[實用新型]一種加力燃燒室供油裝置

有效

• 申請號: 201420389217.1
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN203940469U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 邢菲;阮燦;徐磊磊;方驍遠;邢盼
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種供油裝置，尤其涉及一種針對航空發動機加力燃燒室的霧化穩焰供油裝置。

背景技術

對于戰斗機來說，在戰場上為了取得高度、速度優勢，擴大飛行包線及超聲速飛行和其他作戰要求，要求發動機在短期內提供最大推力，滿足起飛、爬高、加速、追擊等工作要求，這就要求發動機在短時間內加大推力，因此出現了“加力”的概念。一般來說，加力燃燒室位于發動機渦輪與尾噴口之間，通過重新噴入燃油再次燃燒，在較短時間內總推力可較原有最大推力增加約50％，甚至更高，加力燃燒室在現役的軍用航空發動機中已得到廣泛應用。一般加力燃燒室內氣流速度為120～180m/s，氣體流速大、溫度高、壓力低、含氧量低，如何實現點火并組織穩定燃燒是個難題。

直射式噴嘴結構簡單，在噴油環及噴油桿上打許多小孔即可實現，調整容易，因此傳統軍用發動機加力燃燒室多采用直射式噴嘴直接供油，但采用直射式噴嘴供油容易導致燃油霧化不完全，燃油霧化粒徑分布不均勻，導致發動機排氣冒煙增大，大直徑燃油液滴容易滴濺至發動機機匣，造成局部積碳，降低發動機使用壽命。另外，大直徑燃油液滴完全燃燒所需長度較長，這就導致加力燃燒室長度增加，降低了發動機推重比。

公開號為CN101907304A的中國發明專利在傳統直射式噴嘴后方加一凹面式濺板，一同組成以加力燃燒室供油裝置。但燃油高速噴射至一凹面以求得霧化可能會導致霧化過程不完全，具有較大的隨機性，霧化液滴直徑分布不均勻，增大污染物排放；且使用該種方式供油無疑會增大燃油周向分布范圍，可能會使得部分燃油液滴滴濺至加力燃燒室機匣，造成局部積碳，影響發動機使用壽命及安全性。

發明內容

本實用新型的目的在于提供針對航空發動機的一種加力燃燒室供油裝置。

本實用新型設有供油管、內側冷卻腔、燃油噴嘴、供氣管、內側壁面、諧振腔、諧振腔體、槽縫、V形擋板、外側冷卻腔、外側壁面、外側冷卻腔進氣口、內測冷卻腔進氣口；

所述供油管位于供油裝置頭部，工作時供油管與航空發動機低壓渦輪出口熱來流直接接觸，燃油在供油管內流動時預熱，預熱后的燃油從燃油噴嘴噴出；所述供氣管位于供油裝置兩側，每側均布3根，單獨供給高壓氣體，高壓氣體經供氣管后加速至超音速，后直接沖擊燃油噴嘴噴射出燃油；超音速氣流進入諧振腔體構成的諧振腔后，在諧振腔內形成高頻壓力波；燃油液滴經槽縫噴出；冷卻氣分別經外側冷卻腔進氣口、內測冷卻腔進氣口分別進入外側冷卻腔及內側冷卻腔，實現對內側壁面及外側壁面的冷卻保護，冷卻氣從槽縫噴出，與霧化后的油氣混合物混合，再與高溫高速來流摻混，并在V形擋板后區域形成低速回流區，所述V形擋板安裝于供油裝置尾部；所述內側壁面與外側壁面均開有冷卻孔，部分內側冷卻腔及外側冷卻腔內冷卻氣從冷卻孔噴出，并在內側壁面與外側壁面表面形成冷卻氣膜，為供油裝置提供冷卻保護。

所述供氣管可設為收擴形，高壓氣體在收縮通道內逐漸加速，至供氣管喉部時加速至馬赫數1，后經擴張通道繼續加速，直至從供氣管以超音速噴出。

所述供氣管與燃油噴嘴夾角可為40°～50°，優選45°。

所述V形擋板的上擋板與下擋板的夾角可為110°～130°，優選120°；所述上擋板和下擋板前分別設有一窄縫作為油氣混合物的出口；V形擋板內凹區域作為主要的回流區，與供油裝置前部共同構成了一個火焰穩定器，可組織穩定高效燃燒。

所述內側壁面與外側壁面均開有兩排直徑為1mm的冷卻孔，冷卻氣體從中射出既能形成覆體冷卻氣膜，又能加強油氣混合物與主流氣體的摻混。

由于供油管位于供油裝置頭部，工作時與航空發動機低壓渦輪出口熱來流直接接觸，燃油在供油管內流動時可被初步加熱，既可冷卻保護供油管，又可提高燃油溫度，加強蒸發，利于霧化，增大燃油流動性，減少供油管內底層燃油粘滯堆積；供氣管位于供油裝置兩側，單獨供給高壓氣體，高壓氣體經供氣管后加速至超音速，后與噴嘴噴出的燃油直接作用，實現對燃油的第一次霧化；超音速氣流進入諧振腔后，產生激波、膨脹波等物理現象，在諧振腔內形成高頻壓力波，使腔內氣體產生高頻率、高振幅的劇烈振動，使得燃油液滴進一步破碎、霧化，由此實現對燃油的第二次霧化；由于供油裝置內氣壓較大，槽縫出口為低壓環境，燃油液滴經槽縫噴出時在氣動剪切力作用下繼續破碎霧化，由此實現對燃油的第三次霧化；三次霧化后，燃油霧化徹底，為后續組織高效燃燒做好準備。