一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室制造技术

本发明专利技术公开了一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室，包括机匣、前端盖、前导气筒、后导气筒、固定筒、隔板、主流进气管、后壁引气管、N个前壁引气管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定杆、以及若干连接杆。本发明专利技术将前导气筒和后导气筒设置在机匣内，使其之间形成凹腔，凹腔内旋涡受到壁面的保护，因而稳定性更好，可作为稳定的值班级不断去点燃主流；同时主流为旋流，提高了凹腔气流与主流的掺混程度，提高了燃烧效率。了燃烧效率。了燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室


[0001]本专利技术涉及燃烧
，尤其涉及一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室。

技术介绍

[0002]燃烧室作为一种能源转换装置，可以将燃料的化学能通过燃烧这一化学反应转换为热能，利用热能提供动力或者实现其它各种用途。本燃烧室在旋流燃烧与驻涡燃烧两种经典燃烧组织原理的基础上发展而来。
[0003]旋流燃烧采用旋流器实现大的回流区组织燃烧，旋流燃烧方式燃烧过程稳定，对扰动的敏感性小。旋流燃烧作为经典的燃烧组织方式，广泛应用在航空发动机的燃烧室中。
[0004]凹腔驻涡燃烧是从20世纪90年代开始发展起来的一种燃烧组织方式。驻涡燃烧室采用了分级燃烧，包括值班级和主燃级。值班级一般由凹腔组成，通过合理组织供入凹腔的空气可以在凹腔内部形成驻定的旋涡，该旋涡由于受到凹腔保护对燃烧室工况的变化并不敏感；主燃级的油气混合物进入主燃烧区后由值班级点燃。近20年的研究工作取得了丰硕成果，验证了驻涡燃烧室的优越性能：火焰稳定性好、燃烧效率高、氮氧化物排放低等。
[0005]针对采用这两种燃烧组织方式的燃烧室，国内开展了大量的研究工作。在此研究基础上，凹腔与旋流的组合方式成为燃烧室的研究热点。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种内级凹腔与外级旋流相耦合的燃烧室。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室，包括机匣、前端盖、前导气筒、后导气筒、固定筒、隔板、主流进气管、后壁引气管、N个前壁引气管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定杆、以及若干连接杆，N为大于等于3的自然数；所述机匣为两端开口的空心圆柱体；所述前端盖为圆形，和所述机匣位于上游的一端同轴密闭固连；所述前导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，且前导气筒封闭端的中心设有供所述后壁进气管穿过的通孔；所述前导气筒设置在所述机匣内，其开口端和所述前端盖同轴密闭固连；所述后导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，所述固定筒为两端开口的空心圆柱体；所述后导气筒、固定筒均设置在所述机匣内；所述若干固定杆周向均匀设置在所述固定筒和机匣之间，均一端和所述机匣固连、另一端和所述固定筒固连，使得固定筒和所述机匣同轴；所述固定筒上游的一端和所述后导气筒的封闭端同轴固连；所述隔板为圆形，设置在所述后导气筒内、和所述后导气筒的上游端齐平，其中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述若干连接杆周向均匀设置在所述隔板和后导气筒封闭端之间，均一端和所述隔板固连，另一端和所述后导气筒封闭端固连；所述隔板和后
导气筒侧壁之间留有间隙；所述前端盖中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述后壁进气管一端依次穿过前端盖中心的通孔、前导气筒封闭端中心的通孔后和所述隔板中心的通孔密闭固连，且所述后壁进气管和前端盖密闭固连、和前导气筒封闭端中心的通孔之间留有间隙；所述N个前壁进气管绕所述后壁进气管周向均匀设置，均和所述前端盖垂直固连且均穿过所述前端盖，使得前导气筒和外界联通；所述前导气筒封闭端、后壁进气管、隔板之间形成凹腔；所述火花塞依次穿过所述前端盖、前导气筒封闭端后伸入凹腔，用于点火，且所述火花塞和所述前端盖、前导气筒封闭端均密闭固连；所述主流进气管和所述机匣上游联通，用于将外部气流引入机匣和前导气筒之间；所述若干支柱在所述前导气筒封闭端的侧壁外周向均匀设置，均一端和所述机匣的内壁固连、另一端和所述前导气筒的外壁固连；所述旋流器采用一级轴向旋流器，设置在所述机匣和所述前导气筒之间，且位于所述若干支柱的上游。
[0008]作为本专利技术一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室进一步的优化方案，所述N取4。
[0009]作为本专利技术一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室进一步的优化方案，所述旋流器的旋流数在0.6至1.2之间。
[0010]所述支板为正四棱柱。
[0011]所述所述火花塞的点火处和所述前导气筒封闭端位于下游的表面平齐。
[0012]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术采用分级分区的燃烧概念，凹腔内旋涡受到壁面的保护，因而稳定性更好，可作为稳定的值班级不断去点燃主流；同时主流为旋流，提高了凹腔气流与主流的掺混程度，提高了燃烧效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术沿火花塞轴线和前导气筒轴线的剖面结构及气流流动示意图；图3为本专利技术沿前导气筒轴线和一个前壁引气管轴线的剖面结构及气流流动示意图；图中，1
