一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公布了一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，在燃燒室內(nèi)放置前鈍體和后鈍體，前鈍體和后鈍體之間形成凹腔，位于前鈍體上下兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)縱向渦發(fā)生器，所述進(jìn)氣通道為燃燒室進(jìn)口，燃燒室連接燃燒室出口。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是：（1）可以加強(qiáng)燃燒室內(nèi)燃料與空氣的摻混，有利于增強(qiáng)凹腔穩(wěn)焰及燃?xì)鈸交欤蠓忍岣呷紵?，降低污染物排放；?）縱向渦發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)適當(dāng)時(shí)，燃燒室在貧燃條件下可以實(shí)現(xiàn)低壓降、低污染的穩(wěn)定燃燒；（3）可有效提高燃料與空氣摻混效果，提高燃料利用率，節(jié)約燃料。
【專利說明】一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種旋渦燃燒室，尤其涉及一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室。

【背景技術(shù)】
[0002]穩(wěn)定燃燒是航空發(fā)動機(jī)燃燒室最基本的要求之一，但是由于進(jìn)口氣流速度高，給穩(wěn)定火焰帶來較大的困難?，F(xiàn)代航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室無一例外地設(shè)置了火焰穩(wěn)定器，在主燃燒室中廣泛采用的是旋流器，但是存在油氣混合不充分、火焰穩(wěn)定范圍窄、污染物排放控制難等問題。因此，發(fā)展各種新型的燃燒技術(shù)顯得尤為重要。美國Ramgen公司提出先進(jìn)旋潤燃燒室(Advanced Vortex Combustor,簡稱AVC)概念，國內(nèi)外研究表明，先進(jìn)旋潤燃燒室具有燃燒效率高、火焰穩(wěn)定域?qū)?、貧油熄火極限低、高空點(diǎn)火性能優(yōu)越及污染物排放低等明顯優(yōu)勢，從而受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。
[0003]先進(jìn)旋渦燃燒室通過凹腔內(nèi)產(chǎn)生的穩(wěn)定旋渦來充當(dāng)穩(wěn)定的點(diǎn)火源，以此來引燃主燃區(qū)域。燃料與空氣的摻混效果對燃燒室燃燒性能有重要影響。如果燃料與空氣摻混不均勻，就會出現(xiàn)富油現(xiàn)象，造成燃料的浪費(fèi)或者污染物排放的增多，還會在燃燒室內(nèi)出現(xiàn)局部高溫,損壞燃燒室。
[0004]常規(guī)的依靠射流的鈍體穩(wěn)焰燃燒室，需要在凹腔內(nèi)布置射流管或者在鈍體壁面布置射流孔，通過射流方式將燃料或空氣噴入燃燒室，這種方式有一定的不足:使用的噴射均為縱截面內(nèi)的平面噴射，這就大大降低了主流與射流的剪切作用，存在單一流線渦與主流摻混不足的缺點(diǎn)，使燃料與空氣的摻混率及氣流湍動性能大打折扣；增加耗油量；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；燃料與空氣摻混比例控制較難；換熱能力較低。
[0005]中國專利申請?zhí)枮?00910083881.7公開了一種鈍體穩(wěn)焰燃燒室，由于有射流孔或射流管，燃料通過射流進(jìn)入凹腔，相對于本實(shí)用新型而言，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油氣比例控制較難，而且射流為單一平面射流，油氣摻混效果不佳，影響燃燒性能的發(fā)揮。
[0006]中國專利申請?zhí)枮?01220736137.X公開了一種突擴(kuò)式鈍體火焰穩(wěn)定器，相對于本實(shí)用新型而言，燃料與空氣的摻混效率較低，不能充分強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)，不利于燃燒性能的提高以及污染物排放的降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，適用于旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動機(jī)加強(qiáng)燃料與空氣摻混效果、提高換熱能力以及工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)高效低污染燃燒的加裝縱向渦發(fā)生器。
[0008]本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，它由進(jìn)氣通道、前鈍體，后鈍體，凹腔，燃燒室，縱向渦發(fā)生器，燃燒室出口組成；其特征在于:在燃燒室內(nèi)放置前鈍體和后鈍體，前鈍體和后鈍體之間形成的凹腔，位于前鈍體上下兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)縱向渦發(fā)生器，所述進(jìn)氣通道為燃燒室進(jìn)口，燃燒室連接燃燒室出口。
[0009]本實(shí)用新型所述縱向渦發(fā)生器布置在前鈍體兩側(cè)，縱向渦發(fā)生器形狀可以取三角形以及矩形。
[0010]本實(shí)用新型所述前鈍體前壁面與通道齊平，進(jìn)氣道為上下兩個(gè)小通道進(jìn)氣口。所述前鈍體上下兩側(cè)各安裝若干個(gè)相同或不同形狀的縱向渦發(fā)生器。
[0011]本實(shí)用新型所述后鈍體中間開鋒，將整個(gè)鈍體分為對稱的上下兩個(gè)部分，整體呈突擴(kuò)狀，便于凹腔內(nèi)熱質(zhì)與后鈍體后側(cè)進(jìn)行交換。
[0012]本實(shí)用新型所述后鈍體與前鈍體的寬度比為0.7，凹腔的長度為前鈍體寬度的
0.6 倍。
