[发明专利]高容热强度的小尺寸环形燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天机械设计及制造技术领域，特别涉及一种高容热强度的小尺寸环形燃烧室。

背景技术

燃烧室容热强度定义为燃烧室在单位压力下，单位容积内燃料燃烧每小时所释放的热量，其是一个反应燃烧室结构紧凑性的指标。容热强度高，表明燃烧相同流量的燃料所需要的燃烧室容积小，因此其尺寸小，重量轻。在小型燃气涡轮发动机中，为了减小燃烧室尺寸和提高其容热强度通常采用带甩油盘的折流燃烧室。在这种燃烧室中，燃油供入到发动机主轴并流到装在主轴上的甩油盘，在主轴高速旋转的离心力作用下，通过帅油盘上的径向小孔甩入到燃烧室中。它可以保证在燃油流量极小时仍有良好的雾化，使得燃烧室在较小的容积内充分燃烧。

然而现有技术的缺点是，目前燃烧室尺寸及重量较大，无法满足小型化的需求。此外，燃烧室容热强度依然较低，需要改进。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别提出解决燃烧室尺寸及重量大，容热强度低的缺陷。

本发明实施例提出了一种高容热强度的小尺寸环形燃烧室，包括：燃烧室机匣；固定在所述燃烧室机匣之上的供油组件，所述供油组件上设置有多个喷油孔；与所述燃烧室机匣固定连接的外火焰筒、内火焰筒和高压涡轮导向器，其中，所述外火焰筒的直径大于所述内火焰筒的直径，所述外火焰筒的轴向长度大于所述内火焰筒的轴向长度，且所述外火焰筒包括外火焰筒壳体和前壁组件，所述外火焰筒壳体上依次设有多个主燃孔、多个长条形掺混孔和多个圆形掺混孔，所述前壁组件上沿周向从所述前壁组件的圆心向外依次设有冷却孔和切向槽缝；与所述多个喷油孔相对的甩油盘，所述喷油孔将燃油喷至所述甩油盘之上，其中，所述甩油盘具有多个径向喷油孔且所述甩油盘可高速旋转以将燃油甩入由所述外火焰筒和内火焰筒限定的火焰筒以对所述燃油进行雾化；和点火器，所述点火器用于对所述火焰筒之中的燃油进行点火。

在本发明的一个实施例中，所述高压涡轮导向器的入口设有空心叶片。

在本发明的一个实施例中，所述内火焰筒为波浪形。

在本发明的一个实施例中，所述内火焰筒上设有多个主燃孔和多个圆形掺混孔。

在本发明的一个实施例中，当所述环形燃烧室工作时，高压空气通过所述燃烧室机匣进入燃烧室之后分为三个部分，第一部分通过所述外火焰筒的前壁组件上的冷却孔和切向槽缝进入所述火焰筒内的主燃区，第二部分通过所述高压涡轮导向器空心叶片进入所述内火焰筒的环腔，并通过所述内火焰筒的主燃孔进入所述火焰筒内，第三部分通过所述外火焰筒的壳体上的主燃孔、长条形掺混孔和圆形掺混孔进入所述火焰筒内。

在本发明的一个实施例中，在所述高压空气的第一部分和第二部分进入火焰筒与所述甩油盘雾化后的燃油进行掺混后，所述点火器对燃油进行点火。

本发明实施例的小尺寸环形燃烧室具有以下优点：

1、本发明实施例采用甩油盘对燃油进行雾化，从而保证了燃油雾化的均匀性，并采用轴外供油的方式，有效解决了轴内供油方式旋转密封处漏油故障多的问题。

2、在本发明实施例中，外火焰筒径向直径大，轴向长度短，从而燃烧室可以采用径向燃烧方式，减小了燃烧室的体积，能够有效提高燃烧室容热强度。

3、外火焰筒的前壁组件的切向横槽和内火焰筒主燃孔可在火焰筒内形成多个小回流区，使得燃油在火焰筒内的燃烧区能够充分稳定燃烧。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的高容热强度的小尺寸环形燃烧室结构图；

图2为本发明实施例的外火焰筒的结构图；

图3为本发明实施例的内火焰筒的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。