[发明专利]旋转可变式低污染燃烧室和航空发动机

说明书

本发明公开了一种旋转可变式低污染燃烧室，包括燃烧室机匣、火焰筒以及联动齿轮组，燃烧室机匣上设置有第一安装座和第二安装座，第一安装座上设置有主燃筒，主燃筒上开设有用于排出高压空气的主燃孔，第二安装座上设置有掺混筒，掺混筒上开设有用于排出高压空气的掺混孔；火焰筒设置在燃烧室机匣内，火焰筒上开设有第一安装孔和第二安装孔，主燃筒穿过第一安装孔以使主燃孔位于火焰筒内，掺混筒穿过第二安装孔以使掺混孔位于火焰筒内；联动齿轮组设置在所燃烧室机匣上，联动齿轮组绕燃烧室机匣周向转动以带动主燃筒以第一安装孔的中心轴为轴心转动；或/和以带动掺混筒以第二安装孔的中心轴为轴心转动。

技术领域

本发明涉及航空辅助动力装置的技术领域，特别地，涉及一种旋转可变式低污染燃烧室。本发明还涉及一种包括上述旋转可变式低污染燃烧室的航空发动机。

背景技术

燃烧室是航空辅助动力装置上的重要部件之一，燃烧室位于压气机和涡轮之间，压气机增压后的高压空气在燃烧室内与航空煤油充分反应，并为涡轮提供高温高压的燃气。燃烧室的气动和结构设计直接关系到燃烧室的可靠点火和稳定燃烧，从而关系到燃烧室的燃烧效率、出口温度分布等性能参数，直接影响发动机的整机性能。

燃烧室内主要有火焰筒、燃烧室机匣、燃油喷嘴。它的工作原理是：发动机在工作时，压气机提供的全部高压空气经过火焰筒上的小孔流入火焰筒内，与燃油喷嘴喷射的航空煤油混合燃烧，在火焰筒内形成高温高压的燃气，燃气随流通通道输送给涡轮进行功率转换。

现有的燃烧室结构通常存在以下缺陷：

燃烧室火焰筒上的主燃孔和掺混孔的位置固定，使得燃烧室的性能无法各状态均达到最优性能。火焰筒上的小孔由主燃筒安装孔、掺混筒安装孔、发散孔和气膜冷却孔等组成，主燃孔和掺混孔的位置直接影响火焰筒内主燃区和掺混区的区域大小，进而对航空煤油的有效燃烧和掺混起到重要的作用。现有燃烧室的火焰筒上主燃孔和掺混孔的开孔位置无法变化，各发动机工作状态下主燃区和掺混区的区域大小相对变化较小，使得燃烧室的性能无法各状态均达到最优性能。

发明内容

本发明提供了一种旋转可变式低污染燃烧室，以解决现有的燃烧室主燃区和掺混区区域大小难以调控、主燃和掺混气流流动方向无法随发动机工况而调整的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种旋转可变式低污染燃烧室，包括燃烧室机匣、火焰筒以及联动齿轮组，所述燃烧室机匣上设置有第一安装座和第二安装座，所述第一安装座上设置有主燃筒，所述主燃筒上开设有用于排出高压空气的主燃孔，所述第二安装座上设置有掺混筒，所述掺混筒上开设有用于排出高压空气的掺混孔；所述火焰筒设置在所述燃烧室机匣内，第一安装孔和第二安装孔，所述主燃筒穿过所述第一安装孔以使所述主燃孔位于所述火焰筒内，所述掺混筒穿过所述第二安装孔以使所述掺混孔位于所述火焰筒内；所述联动齿轮组设置在所燃烧室机匣上，所述联动齿轮组绕所述燃烧室机匣周向转动以带动所述主燃筒以所述第一安装孔的中心轴为轴心转动并使所述主燃孔相对于所述第一安装孔的位置改变；或/和以带动所述掺混筒以所述第二安装孔的中心轴为轴心转动并使所述掺混孔相对于所述第二安装孔的位置改变。

进一步地，所述燃烧室机匣上设置有第三安装座，所述第三安装座上设置有燃油喷嘴，所述火焰筒内开设有第三安装孔，所述燃油喷嘴的出油端穿过所述第三安装孔并与所述火焰筒固定。

进一步地，所述主燃孔与所述掺混孔均朝向所述燃油喷嘴的出油端倾斜设置。

进一步地，所述火焰筒与所述燃烧室机匣之间形成有过气通道，所述主燃筒的侧壁上开设有主燃进气孔，所述主燃进气孔位于所述过气通道内以收集过气通道内的高压空气；所述掺混筒的侧壁上开设有掺混进气孔，所述掺混进气孔位于所述过气通道内以收集过气通道内的高压空气。

进一步地，所述主燃进气孔是数量为多个，多个所述主燃进气孔周向排布在所述主燃筒的侧壁上；所述掺混进气孔的数量为多个，多个所述掺混进气孔周向排布在所述掺混筒的侧壁上。