一种涡桨发动机斜流式燃烧室的制作方法

1.本申请属于燃气轮机燃烧室技术领域，尤其涉及一种涡桨发动机斜流式燃烧室。


背景技术：

2.燃烧室是飞机发动机的核心部件，其性能直接决定着整个发动机的使用寿命及动力性能，燃烧室的功能是将从压气机流出的高压空气与燃料进行混合以及燃烧，并将燃烧后的高温混气经过冷空气的掺混后降低到涡轮能够承受温度。燃烧室能够在等压条件下高效率地释放出燃料中的化学能，被释放的化学能转化为热能，随后在燃气涡轮中转化为机械能。
3.环管燃烧室被广泛应用在燃气轮机和航空发动当中，相较于单管燃烧室和环形燃烧室，环管燃烧室兼具两者的一部分优点，具有加工方便，便于维修，压力损失小和质量较小的优点。目前，发动机和燃气轮机燃烧室的效率能够达到95％以上，甚至接近100％，想要继续提高发动机的输出功率，通过提高燃烧室的燃烧效率所取得的收效比较低，因此，可以通过提高燃气动能转化为涡轮机械能的效率来进一步提高发动机的整体性。


技术实现要素：

4.为了提高燃气动能转化为涡轮机械能的效率，进一步提高发动机的整体性，本发明提供一种涡桨发动机斜流式燃烧室，所述技术方案如下：
5.一种涡桨发动机斜流式燃烧室，包括：火焰筒、旋流器和联焰管，
6.火焰筒为斜流式结构，旋流器位于火焰筒头部，相邻火焰筒之间通过联焰管传导火焰，沿周向均匀分布的多个火焰筒构成整体的环管燃烧室火焰筒；
7.空气通过旋流器从轴向进入火焰筒内部，空气与燃料在火焰筒主燃区混合燃烧，相邻火焰筒的部分燃气通过联焰管相互连通，燃烧后的高温混气在火焰筒中后段向周向旋转的壁面作用下，从火焰筒的出口处排出，出口燃气的流动方向与轴向成一定角度。
8.其中，火焰筒轴截面呈扇形，火焰筒前段和中段平行于轴线方向，火焰筒后段沿轴向逐渐向周向旋转，火焰筒尾部为内外壁面向中心收敛型出口，火焰筒出口方向与燃烧室中心轴线成一定角度。
9.其中，旋流器位于火焰筒头部的中心区域。
10.其中，旋流器入口气流方向为轴线方向。
11.其中，联焰管位于火焰筒周向两侧壁面的前中部。
12.其中，联焰管整体形状为圆管形，联焰管中轴线垂直于所处壁面。
13.可选地，每个火焰筒设有一个旋流器。
14.可选地，每个火焰筒设有多个旋流器。
15.本发明提供的一种涡桨发动机斜流式燃烧室，火焰筒的后段壁面向周向旋转一定角度，火焰筒内部高温燃气的出口方向由原来的沿轴向方向变为与轴向成一定角度，火焰筒所需的轴向距离变短，能降低火焰筒轴向长度和重量，同时，出口处与轴向成一角度的高
温高速气流能够直接冲击涡轮转子叶片，可以省去第一级涡轮导向器叶片，大大减轻了发动机重量，同时能够显著提高燃气动能转化为涡轮机械能的效率，从而提高发动机输出的轴功率。
附图说明
16.图1为本申请实施例提供的一种涡桨发动机斜流式燃烧室整体示意图；
17.图2为本申请实施例提供的一种涡桨发动机斜流式燃烧室俯视图；
18.图3为本申请实施例提供的单个斜流式燃烧室火焰筒剖视图。
具体实施方式
19.下面通过具体的实施方式和附图对本申请作进一步详细说明。
20.本发明提出一种涡桨发动机斜流式燃烧室设计方案，该方案将传统的沿轴向流动的燃烧室火焰筒设计成火焰筒中后段逐渐向周向旋转的形式。请参见图1和图2，本发明提供的涡桨发动机斜流式燃烧室，包括：火焰筒1、旋流器2和联焰管3，
21.其中，火焰筒1的结构为斜流式结构，旋流器2位于火焰筒1头部，相邻火焰筒1之间通过联焰管3传导火焰，沿周向均匀分布的多个火焰筒1构成整体的环管燃烧室火焰筒。
22.火焰筒1轴截面呈扇形，火焰筒1前段和中段平行于轴线方向，火焰筒1后段沿轴向逐渐向周向旋转，火焰筒1尾部为内外壁面向中心收敛型出口，火焰筒1出口方向与燃烧室中心轴线成一定角度。
23.旋流器2位于火焰筒1头部的中心区域，旋流器2入口气流方向为轴线方向，每个火焰筒1匹配一个或多个旋流器2。
24.联焰管3位于火焰筒1周向两侧壁面的前中部，联焰管3整体形状为圆管形，联焰管3中轴线垂直于所处壁面。
25.请参见图1至图3，空气通过旋流器2从轴向进入火焰筒1内部，空气与燃料在火焰筒1主燃区混合燃烧，相邻火焰筒1的部分燃气通过联焰管3相互连通，提高燃烧室整体的点熄火性能，燃烧后的高温混气在火焰筒1中后段向周向旋转的壁面作用下，从火焰筒1的出口处排出，出口燃气的流动方向与轴向成一定角度，在相同的轴向距离下，火焰筒1内高温燃气的流动距离明显变长，在相同的温升要求下，火焰筒1所需的轴向距离变短，降低了火焰筒轴向长度和重量，同时，出口处与轴向成一定角度的高温高速气流能够直接冲击涡轮转子叶片，可以省去第一级涡轮导向器叶片，大大减轻了发动机重量，同时能够显著提高燃气动能转化为涡轮机械能的效率，从而提高发动机输出的轴功率，进一步提高发动机的整体性。
26.本发明将传统的沿轴向的燃烧室火焰筒设计成沿轴向逐渐向周向旋转的形式，火焰筒的后段壁面向周向旋转一定角度，火焰筒内部高温燃气的出口方向由原来的沿轴向方向变为与轴向成一定角度。
27.由于火焰筒逐渐向周向旋转，所以在相同轴向长度下，火焰筒内高温燃气流动距离变长，这意味着在相同的燃烧室进出口温升下，本发明的火焰筒所需的轴向距离变短，这能够明显降低火焰筒轴向长度和重量；出口处与轴向成一角度的高温高速气流能够直接冲击涡轮转子叶片，省去第一级涡轮导向器叶片，发动机重量减轻；同时燃气动能转化为涡轮
机械能的效率提高。
28.以上仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。


