[发明专利]一种蒸发式组合火焰稳定器

说明书

本发明公开了一种蒸发式组合火焰稳定器，包括外壁式火焰稳定器，所述外壁式火焰稳定器包括水平延伸的第一段、沿着所述第一段末端与水平方向呈锥角向内延伸的第二段以及沿着所述第二段末端水平延伸的第三段；围绕所述第一段的内壁面与第二段的内壁面交接处设置的蒸发管，所述蒸发管在第二段上开设有油气出口；所述第三段下表面设置有径向火焰稳定器。本发明蒸发式组合火焰稳定器解决了组合火焰稳定器的值班点火性能受径向火焰稳定器影响，值班火焰稳定器的贫油点熄火界限在宽飞行包线下偏小，值班区流场被破坏的问题，改善了值班火焰稳定器的点火性能，拓宽了值班火焰稳定器的工作范围。

技术领域

本发明涉及一种燃烧室中使用的火焰稳定器，特别涉及一种蒸发式组合火焰稳定器。

背景技术

涡轮基组合循环发动机(Turbine-based combined cycle，简称TBCC)作为一种吸气式发动机具有飞行范围广、可常规起降和可重复使用等性能优势被认为是现阶段最有希望的高超声速飞行器动力装置。由于涵道比在整个工作范围内变化大的特点造成TBCC发动机多模态燃烧室内部来流温度较低和局部流速过大的流动条件给多模态燃烧室内部的点火和火焰稳定带来困难。

随着现代高性能多模态燃烧室内气流速度的提高，为了保证燃烧室可靠的点火性能，通常在燃烧室外环采用值班火焰稳定器进行软点火，并组合使用径向火焰稳定器以提高火焰传播的能力，形成凹腔/支板组合或后台阶/支板组合火焰稳定器。但大量采用的径向火焰稳定器会提高稳定器尾缘速度、破坏值班区流场，对燃烧室的值班点火性能产生不利影响。

同时将组合火焰稳定器直接应用于多模态燃烧室，其性能必然会受到多模态燃烧室苛刻流动条件的制约。一方面目前加力燃烧室的进口温度范围为650K～1050K，而多模态燃烧室的大涵道比工作时的最低温度可达450K，对航空燃油的雾化蒸发不利；另一方面加力燃烧室的Ma一般不大于0.25，而多模态燃烧室在冲压模式下的局部Ma相对较大，最大可到0.4，这样的低温和高速条件对点火及火焰稳定的要求远超过现有加力燃烧室和亚燃冲压燃烧室的技术水平。因此，后台阶/支板组合火焰稳定器需要具有更宽广的贫油点火性能和贫油熄火性能才能满足多模态燃烧室整个工作包线内来流条件变化大的使用需求。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种蒸发式组合火焰稳定器，在不影响燃烧室火焰传播性能的前提下，改善值班火焰稳定器的点火性能，拓宽值班火焰稳定器的工作范围，解决了现有组合稳定器在相对低温和高速气流下的贫油点熄火性能不足的问题。

技术方案：本发明所述的一种蒸发式组合火焰稳定器，包括外壁式火焰稳定器，所述外壁式火焰稳定器包括水平延伸的第一段、沿着所述第一段末端与水平方向呈锥角，向内延伸的第二段以及沿着所述第二段末端水平延伸的第三段；围绕所述第一段的内壁面与第二段的内壁面交接处设置有蒸发管，所述蒸发管在第二段上开设有油气出口；所述第三段下表面设置有径向火焰稳定器。

本发明外壁式火焰稳定器与径向火焰稳定器的组合形式，保证值班区连续完整的回流区结构，能在不影响火焰传播性能的前提下改善值班点火性能，增强燃油的雾化、蒸发，拓宽贫油熄火界限。

本发明的一种优选方式为所述第一段上表面垂直设置有喷油杆，所述第一段下表面设置有水平延伸的引气管，所述引气管末端与所述蒸发管连通。

本发明的一种优选方式为所述喷油杆通过燃油喷嘴与所述引气管连通。

本发明的一种优选方式为所述引气管内部设置有位于所述燃油喷嘴下方的溅油板。

本发明的一种优选方式为所述径向火焰稳定器的尾缘与所述外壁式火焰稳定器尾缘平齐。

本发明的一种优选方式为所述径向火焰稳定器横截面呈V型结构。

本发明的一种优选方式为所述油气出口为矩形孔。

本发明的一种优选方式为所述蒸发管为与第一段及第二段形成的内角相匹配的扇形管。