一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器的制作方法

本发明涉及燃烧室涡流器，具体是一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器。

背景技术：

1、燃烧室点火是航空发动机工作的起点和关键环节，对于飞机的正常运行和安全性极为重要，点火成功则是所有航空发动机最基本的技术要求、也是最重要的技术要求之一。影响燃烧室的点火因素很多，从状态参数看主要有燃烧室进口温度、压力、空气流量、点火能量等，从设计参数看主要有燃油雾化质量、流场结构和油雾分布等。涡流器通过在燃烧室内引入湍流和涡旋，促进燃料与空气的混合。这些湍流和涡旋的存在可以增加燃料和空气之间的接触面积和扩散速度，从而更好地促进燃料的点火和燃烧。合理的涡流器设计与布置可以调整点火能量的分布和传递路径，这有助于提供均匀、稳定的点火能量。传统的斜切孔涡流器组合径向涡流器的双级涡流器设计采用常规设计，如图2所示，现有二级径向涡流器用于焊接在燃烧室头部上，通过挡板限制一级斜切孔涡流器沿轴向活动，斜切孔涡流器与径向涡流器组合的双级涡流器无法使得湍流和涡旋达到最佳效果，配合燃油喷嘴后的雾化性能无法满足点火要求，且影响火焰筒内的燃烧稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，解决传统的斜切孔涡流器组合径向涡流器的双级涡流器结构一级斜切孔涡流器与二级径向涡流器由于结构形式不同，组合后剪切效果较差，对燃油的雾化效果提升有限；斜切孔涡流器组合径向涡流器的双级涡流器无法使湍流和涡旋达到预期效果，对点火性能和燃烧稳定造成影响；一级斜切孔涡流器通过挡板安装在二级径向涡流器上，无法保证一级斜切孔涡流器与二级径向涡流器同心，容易造成多个涡流器之间的性能差异。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，包括一级斜切孔涡流器、径向涡流器叶片、旋转叶片轴、旋转叶片、涡流器挡板和二级径向涡流器，所述一级斜切孔涡流器通过所述径向涡流器叶片与二级径向涡流器连接，所述二级径向涡流器与所述涡流器挡板连接，所述旋转叶片转动连接在旋转叶片轴上，所述旋转叶片轴连接在一级斜切孔涡流器和二级径向涡流器之间，且靠近径向涡流器叶片导流出口端。

4、进一步的方案中，所述涡流器挡板呈凹槽形，凹槽内底面与二级径向涡流器底面连接，所述涡流器挡板设置在径向涡流器叶片与二级径向涡流器之间，且所述涡流器挡板的槽壁与二级径向涡流器之间留有径向活动范围。

5、进一步的方案中，所述一级斜切孔涡流器的斜孔和内壁在一级斜切孔涡流器的轴向形成第一导流通道，第一导流通道用于导向气流至二级径向涡流器轴向出口。

6、进一步的方案中，所述一级斜切孔涡流器的外壁与二级径向涡流器底面之间形成第二导流通道，第二导流通道用于导向气流至二级径向涡流器轴向出口，且在二级径向涡流器轴向入口处与第一导流通道导向的气流汇合。

7、进一步的方案中，所述径向涡流器叶片和旋转叶片依次设置在第二导流通道内。

8、进一步的方案中，所述径向涡流器叶片用于导向气流驱动所述旋转叶片绕旋转叶片轴。

9、进一步的方案中，所述一级斜切孔涡流器一体设置。

10、进一步的方案中，一级斜切孔涡流器与径向涡流器叶片、二级径向涡流器焊接在一起，且通过涡流器挡板与燃烧室火焰筒头部焊接。

11、进一步的方案中，所述旋转叶片插入旋转叶片轴后，通过焊接的方式与径向涡流器叶片连接。

12、进一步的方案中，所述旋转叶片的轴向长度小于旋转叶片轴。

13、本发明的有益效果：

14、本发明一、二级涡流器采用分体设计，当气流进入燃烧室后，通过一级斜切孔涡流器的气流产生气动旋向力，并通过径向涡流器叶片，带动二级径向涡流器的旋转叶片沿旋转叶片轴转动，增加通过二级涡流器叶片气流的旋流强度，利用一级和二级涡流器旋向相反的设计，增大剪切力，提高涡流器出口的湍流度。

