[發(fā)明專利]一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110529401.6
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113587146A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周瑜;張彎洲;謝松柏;母忠強(qiáng);楊順華;羅佳茂;向周正;游進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍32804部隊(duì);中國空氣動力研究與發(fā)展中心空天技術(shù)研究所
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F23R3/12;F23R3/42
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王姝尹

1.一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，包括氣態(tài)燃料旋流噴注器(100)，所述氣態(tài)燃料旋流噴注器(100)包括第一錐臺(1)、第二錐臺(2)、連接管(3)和燃料管(4)，所述第二錐臺(2)設(shè)于所述第一錐臺(1)內(nèi)部，并與所述第一錐臺(1)同軸布置，所述第二錐臺(2)頂部為封閉結(jié)構(gòu)，且其與所述第一錐臺(1)之間形成有進(jìn)料腔(5)，所述第一錐臺(1)側(cè)壁上形成有貫穿至所述第一錐臺(1)底壁的空氣旋流孔(6)，所述第二錐臺(2)內(nèi)部形成有中心流道(7)，所述第二錐臺(2)側(cè)壁上開設(shè)有貫通至所述中心流道(7)的氣態(tài)燃料旋流孔(8)，所述連接管(3)為錐形結(jié)構(gòu)，其一端與所述第一錐臺(1)頂部連接，另一端與所述燃料管(4)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述空氣旋流孔(6)為多個(gè)，多個(gè)所述空氣旋流孔(6)均勻間隔排布在所述第一錐臺(1)側(cè)壁上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述空氣旋流孔(6)的中心線與所述第一錐臺(1)中心軸線的夾角為64°-68°，所述空氣旋流孔(6)的中心線與所述第一錐臺(1)徑向的夾角為14°-18°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)為兩排以上，兩排以上所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)沿所述第二錐臺(2)軸向均勻布置，每排所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)均包括多個(gè)均勻間隔排布的所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)，且兩排以上所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)中的多個(gè)所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)均勻交錯(cuò)布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)傾斜布置，且所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)的中心線與所述第二錐臺(2)中心軸線的夾角為25°-35°。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)的孔徑為1-4mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，所述燃料管(4)的流通面積不小于多個(gè)所述氣態(tài)燃料旋流孔(8)流通面積總和的4倍。

8.一種寬廣工作范圍氫燃料燃燒室，其特征在于，還包括二級旋流器(200)和火焰筒(300)，所述二級旋流器(200)連接在所述第一錐臺(1)底部，并與所述空氣旋流孔(6)貫通設(shè)置，且所述二級旋流器(200)、所述第一錐臺(1)、所述第二錐臺(2)、所述連接管(3)和所述燃料管(4)均設(shè)于所述火焰筒(300)內(nèi)部。

9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的寬廣工作范圍氫燃料燃燒室的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：首先，將氣態(tài)燃料以一定的旋流速度和軸向速度從噴注器中噴出至燃料管內(nèi)，并經(jīng)由燃料管輸送至進(jìn)料腔，使得進(jìn)料腔內(nèi)的氣態(tài)燃料以一定的徑向速度和軸向速度經(jīng)由氣態(tài)燃料旋流孔進(jìn)入中心流道；其次，氣態(tài)燃料經(jīng)由中心流道流出后，在氣態(tài)燃料旋流噴注器下游與經(jīng)由空氣旋流孔進(jìn)入的旋流空氣高效混合，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)燃料與空氣的一次摻混；再次，一次摻混后的混合氣體進(jìn)入二級旋流器中，與進(jìn)入二級旋流器內(nèi)的空氣實(shí)現(xiàn)二次摻混；最后，二次摻混后的混合氣體在火焰筒中部進(jìn)行正常燃燒。