[发明专利]一种适用于低温低压的闪急沸腾式蒸发腔火焰稳定器

说明书

本发明公开了一种适用于低温低压的闪急沸腾式蒸发腔火焰稳定器，包括火焰稳定器、设置于所述火焰稳定器前端用于向所述火焰稳定器送入气流的进气管以及与所述进气管连通的供油系统；所述供油系统包括用于燃油预热的第一供油管道、与所述第一供油管道连通的位于所述火焰稳定器腔体内的第二供油管道以及与所述第二供油管道连通的出油管道，所述出油管道的出口与所述进气管连通。本发明通过火焰稳定器内部燃烧反应回热对航空燃油预热、强化液体燃油的雾化及蒸发，从而改善燃烧室在低温低压等极端条件下的点火及火焰稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种涡扇发动机加力燃烧室、亚燃冲压发动机燃烧室和涡扇/冲压组合循环发动机多涵道燃烧室的火焰稳定器，特别涉及一种适用于低温低压的闪急沸腾式蒸发腔火焰稳定器。

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、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。

随着现代高性能加力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，通常在燃烧室内采用值班火焰稳定器进行软点火。其中蒸发式火焰稳定器以其优越的贫油熄火性能和点火性能在俄罗斯的AL31-F发动机加力燃烧室和英国的斯贝发动机加力燃烧室的工程应用中取得了成功，利用蒸发管稳定器较宽的贫油点、熄火性能满足小加力比下的发动机推进性能。

但是将以加力燃烧室为背景设计的蒸发式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。尤其是在高空低压的条件下，航空煤油蒸发速率过低且燃烧化学反应速率较慢，多模态燃烧室内的可靠点火和火焰稳定更是一大技术难点。因此蒸发式火焰稳定器需要在低温低压的极端条件下使航空煤油能够较好地雾化及蒸发，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：为了解决多模态燃烧室工作范围宽，在低温低压等极端条件下燃烧室存在点火和火焰稳定的困难的问题，本发明提供一种适用于低温低压条件的闪急沸腾式蒸发腔火焰稳定器，通过外部热源和稳定器燃烧回热对航空煤油进行预热，利用航空煤油中低沸点成分在低压环境中的闪急沸腾强化煤油的雾化和蒸发性能。

技术方案：本发明所述的一种适用于低温低压的闪急沸腾式蒸发腔火焰稳定器，包括火焰稳定器、设置于所述火焰稳定器前端用于向所述火焰稳定器送入气流的进气管以及与所述进气管连通的供油系统；

所述供油系统包括用于燃油预热的第一供油管道、与所述第一供油管道连通的位于所述火焰稳定器腔体内的第二供油管道以及与所述第二供油管道连通的出油管道，所述出油管道的出口与所述进气管连通。

所述出油管道的出口与所述进气管之间设置有闪急沸腾喷嘴，所述闪急沸腾喷嘴包括用于燃油进入的第一喷孔、送出燃油的第二喷口以及闪急沸腾腔。

所述第一喷孔的孔径小于第二喷口的孔径。

所述火焰稳定器包括蒸发腔以及通过若干通孔与所述蒸发腔连通的值班火焰腔，所述进气管与所述蒸发腔连通。

所述火焰稳定器通过隔板将蒸发腔与值班火焰腔分隔。

所述第一供油管道的外周套设有加热元件。

所述第二供油管道包括沿着隔板边缘铺设的周向供油管以及与所述周向供油管出口连通的位于蒸发腔内的轴向供油管。

所述周向供油管为与隔板边缘以及值班火焰腔内壁贴合的扇形管道。