15、本发明径向涡流器叶片中的旋转叶片可绕旋转叶片轴轴进行旋转，对于一级斜切孔涡流器与二级径向涡流器组合的双级涡流器，可提高燃油雾化质量和点火性能；

16、本发明在涡流器安装时，通过焊接的方式将一级斜切孔涡流器、径向涡流器叶片、旋转叶片轴和二级径向涡流器连接在一起，通过涡流器挡板焊接在燃烧室火焰筒头部，保证了一级斜切孔涡流器与二级径向涡流器的同心，减少了多个涡流器之间由于偏心导致的性能差异；

17、本发明在雾化效果不佳时，可通过改变径向涡流器叶片、旋转叶片轴和旋转叶片的数量来调节航空发动机点火性能和火焰稳定性。

技术特征：

1.一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，包括一级斜切孔涡流器(1)、径向涡流器叶片(2)、旋转叶片轴(3)、旋转叶片(4)、涡流器挡板(5)和二级径向涡流器(6)，所述一级斜切孔涡流器(1)通过所述径向涡流器叶片(2)与二级径向涡流器(6)连接，所述二级径向涡流器(6)与所述涡流器挡板(5)连接，所述旋转叶片(4)转动连接在旋转叶片轴(3)上，所述旋转叶片轴(3)连接在一级斜切孔涡流器(1)和二级径向涡流器(6)之间，且靠近径向涡流器叶片(2)导流出口端。

2.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述涡流器挡板(5)呈凹槽形，凹槽内底面与二级径向涡流器(6)底面连接，所述涡流器挡板(5)设置在径向涡流器叶片(2)与二级径向涡流器(6)之间，且所述涡流器挡板(5)的槽壁与二级径向涡流器(6)之间留有径向活动范围。

3.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述一级斜切孔涡流器(1)的斜孔和内壁在一级斜切孔涡流器(1)的轴向形成第一导流通道(101)，第一导流通道(101)用于导向气流至二级径向涡流器(6)轴向出口。

4.根据权利要求3所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述一级斜切孔涡流器(1)的外壁与二级径向涡流器(6)底面之间形成第二导流通道(102)，第二导流通道(102)用于导向气流至二级径向涡流器(6)轴向出口，且在二级径向涡流器(6)轴向入口处与第一导流通道(101)导向的气流汇合。

5.根据权利要求4所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述径向涡流器叶片(2)和旋转叶片(4)依次设置在第二导流通道内。

6.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述径向涡流器叶片(2)用于导向气流驱动所述旋转叶片(4)绕旋转叶片轴(3)。

7.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述一级斜切孔涡流器(1)一体设置。

8.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，一级斜切孔涡流器(1)与径向涡流器叶片(2)、二级径向涡流器(6)焊接在一起，且通过涡流器挡板(5)与燃烧室火焰筒头部焊接。

9.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述旋转叶片(4)插入旋转叶片轴(3)后，通过焊接的方式与径向涡流器叶片(2)连接。

10.根据权利要求1所述的一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，其特征在于，所述旋转叶片(4)的轴向长度小于旋转叶片轴(3)。

技术总结本发明涉及燃烧室涡流器领域，具体公开了一种斜切孔组合径向旋转叶片的双级涡流器，包括一级斜切孔涡流器、径向涡流器叶片、旋转叶片轴、旋转叶片、涡流器挡板和二级径向涡流器，一级斜切孔涡流器通过径向涡流器叶片与二级径向涡流器连接，二级径向涡流器与涡流器挡板连接，旋转叶片转动连接在旋转叶片轴上，旋转叶片轴连接在一级斜切孔涡流器和二级径向涡流器之间，且靠近径向涡流器叶片导流出口端。该双级涡流器能够增加通过二级涡流器叶片气流的旋流强度，提高涡流器出口的湍流度，提高燃油雾化质量和点火性能。技术研发人员：赵鸿华,张德宝,段小瑶,汤姣,于丹,黄开明受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17