火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法技术

本申请涉及一种火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。所述火焰稳定器包括：钝体，钝体的钝面朝向高速来流设置，钝体内部设置有流动空腔，钝体的表面设置有射流喷嘴；导管，导管通入钝体的流动空腔，所述方法包括：将混合物通过导管通入钝体的流动空腔，从而混合物由于压差从钝体的射流喷嘴喷出，并在高速来流的作用下发生偏转形成气动屏障；气动屏障和钝体共同形成用于稳定火焰的回流区，本申请通过气动屏障和钝体共同形成的回流区来稳定火焰的，增加了火焰的稳定能力，降低了燃烧室不工作时的总压损失，减少了纯气动火焰稳定器引气量，从而提高了燃烧效率。高了燃烧效率。高了燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法


[0001]本申请涉及航空发动机
，特别是涉及一种火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。

技术介绍

[0002]目前，加力燃烧室、外涵燃烧室或者涡轮级间燃烧室由于只有在部分工况开启，大部分工况都处于不工作状态，从而希望在不工作时具有很小的流动损失，在工作时具有很好的火焰稳定能力。
[0003]但是，目前常用的钝体火焰稳定器具有尺寸不可调节的特点，在燃烧室工作或者不工作时，均具有同样的迎风面积，从而始终存在较大的流动损失。另一方面，纯粹依靠气体射流的气动火焰稳定器需要从压气机后引取较大流量的空气，会影响发动机总体性能。。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种一方面能够降低燃烧室不工作时的总压损失，另一方面可减少纯气动火焰稳定器引气量的一种火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法。
[0005]第一方面，本申请提供了火焰稳定器，其特征在于，上述火焰稳定器包括：
[0006]钝体，钝体包括非流线型、流线型、非流线型组合的机械结构，钝体内部设置有流动空腔，钝体的表面或者端部设置有射流喷嘴；
[0007]导管，导管通入钝体的流动空腔；
[0008]其中，射流空气和/或燃料通过导管通入钝体的流动空腔，从钝体的射流喷嘴喷出，并在高速来流的作用下发生偏转形成拱形气动屏障；气动屏障和上述钝体共同形成用于稳定火焰的回流区。
[0009]在其中一个实施例中，多个射流喷嘴均匀分布在钝体的表面。
[0010]在其中一个实施例中，各射流喷嘴为条形缝隙状，且各射流喷嘴沿上述钝体的展向方向设置。
[0011]在其中一个实施例中，射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴；
[0012]扩张型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴；收敛型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴；收敛扩张型射流喷嘴为射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴。
[0013]在其中一个实施例中，射流喷嘴为多个射流喷嘴沿同一方向依次排列的条状缝隙。
[0014]在其中一个实施例中，上述射流喷嘴为长方形、正方形、圆形、三角形、菱形和多边形中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，相邻射流喷嘴之间的距离小于预设长度，预设长度根据上
述射流喷嘴沿钝体展向方向长度确定。
[0016]在其中一个实施例中，钝体沿垂直于展向的截面形状包括流线形、V形、圆锥形、三角形和半圆形中的至少一种。
[0017]在其中一个实施例中，射流喷嘴的内部或火焰稳定器的内部空腔设置有燃料雾化和/或空气与燃料掺混装置。
[0018]第二方面，本申请还提供了一种燃烧室，上述燃烧室包括上述第一方面的火焰稳定器。
[0019]第三方面，本申请还提供了一种火焰稳定方法，应用于上述第一方面的火焰稳定器，上述火焰稳定器包括钝体和导管，上述方法包括：
[0020]向导管中通入射流空气和/或燃料，以使射流空气和/或燃料进入钝体的流动空腔，从钝体的射流喷嘴喷出，并在高速来流的作用下发生偏转形成气动屏障，在钝体和气动屏障的共同作用下，在钝体后方可形成比单纯钝体稳定器更大的回流区，在点火后，回流区可以有效吸卷高温燃气形成稳定点火源从而实现火焰稳定；
