[發明專利]一種取消進氣環的薄膜蒸發式火焰穩定器

有效

• 申請號: 201510258045.3
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN104848256B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉玉英;劉廣海;謝奕;高昭
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 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

本發明提供了一種取消進氣環的薄膜蒸發式火焰穩定器，相比于傳統薄膜蒸發式火焰穩定器，該穩定器取消了進氣環，并在外穩定器入口處增加翻邊；區別于傳統的二維霧化槽，短型霧化槽具有更短的展向長度，此外在短型霧化槽上還開有徑向小孔；調整兩側外穩定器之間距離以及噴油桿與薄膜蒸發式穩定器之間距離，從而調節進入薄膜蒸發式火焰穩定器的燃油比例；改變外穩定器型面，使未進入薄膜蒸發式火焰穩定器的燃油撞擊在外穩定器上形成油膜并霧化。本發明利用薄膜蒸發式火焰穩定器穩定邊界寬的優勢，在保證薄膜蒸發式火焰穩定器穩定燃燒的前提下，有效地改善了燃燒室出口溫度分布、縮短了火焰長度，改善了燃燒室出口溫度分布。

技術領域

本發明涉及航空動力推進系統領域，具體涉及一種取消進氣環的薄膜蒸發式火焰穩定器。相比于傳統薄膜蒸發式火焰穩定器,該火焰穩定器能提高燃燒效率，縮短火焰長度，改善燃燒室出口溫度分布。

背景技術

火焰穩定器是航空發動機加力燃燒室和沖壓發動機燃燒室的核心組件，火焰穩定器的設計很大程度上決定了燃燒室的火焰穩定性和聯焰性能，其技術創新是發動機研制中需要不斷探索的重要內容。

在高速氣流下鈍體具有點火平穩可靠、燃燒穩定、結構簡單等特點，因此加力/沖壓燃燒室通常采用鈍體火焰穩定器進行穩焰，鈍體火焰穩定器的結構形式主要包括V型槽火焰穩定器、吸入式火焰穩定器、雙V型火焰穩定器、蒸發式火焰穩定器、薄膜蒸發式火焰穩定器、沙丘駐渦火焰穩定器等。其主要工作原理是：通過在鈍體火焰穩定器后創造一個低速、高溫的回流區，這個回流區能作為新鮮油氣混合物的點火源持續點火，從而穩定火焰。

傳統的加力/沖壓燃燒室一般包括值班火焰穩定器、外伸徑向穩定器、傳焰槽以及內圈環形穩定器。薄膜蒸發式火焰穩定器由于穩定范圍寬、點火油氣比小等優勢，故常作為值班火焰穩定器。而外伸徑向穩定器、傳焰槽以及內圈環形穩定器由于結構、成本等限制，一般選用V型槽或其改型的常規穩定器。傳統薄膜蒸發式火焰穩定器由噴油桿、外穩定器、夾層環、進氣環和內穩定器組成(見圖1)。薄膜蒸發式火焰穩定器系統的具體工作原理如下：燃油通過噴油桿上的小孔噴入進氣環，在內穩定器外壁和外穩定器內壁上形成油膜；油膜吸熱蒸發與從進氣環進入的高速氣流摻混，之后油氣混合物從內外穩定器之間的夾層環排出，經過內穩定器的高溫回流區并燃燒；火焰擴張引燃外伸徑向穩定器和傳焰槽處的燃油，從而實現整個系統的穩定燃燒。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：傳統薄膜蒸發式火焰穩定器具有阻力大、穩定器后方溫度場不均勻、聯焰性能差、效率低下等問題。為克服現有的技術不足，提供一種聯焰性能更好、結構質量更輕、阻力更小的薄膜蒸發式火焰穩定器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：在傳統薄膜蒸發式火焰穩定器基礎上，通過取消進氣環，添加翻邊，調整穩定器型面參數，改變燃油供給方式，從而設計一種聯焰性能更好，結構質量更輕、阻力更小的薄膜蒸發式火焰穩定器。其特征在于：

取消進氣環，并在外穩定器入口處添加翻邊；

區別于傳統的二維霧化槽，短型霧化槽具有更短的展向長度，此外在短型霧化槽上還開有徑向小孔；

通過調整兩側外穩定器之間距離以及噴油桿與薄膜蒸發式穩定器之間距離，從而調節進入薄膜蒸發式火焰穩定器的燃油比例；

改變外穩定器型面，使未進入薄膜蒸發式火焰穩定器的燃油撞擊在外穩定器上形成油膜并霧化；

本發明的原理如下：