一种可预混带扰流结构的V型火焰稳定器

本实用新型涉及火焰稳定器技术领域，具体涉及一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器。

背景技术：

火焰稳定器一般是钝体障碍物，迎面来流沿钝体表面流到钝体后缘，产生附面层分离，因粘性而产生尾迹旋涡，形成回流区，回流区内某些局部流速等于或低于紊流火焰传播速度，这样就具备了火焰稳定的必备条件，一旦有功率足够大的点火源，就可使可燃混气点燃。高温燃烧产物通过回流区返回上游，形成稳定连续的点火源。回流区起着储热器的作用，以紊流传热和换热的形式，为可燃混气传输热量和活性物质，使火焰得以在燃烧室中迅速传播。

地面重型燃气轮机中，燃烧区域很大，因此难免出现局部地区燃烧不充分，燃烧效率较低的情况，此现象尤其出现在地面燃机燃烧室过渡段与火焰筒衔接的部分，该区域气体速度较低，但是燃烧温度及燃烧效率却较低，现代先进的涡扇发动机为达到更大的推重比，主燃室的温升大，燃气在涡轮前温度明显提高，燃气流量大，流速更快，使得进入涡扇加力燃烧室或冲压加力燃烧室的来流温度和速度大大提高，来流温度提高有利于燃油的蒸发，但也使燃油喷出后的穿透距离缩短、掺混能力减弱，而来流速度的提高更加剧了燃油和空气掺混的不利因素同时，来流速度增加后缩短了燃油在燃烧室内的停留时间，给燃烧组织带来了更大的困难。并且在高温气流中工作的稳定器和供油管都需要进行冷却，因此把火焰稳定器和供油系统进行一体化设计，以提高稳定器的工作稳定性、可靠性。设计能解决以上问题的喷油和稳定一体化火焰稳定器结构是涡轮冲压组合发动机和涡扇发动机中加力冲压燃烧室函需解决的关键。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是：提供一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，可以提高高温气体对燃油的加热效果，有利于加力燃烧室内燃油的雾化蒸发及与气流的混合，延长了油气混合的时间，进一步增强了燃油雾化及油气混合均匀程度，进而提高了燃烧效率。

本实用新型为解决上述问题所提供的技术方案为：一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，包括呈v型设置的两个火焰稳定装置，所述火焰稳定装置上依次设置有依次连通的中心进气通道、预掺混腔、中心出气通道和出气口；所述中心进气通道外侧设置有主油路喷油杆，所述主油路喷油杆与预掺混腔之间通过主油路出油孔连通。

优选的，所述火焰稳定装置上靠近所述出气口处还设有波浪形尾部。

优选的，所述波浪形尾部的波浪形的圆弧半径为20～60mm，且半径逐渐增大。

优选的，所述中心进气通道宽度为v型火焰稳定器整体厚度的1/4～1/2，出气口处的喷气角度为30～60度。

优选的，所述预掺混腔截面呈梯形，预掺混腔宽度占v型火焰稳定器整体宽度的1/2～2/3，长度为v型火焰稳定器整体长度的1/8～1/4。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型的火焰稳定器，其优点在于引入燃烧后的高温气流进入火焰稳定器内部，在通道中减速后进入预掺混腔，主油路喷油杆将燃油喷入预掺混腔之后，与高温来气相混合并对燃油预热，之后高温混气由波浪形尾部前端的出气口喷出，在尾部形成的回流区内，燃油与高温来气进一步扰动混合，又由于喷出的气流速度较低，油气在后方低速区内扰动混合时间较长，燃油可以进一步受热蒸发。本方案能够大大加强加力燃烧室内燃气的掺混程度，所以可以在较小的油气比条件下实现稳定着火增强油气混合均匀程度，进而提高加力燃烧室的燃烧效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的立体结构示意图；

