[发明专利]一种薄膜蒸发式火焰稳定器及燃烧室

说明书

本发明公开了一种薄膜蒸发式火焰稳定器及燃烧室。所述的薄膜蒸发式火焰稳定器，包括凹腔火焰稳定器以及设置于所述凹腔火焰稳定器前端的水平延伸的第一分流板，所述凹腔火焰稳定器包括垂直延伸的前缘板、沿着所述前缘板的上端面水平向后延伸的主板以及设置于所述主板尾端倾斜向下延伸的后缘板，所述第一分流板下壁面固定有支板火焰稳定器，所述前缘板的下端固定有沿着水平延伸的若干个液膜覆盖板。本发明通过利用薄膜覆盖板对凹腔部分遮挡的方式削弱径向支板火焰稳定器对凹腔火焰稳定器流场的破坏，并利用薄膜蒸发供油的方式增加值班区内的气相燃油浓度，拓宽常规凹腔/支板火焰稳定器的工作范围。

技术领域

本发明涉及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模态燃烧室，特别涉及一种薄膜蒸发式火焰稳定器及燃烧室。

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/支板组合火焰稳定器。由于燃烧室进口来流工况范围变宽，来流温度更低、速度更大，径向火焰稳定器会堵塞流道造成值班火焰稳定器内流动速度增加，同时径向稳定器后形成的低速回流区还会卷吸值班区流动、破坏值班区流动形式，缩小的低速回流区和增大的速度梯度均不利于点火和火焰稳定，进而恶化燃烧室的值班点火性能和火焰稳定能力。

同时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，多模态燃烧室内的低温、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，凹腔/支板火焰稳定器需要具有更宽广的贫油点火性能和火焰稳定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：为了解决现有凹腔/支板火焰稳定器中起值班点火作用的凹腔火焰稳定器易受径向支板火焰稳定器的影响，导致火焰稳定器的贫油点火和火焰稳定能力很难满足宽飞行包线工作要求的问题，本发明提供了一种薄膜蒸发式火焰稳定器，利用薄膜覆盖板对凹腔部分遮挡的方式削弱径向支板火焰稳定器对凹腔火焰稳定器流场的破坏并改善点火性能和火焰稳定能力。本发明还提供了含有该火焰稳定器的燃烧室。

技术方案：本发明所述的一种薄膜蒸发式火焰稳定器，包括凹腔火焰稳定器以及设置于所述凹腔火焰稳定器前端的水平延伸的第一分流板，所述凹腔火焰稳定器包括垂直延伸的前缘板、沿着所述前缘板的上端面水平向后延伸的主板以及设置于所述主板尾端倾斜向下延伸的后缘板，所述第一分流板下壁面固定有支板火焰稳定器，所述前缘板的下端固定有沿着水平延伸的若干个液膜覆盖板。

所述支板火焰稳定器的两侧设置有翼型供油结构，所述翼型供油结构沿着横向方向延伸且与所述第一分流板的下壁面之间具有用于气流通过的流道，所述液膜覆盖板与翼型供油结构的位置相匹配。

所述翼型供油结构设置有位于所述翼型供油结构上表面的第一喷油孔以及位于所述翼型供油结构下表面的第二喷油孔。

所述第一分流板下壁面固定有多个支板火焰稳定器，用于燃烧室横向联焰，多个所述支板火焰稳定器相对于凹腔火焰稳定器的轴向中心线对称设置。

所述支板火焰稳定器的水平截面呈三角形，所述支板火焰稳定器的两侧壁分布有若干个径向分布的第三喷油孔，所述支板火焰稳定器的尾缘与所述第一分流板的尾缘齐平。

所述翼型供油结构的尾缘与所述第一分流板的尾缘齐平。

所述液膜覆盖板为水平延伸的矩形板。