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后壁引气管，2
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前壁引气管，3
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火花塞，4
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主流进气管，5
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旋流器，6
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支柱，7
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前导气筒，8
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后导气筒，9
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固定筒，10
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隔板，11
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固定杆，12
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连接杆。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范
围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
[0015]应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等描述各个元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不受这些术语限制。这些术语仅仅用于将元件、组件和/或部分相互区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件和/或部分在不背离本专利技术教学的前提下可以成为第二元件、组件或部分。
[0016]如图1、图2、图3所示，本专利技术公开了一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室，包括机匣、前端盖、前导气筒、后导气筒、固定筒、隔板、主流进气管、后壁引气管、N个前壁引气管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定杆、以及若干连接杆，N为大于等于3的自然数；所述机匣为两端开口的空心圆柱体；所述前端盖为圆形，和所述机匣位于上游的一端同轴密闭固连；所述前导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，且前导气筒封闭端的中心设有供所述后壁进气管穿过的通孔；所述前导气筒设置在所述机匣内，其开口端和所述前端盖同轴密闭固连；所述后导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，所述固定筒为两端开口的空心圆柱体；所述后导气筒、固定筒均设置在所述机匣内；所述若干固定杆周向均匀设置在所述固定筒和机匣之间，均一端和所述机匣固连、另一端和所述固定筒固连，使得固定筒和所述机匣同轴；所述固定筒上游的一端和所述后导气筒的封闭端同轴固连；所述隔板为圆形，设置在所述后导气筒内、和所述后导气筒的上游端齐平，其中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述若干连接杆周向均匀设置在所述隔板和后导气筒封闭端之间，均一端和所述隔板固连，另一端和所述后导气筒封闭端固连；所述隔板和后导气筒侧壁之间留有间隙；所述前端盖中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室，其特征在于，包括机匣、前端盖、前导气筒、后导气筒、固定筒、隔板、主流进气管、后壁引气管、N个前壁引气管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定杆、以及若干连接杆，N为大于等于3的自然数；所述机匣为两端开口的空心圆柱体；所述前端盖为圆形，和所述机匣位于上游的一端同轴密闭固连；所述前导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，且前导气筒封闭端的中心设有供所述后壁进气管穿过的通孔；所述前导气筒设置在所述机匣内，其开口端和所述前端盖同轴密闭固连；所述后导气筒为一端开口、一端封闭的空心圆柱体，所述固定筒为两端开口的空心圆柱体；所述后导气筒、固定筒均设置在所述机匣内；所述若干固定杆周向均匀设置在所述固定筒和机匣之间，均一端和所述机匣固连、另一端和所述固定筒固连，使得固定筒和所述机匣同轴；所述固定筒上游的一端和所述后导气筒的封闭端同轴固连；所述隔板为圆形，设置在所述后导气筒内、和所述后导气筒的上游端齐平，其中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述若干连接杆周向均匀设置在所述隔板和后导气筒封闭端之间，均一端和所述隔板固连，另一端和所述后导气筒封闭端固连；所述隔板和后导气筒侧壁之间留有间隙；所述前端盖中心设有和所述后壁进气管相配合的通孔；所述后壁进气管一端依次穿过前端盖中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，金义，姚康鸿，王云飙，金宝东，王东浩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：