一种斜喷式的周向环流燃烧室

本发明属于航空发动机，具体涉及一种斜喷式的周向环流燃烧室。

背景技术：

1、当前世界上的航空发动机与燃气轮机大部分采用环形燃烧室结构，由内外机匣封装，包含环形的火焰筒结构，火焰筒内部环向布置多个旋流器头部，燃烧所用的煤油通过燃油管路进入旋流器头部的燃油喷嘴，而来自扩压器的高压空气进入旋流头部后与燃油混合燃烧。

2、现代的航空发动机的环形燃烧室主要有两种类型：一种称为直流燃烧室，气流从上游向下游传播，通常在涡扇发动机中使用。另一个为逆流燃烧室，气流从尾部进入燃烧室并向前传播，形成反向流，通常用于配置离心式压缩机的中小型涡轴发动机中。对于这两种典型的环形结构，每个旋流燃烧器的中心线都平行于发动机的中心轴线。

3、随着航空发动机的不断发展与进步，具有更紧凑布局的短环形燃烧室逐渐被航空发动机工业所采用。但这种方式，气体停留时间随着燃烧室的缩短而不断缩短，会给燃烧室出口温度均匀分布带来极大的挑战，也将严重影响燃烧室出口涡轮的使用；并且环形燃烧室结构紧凑，轴向长度低，空间有限，组织燃烧也存在困难。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

2、一种斜喷式的周向环流燃烧室，包括：

3、燃烧室；

4、法兰底座，所述法兰底座与所述燃烧室固定连接，以保证燃烧室的结构强度；

5、火焰筒，所述火焰筒位于所述燃烧室内并与所述燃烧室一体化连接，所述火焰筒上具有倾斜的冷却气进气孔和掺混孔；

6、喷油件和点火针，所述点火针、所述喷油件均与所述燃烧室连接并贯穿至所述燃烧室内部，且所述喷油件倾斜一定角度设置，以使燃烧更充分。

7、进一步地，所述燃烧室包括外机匣和设于所述外机匣内侧的内机匣，所述外机匣、所述内机匣均为圆环状且内部中空。

8、进一步地，所述内机匣外壁、所述外机匣内壁和其两者之间靠近所述法兰底座的头部进气段形成所述火焰筒，所述火焰筒为u形。

9、进一步地，所述外机匣内壁、所述内机匣外壁、所述头部进气段均设有若干倾斜的所述冷却气进气孔。

10、进一步地，所述外机匣、所述内机匣和所述头部进气段均通过螺钉与所述法兰底座连接。

11、进一步地，所述喷油件倾斜固定于所述外机匣外壁上，所述喷油件设有若干且呈环形阵列分布，所述喷油件包括供油管道和与所述供油管道一端连接的旋转喷嘴，所述供油管道贯穿所述外机匣并延伸至所述火焰筒内部。

12、进一步地，所述旋转喷嘴内部中空，所述旋转喷嘴内部靠近所述火焰筒的一侧固定有若干旋转叶片，所述旋流喷嘴的安装方向与由所述喷油件倾斜设置形成的环流角度相同。

13、进一步地，所述点火针安装于其中一个所述旋流喷嘴前侧，所述点火针的点火端位于所述火焰筒内，并靠近所述喷油件设置。

14、进一步地，所述火焰筒的出口段设有若干内机匣外壁掺混孔、外机匣内壁掺混孔。

15、本发明的有益效果：

16、(1)喷油件中旋流喷嘴的安装角度与周向环流方向一致，当旋流喷嘴产生的旋流气与环流气体混合时，会产生低速回流区，不仅有助于加强煤油的掺混，还利于点火与稳定燃烧。

17、(2)在头部进气段与外机匣内壁、内机匣外壁构成的火焰筒结构上，均布有与轴线方向呈一定角度设置的冷却进气孔，其在为燃烧室提供进气的同时，也提供周向动能，起到延长气体驻留时间的作用，同时也一定程度上防止了火焰筒因燃烧产生的高温过热损坏。

18、(3)喷油件轴线与周向环流方向配合一致，可实现单喷嘴点火后的快速联焰，提高点火启动速度，并且可以降低此环流燃烧室的点火针数量。

19、(4)在燃烧室出口末尾处设置有掺混孔，起到降低出口燃气温度的作用，也使得不需要参与燃烧的气体以较小的流动损失流向下一部件。

技术特征：

1.一种斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述燃烧室包括外机匣和设于所述外机匣内侧的内机匣，所述外机匣、所述内机匣均为圆环状且内部中空。

3.根据权利要求1所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述内机匣外壁、所述外机匣内壁和其两者之间靠近所述法兰底座的头部进气段形成所述火焰筒，所述火焰筒为u形。

4.根据权利要求3所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述外机匣内壁、所述内机匣外壁、所述头部进气段均设有若干倾斜的所述冷却气进气孔。

5.根据权利要求1所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述外机匣、所述内机匣和所述头部进气段均通过螺钉与所述法兰底座连接。

6.根据权利要求1所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述喷油件倾斜固定于所述外机匣外壁上，所述喷油件设有若干且呈环形阵列分布，所述喷油件包括供油管道和与所述供油管道一端连接的旋转喷嘴，所述供油管道贯穿所述外机匣并延伸至所述火焰筒内部。

7.根据权利要求6所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述旋转喷嘴内部中空，所述旋转喷嘴内部靠近所述火焰筒的一侧固定有若干旋转叶片，所述旋流喷嘴的安装方向与由所述喷油件倾斜设置形成的环流角度相同。

8.根据权利要求6所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述点火针安装于其中一个所述旋流喷嘴前侧，所述点火针的点火端位于所述火焰筒内，并靠近所述喷油件设置。

9.根据权利要求1所述的斜喷式的周向环流燃烧室，其特征在于，所述火焰筒的出口段设有若干内机匣外壁掺混孔、外机匣内壁掺混孔。

技术总结本发明公开了一种斜喷式的周向环流燃烧室，属于航空发动机技术领域，其包括：燃烧室；法兰底座，所述法兰底座与所述燃烧室固定连接，以保证燃烧室的结构强度；火焰筒，所述火焰筒位于所述燃烧室内并与所述燃烧室一体化连接，所述火焰筒上具有倾斜的冷却气进气孔和掺混孔；喷油件和点火针，所述点火针、所述喷油件均与所述燃烧室连接并贯穿至所述燃烧室内部，且所述喷油件倾斜一定角度设置，以使燃烧更充分。本发明通过将喷油件以一定角度伸入火焰筒内供油，以及在火焰筒各部位设置斜孔进气实现火焰稳定快速联焰的设计。技术研发人员：王高峰,卢启昊,吴涵,朱志新,郑耀受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18