[發明專利]發動機小型預燃室

無效

• 申請號: 201110440885.3
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102519056A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 宮繼雙;范育新;程曉軍;齊海帆;高超;張靖周;王家驊
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/58
• 分類號: F23R3/58
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

?

技術領域

本發明涉及一種燃燒室點火裝置，特別設計一種對點火性能要求較高的航空發動機主燃燒室、加力燃燒室等發動機燃燒室點火用的小型預燃室。

背景技術

點火可靠性是發動機燃燒室性能的主要指標之一，點火方式分為兩種，即直接點火和間接點火。直接點火常用電火花點火，間接點火常采用預燃室點火。預燃室點火的主要優點在于火炬能量大，但已有的預燃室點火系統結構比較復雜，尺寸較大、質量重，安裝不方便。

目前西方國家航空發動機基本采用直接點火方式，前蘇聯航空發動機多采用間接點火方式。但隨著各國人們對污染問題的關注越來越高，火焰筒頭部設計朝貧油方向發展；加之新的替代燃料的使用，蒸發性能下降，這些都使航空發動機高空點火性能惡化，采用直接點火變得越來越困難。

而設計出結構緊湊、性能可靠的預燃室是解決上述困難的途徑之一。目前加力燃燒室預燃室點火器主要分為中心點火和旁路點火兩類。如WP6、WP7采用的就是中心點火的預燃室，這種預燃室室容積大，是均勻混氣的單相燃燒，火舌溫度高，加力點火可靠性好；P25、J79發動機中都采用了旁路點火器，前者為單相燃燒，后者為兩相燃燒，后者比前者的貧富油點火范圍要寬一些。但無論哪種結構的燃燒室尺寸都比較大，長度都超過200mm，安裝較麻煩，尤其針對尺寸要求小的航空發動機，現有技術的預燃室還不能滿足裝配要求。

因此，針對目前國內外航空發動機主燃燒室、加力燃燒室等預燃室的不足，很有必要在現有技術的基礎之上，設計一種結構緊湊，尺寸小，可以在寬廣的來流馬赫數范圍內實現成功點火的新型預燃室。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種結構設計合理、尺寸小，燃油的霧化效果好，點火穩定可靠，可以在寬廣的來流馬赫數范圍內實現成功點火，適用范圍廣泛的新型預燃室。

技術方案：為了實現以上目的，本發明所采取的技術方案為：

一種發動機小型預燃室，它包括:?預燃室本體，在預燃室本體內安裝有一級旋流器，二級旋流器，噴油桿和點火電嘴，所述的點火電嘴垂直安裝在一級旋流器和二級旋流器的中心線上，噴油桿插入在和一級旋流器相連通的進油通道內，所述的一級旋流器包括蝸殼、旋流葉片，在旋流葉片出口處設有流動通道的喉道，所述的二級旋流器包括殼體、旋流葉片，文氏管，在旋流葉片出口處設有流動通道的喉道，所述的一級旋流器上的旋流葉片和二級旋流器上的旋流葉片旋轉方向相反。

作為優選方案，以上所述的發動機小型預燃室，在預燃室出口處設置有穩定火焰的帽罩，該帽罩能保證預燃室出口回流區的穩定，保證油氣比分布滿足著火條件，起到很好的穩定火焰作用。

作為優選方案，以上所述的發動機小型預燃室，所述的一級旋流器上的旋流葉片和二級旋流器上旋流葉片均為6片。當然也可根據實際需要設計相應數目的旋流葉片，其中一級旋流器上的旋流葉片和二級旋流器上的旋流葉片旋轉方向相反。

燃油通過噴油桿以直射的方式噴入一級旋流器，在氣動力作用下沿一級旋流器流動通道，在一級旋流器的六個旋流葉片上形成油膜，一級旋流器流動通道的喉道設計在旋流葉片出口處，因此在旋流葉片出口高速氣流作用下油膜破碎成油珠，從一級旋流葉片射出的氣流具有很大的周向速度，破碎的小油珠具有很好的跟隨性，跟隨氣流一起向出口運動，這部分燃油占總燃油量很?。欢^大的油珠被甩向外側，在氣動力和表面張力的作用下，在二級旋流器文氏管表面高速旋轉展成薄油膜，而二級旋流器的葉片旋向與一級的相反，二級旋流器旋流葉片出口與文氏管出口處于同一截面，氣流經過二級旋流器后獲得高速旋流，在二級旋流葉片出口處破碎，被霧化的燃油以反方向旋轉的方式從文氏管流出，起到很好的霧化燃油的效果，為燃油的充分燃燒實現穩定點火提供良好的條件。

以上所述的發動機小型預燃室，其中一級旋流器具備三個方面的作用：一是在旋流葉片出口處將部分燃油霧化，二是在旋轉氣流作用下使大部分燃油在二級旋流器文氏管上形成均勻油膜，三是旋轉的氣流會使中心壓力低，形成軸向回流區，回流區內又存在經一級旋流部分霧化的燃油，這就為成功點火創造了條件。