[發(fā)明專(zhuān)利]一種增壓器試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210253114.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102788699A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小江;閆瑞乾;武廣紅;魏堂飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第七0研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/02;F23R3/42
• 代理公司: 太原同圓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14107
• 代理人: 王金鎖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于試驗(yàn)用推力燃燒室技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增壓器試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

推力燃燒室是渦輪增壓器試驗(yàn)中的重要組成部分，火焰筒設(shè)計(jì)不合理將直接影響推力燃燒室的動(dòng)力性能，進(jìn)而影響燃燒室的使用壽命和試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的可靠性，制約了渦輪增壓器的研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證需求。

目前的試驗(yàn)用推力燃燒室，普遍采用退役的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室改裝而成，即使是新制作的推力燃燒室，也普遍沿用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的火焰筒結(jié)構(gòu)加工而成。由于受到加工難度和結(jié)構(gòu)的制約，其火焰筒普遍采用薄壁耐熱不銹鋼加工而成。火焰筒筒壁采用氣膜冷卻，冷卻通道及函道比沿用了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的比例結(jié)構(gòu)，在渦輪增壓器的常規(guī)可靠性試驗(yàn)中包括超溫、超速試驗(yàn)，該試驗(yàn)中會(huì)形成較大氣阻。這種結(jié)構(gòu)的火焰筒極易形成局部超溫，造成火焰筒的受熱塑性變形，從而造成最終燃燒室的整體報(bào)廢。

根據(jù)國(guó)外國(guó)內(nèi)有關(guān)資料報(bào)道及專(zhuān)利查詢(xún)，國(guó)內(nèi)外都只有航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)的發(fā)明和設(shè)計(jì)，但還未報(bào)道過(guò)試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒的改進(jìn)設(shè)計(jì)和發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決目前試驗(yàn)用推力燃燒室由于結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致火焰筒極易形成局部超溫，造成火焰筒受熱塑性變形，從而造成最終燃燒室的整體報(bào)廢的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是為了提高一種試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒的使用壽命和使用范圍，而提出了一種增壓器試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種增壓器試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)，包括火焰筒外殼、火焰筒內(nèi)殼兩部分，還包括氣膜冷卻槽結(jié)構(gòu)、噴嘴旋流器和二級(jí)擴(kuò)壓器等功能結(jié)構(gòu)；

火焰筒外殼和火焰筒內(nèi)殼，均以同一中心軸對(duì)稱(chēng)，火焰筒外殼各段半徑大于火焰筒內(nèi)殼對(duì)應(yīng)位置各段半徑；

火焰筒外殼為表面連續(xù)的紡錘形，可以依據(jù)形狀分為4段：第一段和第三段為圓柱形，第二段和第四段為圓錐形（截面可為等腰三角形，也可為曲線(xiàn)三角形）；第三段半徑大于第一段；第二段為擴(kuò)壓器，半徑逐漸增大；第四段半徑逐漸減小；

火焰筒外殼前端以法蘭圓盤(pán)密封，噴嘴位于火焰筒外殼第一段側(cè)壁；火焰筒外殼前端后端以法蘭圓環(huán)密封，內(nèi)圓環(huán)固定火焰筒內(nèi)殼冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅱ的出口；

火焰筒內(nèi)殼位于也為表面連續(xù)的紡錘形，可以依據(jù)位置和功能分為5段：第一段擴(kuò)壓器位于火焰筒外殼第二段擴(kuò)壓器的對(duì)應(yīng)位置，也為類(lèi)似的半徑逐漸增大的圓錐形，內(nèi)設(shè)一個(gè)旋霧器，一端通過(guò)一根部分位于中心軸上、部分垂直彎曲的導(dǎo)管與噴嘴相連通，另一端通過(guò)一個(gè)更小的圓錐形結(jié)構(gòu)與第二段主燃區(qū)相連通，噴嘴旋流器即由噴嘴、旋霧器和連通二者的導(dǎo)管組成；

第二段主燃區(qū)、第三段摻混區(qū)、第四段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅰ，均位于火焰筒外殼第三段的圓柱形內(nèi)，其中主燃區(qū)與摻混區(qū)為半徑相同的圓柱形，冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅰ為半徑逐漸減小的圓錐形；第五段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅱ位于火焰筒外殼第四段的對(duì)應(yīng)位置，也為類(lèi)似的半徑逐漸減小的圓錐形；二級(jí)擴(kuò)壓器即由火焰筒外殼第二段擴(kuò)壓器、火焰筒內(nèi)殼第一段擴(kuò)壓器、連通旋霧器和主燃區(qū)的一個(gè)更小的圓錐形結(jié)構(gòu)組成；

火焰筒內(nèi)殼前端密封，僅在中心軸上設(shè)一導(dǎo)管與噴嘴相連通；火焰筒內(nèi)殼后端為冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅱ的出口，位于法蘭圓環(huán)的內(nèi)圓環(huán)；

在火焰筒外殼第三段圓柱形內(nèi)，與火焰筒內(nèi)殼第二段主燃區(qū)和第三段摻混區(qū)之間的夾層，設(shè)有若干個(gè)法蘭圓環(huán)固定連接火焰筒外殼與火焰筒內(nèi)殼，由二者組成一個(gè)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛性整體；火焰筒外殼第三段圓柱形外，也設(shè)有若干個(gè)用于加固及固定剛性整體的法蘭圓環(huán)；

點(diǎn)火口，位于火焰筒內(nèi)殼第二段主燃區(qū)一側(cè)，連通主燃區(qū)與火焰筒外殼、火焰筒內(nèi)殼的夾層；用于點(diǎn)火的點(diǎn)火器座，位于火焰筒外殼第三段圓柱形與點(diǎn)火口相對(duì)應(yīng)的位置；點(diǎn)火口、點(diǎn)火器座，均位于噴嘴同側(cè)；

火焰筒內(nèi)殼第二段主燃區(qū)、第三段摻混區(qū)、第四段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅰ、第五段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅱ兩兩之間，并不是光滑無(wú)縫連接，而是通過(guò)一種新型氣膜冷卻槽結(jié)構(gòu)連接；氣膜冷卻槽結(jié)構(gòu)，為帶導(dǎo)流槽的曲線(xiàn)長(zhǎng)方孔結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)方孔進(jìn)氣通道截面積占?xì)饽だ鋮s槽結(jié)構(gòu)截面積比例較大；

火焰筒內(nèi)殼第二段主燃區(qū)、第三段摻混區(qū)、第四段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅰ、第五段冷卻過(guò)渡區(qū)Ⅱ的氣體流通截面積，占火焰筒外殼相應(yīng)位置截面積的比例較大；

此外，這種增壓器試驗(yàn)用推力燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)，火焰筒外殼和火焰筒內(nèi)殼均為4.5?mm厚。

本發(fā)明的有益效果：

1.通過(guò)將傳統(tǒng)火焰筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化及薄壁改為厚壁，從而增加火焰筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使火焰筒整體提高其耐受溫度；

2.通過(guò)改善火焰筒主燃區(qū)的進(jìn)氣比例，可使燃燒室在排氣阻力較大時(shí)避免富油燃燒，減少積碳的產(chǎn)生；