[發明專利]一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室

有效

• 申請號: 201510255730.0
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN104832949B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 趙永勝;林宇震;張弛;程憶晗
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/18
• 分類號: F23R3/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

1.一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：包括主燃級流道(13)、后臺階預燃級(12)、主燃級直射式噴嘴(6)、預燃級氣流誘導駐渦噴嘴(11)與電火花點火器(15)；主燃級直射式噴嘴(6)由一號進油口(24)與二號進油口(25)、集油腔(7)和噴射孔(23)組成；預燃級氣流誘導駐渦噴嘴(11)由兩個獨立的集氣室和兩排噴孔，即氮氣集氣室(10)與預混氣集氣室(17)，氮氣噴孔(26)與預混氣噴孔(27)組成；空氣進入燃燒室進口(1)后分流，分別進入主燃級流道(13)與預燃級預混通道(5)；燃油通過進油口(24)(25)進入集油腔(7)，然后由直射式噴射孔(23)將液態燃油橫向噴入主燃級流道(13)，與主燃級氣流摻混；甲烷氣通過進氣孔(8)進入預燃級預混通道(5)與預燃級氣流摻混，形成預混氣；氮氣與甲烷/空氣預混氣分別進入氮氣集氣室(10)與預混氣集氣室(17)，由預混氣噴孔(26)與氮氣噴孔(27)斜向上噴入后臺階預燃級(12)，形成駐渦，用于穩定火焰；電火花點火器(15)位于甲烷/空氣預混氣噴射軌跡上，實現預燃級的點火啟動；然后預燃級高溫燃氣引燃主燃級，實現液態燃油的在更寬的來流工況范圍內高效、穩定燃燒。

2.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：燃燒室進口(1)進入的氣流速度為5～80m/s，預混氣噴孔(26)氣流速度為5～20m/s，氮氣噴孔(27)氣流速度為2.5～10m/s。

3.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：主燃級流道(13)中氣流與主燃級直射式噴嘴(6)噴射燃油動量比為10～90。

4.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：預燃級預混通道(5)中的空氣與從進氣孔(8)進入預燃級預混通道(5)甲烷氣的體積流量之比為1.2～1.5。

5.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：主燃級直射式噴嘴(6)由3～4個直徑為0.5～0.7mm的噴射孔(23)；預燃級氣流誘導駐渦噴嘴(11)有兩排15～20個直徑為0.9～1.1mm的噴射孔，噴射孔間距離(28)與噴孔直徑比值為6.5～7.5，預混氣噴射角度(29)和氮氣噴射角度(30)為45°～60°。

6.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：預燃級預混通道(5)的進氣口到燃燒室進口(1)的距離(2)與主燃級流道(13)的長度(4)的比值為0.3～0.5；主燃級直射式噴嘴(6)到燃燒室進口(1)的距離(3)與主燃級流道(13)的長度(4)的比值為0.7～0.8。

7.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：后臺階預燃級(12)高度(21)與主燃級流道(13)的高度(20)比值為3～4；預混氣噴孔(27)距主燃級流道(13)的距離(19)與主燃級流道(13)的高度(20)比值為2～3；燃燒室高度(22)與主燃級流道(13)的高度(20)比值為5～6；燃燒室上壁面擴張角(18)為20°～25°。

8.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：預混氣噴孔(27)距后臺階預燃級(12)端面距離(16)與主燃級流道(13)的高度(20)的比值為0.1～0.15，以增強穩火。

9.根據權利要求1所述的一種氣流誘導后臺階駐渦穩焰的分級燃燒室，其特征在于：電火花點火器(15)距后臺階預燃級(12)端面距離(14)與預混氣噴孔(27)距后臺階預燃級(12)端面距離(16)的比值為6～7，以提高點火性能。