一种ω型火焰筒的制作方法

文档序号:9394485阅读:544来源:国知局
一种ω型火焰筒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涡轮发动机技术领域,具体涉及一种ω型火焰筒。
【背景技术】
[0002]在微型涡轮发动机的环形折流燃烧室中,工作原理是空气和雾化的燃油进入火焰筒,燃油在火焰筒内和空气燃烧,放出热量。现有的环形折流燃烧室由机匣、火焰筒、套筒、甩油盘组成,结构如图1所示:火焰筒由外环103和内环105组成;机匣101和外环103组成外环腔,外环腔中的空气通过外环上的孔进入火焰筒;套筒106和内环105组成内环腔,空气经过内环上的孔进入火焰筒;甩油盘102将燃油从离散的油孔甩出,进入火焰筒内区域104雾化、并和空气燃烧,放出热量。
[0003]现有的环形折流燃烧室火焰筒不能满足微型涡轮发动机的需求。微型涡轮发动机有结构紧凑、低成本、零件少的特点。由于受整机结构尺寸限制,现有的火焰筒不能在很小的空间保证燃油的雾化、蒸发以及充分的燃烧,导致燃烧室效率低。现有的环形折流燃烧室使用甩油盘上离散的油孔向火焰筒内甩油,在火焰筒内形成温度高点,影响了火焰筒内温度场的均匀性。

