[發明專利]一種用于微型渦噴發動機燃燒室壁面進氣孔的回流罩

有效

• 申請號: 202110067267.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112879949B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王子碩;唐豪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/16
• 分類號: F23R3/16
• 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

本發明公開了一種用于微型渦噴發動機燃燒室壁面進氣孔的回流罩，包括設置在燃燒室外環冷側壁面的第一回流罩和設置在燃燒室外環熱側壁面的第二回流罩；所述第一回流罩包裹主燃孔沿來流方向的前半部分，第二回流罩包裹主燃孔沿來流方向的后半部分；當氣流到達燃燒室壁面時，沿第一回流罩爬升固定角度后進入主燃孔，部分氣流沿第二回流罩，朝著與來流方向呈一定角度的相反方向流動，形成回流區。本發明可以在主燃區附近形成部分回流區，用來補充燃燒，大大改善了由于微型渦噴發動機燃燒室整體尺寸較小帶來的燃燒駐留時間短、燃燒不充分的問題；同時提升了燃燒室內燃燒的均勻性，提高了整體燃燒效率，進而獲得更加優異的微型渦噴發動機整體性能。

技術領域

本發明屬于微型渦噴發動機燃燒領域，具體涉及一種用于微型渦噴發動機燃燒室壁面進氣孔的回流罩。

背景技術

微型渦噴發動機擁有體積小、質量小、推重比大等優點，在軍用和民用領域均有十分廣泛的應用。對于航空領域，小型智能化發展的無人機，在國家安全、實時偵察、遠程勘測、災害預防等方面發揮著越來越重要的作用，微型渦噴發動機作為其動力來源也愈發被重視。此外微型發動機還可作為導彈、靶機等動力來源以及大型飛機的輔助動力裝置，在航空領域的應用市場十分廣闊。同時微型渦噴發動機還具有結構相對簡單、研發周期短、成本較低的特點，又囊括了燃氣渦輪各個方面的核心技術，故將其作為各種新概念新技術的驗證平臺，可以快速積累研發經驗，并將相關技術同步應用于中大型發動機或者移植到地面燃氣輪機中，用于分布式能源系統、軍用車輛輔助動力等領域。發動機整體性能的優劣受制于單個部件性能的高低，其中燃燒室是最主要的高溫部件，工作條件也極為惡劣。在高溫、高壓的燃燒火焰作用下，燃燒室承受著高強度的熱負荷和熱沖擊負荷，還伴隨著一定程度的機械振動負荷。同時由于微型渦噴發動機整體尺寸微小，燃燒室的尺寸也相應縮小，這常常導致燃燒室內燃燒駐留時間不夠，燃燒充分性不足等問題。因此，為了提高燃燒室燃燒效率以及延長燃燒室的使用壽命，進而提升微型渦噴發動機整體性能，對燃燒室燃燒不充分等問題進行合理優化十分必要。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種通過在燃燒室主燃區附近形成部分回流進行補燃，有效提高燃燒室整體燃燒效率以及燃燒均勻性，進而提升整體渦噴發動機性能的用于微型渦噴發動機燃燒室壁面進氣孔的回流罩。

技術方案：本發明包括包括設置在燃燒室外環冷側壁面的第一回流罩和設置在燃燒室外環熱側壁面的第二回流罩；所述第一回流罩包裹主燃孔沿來流方向的前半部分，第二回流罩包裹主燃孔沿來流方向的后半部分；當氣流到達燃燒室壁面時，沿第一回流罩爬升固定角度后進入主燃孔，部分氣流沿第二回流罩，朝著與來流方向呈一定角度的相反方向流動，形成回流區。

所述第一回流罩和第二回流罩均采用球面型回流罩，在形成回流補燃的同時，球形的弧度面大大降低了氣動損失。

所述第一回流罩的球面夾角θ₁的范圍為30°～60°，球面直徑與主燃孔孔徑相同，此范圍內補燃效果最佳。

所述第二回流罩的球面夾角θ₂的范圍為30°～60°，球面直徑與主燃孔孔徑相同，此范圍內補燃效果最佳。

所述第一回流罩的球面中心與主燃孔上表面的圓心重合，第二回流罩的球面中心與主燃孔下表面的圓心重合，并且主燃孔上下表面的圓心處于同一中軸線上。

所述第一回流罩的旋轉中軸線與空氣流動方向垂直，第一回流罩球面的延伸方向與氣流方向相同。

所述第二回流罩的旋轉中軸線與高溫燃氣流動方向垂直，第二回流罩球面的延伸方向與高溫燃氣來流方向相反。