[發明專利]一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器

有效

• 申請號: 201810450776.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108426267B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李志強;吳云柯
• 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: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 冀學軍

1.一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，由若干組結構相同或相近的折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器單體組合成，每個火焰穩定器單體包括兩個等截面、等翼展長度的翼面，兩個翼面選用兩片傳統的直邊V型鈍體的設計特征，包含槽寬D與頂角ρ兩參數；

槽寬D根據加力燃燒室火焰穩定性公式計算：

V_FH為吹熄速度；T_t為加力燃燒室來流溫度；P_sFH為加力燃燒室吹熄壓力；K_st為穩定性參數；頂角ρ根據經驗取值；

同時，折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器在兩個翼面之間形成了一個后掠角α；兩個翼面按角度α焊接拼合而成，或者通過高溫合金增材制造直接制成；

若干火焰穩定器單體的組合形式為：徑向，周向，或徑向與周向混合，安裝于航空發動機的加力燃燒室段，若干火焰穩定器單體的組合外端根據加力燃燒室的筒體結構，采用常規結構與加力燃燒室的筒體連接，內端緊鄰加力燃燒室的中心錐體；

其中徑向的組合形式，依據不同航空發動機加力燃燒室的工作特性，分為等長組合或長短結合組合；

周向的組合形式由8～20個等長度的火焰穩定器單體按首尾相連的形式將端面焊接在一起，固定在加力燃燒室的圓壁上；周向組合的火焰穩定器單體個數、火焰穩定器單體的尺寸均由加力燃燒室的設計需求確定；周向組合形式與加力燃燒室筒體、突擴可用耐熱金屬桁架進行連接；

徑向與周向的混合組合，既包含了周向的火焰穩定器單體連接形式，也包含了徑向的火焰穩定器單體連接形式；且周向的連接形式根據需要設置為1圈～3圈，并安裝在整個組合結構的靠內側，利用焊接方式與徑向火焰穩定器單體的內側連接。

2.如權利要求1所述的一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，所述的后掠角α的角度范圍為60度到150度。

3.如權利要求1所述的一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，所述的翼面的翼展長度L的取值為4～8倍的槽寬。

4.如權利要求3所述的一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，所述的每個火焰穩定器單體還包括單體展向長度A和流向弦長d兩項參數，公式如下：

5.如權利要求1所述的一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，所述的等長組合即在一個圓周內等間距分布12～20個等長度的折疊V型火焰穩定器單體，每個等長度的折疊V型火焰穩定器單體通過翼面端面固定在加力燃燒室的圓壁上；

長短結合包括等間隔的長火焰穩定器單體組合和短火焰穩定器單體組合，短火焰穩定器單體組合的長度選用端對端焊接在一起的1～2個火焰穩定器單體，長焰穩定器單體組合的長度選用端對端焊接在一起的2～3個火焰穩定器單體；每個長火焰穩定器單體組合或者短火焰穩定器單體組合的翼面端面固定在加力燃燒室的圓壁上；

長短結合組合中長火焰穩定器單體組合和短火焰穩定器單體組合的個數根據加力燃燒室的直徑確定，其中長火焰穩定器單體組合中選用的火焰穩定器單體個數值，小于等于短火焰穩定器單體組合中火焰穩定器單體的個數值的2倍。

6.如權利要求1所述的一種折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，其特征在于，工作原理與過程：

所述的折疊V型鈍體駐渦火焰穩定器，工作時，來流卷攜燃料流經兩個翼面，由于火焰穩定器的截面是曲率為ρ，高度為D的平面V型鈍體，流體必然從平面V型鈍體分離，并在平面V型鈍體下游形成一對流向旋渦，由于折疊V型鈍體擁有兩個對稱的、以一定后掠角α、長度L等截面拉伸的兩個翼面，在平面V型鈍體的正交平面上，又構成了一個三維空間上的整體V型，因此來流還將從兩個翼面的邊緣開口處向兩個翼面的中心平面方向流動，并形成沿展向分布的旋渦；

從平面V型鈍體截面脫落的流向旋渦與展向分布的旋渦方向垂直，相互作用，最終在折疊V型鈍體火焰穩定器下游形成一對空間位置穩定、不易隨來流條件變化而發生改變的駐渦；在駐渦中心位置布置點火裝置，可確保火焰穩定燃燒，發揮出超過傳統平面V型鈍體的穩燃效果。