[發明專利]一種提高預燃室溫度均勻性的結構及預燃室

在審

• 申請號: 201810907967.6
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108869002A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 牛旭東;丁兆波;潘剛;聶嵩;姬威信;王天泰;趙世紅;劉倩;劉鑫鵬;孫紀國;鄭孟偉;許曉勇;王娟
• 申請（專利權）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: F02B19/16
• 分類號: F02B19/16;F02B19/00;F02C3/14;F02C7/00;F02K9/62
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

一種提高預燃室溫度均勻性的結構，包括排放冷卻身部(2)、身部彎頭(3)、身部三通(4)；所述排放冷卻身部(2)為圓筒狀，排放冷卻身部(2)的一端開口，另一端設有格柵；所述排放冷卻身部(2)與身部彎頭(3)連接，排放冷卻身部(2)的格柵靠近身部彎頭(3)；所述身部彎頭(3)與身部三通(4)連接；所述排放冷卻身部(2)、身部彎頭(3)和身部三通(4)作為一個整體，呈倒S狀。本裝置在以往燃燒室單一的圓柱形結構基礎上，增加了格柵、彎頭和三通結構，使燃氣得以充分摻混，從而提高出口溫度的均勻性。

技術領域

本發明涉及一種提高預燃室溫度均勻性的結構及預燃室，屬于發動機動力系統。

背景技術

預燃室是一種能夠產生具備一定溫度壓力的燃燒氣體的燃燒器，其產生的燃燒氣體用于驅動下游渦輪做功。這種裝置被廣泛應用于航空航天、點火、燃燒等技術領域。現有的預燃室主要為圓柱形燃燒室結構，液氫液氧經預燃室內的噴嘴噴出后混合燃燒，由于噴嘴之間存在間隔，因此預燃室內存在多個混合燃燒點，加之燃燒產物可能為富氫或富氧狀態，所以預燃室內的燃燒產物溫度均勻性差；現有技術中圓柱形燃燒室內的燃燒產物直接進入下游的渦輪，這種結構的燃燒氣體在進入下游渦輪前未進行摻混處理，致使溫度均勻性差的燃氣直接進入下游渦輪，造成下游組件工作不穩定。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種提高預燃室溫度均勻性的結構及預燃室，通過改進預燃室的燃燒室結構形式，進而提高出口燃氣的溫度均勻性。為此，在燃燒室身部圓柱段末端增加格柵，并且在圓柱段后增加拐彎結構和三通結構。通過燃燒室結構形式的改進使燃氣充分摻混，從而提高燃氣溫度的均勻性。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種提高預燃室溫度均勻性的結構，包括排放冷卻身部、身部彎頭、身部三通；

所述排放冷卻身部為圓筒狀，排放冷卻身部的一端開口，另一端設有格柵；所述排放冷卻身部與身部彎頭連接，排放冷卻身部的格柵靠近身部彎頭；所述身部彎頭與身部三通連接；

所述排放冷卻身部、身部彎頭和身部三通作為一個整體，呈倒S狀。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述格柵的剖面為圓弧形，所述格柵上設有通孔。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述格柵上設有多個通孔，所述多個通孔的總面積與排放冷卻身部圓筒狀橫截面積之比不小于0.75。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述格柵上設有多個通孔，所述多個通孔的總面積為A，

式中，Q為介質流量，C_d為流量系數，N為格柵面積系數，N的取值范圍為2000～3500。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述格柵上的通孔按同心圓環分布，每個同心圓上的通孔均勻分布；所述通孔為圓形或橢圓形或多邊形，當通孔為多邊形時，多邊形的內角倒圓角。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述格柵的剖面弧度小于π。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述身部彎頭為90°彎頭。

上述提高預燃室溫度均勻性的結構，所述身部彎頭為漸縮形結構，所述身部彎頭的入口橫截面積與身部彎頭的出口橫截面積之比為1.8～2.2。

一種預燃室，包括頭部、排放冷卻身部、身部彎頭、身部三通；

所述頭部為球形腔結構；所述排放冷卻身部為圓筒狀，排放冷卻身部的一端開口，另一端設有格柵；所述排放冷卻身部的開口端與頭部連接，排放冷卻身部的格柵端與身部彎頭連接；所述身部彎頭與身部三通連接；

所述排放冷卻身部、身部彎頭和身部三通作為一個整體，呈倒S狀。