一种涡喷发动机燃烧组件结构制造技术

本发明专利技术公开了一种涡喷发动机燃烧组件结构，在中间为空腔结构机匣两端分别设置导向器和前盖，在导向器上固定与机匣同轴的轴套，轴套另一端外圈固定有扩压器，导流叶片与轴套连接面沿轴套轴线的截面为V型，轴套外圈设置有与轴套同轴设置的一端端面沿轴套轴线的截面为V型双层环形燃烧舱，两个V型结构能够使由扩压器进入的气体更加贴合双层环形燃烧舱V型结构壁面，同时避免扩压器进入的气体在入气口回流，使速度场更加均匀，优化高速流场，避免局部出现高速区，可以将燃烧室主燃区提前，进一步降低燃烧室出口温度；并且有利于扩压器和双层环形燃烧舱的轴向距离缩小，从而减小发动机总长度，降低发动机重量，有利于涡喷发动机燃烧组件小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种涡喷发动机燃烧组件结构
本专利技术属于发动机燃烧结构领域，具体涉及一种涡喷发动机燃烧组件结构。
技术介绍
燃烧室本身的重量和体积是飞行器性能的一个重要限制，在保留蒸发管式燃烧室本身优点的同时降低重量和体积，是一个重要的设计方向。蒸发管式燃烧室具有结构简单、易于加工、成本低和综合燃烧性能好等优势；对于趋于小型化的微型涡喷发动机燃烧室结构，微型涡喷发动机燃烧室结构内的零件多，各零件之间连接结构复杂，在微型涡喷发动机燃烧室内，各零件之间的安装连接导致燃烧组件的流阻变大，影响了燃烧组件的整体性能，并且各零件之间采用机械结构连接，其燃烧空间需满足安装空间，在发动机燃烧室制造和发动机燃烧室制造内零件维修过程中的焊接或补焊会导致材料性能损失，零件焊接或补焊后无法通过热处理消除应力和恢复性能，从而影响了发动机燃烧室产品性能和质量，而目前研究人员预将涡喷发动机燃烧室内的零件一体成型，但是无法有效确保涡喷发动机燃烧室的燃烧效率以及各零件之间对燃烧组件的流阻变化影响，目前尚未出现能够确保涡喷发动机燃烧室的燃烧效率同时使涡喷发动机燃烧室体积小型化的一体成型的涡喷发动机燃烧室结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种涡喷发动机燃烧组件结构，以克服现有结构的不足，本申请能够有效降低燃烧组件的流阻，提高整体性能。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种涡喷发动机燃烧组件结构，包括中间为空腔结构的机匣，机匣的一端设置有导向器，导向器上固定有与机匣同轴的轴套，轴套一端固定于导向器上，轴套另一端外圈固定有扩压器；扩压器包括若干沿机匣内壁周向阵列的导流叶片，相邻两个导流叶片之间形成扩压风道，扩压器端部设置有中间设有圆形开口的前盖；导流叶片与轴套连接面沿轴套轴线的截面为V型；轴套外圈设置有与轴套同轴设置的双层环形燃烧舱，双层环形燃烧舱的舱壁壁面开设有气膜孔；双层环形燃烧舱一端端面沿轴套轴线的截面为V型，双层环形燃烧舱端部的V型与轴套和导流叶片的V型方向一致；导向器的外周设有燃烧室点阵栅格，双层环形燃烧舱的另一端固定于导向器上，导向器上开设有连通双层环形燃烧舱内腔的喷气口；双层环形燃烧舱内设置有一端固定于燃烧室点阵栅格上的蒸发管，燃烧室点阵栅格内埋设有喷油口位于蒸发管内的燃油喷嘴。进一步的，轴套外侧设有斜支撑结构，导流叶片端部为斜坡结构，斜支撑结构与导流叶片端部的斜坡结构的截面为V型。进一步的，斜支撑结构沿轴套外侧周向设置，轴套与斜支撑结构之间设有斜支撑点阵栅格结构；斜支撑结构与轴套轴线夹角为30°～60°。进一步的，导流叶片的斜坡结构坡度为30°～60°。进一步的，轴套管壁周向间隔均匀设置有若干沿轴套轴向设置的冷却通道，导向器上设置有连通冷却通道的冷却出口；斜支撑结构上设有连通冷却通道的风冷通道，风冷通道的风冷口开设于斜支撑结构位于斜支撑点阵栅格结构一侧表面，轴套的端部开设有连通斜支撑点阵栅格结构空间的风冷进口。