器的结构示意图，其中，图1示出了本实用新型的环形燃烧器的剖视结构示意图，图2示出了本实用新型的环形燃烧器的左视结构示意图，图3示出了本实用新型的环形燃烧器的右视结构示意图，为了便于说明，图中只给出了与本实用新型相关的部分。

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，微型涡轮喷气发动机包括外壳、设置在外壳的前端并与其端部固定连接的叶轮罩壳、设置在外壳的后端并与其端部固定连接的尾喷管，在叶轮罩壳、外壳及尾喷管围成的空腔内沿轴向依次设有压气机叶轮、扩压器、环形燃烧器、导向器、涡轮转子以及轴承座，压气机叶轮设置在叶轮罩壳所围成的空腔及外壳的前端部所围成的空腔内，轴承座设置在外壳所围成的空腔内并沿其轴向设置，扩压器设置在轴承座的前端部处并与其固定连接、环形燃烧器套设在轴承座上，导向器设置在轴承座的后端部处，涡轮转子的涡轮设置在导向器形成的腔体中，位于外壳的后端部及尾喷管围成的空腔内。

由图1、图2和图3可知，环形燃烧器包括外筒10、设置在外筒10内部并与其共轴线的内筒20、以及连接在外筒10前端与内筒20前端之间的室顶30，在内筒20的后端处设置有裙边11，在外筒10、内筒20、室顶30以及裙边11之间围成一个燃烧室；该室顶30包括环状圆盘31，在环状圆盘31的外边缘处设有外连接缘32，在环状圆盘31的中心孔边缘处设有内连接缘33，外筒10的前端与外连接缘32固定连接，内筒20的前端与内连接缘33固定连接；裙边11包括第一环形连接部111、第二环形连接部112以及连接在两者之间的变径过渡部113，第一环形连接部111与内筒20的后端固定连接，通常是用激光焊接。

在环状圆盘31上设有多个可燃气体进气孔311，多个可燃气体进气孔311沿同一个圆周平均分布，可燃气体通过可燃气体进气孔311送入到燃烧室内，在本实施例中，该可燃气体进气孔311优选设有三个，可燃气体进气孔311的孔径为4毫米，可燃气体进气孔311距离室顶30中心的中心距优选为85毫米；在环状圆盘31上还设有多个燃油进孔312，在燃烧室内对应每个燃油进孔312处分别设有一根蒸发管40，每根蒸发管40分别包括与燃油进孔312连通的直管部41、与直管部41连通且与其垂直的弯折管部42、以及与弯折管部42连通且与其垂直的延伸管部43，为了进一步的提高燃烧效果，多个燃油进孔312沿同一圆周平均分布，并且燃油进孔312与环状圆盘31中心的中心距小于可燃气体进气孔311与环状圆盘31中心的中心距，具体的说，燃油进孔312设有10个，对应的蒸发管40也设有10根，每个蒸发管40的内径优选为10毫米，从喷油管射出的燃油在预热后的蒸发管40中雾化，雾化后的燃油从蒸发管40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的迎风面积，在外筒10上设有沿轴向间隔设置的多排外筒进气孔101，每排外筒进气孔101包括沿周向间隔设置的多个外筒进气孔101；在裙边11的第一环形连接部111上设有一排裙边进气孔114，该排裙边进气孔114包括沿周向设置的多个裙边进气孔114；由室顶30至裙边11的多排外筒进气孔101、一排裙边进气孔114的孔径依次增大，每排外筒进气孔101的孔径相同，一排裙边进气孔114的孔径相同；因为气体从室顶30沿轴向流动的过程中，速度、量逐渐减小，外筒进气孔101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。

在本实施例，为了能够进一步的增强燃烧效果，在其中若干排外筒进气孔101的侧部有分别设有一排沿周向分布的辅助进气孔102，可以增加进气量，增强燃烧效果。

在本实施例中，外筒10上的外筒进气孔101的排布以及大小采用如下的优选方案，外筒进气孔101在轴向上设有四排，从室顶30至裙边11的第一排、第二排、第三排及第四排，第一排外筒进气孔101的总数为40个，孔径均为3毫米，第二排外筒进气孔101的总数为40个，孔径均为3.5毫米，第三排外筒进气孔101的总数为40个，孔径均为4毫米，第四排外筒进气孔101的总数为40个，孔径均为6毫米；设置在裙边11的第一环形连接部111上的一排裙边进气孔114的总数为40个，孔径均为7毫米。在第三排、第四排外筒进气孔101的侧部分别设有一排辅助进气孔102，每排辅助进气孔102设有48个，每个辅助进气孔102的孔径均为1.5毫米。

环形燃烧器的总体尺寸优选为：外筒10的外径为210毫米，内筒20的内径为92毫米；在裙边11的第二环形连接部112的周向间隔设有多个导向器安装孔，在本实施例中，导向器安装孔设有四个，孔径均为5.5毫米。

在本实施例中，在内筒20上间隔设置有沿轴向间隔设置的多排内筒进气孔201，在其中若干排多排内筒进气孔201位于燃烧室内的侧一侧上连接有导向管21，可以调节气体进入燃烧室的方向，防止气体的流向过于发散。

本实用新型提供的环形燃烧器包括外筒和内筒，在外筒前端与内筒前端之间连接有室顶，在内筒后端处设有裙边，外筒、内筒、室顶及裙边之间围成燃烧室；室顶包括环状圆盘，在环状圆盘的外边缘处设有外连接缘，在环状圆盘的中心孔边缘处设有内连接缘，外筒前端与外连接缘固定连接，内筒前端与内连接缘固定连接；裙边包括与外筒后端固定连接的第一环形连接部、与第一环形连接部间隔设置的第二环形连接部、以及连接在两者之间的变径过渡部；在环状圆盘上设有多个燃油进孔，在燃烧室内对应每个燃油进孔处分别设有一根蒸发管，每根蒸发管分别包括与燃油进孔连通的直管部、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、内筒及裙边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。