一种旋流进气的火焰筒制造技术

本发明专利技术涉及一种旋流进气的火焰筒，包括火焰筒头部凹腔、火焰筒内环、火焰筒外环，所述火焰筒头部凹腔与火焰筒内环和火焰筒外环连接，所述焰筒内环位于火焰筒外环的内腔中；所述火焰筒头部凹腔的前端设置有主流进气孔、前进气导流槽，所述火焰筒头部凹腔的后端设置有后进气导流槽；所述火焰筒内环上设置有内壁掺混孔；所述火焰筒外环上设置有外壁掺混孔。本发明专利技术提高燃油雾化质量，加强油气混合，使燃烧更充分，提高燃烧效率。提高燃烧效率。提高燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种旋流进气的火焰筒


[0001]本专利技术涉及一种旋流进气的火焰筒，其可用于一种高原驻涡燃烧室，属于航空


技术介绍

[0002]燃烧室是微型涡喷发动机核心部件，将燃料化学能转变为热能，为发动机提供能量，其性能好坏直接决定发动机性能优劣。高原“低压低氧”下燃烧室存在两大问题：第一，高效燃烧；第二，可靠点火。如何既在受限空间内尽可能提高点火可靠性、稳定性、燃烧效率，又在保证性能前提下尽量缩小燃烧室尺寸是发展高原型涡喷发动机亟需解决的问题。因此，需要从理论上掌握高原燃烧室性能特征及规律，从工程上发展先进燃烧技术，提出新型燃烧室—高原驻涡燃烧室。
[0003]驻涡燃烧室采用分级供油、分区燃烧组织方式，利用凹腔产生回流区稳定火焰，对燃烧室进口气动参数适应性强，具有结构紧凑、火焰稳定性强、工作范围宽、点火容易、贫油熄火极限低、燃烧效率高等优点,火焰筒的构造及其重要，因此需要对驻涡燃烧室火焰筒进行的研究还有待提高，这对燃烧室性能提高会有很大帮助。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种旋流进气的火焰筒，提高燃油雾化质量，加强油气混合，使燃烧更充分，提高燃烧效率。
[0005]本专利技术通过如下技术方案实现。
[0006]一种旋流进气的火焰筒，包括火焰筒头部凹腔、火焰筒内环、火焰筒外环，所述火焰筒头部凹腔与火焰筒内环和火焰筒外环连接，所述焰筒内环位于火焰筒外环的内腔中；
[0007]所述火焰筒头部凹腔的前端设置有主流进气孔、前进气导流槽，所述火焰筒头部凹腔的后端设置有后进气导流槽；主流进气孔的开孔直径为6～8mm，主流进气孔均匀分布16个；前进气导流槽的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，前进气导流槽为顺时针旋转的斜孔，周向排布90个；后进气导流槽的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，后进气导流槽为逆时针旋转的斜孔，周向排布60个；
[0008]所述火焰筒内环上设置有内壁掺混孔，内壁掺混孔的开孔直径为6～8mm，内壁掺混孔为8个，错开排布；
[0009]所述火焰筒外环上设置有外壁掺混孔，外壁掺混孔的开孔直径为6～8mm，外壁掺混孔为16个，错开排布。
[0010]进一步，整个火焰筒总长度为165mm，火焰筒头部凹腔的外圈半径为118mm，火焰筒内环的内圈半径为40mm，厚度为0.5mm；火焰筒头部凹腔的长度为50mm，高度为35mm；火焰筒的出口高度为36mm，火焰筒外壁半径为400mm。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的优点和取得的有益效果为：
[0012]第一，火焰更加稳定。火焰筒头部凹腔旋流进气，使得火焰筒头部凹腔内的回流区
更加稳定，火焰筒头部凹腔涡系结构不受主流影响，火焰筒头部凹腔内的火焰更加稳定。
[0013]第二，提高燃烧效率。火焰筒头部凹腔旋流进气，气流在周向流动距离增加，燃油驻留时间增加，使得燃料在火焰筒头部凹腔内能充分燃烧，提高了燃烧效率。
[0014]第三，提高周向联焰性能。利用气动力加速火焰的周向传递速度，加强头部之间的质量能量传递，提高发动机的周向联焰性能。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中涉及的火焰筒等轴视图。
[0016]图2为本专利技术中涉及的火焰筒局部剖视图。
[0017]图3为本专利技术中涉及的火焰筒侧视图。