进一步的，导流叶片内设有引射气流道扩压器点阵栅格，导流叶片的引射气流道扩压器点阵栅格内埋设有油冷流道管路，前盖上开设有与油冷流道管路一端连通的油冷进口，油冷流道管路另一端埋设于轴套内并在位于引射气流道扩压器点阵栅格一侧开设油冷出口，斜支撑点阵栅格结构内设有连通油冷出口与冷却通道的油冷通道，连通油冷通道的冷却通道与连通风冷通道的冷却通道间隔设置。进一步的，双层环形燃烧舱包括同轴嵌套设置的燃烧室外壁面和燃烧室内壁面，燃烧室外壁面一端和燃烧室内壁面一端通过燃烧室前端壁面连接，燃烧室前端壁面沿轴套轴线的截面形状为V型，V型顶点圆弧过渡。进一步的，圆弧过渡半径为2mm～8mm。进一步的，燃烧室内壁面的另一端固定于导向器上端面，燃烧室外壁面的另一端与蒸发管一端通过燃烧室后端壁面连接，燃烧室后端壁面的外边缘和燃烧室外壁面的另一端连接，机匣的侧壁与导向器之间通过后盖连接，后盖内设置有环形设置的分油环，燃油喷嘴另一端与分油环连通。进一步的，燃油喷嘴的轴线和燃烧室轴线之间的夹角为15°～35°，燃油喷嘴在蒸发管内部的长度占蒸发管总长的1％～5％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术一种涡喷发动机燃烧组件结构，采用中间为空腔结构的机匣，在机匣两端分别设置导向器和前盖，在导向器上固定与机匣同轴的轴套，轴套另一端外圈固定有扩压器，导流叶片与轴套连接面沿轴套轴线的截面为V型，轴套外圈设置有与轴套同轴设置的一端端面沿轴套轴线的截面为V型双层环形燃烧舱，双层环形燃烧舱端部的V型与轴套和导流叶片的V型方向一致，两个V型结构能够使由扩压器进入的气体更加贴合双层环形燃烧舱V型结构壁面，同时避免扩压器进入的气体在入气口回流，使速度场更加均匀，优化高速流场，避免局部出现高速区，双层环形燃烧舱前端开设气膜孔接入引射空气，可以将燃烧室主燃区提前，进一步降低燃烧室出口温度；采用两个V型结构将扩压器和双层环形燃烧舱的轴向距离缩小，从而减小发动机总长度，降低发动机重量，有利于涡喷发动机燃烧组件小型化。进一步的，轴套外侧设有斜支撑结构，导流叶片端部为斜坡结构，斜支撑结构与导流叶片端部的斜坡结构的截面为V型，有利于导流叶片与轴套一体成型，提高打印效率。进一步的，斜支撑结构与轴套轴线夹角以及导流叶片的斜坡结构坡度均为30°～60°，有利于气流平缓过渡进入双层环形燃烧舱内。进一步的，在斜支撑结构上设置连通轴套外管壁上冷却通道的风冷通道，利用扩压器上的油冷流道管路及风冷通道间隔冷却，提高轴套的冷却效率，利用斜支撑结构提高轴套结构强度以及优化扩压器进气的速度场，同时减轻重量、减小外廓尺寸，加快迭代，缩短制造周期，提升燃烧组件整体性能,采用双冷却流道，强化换热，提高冷却效果，进一步降低轴套和导向器的温度分布，延长使用寿命；风冷进口和油冷进口在前盖上沿圆周间隔设置，提高冷却效率，避免冷却不均匀。进一步的，V型截面的顶点圆弧半径为2mm～8mm，能够更好的优化扩压器进气的高速流场，提高空气进入双层燃烧舱内的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例中燃烧组件结构剖视图。图2为本专利技术实施例中燃烧组件结构俯视图。图3为本专利技术实施例中燃烧组件结构正视图。图4为本专利技术实施例中燃烧组件结构仰视图。图5为本专利技术实施例中燃烧组件结构立体图。图6为本专利技术图1中B处局部放大图。图7为本专利技术实施例中油冷流道管路示意图。图8为本专利技术实施例中油冷流道管路设置结构示意图。图9为本专利技术实施例中油冷流道管路俯视图。图10为本专利技术实施例中油冷流道管路立体图。