[发明专利]燃烧室掺混燃烧导向耦合结构

权利要求书

1.燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：全环燃烧室结构中，所述燃烧室掺混燃烧导向耦合结构由外机匣(6)、内机匣(14)、外火焰筒(7)、内火焰筒(8)和涡轮导向器叶片(9)构成，外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的出口分别与外机匣(6)和内机匣(14)的出口固定连接；所述的外机匣(6)和内机匣(14)、内火焰筒(8)和外火焰筒(7)为环形结构；内火焰筒(8)和外火焰筒(7)壁上沿周向均匀开有径向的掺混孔(4)；外机匣(6)与外火焰筒(7)之间形成燃烧室外环腔(26)，内机匣(14)与内火焰筒(8)之间形成燃烧室内环腔(27)；所述的涡轮导向器叶片(9)沿周向均匀布置在外火焰筒(7)和内火焰筒(8)之间的收缩通道(25)内，涡轮导向器叶片(9)与掺混孔(4)处在相同的周向位置，与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)通过焊接或螺栓连接，涡轮导向器叶片(9)的后缘与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的出口处在同一轴向位置；所述涡轮导向器叶片(9)开有涡轮导向器叶片内部冷却通道(24)，分别与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)上的火焰筒涡轮冷却气孔(15)贯通，涡轮导向器叶片(9)壁面开有多排涡轮导向器叶片壁面气膜冷却孔(23)，燃烧室气流进入燃烧室后分股形成外环腔气流(2)，内环腔气流(5)和头部气流(1)，内环腔气流(5)和外环腔气流(2)经过外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的掺混孔(4)形成掺混气流(3)，掺混气流(3)在火焰筒内部与燃烧的头部气流(1)在火焰筒内部通道及与涡轮导向器叶片(9)形成的收缩通道内实现掺混、加速和进一步的燃烧，形成掺混导向耦合区，同时掺混燃气(11)冲击涡轮导向器叶片(9)外表面实现对涡轮导向器叶片(9)的外部冷却；所述外环腔气流(2)，内环腔气流(5)一部分经过内火焰筒(8)和外火焰筒(7)的火焰筒涡轮冷却气孔(15)进入涡轮导向器叶片内部冷却通道(24)形成涡轮导向器叶片内部冷却气(12)，对涡轮导向器叶片(9)内部冷却，经涡轮导向器叶片壁面气膜冷却孔(23)流出形成涡轮导向器叶片冷却气膜(18)，实现外部冷却；所述的涡轮导向器叶片出口气流(13)与发动机轴线的存在夹角，即涡轮导向器叶片安装切向角(20)，形成燃烧室出口的切向气流条件。

2.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述掺混气流(3)占燃烧室总空气流量的10％～50％；燃烧室外环腔(26)和燃烧室内环腔(27)与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)内的压降为2％～5％。

3.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述掺混孔(4)开孔个数12～300个，开孔尺寸为相同大小或大小孔交叉；内火焰筒(8)和外火焰筒(7)的掺混布置方式为一一相对布置即处在同一周向位置或交叉布置。

4.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述涡轮导向器叶片(9)个数为12～60片。

5.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述涡轮导向器叶片安装切向角(20)大小为0°～75°。

6.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述头部气流(1)经过主燃区与燃油混合当量比为0.6～1.5，掺混气流(3)掺混后的总当量比为0.4～1.0。

7.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述涡轮导向器叶片内部冷却通道(24)为简单的冷却通道或和复合冷却通道。

8.根据权利要求1所述的燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：所述的外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的头部高度是外火焰筒(7)和内火焰筒(8)出口高度的1.5～3倍。