[0013]本實(shí)用新型的工作原理:進(jìn)氣通道的來流經(jīng)過縱向渦發(fā)生器形成一系列有序的高動量的縱向旋渦，這些縱向旋渦的強(qiáng)烈運(yùn)動促進(jìn)了燃料與空氣之間的動量和能量交換，增強(qiáng)燃?xì)鈸交欤沟萌剂吓c空氣充分混合之后進(jìn)入凹腔，在凹腔內(nèi)形成穩(wěn)定的高溫點(diǎn)火源，弓丨燃凹腔外側(cè)的主燃區(qū)。在主燃區(qū)內(nèi)，由于縱向渦加強(qiáng)摻混，強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)，使得燃料充分燃燒，利用率高，放熱量大，可以有效提高燃燒性能，同時(shí)污染物排放降低。
[0014]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:(1)可以加強(qiáng)燃燒室內(nèi)燃料與空氣的摻混，有利于增強(qiáng)凹腔穩(wěn)焰及燃?xì)鈸交?，大幅度提高燃燒效率，降低污染物排放?2)縱向渦發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)適當(dāng)時(shí)，燃燒室在貧燃條件下可以實(shí)現(xiàn)低壓降、低污染的穩(wěn)定燃燒；(3)可有效提高燃料與空氣摻混效果，提高燃料利用率，節(jié)約燃料；(4)在工程制造方面，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工。易于操作，所需零部件能批量生產(chǎn)，降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的矩形縱向渦發(fā)生器。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的三角形縱向渦發(fā)生器。
[0018]圖4為本實(shí)用新型安裝了兩種不同形狀的縱向渦發(fā)生器的燃燒室。
[0019]在圖中，1、燃燒室進(jìn)氣通道，2、前鈍體，3、后鈍體，4、凹腔，5、燃燒室，6、縱向渦發(fā)生器，7、燃燒室出口，8、矩形縱向渦發(fā)生器，9、三角形縱向渦發(fā)生器。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型是這樣來工作和實(shí)施的，一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，它由進(jìn)氣通道1、前鈍體2，后鈍體3，凹腔4，燃燒室5，縱向渦發(fā)生器6，燃燒室出口 7組成；其特征在于:在燃燒室5內(nèi)放置前鈍體2和后鈍體3，前鈍體2和后鈍體3之間形成的凹腔4，位于前鈍體2上下兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)縱向渦發(fā)生器6，所述進(jìn)氣通道I為燃燒室5進(jìn)口，燃燒室5連接燃燒室出口 7。
[0022]如圖2、圖3、圖4所示，安裝了矩形縱向渦發(fā)生器8和三角形縱向渦發(fā)生器9的縱向渦發(fā)生器的燃燒室，當(dāng)來流經(jīng)過縱向渦發(fā)生器時(shí)，可以形成一系列有序的高動量的縱向旋渦，對主流起強(qiáng)化作用。
[0023]本實(shí)用新型所述燃燒室通道內(nèi)放置前鈍體2和后兩鈍體3，利用兩鈍體之間形成的凹腔4來穩(wěn)定火焰，所述前鈍體2前壁面與通道齊平，進(jìn)氣道為上下兩個(gè)小通道進(jìn)氣口，所述后鈍體3為突擴(kuò)式開口結(jié)構(gòu)，前鈍體2上下兩側(cè)各安裝若干個(gè)縱向渦發(fā)生器6對主流起強(qiáng)化作用，當(dāng)來流經(jīng)過縱向渦發(fā)生器6時(shí)，形成一系列有序的高動量的縱向旋渦，這些縱向旋渦的強(qiáng)烈運(yùn)動促進(jìn)了燃料與空氣之間的動量和能量交換，增強(qiáng)燃?xì)鈸交?，可以有效提高燃燒性能。結(jié)構(gòu)簡單易于控制，避免了常規(guī)燃燒室內(nèi)燃?xì)鈸交觳痪鶆虻谋锥?，同時(shí)大幅度提高了燃燒性能，有效降低污染物排放。該燃燒室應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動機(jī)以及工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)等方面，在貧燃條件下可以實(shí)現(xiàn)高溫、低壓降、低污染的穩(wěn)定燃燒。
【權(quán)利要求】
1.一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，它由進(jìn)氣通道、前鈍體，后鈍體，凹腔，燃燒室，縱向渦發(fā)生器，燃燒室出口組成；其特征在于:在燃燒室內(nèi)放置前鈍體和后鈍體，前鈍體和后鈍體之間形成的凹腔，位于前鈍體上下兩側(cè)設(shè)有若干個(gè)縱向渦發(fā)生器，所述后鈍體與前鈍體的寬度比為0.7,凹腔的長度為前鈍體寬度的0.6倍,所述進(jìn)氣通道為燃燒室進(jìn)口，燃燒室連接燃燒室出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，其特征在于:所述前鈍體前壁面與通道齊平，進(jìn)氣道為上下兩個(gè)小通道進(jìn)氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，其特征在于:所述后鈍體中間開鋒，將整個(gè)鈍體分為上下對稱的兩個(gè)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加裝縱向渦發(fā)生器的先進(jìn)旋渦燃燒室，其特征在于:所述前鈍體上下兩側(cè)各安裝若干個(gè)相同或不同形狀的縱向渦發(fā)生器。
【文檔編號】F23R3/58GK203928005SQ201420210488
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王志凱, 張貴昌, 曾卓雄 申請人:南昌航空大學(xué)