其中：1-油冷进口；2-风冷进口；3-机匣；4-导向器；5-涡轮冷却进口；6-扩压器；7-前盖；8-引射气流道扩压器点阵栅格；9-燃烧室前端壁面；10-外气膜孔；11-燃烧室外壁面；12-蒸发管；13-燃油喷嘴；14-燃烧室后端壁面；15-翅片；16-燃烧室内壁面；17-轴套；18-分油环；19-内气膜孔；20-后盖；21-油冷出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，包括中间为空腔结构的机匣(3)，机匣(3)的一端设置有导向器(4)，导向器(4)上固定有与机匣(3)同轴的轴套(17)，轴套(17)一端固定于导向器(4)上，轴套(17)另一端外圈固定有扩压器(6)；/n扩压器(6)包括若干沿机匣(3)内壁周向阵列的导流叶片(27)，相邻两个导流叶片(27)之间形成扩压风道(28)，扩压器(6)端部设置有中间设有圆形开口的前盖(7)；导流叶片(27)与轴套(17)连接面沿轴套(17)轴线的截面为V型；/n轴套(17)外圈设置有与轴套(17)同轴设置的双层环形燃烧舱(29)，双层环形燃烧舱(29)的舱壁壁面开设有气膜孔；双层环形燃烧舱(29)一端端面沿轴套(17)轴线的截面为V型，双层环形燃烧舱(29)端部的V型与轴套(17)和导流叶片(27)的V型方向一致；/n导向器(4)的外周设有燃烧室点阵栅格(26)，双层环形燃烧舱(29)的另一端固定于导向器(4)上，导向器(4)上开设有连通双层环形燃烧舱(29)内腔的喷气口(35)；双层环形燃烧舱(29)内设置有一端固定于燃烧室点阵栅格(26)上的蒸发管(12)，燃烧室点阵栅格(26)内埋设有喷油口位于蒸发管(12)内的燃油喷嘴(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，包括中间为空腔结构的机匣(3)，机匣(3)的一端设置有导向器(4)，导向器(4)上固定有与机匣(3)同轴的轴套(17)，轴套(17)一端固定于导向器(4)上，轴套(17)另一端外圈固定有扩压器(6)；
扩压器(6)包括若干沿机匣(3)内壁周向阵列的导流叶片(27)，相邻两个导流叶片(27)之间形成扩压风道(28)，扩压器(6)端部设置有中间设有圆形开口的前盖(7)；导流叶片(27)与轴套(17)连接面沿轴套(17)轴线的截面为V型；
轴套(17)外圈设置有与轴套(17)同轴设置的双层环形燃烧舱(29)，双层环形燃烧舱(29)的舱壁壁面开设有气膜孔；双层环形燃烧舱(29)一端端面沿轴套(17)轴线的截面为V型，双层环形燃烧舱(29)端部的V型与轴套(17)和导流叶片(27)的V型方向一致；
导向器(4)的外周设有燃烧室点阵栅格(26)，双层环形燃烧舱(29)的另一端固定于导向器(4)上，导向器(4)上开设有连通双层环形燃烧舱(29)内腔的喷气口(35)；双层环形燃烧舱(29)内设置有一端固定于燃烧室点阵栅格(26)上的蒸发管(12)，燃烧室点阵栅格(26)内埋设有喷油口位于蒸发管(12)内的燃油喷嘴(13)。


2.根据权利要求1所述一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，轴套(17)外侧设有斜支撑结构(30)，导流叶片(27)端部为斜坡结构，斜支撑结构(30)与导流叶片(27)端部的斜坡结构的截面为V型。


3.根据权利要求2所述一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，斜支撑结构(30)沿轴套(17)外侧周向设置，轴套(17)与斜支撑结构(30)之间设有斜支撑点阵栅格结构(31)；斜支撑结构(30)与轴套(17)轴线夹角为30°～60°。


4.根据权利要求2所述一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，导流叶片(27)的斜坡结构坡度为30°～60°。


5.根据权利要求3所述一种涡喷发动机燃烧组件结构，其特征在于，轴套(17)管壁周向间隔均匀设置有若干沿轴套(17)轴向设置的冷却通道(32)，导向器(4)上设置有连通冷却通道(32)的冷却出口(5)；斜支撑结构(30)上设有连通冷却通道(32)的风冷通道(33)，风冷通道(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，眭晓蔚，代赟，杨红伟，袁元园，杜璧玺，程晓东，王瑞，秦岭，卢秉恒，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61