[發明專利]一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室

有效

• 申請號: 202110456601.3
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113137631B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 楊旸;余志健
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/36;F23R3/42;F23R3/58
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，包括：

火焰筒，所述火焰筒包括外圈和內圈；

外機匣，與所述火焰筒的所述外圈圍成空氣流通外通道；

內機匣，固連于所述外機匣內部，所述內機匣與所述火焰筒的內圈圍成空氣流通內通道；

至少兩個軸向渦發生器，所述軸向渦發生器為一四面體空腔，所述軸向渦發生器分別固連于所述火焰筒的所述外圈和所述內圈上，適用于提供軸向渦使燃料摻混燃燒；

其中，所述軸向渦發生器包括：

兩個側面；

斜坡面，位于所述兩個側面之間，與所述兩個側面相連；

尾緣，與所述斜坡面、所述兩個側面相連，所述尾緣為一矩形平面；

其中，所述尾緣包括：

至少一個燃料孔，所述燃料孔的軸線與所述尾緣所在平面的夾角為0°～45°，所述燃料孔軸線的傾斜方向與所述斜坡面的傾斜方向一致，所述燃料孔與所述火焰筒的空氣出口端相對，所述燃料孔適用于將所述氫燃燒室內的燃料形成射流，并將所述射流輸出至所述火焰筒內；

其中，所述火焰筒為筒狀結構；所述火焰筒的所述外圈包括：

一次擴展段，為喇叭形，所述一次擴展段的喇叭形窄口端配置為所述火焰筒的氣體進口端；

二次擴展段，為喇叭形，所述二次擴展段設于所述一次擴展段與收縮段之間，且所述二次擴展段的喇叭形窄口端指向所述火焰筒的氣體進口端；

第一連接段，為筒形，所述第一連接段設于所述一次擴展段與所述二次擴展段之間，且與所述一次擴展段與所述二次擴展段連接；

收縮段，為喇叭形，所述收縮段的喇叭形窄口端配置為所述火焰筒的氣體出口端；

第二連接段，為筒形，所述第二連接段設于所述二次擴展段與所述收縮段之間，且與所述二次擴展段與所述收縮段連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述軸向渦發生器與所述火焰筒被構造成一體化成型，所述軸向渦發生器與所述火焰筒的所述外圈圍成一腔體，所述腔體被構造成氫燃料倉，所述燃料倉連有燃料管，所述燃料管穿過外機匣至所述氫燃燒室外。

3.根據權利要求1所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述軸向渦發生器在火焰筒的外圈和內圈上的布置方式均為周向對列布置。

4.根據權利要求3所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述周向對列布置包括：

正對列布置，所述正對列布置為所述火焰筒外圈上的軸向渦發生器與所述火焰筒內圈上的軸向渦發生器相對布置。

5.根據權利要求3所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述周向對列布置還包括：

錯對列布置，所述錯對列布置為所述火焰筒外圈上的軸向渦發生器與所述火焰筒內圈上的軸向渦發生器相交錯布置。

6.根據權利要求3所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述軸向渦發生器的周向對列布置間距與所述軸向渦發生器中斜坡面的第一邊的寬度之比為0.3～1.5，所述第一邊為與所述尾緣相對的邊。

7.根據權利要求1所述的一種基于軸向渦對列布置摻混的氫燃燒室，其中，所述火焰筒外圈還包括：

助燃孔，設于所述二次擴展段上，所述助燃孔為至少兩排；

冷卻孔，設于所述第二連接段上，所述冷卻孔軸線與火焰筒軸線夾角為0～90°，所述冷卻孔的入口端與所述火焰筒的氣體出口端的距離大于所述冷卻孔的出口端與所述火焰筒的氣體出口端的距離，所述冷卻孔適用于引入外機匣的冷卻氣體至火焰筒內，以冷卻高溫燃氣；

其中，所述冷卻孔的入口端位于所述外機匣內，所述冷卻孔的出口端位于所述火焰筒內。