[发明专利]一种径向旋流掺混强化的火焰筒

说明书

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种径向旋流掺混强化的火焰筒，包括火焰筒外壁、火焰筒内壁、旋流器、头部转接段以及径向旋流掺混装置；火焰筒外壁与火焰筒内壁形成环状的燃烧室，火焰筒外壁与火焰筒内壁的前端之间安装有头部转接段，头部转接段上沿周向安装多个旋流器与喷嘴，旋流器将外部空气与喷嘴的燃油混合；火焰筒外壁与火焰筒内壁上均周向安装有多个径向旋流掺混装置，径向旋流掺混装置具有多个由旋流叶片形成的多个使气体流入燃烧室的旋流通道，所述旋流通道的中轴线与气体流线面相切，本发明可有效解决传统火焰筒掺混孔进气对燃烧室温度场调节能力不足的问题。

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种径向旋流掺混强化的火焰筒。

背景技术

传统火焰筒掺混孔一般为简单的圆形或马蹄形开孔，由其进入火焰筒的掺混气与主流燃气换热能力有限，对燃烧室温度场的调节能力不强；同时，传统火焰筒未对掺混空气进行有效组织，掺混孔进气为简单的空气射流，其射流空气柱沿火焰筒周向宽度较窄，不利于对燃烧室出口温度场进行调节。另外，未来高温升燃烧室的掺混空气量会越来越少，届时传统形式的掺混孔进气将无法满足燃烧室对出口温场的调节需求。

现有技术的缺点，首先，现有火焰筒掺混孔一般为简单的圆形或马蹄形开孔，由其进入火焰筒的掺混气与主流燃气换热能力有限，对燃烧室温度场的调节能力不强；

其次，现有火焰筒未对掺混空气进行有效组织，掺混孔进气为简单的空气射流，其射流空气柱沿火焰筒周向宽度较窄，不利于对燃烧室出口温度场进行调节；

最后，现有火焰筒掺混孔进气形式无法满足未来高温升燃烧室掺混空气量变少后，燃烧室对出口温场的调节需求。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种径向旋流掺混强化的火焰筒，包括：

火焰筒外壁、火焰筒内壁、旋流器、头部转接段以及径向旋流掺混装置；

火焰筒外壁与火焰筒内壁形成环状的燃烧室，火焰筒外壁与火焰筒内壁的前端之间安装有头部转接段，头部转接段上沿周向安装多个旋流器与喷嘴，旋流器将外部空气与喷嘴的燃油混合；

火焰筒外壁与火焰筒内壁上均周向安装有多个径向旋流掺混装置，径向旋流掺混装置具有多个由旋流叶片形成的多个使气体流入燃烧室的旋流通道，所述旋流通道的中轴线与气体流线面相切。

优选的是，径向旋流掺混装置具有上堵盖、下堵盖以及位于上堵盖与下堵盖之间的旋流叶片；旋流叶片、上堵盖与下堵盖之间形成的旋流通道，下堵盖具有联通所述燃烧室与所述旋流通道的旋流引导孔，旋流叶片沿旋流引导孔外周向分布，上堵盖中心处具有伸入旋流引导孔的整流锥。

优选的是，旋流叶片的叶中线与径向旋流掺混装置在旋流叶片中点出的半径具有夹角。

优选的是，相邻旋流叶片的叶中线之间具有预设角度的夹角。

优选的是，所述夹角的大小为360°除以旋流叶片的数量。

优选的是，火焰筒外壁的所述旋流通道与火焰筒外壁之间具有预设的安装高度，与火焰筒内壁的所述旋流通道与火焰筒内壁之间具有预设的安装高度。

优选的是，旋流叶片包括直叶片或弯扭叶片。

优选的是，旋流叶片的旋流半径r为旋流引导孔半径的0.6～1.2倍。

优选的是，旋流叶片的数量n为10～20个。

优选的是，叶片吼道的面积之和为旋流引导孔面积的0.3～0.6倍，叶片吼道在旋流通道截面积最小处。

优选的是，火焰筒外壁和火焰筒内壁上焊接的径向旋流掺混装置数量相等，且为旋流器的整数倍。

优选的是，火焰筒外壁和火焰筒内壁上焊接的径向旋流掺混装置的周向排布方式只能为顺排或叉排。