[發明專利]一種薄膜蒸發式火焰穩定器及燃燒室

有效

• 申請號: 202010831358.4
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112128799B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 范育新;繆俊杰;趙世龍;吳偉秋;劉琛;姜凱琳
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/18
• 分類號: F23R3/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種薄膜蒸發式火焰穩定器及燃燒室。所述的薄膜蒸發式火焰穩定器，包括凹腔火焰穩定器以及設置于所述凹腔火焰穩定器前端的水平延伸的第一分流板，所述凹腔火焰穩定器包括垂直延伸的前緣板、沿著所述前緣板的上端面水平向后延伸的主板以及設置于所述主板尾端傾斜向下延伸的后緣板，所述第一分流板下壁面固定有支板火焰穩定器，所述前緣板的下端固定有沿著水平延伸的若干個液膜覆蓋板。本發明通過利用薄膜覆蓋板對凹腔部分遮擋的方式削弱徑向支板火焰穩定器對凹腔火焰穩定器流場的破壞，并利用薄膜蒸發供油的方式增加值班區內的氣相燃油濃度，拓寬常規凹腔/支板火焰穩定器的工作范圍。

技術領域

本發明涉及渦扇發動機加力燃燒室、亞燃沖壓發動機燃燒室和渦扇/沖壓組合循環發動機多模態燃燒室，特別涉及一種薄膜蒸發式火焰穩定器及燃燒室。

背景技術

渦輪基組合循環發動機（Turbine-based combined cycle ,簡稱TBCC）作為一種吸氣式發動機具有飛行范圍廣、常規起降和可重復使用等性能優勢被認為是現階段最有希望的高超聲速飛行器動力裝置。由于涵道比在整個工作范圍內變化大的特點造成TBCC燃燒室內部來流溫度較低和局部流速過大的流動條件給多模態燃燒室內部的點火和火焰穩定帶來困難。

隨著現代高性能加力燃燒室內氣流速度的提高，為了保證燃燒室可靠的點火性能，通常在燃燒室外環采用值班火焰穩定器進行軟點火，并組合使用徑向火焰穩定器以提高火焰傳播的能力，形成凹腔/支板組合火焰穩定器。由于燃燒室進口來流工況范圍變寬，來流溫度更低、速度更大，徑向火焰穩定器會堵塞流道造成值班火焰穩定器內流動速度增加，同時徑向穩定器后形成的低速回流區還會卷吸值班區流動、破壞值班區流動形式，縮小的低速回流區和增大的速度梯度均不利于點火和火焰穩定，進而惡化燃燒室的值班點火性能和火焰穩定能力。

同時組合火焰穩定器直接應用于多模態燃燒室，其性能必然會受到多模態燃燒室苛刻流動條件的制約，多模態燃燒室內的低溫、高速條件對點火及火焰穩定的要求遠超過現有加力燃燒室和亞燃沖壓燃燒室的技術水平。因此，凹腔/支板火焰穩定器需要具有更寬廣的貧油點火性能和火焰穩定性能才能滿足多模態燃燒室整個工作包線內來流條件變化大的使用需求。

發明內容

發明目的：為了解決現有凹腔/支板火焰穩定器中起值班點火作用的凹腔火焰穩定器易受徑向支板火焰穩定器的影響，導致火焰穩定器的貧油點火和火焰穩定能力很難滿足寬飛行包線工作要求的問題，本發明提供了一種薄膜蒸發式火焰穩定器，利用薄膜覆蓋板對凹腔部分遮擋的方式削弱徑向支板火焰穩定器對凹腔火焰穩定器流場的破壞并改善點火性能和火焰穩定能力。本發明還提供了含有該火焰穩定器的燃燒室。

技術方案：本發明所述的一種薄膜蒸發式火焰穩定器，包括凹腔火焰穩定器以及設置于所述凹腔火焰穩定器前端的水平延伸的第一分流板，所述凹腔火焰穩定器包括垂直延伸的前緣板、沿著所述前緣板的上端面水平向后延伸的主板以及設置于所述主板尾端傾斜向下延伸的后緣板，所述第一分流板下壁面固定有支板火焰穩定器，所述前緣板的下端固定有沿著水平延伸的若干個液膜覆蓋板。

所述支板火焰穩定器的兩側設置有翼型供油結構，所述翼型供油結構沿著橫向方向延伸且與所述第一分流板的下壁面之間具有用于氣流通過的流道，所述液膜覆蓋板與翼型供油結構的位置相匹配。

所述翼型供油結構設置有位于所述翼型供油結構上表面的第一噴油孔以及位于所述翼型供油結構下表面的第二噴油孔。

所述第一分流板下壁面固定有多個支板火焰穩定器，用于燃燒室橫向聯焰，多個所述支板火焰穩定器相對于凹腔火焰穩定器的軸向中心線對稱設置。

所述支板火焰穩定器的水平截面呈三角形，所述支板火焰穩定器的兩側壁分布有若干個徑向分布的第三噴油孔，所述支板火焰穩定器的尾緣與所述第一分流板的尾緣齊平。

所述翼型供油結構的尾緣與所述第一分流板的尾緣齊平。

所述液膜覆蓋板為水平延伸的矩形板。