火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法

本申请涉及航空发动机，特别是涉及火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。

背景技术：

1、目前，加力燃烧室、外涵燃烧室或者涡轮级间燃烧室由于只有在部分工况开启，大部分工况都处于不工作状态，从而希望在不工作时具有很小的流动损失，在工作时具有很好的火焰稳定能力。

2、相关技术中，一般采用机械式的钝体火焰稳定器，即依靠大面积的钝体结构作为屏障，在屏障后形成回流区，从而实现高温燃气对新鲜油气的持续点燃。

3、然而，钝体火焰稳定器由于迎风面积大，具有总压损失大、燃烧效率低、的缺点，造成发动机耗油率高、推力损失大、燃烧室长度长和隐身性能差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对发动机耗油率高、推力损失大、燃烧室长度长和隐身性能差的问题，提供一种火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。

2、一种火焰稳定器，所述火焰稳定器包括：

3、射流机构，用于设置在高速来流中，且所述射流机构的喷射方向朝向高速来流方向，所述射流机构用于喷出空气和/或燃料；和

4、流向偏转机构，设置在所述射流机构的喷射方向的一侧，用于改变所述射流机构所喷出的流体方向，以使得从所述流体方向与高速来流方向呈一定角度；

5、其中，从所述流向偏转机构喷出的流体，在高速来流的作用下发生偏转形成拱形气动屏障，所述气动屏障远离高速来流的一侧形成用于稳定火焰的回流区。

6、在其中一个实施例中，所述流向偏转机构为旋流器，所述旋流器用于使得所述流体旋转。

7、在其中一个实施例中，所述旋流器为叶片式旋流器或者切向孔式旋流器。

8、在其中一个实施例中，所述流向偏转机构为流体整流装置或者流向控制装置。

9、在其中一个实施例中，所述射流机构的数量为多个，多个所述射流机构呈圆形或者椭圆形布设，所述流向偏转机构和所述射流机构一一对应设置。

10、在其中一个实施例中，所述火焰稳定器还包括燃料喷射机构，所述燃料喷射机构间隔设置在所述流向偏转机构远离所述射流机构的一侧，所述燃料喷射机构的喷射方向与高速来流方向呈0度-180度。

11、在其中一个实施例中，所述射流机构和所述燃料喷射机构的数量均为多个，多个所述射流机构与多个所述燃料喷射机构一一对应设置、或者每个所述射流机构与多个所述燃料喷射机构对应设置，或者每个所述燃料喷射机构与多个所述射流机构对应设置。

12、在其中一个实施例中，所述燃料喷射机构用于喷射燃料或者同时喷射燃料和空气。

13、在其中一个实施例中，所述火焰稳定器还包括导管，所述射流机构具有流动空腔，所述导管与所述流动空腔连通，用于向所述射流机构中输送所述流体。

14、一种燃烧室，包括所述的火焰稳定器。

15、一种火焰稳定方法，应用于所述的火焰稳定器，所述流体包括空气和燃料；

16、所述方法包括：控制进入所述射流机构的空气和/或燃料的流量，以调节所述气动屏障和所述回流区的大小；通过控制进入所述射流机构的空气和燃料的流量比例，以调节所述回流区内和回流区周侧的油气组分。

17、上述火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法，通过设置射流机构和流向偏转机构，可以使得从射流机构中喷出与高速来流方向相反的流体，流体经过流向偏转机构的偏转作用后，呈发散状朝向高速来流喷射。当呈发散状喷射的流体遇到高速来流时，在高速来流的冲击作用下偏转方向，并沿着与高速来流方向相同的方向喷射，即从所述流向偏转机构喷出的流体，在高速来流的作用下发生偏转形成拱形气动屏障，而在气动屏障后形成用于稳定火焰的回流区。即本申请无需设置大面积的钝体结构，减少了机械结构，减小燃烧室重量和尺寸，且总压损失小，燃烧效率高。火焰稳定方法使得燃烧室具有很好的火焰稳定能力同时，还能够实现不同工况下回流区尺寸的灵活调节。

技术特征：

1.一种火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器包括：

2.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述流向偏转机构(20)为旋流器，所述旋流器用于使得所述流体旋转。

3.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述流向偏转机构(20)为流体整流装置或者流向控制装置。

4.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流机构(10)的数量为多个，多个所述射流机构(10)呈圆形或者椭圆形布设，所述流向偏转机构(20)和所述射流机构(10)一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器还包括燃料喷射机构(50)，所述燃料喷射机构(50)间隔设置在流向偏转机构(20)远离所述射流机构(10)的一侧，所述燃料喷射机构(50)的喷射方向与所述高速来流(60)方向呈0度-180度。

6.根据权利要求5所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流机构(10)和所述燃料喷射机构(50)的数量均为多个，多个所述射流机构(10)与多个所述燃料喷射机构(50)一一对应设置、或者每个所述射流机构(10)与多个所述燃料喷射机构(50)对应设置，或者每个所述燃料喷射机构(50)与多个所述射流机构(10)对应设置。

7.根据权利要求5所述的火焰稳定器，其特征在于，所述燃料喷射机构(50)用于喷射燃料或者同时喷射燃料和空气。

8.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器还包括导管，所述射流机构(10)具有流动空腔，所述导管与所述流动空腔连通，用于向所述射流机构(10)中输送所述流体。

9.一种燃烧室，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的火焰稳定器。

10.一种火焰稳定方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的火焰稳定器，所述射流机构(10)喷射的流体包括空气和/或燃料；

技术总结
本申请涉及一种火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。火焰稳定器，包括射流机构和流向偏转机构。射流机构用于设置在高速来流中，且所述射流机构的喷射方向朝向高速来流方向。流向偏转机构设置在所述射流机构的喷射方向的一侧，用于改变所述射流机构所喷出的流体方向，以使得从所述流体方向与高速来流方向呈一定角度。其中，从所述流向偏转机构喷出的流体，在高速来流的作用下发生偏转形成拱形气动屏障，所述气动屏障远离高速来流的一侧形成用于稳定火焰的回流区。即本申请无需设置大面积的钝体结构，减少了机械结构，减小燃烧室重量和尺寸，且总压损失小，燃烧效率高。

技术研发人员：李子万
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21