[發(fā)明專利]一種內(nèi)級(jí)凹腔與外級(jí)旋流耦合的燃燒室

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211266236.0
• 申請(qǐng)日: 2022-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN115899769A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;金義;姚康鴻;王云飆;金寶東;王東浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F23R3/38
• 分類號(hào): F23R3/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 劉輝

本發(fā)明公開了一種內(nèi)級(jí)凹腔與外級(jí)旋流耦合的燃燒室，包括機(jī)匣、前端蓋、前導(dǎo)氣筒、后導(dǎo)氣筒、固定筒、隔板、主流進(jìn)氣管、后壁引氣管、N個(gè)前壁引氣管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定桿、以及若干連接桿。本發(fā)明將前導(dǎo)氣筒和后導(dǎo)氣筒設(shè)置在機(jī)匣內(nèi)，使其之間形成凹腔，凹腔內(nèi)旋渦受到壁面的保護(hù)，因而穩(wěn)定性更好，可作為穩(wěn)定的值班級(jí)不斷去點(diǎn)燃主流；同時(shí)主流為旋流，提高了凹腔氣流與主流的摻混程度，提高了燃燒效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)級(jí)凹腔與外級(jí)旋流耦合的燃燒室。

背景技術(shù)

燃燒室作為一種能源轉(zhuǎn)換裝置，可以將燃料的化學(xué)能通過燃燒這一化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為熱能，利用熱能提供動(dòng)力或者實(shí)現(xiàn)其它各種用途。本燃燒室在旋流燃燒與駐渦燃燒兩種經(jīng)典燃燒組織原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

旋流燃燒采用旋流器實(shí)現(xiàn)大的回流區(qū)組織燃燒，旋流燃燒方式燃燒過程穩(wěn)定，對(duì)擾動(dòng)的敏感性小。旋流燃燒作為經(jīng)典的燃燒組織方式，廣泛應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中。

凹腔駐渦燃燒是從20世紀(jì)90年代開始發(fā)展起來的一種燃燒組織方式。駐渦燃燒室采用了分級(jí)燃燒，包括值班級(jí)和主燃級(jí)。值班級(jí)一般由凹腔組成，通過合理組織供入凹腔的空氣可以在凹腔內(nèi)部形成駐定的旋渦，該旋渦由于受到凹腔保護(hù)對(duì)燃燒室工況的變化并不敏感；主燃級(jí)的油氣混合物進(jìn)入主燃燒區(qū)后由值班級(jí)點(diǎn)燃。近20年的研究工作取得了豐碩成果，驗(yàn)證了駐渦燃燒室的優(yōu)越性能：火焰穩(wěn)定性好、燃燒效率高、氮氧化物排放低等。

針對(duì)采用這兩種燃燒組織方式的燃燒室，國(guó)內(nèi)開展了大量的研究工作。在此研究基礎(chǔ)上，凹腔與旋流的組合方式成為燃燒室的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種內(nèi)級(jí)凹腔與外級(jí)旋流相耦合的燃燒室。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種內(nèi)級(jí)凹腔與外級(jí)旋流耦合的燃燒室，包括機(jī)匣、前端蓋、前導(dǎo)氣筒、后導(dǎo)氣筒、固定筒、隔板、主流進(jìn)氣管、后壁引氣管、N個(gè)前壁引氣管、火花塞、旋流器、若干支柱、若干固定桿、以及若干連接桿，N為大于等于3的自然數(shù)；

所述機(jī)匣為兩端開口的空心圓柱體；

所述前端蓋為圓形，和所述機(jī)匣位于上游的一端同軸密閉固連；

所述前導(dǎo)氣筒為一端開口、一端封閉的空心圓柱體，且前導(dǎo)氣筒封閉端的中心設(shè)有供所述后壁進(jìn)氣管穿過的通孔；所述前導(dǎo)氣筒設(shè)置在所述機(jī)匣內(nèi)，其開口端和所述前端蓋同軸密閉固連；

所述后導(dǎo)氣筒為一端開口、一端封閉的空心圓柱體，所述固定筒為兩端開口的空心圓柱體；所述后導(dǎo)氣筒、固定筒均設(shè)置在所述機(jī)匣內(nèi)；所述若干固定桿周向均勻設(shè)置在所述固定筒和機(jī)匣之間，均一端和所述機(jī)匣固連、另一端和所述固定筒固連，使得固定筒和所述機(jī)匣同軸；所述固定筒上游的一端和所述后導(dǎo)氣筒的封閉端同軸固連；

所述隔板為圓形，設(shè)置在所述后導(dǎo)氣筒內(nèi)、和所述后導(dǎo)氣筒的上游端齊平，其中心設(shè)有和所述后壁進(jìn)氣管相配合的通孔；所述若干連接桿周向均勻設(shè)置在所述隔板和后導(dǎo)氣筒封閉端之間，均一端和所述隔板固連，另一端和所述后導(dǎo)氣筒封閉端固連；所述隔板和后導(dǎo)氣筒側(cè)壁之間留有間隙；

所述前端蓋中心設(shè)有和所述后壁進(jìn)氣管相配合的通孔；

所述后壁進(jìn)氣管一端依次穿過前端蓋中心的通孔、前導(dǎo)氣筒封閉端中心的通孔后和所述隔板中心的通孔密閉固連，且所述后壁進(jìn)氣管和前端蓋密閉固連、和前導(dǎo)氣筒封閉端中心的通孔之間留有間隙；

所述N個(gè)前壁進(jìn)氣管繞所述后壁進(jìn)氣管周向均勻設(shè)置，均和所述前端蓋垂直固連且均穿過所述前端蓋，使得前導(dǎo)氣筒和外界聯(lián)通；

所述前導(dǎo)氣筒封閉端、后壁進(jìn)氣管、隔板之間形成凹腔；

所述火花塞依次穿過所述前端蓋、前導(dǎo)氣筒封閉端后伸入凹腔，用于點(diǎn)火，且所述火花塞和所述前端蓋、前導(dǎo)氣筒封閉端均密閉固連；

所述主流進(jìn)氣管和所述機(jī)匣上游聯(lián)通，用于將外部氣流引入機(jī)匣和前導(dǎo)氣筒之間；