【发明内容】

[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是:如何为微型涡轮发动机环形折流燃烧室设计一种ω型火焰筒,保证在很小的空间保证燃油雾化质量;保证燃油在火焰筒内能快速蒸发并充分燃烧性,保证燃烧效率;保证火焰筒内温度场的均匀性。
[0006]( 二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题,本发明提供一种ω型火焰筒,其包括:外环3、外环气孔
4、内环9、内环气孔10、套筒7、燃烧室机匣1、环形缝隙2 ;
[0008]其中,燃烧室机匣I和外环3形成外环气腔,套筒7和内环9形成内环气腔;外环3和内环9组成火焰筒;外环3上分布有外环气孔4,内环9上分布有内环气孔10 ;外环气腔和内环气腔中的空气通过外环气孔4和内环气孔10进入火焰筒,燃油通过环形缝隙2进入火焰筒;燃油和空气在火焰筒内燃烧;外环3朝向燃烧室前端面方向形成有a弧面结构;内环9弧面由b弧面、c弧面组成,且b弧面和c弧面之间形成有内环突起6 ;所述a弧面、b弧面、c弧面形成ω型结构;
[0009]其中,外环3的a弧面和内环9的b弧面、c弧面形成ω型结构;a弧面的弧度在0.4JT-0.5JT之间,半径在60mm-70mm之间,a弧面左侧点和燃烧室机匣I的距离在10mm-1lOmm之间,a弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在10mm-15mm之间;b弧面的弧度在0.3 π -0.4 π之间,半径在50mm-60mm之间,b弧面左侧点和a弧面左侧点高度相同,水平距离在50mm-60mm之间,b弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在40mm-50mm之间;c弧面的弧度在0.9 π - Ji之间,半径在50mm-60_之间,c弧面左侧点和b弧面右侧点高度相同,水平距离在10mm-15mm之间,c弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在30mm-40mm之间;
[0010]该ω型结构用来延长燃油火焰筒内的停留时间,保证燃油有足够的时间蒸发和燃烧;ω型结构中,由于内环突起6的存在,将火焰筒分成由a弧面与b弧面构成的主燃区5和由c弧面构成的补燃区8,燃油首先在主燃区5内燃烧,然后流入补燃区8进行补燃,有利于提高燃烧效率;内环b弧面和c弧面形成高度在20mm-30mm间的内环突起6,内环突起6有利于加强空气和燃油的掺混,有利于火焰筒内温度均匀。
[0011](三)有益效果
[0012]本发明技术方案结构简单、紧凑,燃油雾化效果好,燃烧效率高,释热强度达到6500kJ/h.m3.Pa以上,火焰筒内温度均匀。整机试验表明,采用此发明的涡轮发动机有很好的点火、加速特性,可以在很宽的工况下可靠、快速点火并加速到最高设计状态。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术的结构示意图。
[0014]图2为本发明所提供的ω型火焰筒结构图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0016]为了解决现有技术问题,本发明提供一种ω型火焰筒,其包括:外环3、外环气孔4、内环9、内环气孔10、套筒7、燃烧室机匣1、环形缝隙;
[0017]其中,如图2所示,燃烧室机匣I和外环3形成外环气腔,套筒7和内环9形成内环气腔;外环3和内环9组成火焰筒;外环3上分布有外环气孔4,内环9上分布有内环气孔10 ;外环气腔和内环气腔中的空气通过外环气孔4和内环气孔10进入火焰筒,燃油通过环形缝隙2进入火焰筒;燃油和空气在火焰筒内燃烧;外环3朝向燃烧室前端面方向形成有a弧面结构;内环9弧面由b弧面、c弧面组成,且b弧面和c弧面之间形成有内环突起6 ;所述a弧面、b弧面、c弧面形成ω型结构;
[0018]其中,外环3的a弧面和内环9的b弧面、c弧面形成ω型结构;a弧面的弧度在0.4JT-0.5JT之间,半径在60mm-70mm之间,a弧面左侧点和燃烧室机匣I的距离在10mm-1lOmm之间,a弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在10mm-15mm之间;b弧面的弧度在0.3 π -0.4 π之间,半径在50mm-60mm之间,b弧面左侧点和a弧面左侧点高度相同,水平距离在50mm-60mm之间,b弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在40mm-50mm之间;c弧面的弧度在0.9 π - Ji之间,半径在50mm-60_之间,c弧面左侧点和b弧面右侧点高度相同,水平距离在10mm-15mm之间,c弧面右侧点和燃烧室机匣I的距离在30mm-40mm之间;
[0019]该ω型结构用来延长燃油火焰筒内的停留时间,保证燃油有足够的时间蒸发和燃烧;ω型结构中,由于内环突起6的存在,将火焰筒分成由a弧面与b弧面构成的主燃区5和由c弧面构成的补燃区8,燃油首先在主燃区5内燃烧,然后流入补燃区8进行补燃,有利于提高燃烧效率;在补燃区8会形成一个低速回流区,用以稳定火焰,防止熄火;内环b弧面和c弧面形成高度在20mm-30mm间的内环突起6,内环突起6有利于加强空气和燃油的掺混,有利于火焰筒内温度均匀;燃油通过环形缝隙2进入火焰筒,环形缝隙2是一个连续的环形,有利于火焰筒内温度均匀性。
[0020]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种ω型火焰筒,其特征在于,其包括:外环(3)、外环气孔(4)、内环(9)、内环气孔(10)、套筒(7)、燃烧室机匣(I)、环形缝隙(2); 其中,燃烧室机匣(I)和外环⑶形成外环气腔,套筒(7)和内环(9)形成内环气腔;外环(3)和内环(9)组成火焰筒;外环(3)上分布有外环气孔(4),内环(9)上分布有内环气孔(10);外环气腔和内环气腔中的空气通过外环气孔(4)和内环气孔(10)进入火焰筒,燃油通过环形缝隙(2)进入火焰筒;燃油和空气在火焰筒内燃烧;外环(3)朝向燃烧室前端面方向形成有a弧面结构;内环(9)弧面由b弧面、c弧面组成,且b弧面和c弧面之间形成有内环突起(6);所述a弧面、b弧面、c弧面形成ω型结构; 其中,外环⑶的a弧面和内环(9)的b弧面、c弧面形成ω型结构;a弧面的弧度在0.4JT-0.5JT之间,半径在60mm-70mm之间,a弧面左侧点和燃烧室机匣(I)的距离在10mm-1lOmm之间,a弧面右侧点和燃烧室机匣(I)的距离在1mm-15mm之间;b弧面的弧度在0.3 -0.4 JT之间,半径在50_-60_之间,b弧面左侧点和a弧面左侧点高度相同,水平距离在50mm-60mm之间,b弧面右侧点和燃烧室机匣(I)的距离在40mm-50mm之间;c弧面的弧度在0.9 π - Ji之间,半径在50mm-60mm之间,c弧面左侧点和b弧面右侧点高度相同,水平距离在10mm-15mm之间,c弧面右侧点和燃烧室机匣(I)的距离在30mm-40mm之间; 该ω型结构用来延长燃油火焰筒内的停留时间,保证燃油有足够的时间蒸发和燃烧;ω型结构中,由于内环突起(6)的存在,将火焰筒分成由a弧面与b弧面构成的主燃区(5)和由c弧面构成的补燃区(8),燃油首先在主燃区(5)内燃烧,然后流入补燃区(8)进行补燃,有利于提高燃烧效率;内环b弧面和c弧面形成高度在20mm-30mm间的内环突起(6),内环突起(6)有利于加强空气和燃油的掺混,有利于火焰筒内温度均匀。
【专利摘要】本发明属于涡轮发动机技术领域,具体涉及一种ω型火焰筒,其包括:外环3、外环气孔4、内环9、内环气孔10、套筒7、燃烧室机匣1、环形缝隙2;外环3朝向燃烧室前端面方向形成有a弧面结构;内环9弧面由b弧面、c弧面组成,且b弧面和c弧面之间形成有内环突起6;所述a弧面、b弧面、c弧面形成ω型结构;本发明技术方案结构简单、紧凑,燃油雾化效果好,燃烧效率高,释热强度达到6500kJ/h·m3·Pa以上,火焰筒内温度均匀。整机试验表明,采用此发明的涡轮发动机有很好的点火、加速特性,可以在很宽的工况下可靠、快速点火并加速到最高设计状态。
【IPC分类】F23R3/42
【公开号】CN105114983
【申请号】CN201510616565
【发明人】蒋雪辉, 何悟
【申请人】北京动力机械研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月24日
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