技术特征：
1.一种涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，包括：火焰筒、旋流器和联焰管，火焰筒为斜流式结构，旋流器位于火焰筒头部，相邻火焰筒之间通过联焰管传导火焰，沿周向均匀分布的多个火焰筒构成整体的环管燃烧室火焰筒；空气通过旋流器从轴向进入火焰筒内部，空气与燃料在火焰筒主燃区混合燃烧，相邻火焰筒的部分燃气通过联焰管相互连通，燃烧后的高温混气在火焰筒中后段向周向旋转的壁面作用下，从火焰筒的出口处排出，出口燃气的流动方向与轴向成一定角度。2.根据权利要求1所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，火焰筒轴截面呈扇形，火焰筒前段和中段平行于轴线方向，火焰筒后段沿轴向逐渐向周向旋转，火焰筒尾部为内外壁面向中心收敛型出口，火焰筒出口方向与燃烧室中心轴线成一定角度。3.根据权利要求1所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，旋流器位于火焰筒头部的中心区域。4.根据权利要求3所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，旋流器入口气流方向为轴线方向。5.根据权利要求1所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，联焰管位于火焰筒周向两侧壁面的前中部。6.根据权利要求5所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，联焰管整体形状为圆管形，联焰管中轴线垂直于所处壁面。7.根据权利要求1所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，每个火焰筒设有一个旋流器。8.根据权利要求1所述的涡桨发动机斜流式燃烧室，其特征在于，每个火焰筒设有多个旋流器。

技术总结
本申请提供一种涡桨发动机斜流式燃烧室，属于燃气轮机燃烧室技术领域，包括火焰筒、旋流器和联焰管，火焰筒为斜流式结构，旋流器位于火焰筒头部，相邻火焰筒之间通过联焰管传导火焰，沿周向均匀分布的多个火焰筒构成整体的环管燃烧室火焰筒；空气通过旋流器从轴向进入火焰筒内部，空气与燃料在火焰筒主燃区混合燃烧，相邻火焰筒的部分燃气通过联焰管相互连通，燃烧后的高温混气在火焰筒中后段向周向旋转的壁面作用下，从火焰筒的出口处排出，出口燃气的流动方向与轴向成一定角度。能提高燃气动能转化为涡轮机械能的效率，进一步提高发动机的整体性。机的整体性。机的整体性。


技术研发人员：刘强 游波 滕叶
受保护的技术使用者：中航通飞华南飞机工业有限公司
技术研发日：2022.09.02
技术公布日：2022/11/18