[0018]图4为图3中A处放大图。
[0019]图5为本专利技术中涉及的前进气导流槽局部剖视图。
[0020]图6为本专利技术中涉及的火焰筒的截面流场图。
[0021]图7为本专利技术中涉及的火焰筒的流线图。
[0022]图中：1、火焰筒头部凹腔，101、主流进气孔，102、前进气导流槽，103、后进气导流槽；
[0023]2、火焰筒内环，201、内壁掺混孔；
[0024]3、火焰筒外环，301、外壁掺混孔。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0026]如图1至图7所示，一种旋流进气的火焰筒，包括火焰筒头部凹腔1、火焰筒内环2、火焰筒外环3，所述火焰筒头部凹腔1与火焰筒内环2和火焰筒外环3连接，所述焰筒内环位于火焰筒外环的内腔中；
[0027]所述火焰筒头部凹腔1的前端设置有主流进气孔101、前进气导流槽102，所述火焰筒头部凹腔1的后端设置有后进气导流槽103；主流进气孔101的开孔直径为6～8mm，主流进气孔101均匀分布16个；前进气导流槽102的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，前进气导流槽102为顺时针旋转的斜孔，周向排布90个；后进气导流槽103的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，后进气导流槽103为逆时针旋转的斜孔，周向排布60个；
[0028]所述火焰筒内环2上设置有内壁掺混孔201，内壁掺混孔201的开孔直径为6～8mm，内壁掺混孔201为8个，错开排布；
[0029]所述火焰筒外环3上设置有外壁掺混孔301，外壁掺混孔301的开孔直径为6～8mm，外壁掺混孔301为16个，错开排布。
[0030]进一步，整个火焰筒总长度为165mm，火焰筒头部凹腔1的外圈半径为118mm，火焰筒内环2的内圈半径为40mm，厚度为0.5mm；火焰筒头部凹腔1的长度为50mm，高度为35mm；火焰筒的出口高度为36mm，火焰筒外壁半径为400mm。
[0031]工作原理：从离心压气机扩压器流出的高压空气进入燃烧室后，主要分成两股；大部分第一股空气经过前进气导流槽102和后进气导流槽103流入火焰筒头部凹腔1中，在火焰筒头部凹腔1中形成回流区，用来稳定火焰，火焰筒头部凹腔1承担燃烧室点火和所有工
况下燃烧，大部分燃油在此处燃烧；大部分第二股空气从主流进气孔101流入，并与火焰筒头部凹腔1内空气相互作用，形成中间区，参与补燃，可进一步促进燃烧，提高燃烧效率；少部分第一股和第二股气体从外壁掺混孔301和内壁掺混孔201进入火焰筒，形成掺混区，用于调控燃烧室出口温度。
[0032]这种旋流进气的火焰筒，采用轴向分区燃烧，增加中间区，可提高燃烧效率，降低燃烧排放污染，且结构相对简单。
[0033]以上所述仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本专利技术说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋流进气的火焰筒，其特征在于，包括火焰筒头部凹腔(1)、火焰筒内环(2)、火焰筒外环(3)，所述火焰筒头部凹腔(1)与火焰筒内环(2)和火焰筒外环(3)连接，所述焰筒内环位于火焰筒外环的内腔中；所述火焰筒头部凹腔(1)的前端设置有主流进气孔(101)、前进气导流槽(102)，所述火焰筒头部凹腔(1)的后端设置有后进气导流槽(103)；主流进气孔(101)的开孔直径为6～8mm，主流进气孔(101)均匀分布16个；前进气导流槽(102)的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，前进气导流槽(102)为顺时针旋转的斜孔，周向排布90个；后进气导流槽(103)的宽度和高度均为2mm，长度为4～6mm，后进气导流...

【专利技术属性】
技术研发人员：江平，熊思敏，张逸凡，许文卓，杜钊，张名强，刘子涵，冉思凡，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：