一种新型加力燃烧室整流支板结构

1.本发明属于燃气涡轮发动机领域，具体涉及一种新型加力燃烧室整流支板结构。


背景技术：

2.常规的航空发动机无法满足在整个推力范围内都具备良好的性能要求。飞机起飞时的推力要比巡航时大很多。若按照起飞时的推力需求设计发动机，则会造成发动机质量过大，在巡航时发动机也将处于不够理想的工作状态，总体性能很差。若按照巡航时的推力需求设计发动机，飞机则无法正常起飞。因此，在涡轮和尾喷管之间设置加力燃烧室能够有效解决上述问题，即在短时间内大幅提升发动机推力，又不至于使重量增加较多，使发动机具备了优异的性能。
3.加力燃烧室位于涡轮与尾喷管之间，从涡轮出口排出的气体温度较高，流速较快，燃油的停留时间较短，不利于加力燃烧室中的燃气燃烧，因而燃烧效率较低。因此，如何在高速气流中实现稳定的点火与燃烧并减少损失，成为了加力燃烧室的重要研究方向。而合适的燃烧室设计，获得更好的燃油蒸发雾化效果，便能有效提高燃烧室的工作效率。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题是提出一种新型加力燃烧室整流支板结构，与现有技术相比，本发明主要在经典一体化加力燃烧室的基础上于内部整流支板稳焰器之外布置外部整流板。外部整流板开有气孔，涡轮后的燃气穿过气孔形成高速的燃气射流与喷油孔喷出的燃油产生剧烈的碰撞，使燃油迅速蒸发雾化。强烈的气流扰动还会使燃油与内部整流支板和外部整流板进一步发生碰撞，实现更好的燃油雾化效果和油气掺混效果，从而扩大加力燃烧室的稳定工作范围，提高燃烧室的燃烧效率。
5.技术方案
6.本发明的目的在于提供一种新型加力燃烧室整流支板结构。
7.本发明技术方案如下：
8.一种新型加力燃烧室整流支板结构，包括外部整流板的结构，内部整流支板稳焰器结构以及相关结构特征。
9.所述的外部整流板的结构，其特征在于外部整流支板采用流线型结构，其高度取决于加力燃烧室高度，其上分布有贯穿外部整流板的气孔。气孔直径为0.5～1.00mm，气孔沿径向布置两排，具体数量取决于燃烧室实际高度。
10.所述的内部整流支板稳焰器，其特征在于内部整流支板为流线型结构，厚度为25～35mm，流向长度为110～150mm，头部曲线为流线型设计，径向长度取决于加力燃烧室实际高度。
11.所述的内部整流支板稳焰器，其特征在于内部整流支板稳焰器内部有燃油通道，宽度为5～18mm，长度为25～95mm，径向贯穿于内部整流支板稳焰器内部。
12.所述的内部整流支板稳焰器，其特征在于内部整流支板稳焰器两侧布置有与燃油
通道相连的喷油孔，喷油孔直径为0.5～1.0mm，两喷油孔沿径向布置两排，具体数量取决于加力燃烧室高度。
13.所述的整流板整体布置，其特征在于外部整流板与内部整流支板稳焰器均沿径向固定于加力内锥上，两者之间的距离为15～30mm，其余尺寸参数可根据燃烧室实际需求与尺寸确定。
14.本发明具有以下有益效果：
15.本发明设计的一种新型加力燃烧室整流支板结构，优点在于主要在经典一体化加力燃烧室的基础上于内部整流支板稳焰器之外布置外部整流板。外部整流板开有气孔，涡轮后的燃气穿过气孔形成高速的燃气射流与喷油孔喷出的燃油产生剧烈的碰撞，使燃油迅速蒸发雾化。强烈的气流扰动还会使燃油与内部整流支板和外部整流板进一步发生碰撞，实现更好的燃油雾化效果和油气掺混效果，从而扩大加力燃烧室的稳定工作范围，提高燃烧室的燃烧效率。
附图说明
16.图1：一种新型加力燃烧室整流支板结构整体示意图
17.图2：一种新型加力燃烧室整流支板结构主视图
18.图3：一种新型加力燃烧室整流支板结构剖视图
19.图中：图中1、加力内锥，2、整流支板整体，3、流线型外部整流板，4、内部整流支板稳焰器，5、燃油通道，6、喷油孔，7、气孔。
具体实施方式
20.现结合附图对本发明作进一步描述：
21.结合图1、图2、图3，本发明提供了一种新型加力燃烧室整流支板结构。图1为一种新型加力燃烧室整流支板结构整体示意图，图2为一种新型加力燃烧室整流支板结构主视图，图3为一种新型加力燃烧室整流支板结构剖视图。
22.燃气流经过涡轮后进入加力燃烧室，部分气流进入流线型外部整流板3和内部整流支板稳焰器4之间的气流通道内，高温燃气流对内部整流支板稳焰器4内的燃油通道5中的燃油进行加热，燃油经过喷油孔6喷出与这部分气流进行初步掺混。其余涡轮后气流经流线型外部整流板3上的气孔7进入内部形成高速的燃气射流，高速燃气射流与喷油孔6喷出的燃油发生强烈的碰撞，使燃油得到高效的破碎雾化。更好的破碎雾化效果使油气掺混更加充分，有助于燃烧室的组织燃烧，有效提高了燃烧效率。


技术特征：
1.一种新型加力燃烧室整流支板结构，包括外部整流板的结构，内部整流支板稳焰器结构以及相关结构特征。2.根据权利要求1所述的一种新型加力燃烧室整流支板结构，其特征在于外部整流支板采用流线型结构，其高度取决于加力燃烧室高度，其上分布有贯穿外部整流板的气孔。气孔直径为0.5～1.00mm，气孔沿径向布置三排，具体数量取决于燃烧室实际高度。3.根据权利要求1或2所述的一种新型加力燃烧室整流支板结构，其特征在于内部整流支板为流线型结构，厚度为25～35mm，流向长度为110～150mm，头部曲线为流线型设计，径向长度取决于加力燃烧室实际高度。4.根据权利要求1、2或3所述的一种新型加力燃烧室整流支板结构，其特征在于内部整流支板稳焰器内部有燃油通道，宽度为5～18mm，长度为25～95mm，径向贯穿内部整流支板稳焰器。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种新型加力燃烧室整流支板结构，其特征在于内部整流支板稳焰器两侧布置有与燃油通道相连的喷油孔，喷油孔直径为0.5～1.0mm，两喷油孔沿径向布置两排，具体数量取决于加力燃烧室高度。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种新型加力燃烧室整流支板结构，其特征在于外部整流板与内部整流支板稳焰器均沿径向固定于加力内锥上，两者之间的距离为15～30mm，其余尺寸参数可根据燃烧室实际需求与尺寸确定。

技术总结
本发明提供了一种新型加力燃烧室整流支板结构，该结构基于一体化加力燃烧室的经典整流支板稳焰器结构，在其外部布置一层具有气流孔的整流板，气流与燃油的直接冲击，有效提高了燃油的雾化效果。本发明于经典整流支板外设置外部整流支板，从涡轮来的气流一部分进入外部整流支板与内部整流支板稳焰器之间的通道，起到预热及初步雾化燃油的作用。另一部分气流则通过带有气孔的外部整流板进入内部整流支板稳焰器与外部整流支板内的空间，高速气流与喷油孔喷出的燃油直接碰撞，进一步提高了燃油的雾化效果，从而提高了燃烧效率。从而提高了燃烧效率。从而提高了燃烧效率。


技术研发人员：张群 周子豪 杨卓蒙 吴智迪 范颖静 夏怡真
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/6/21