附图标注：1-中心进气通道，2-主油路喷油杆，3-主油路出油孔，4-预掺混腔，5-中心出气通道，6-出气口，7-波浪形尾部

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本实用新型的具体实施例如图1所示，一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，包括呈v型设置的两个火焰稳定装置，所述火焰稳定装置上依次设置有依次连通的中心进气通道1、预掺混腔4、中心出气通道5和出气口6；所述中心进气通道外侧设置有主油路喷油杆，所述主油路喷油杆2与预掺混腔之间通过主油路出油孔3连通。

进一步的，所述火焰稳定装置上靠近所述出气口处还设有波浪形尾部7。

进一步的，所述波浪形尾部7的波浪形的圆弧半径为20～60mm，且半径逐渐增大。

进一步的，所述中心进气通道1宽度为v型火焰稳定器整体厚度的1/4～1/2，出气口6处的喷气角度为30～60度。

进一步的，所述预掺混腔截面呈梯形，预掺混腔宽度占v型火焰稳定器整体宽度的1/2～2/3，长度为v型火焰稳定器整体长度的1/8～1/4。

本实用新型的v型火焰稳定器沿周向环形分布在加力燃烧室内，火焰稳定器具有中心进气通道1，中心进气通道1分两侧进入v型火焰稳定器两侧，火焰稳定器两侧的中心处设置有预掺混腔4，中心进气通道1由火焰稳定器头部延伸至预掺混腔4，出气通道5由预掺混腔4延伸至火焰稳定器波浪形尾部7的前端，主油路喷油杆2位于中心进气通道1外侧，预掺混腔4前部，出油孔与预掺混腔4连通，油气在预掺混腔内混合加热后，通过出气通道5以一定角度向后喷出，经过波浪形尾部扰流后与高温来气进一步混合。

本实用新型的v型火焰稳定器整体与现有v型火焰稳定器外形类似，其内部结构两侧对称，高温来气由中心进气道1进入位于火焰稳定器两侧中部的预掺混腔4内，同时，主油路喷油杆2将燃油从主油路出油孔3喷出至预掺混腔4内，燃油与高温混气在预掺混腔4中混合，对燃油预热并增强燃气与高温来气的掺混程度，而后由出气通道5通过波浪形尾部7前端的出气口6以一定角度排出，在波浪形尾部7形成的回流区内进一步与高温来气混合，再次增强油气的掺混。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

技术特征：

1.一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，其特征在于：包括呈v型设置的两个火焰稳定装置，所述火焰稳定装置上依次设置有依次连通的中心进气通道、预掺混腔、中心出气通道和出气口；所述中心进气通道外侧设置有主油路喷油杆，所述主油路喷油杆与预掺混腔之间通过主油路出油孔连通。

2.根据权利要求1所述的一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，其特征在于：所述火焰稳定装置上靠近所述出气口处还设有波浪形尾部。

3.根据权利要求2所述的一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，其特征在于：所述波浪形尾部的波浪形的圆弧半径为20～60mm，且半径逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，其特征在于：所述中心进气通道宽度为v型火焰稳定器整体厚度的1/4～1/2，出气口处的喷气角度为30～60度。

5.根据权利要求1所述的一种可预混带扰流结构的v型火焰稳定器，其特征在于：所述预掺混腔截面呈梯形，预掺混腔宽度占v型火焰稳定器整体宽度的1/2～2/3，长度为v型火焰稳定器整体长度的1/8～1/4。

技术总结
本实用新型公开了一种可预混带扰流结构的V型火焰稳定器，包括呈V型设置的两个火焰稳定装置，所述火焰稳定装置上依次设置有依次连通的中心进气通道、预掺混腔、中心出气通道和出气口；所述中心进气通道外侧设置有主油路喷油杆，所述主油路喷油杆与预掺混腔之间通过主油路出油孔连通。本实用新型可以提高高温气体对燃油的加热效果，有利于加力燃烧室内燃油的雾化蒸发及与气流的混合，延长了油气混合的时间，进一步增强了燃油雾化及油气混合均匀程度，进而提高了燃烧效率。

技术研发人员：曾祥虎;许瑛;张悦;徐张桓
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2020.06.24
技术公布日：2021.05.28