[0021]通过控制射流空气和/或燃料的流量调节射流空气和/或燃料从钝体的射流喷嘴喷出的喷出量，以调节回流区的大小；或者控制射流空气和燃料的流量比例，调节回流区内的组分；其中，回流区为钝体和气动屏障共同形成的。
[0022]上述火焰稳定器、燃烧室及火焰稳定方法，火焰稳定器包括钝体和导管，钝体内部设置有流动空腔，钝体的表面设置有射流喷嘴；导管通入钝体的流动空腔；将空气和/或燃料通过导管通入钝体的流动空腔，从而空气和/或燃料由于压差从钝体的射流喷嘴喷出，并在高速来流的作用下发生偏转形成气动屏障；气动屏障和钝体共同形成用于稳定火焰的回流区，本申请通过气动屏障和钝体共同形成的用于稳定火焰的回流区，增加了火焰的稳定能力，还可以增强油气掺混，能够降低燃烧室不工作时的总压损失，还可以减少纯气动火焰稳定器引气量，提高燃烧效率。
附图说明
[0023]图1为一个实施例火焰稳定器的结构示意图；
[0024]图2为一个实施例中射流喷嘴的结构示意图之一；
[0025]图3为一个实施例中射流喷嘴的结构示意图之二；
[0026]图4为一个实施例中射流喷嘴的结构示意图之三；
[0027]图5为一个实施例中射流喷嘴的结构示意图之四；
[0028]图6为一个实施例中射流喷嘴的结构示意图之五；
[0029]图7a为一个实施例中钝体的结构示意图之一；
[0030]图7b为一个实施例中钝体的结构示意图之二；
[0031]图7c为一个实施例中钝体的结构示意图之三；
[0032]图8为一个实施例中燃烧室的结构示意图；
[0033]图9为一个实施例中火焰稳定方法的步骤图。
[0034]附图标记：
[0035]火焰稳定器100；钝体101；射流喷嘴102；导管103；
[0036]回流区104；气动屏障105；条状射流喷嘴201；条状射流喷嘴202；
[0037]发散状射流喷嘴301；收敛状射流喷嘴401；收敛扩张状射流喷嘴501；
[0038]流线型钝体1011；三角形钝体1012；半圆形钝体1013；燃烧室601。
具体实施方式
[0039]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0040]在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0041]此外，在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0042]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火焰稳定器，其特征在于，所述火焰稳定器包括：钝体，所述钝体包括非流线型、流线型、流线型与非流线型组合的机械结构，所述钝体内部设置有流动空腔，所述钝体的表面或者端部设置有射流喷嘴；导管，所述导管通入所述钝体的流动空腔；其中，射流空气和/或燃料通过所述导管通入所述钝体的流动空腔，从所述钝体的射流喷嘴喷出，并在高速来流的作用下发生偏转形成拱形气动屏障；所述气动屏障和所述钝体共同形成用于稳定火焰的回流区。2.根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，一个或者多个所述射流喷嘴均匀分布在所述钝体的表面。3.根据权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，各所述射流喷嘴为条形缝隙状，且各所述射流喷嘴沿所述钝体的展向方向设置。4.根据权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷嘴包括扩张型射流喷嘴、收敛型射流喷嘴和收敛扩张型射流喷嘴；所述扩张型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从射流喷射装置的内壁到外壁逐渐增大的喷嘴；所述收敛型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从所述射流喷射装置的内壁到外壁逐渐减小的喷嘴；所述收敛扩张型射流喷嘴为所述射流喷嘴的尺寸从所述射流喷射装置的内壁到外壁先减小后增大的喷嘴。5.根据权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷嘴为多个射流喷嘴沿同一方向依次排列的条状缝隙。6.根据权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，所述射流喷嘴为长方形、正方形、圆形、三角形、菱形、椭圆形和多边形中的至少一种。7.根据权利要求5或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子万，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：