一种栅格形火焰稳定装置

本发明属于航空发动机燃烧室，具体涉及一种栅格形火焰稳定装置。

背景技术：

1、航空发动机被誉为当今制造业“皇冠上的明珠”，而燃烧室则是航发中极其重要的一个部分。航空发动机燃烧室的组成部分通常有前置扩压器、燃油喷嘴、燃烧室机匣、头部旋流器、火焰筒、点火器、头部导流板、燃油喷嘴等。燃烧室通过接受压气机流出的高压空气，通过燃油燃烧将化学能转化为热能，为涡轮提供均匀混合的燃气，这样涡轮才能输出压气机工作所需的功率。其中火焰筒是主燃烧室最主要的部件，火焰筒头部结构决定火焰筒整体性能的好坏，也直接影响主燃烧室工作的优劣和发动机的性能。

2、燃烧室主燃区气流分布对于火焰稳定是最重要的。目前，火焰筒内的气流分布形式有许多不同的类型，但是它们都有一个共同的特征，就是要形成一个回流区，将空气和燃油与一部分热燃气进行混合，以此来稳定火焰。回流区的维持需要不断地注入新的空气。空气的来源主要是：从壁面上进入火焰筒内的空气，大多数来自于通过空气旋流器和主燃孔进入的空气。

3、本发明改变了旋流器造成主燃区回流区的方式，通过两组导流叶片，在环形燃烧室内形成环形回流区，增强了回流区的连续性，有利于提高火焰的均匀性和燃烧效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提出一种栅格形火焰稳定装置，在环形燃烧室中，此装置可将燃烧室头部的气流分成两部分，分别进入外环导流器和内环导流器流入火焰筒外环区和内环区，由于气流粘性作用，中心区域的气体被带走，形成逆向压力差，使气流倒流进行补充，形成了环形回流区。各级叶片和分隔板形成的栅格形通道使气流分布更均匀。此装置产生的回流区具有较高的连续性，有利于提高火焰稳定性和燃烧效率。

2、技术方案

3、本发明的目的在于提供一种栅格形火焰稳定装置。

4、本发明技术方案如下：

5、一种栅格形火焰稳定装置，所述装置结构包括外环导流器、内环导流器、外叶片、内叶片和分隔板，其特征在于：气流被外环导流器和内环导流器分成两部分，分别流入环形火焰筒的外环区和内环区，中心环区的逆向压力差使内、外环区的气流回流进行补充，又与新的气流掺混向火焰筒下游流去，形成环形回流区。

6、所述的一种栅格形火焰稳定装置，其特征在于：外环导流器和内环导流器都由叶片组成，叶片之间通过分隔板固定；导流器的进口处的叶片角度与燃烧室轴线方向一致，随后通道分别向火焰筒外壁和内壁弯曲，内、外环导流器通道之间的扩张角可根据实际燃烧效果来确定，叶片的数量可根据实际流场状态来确定。

7、所述的一种栅格形火焰稳定装置，其特征在于：分隔板用于调整气流切向速度方向和固定内、外环导流器的各级叶片，分隔板的数量，角度及分布规律可根据实际流场状态和燃烧效果来确定。

8、本发明具有以下有益效果：

9、与传统旋流器造成的回流区相比，这种环形回流区连续性更好体积更大，有利于提高火焰稳定性和燃烧效率；改变了空气通道与燃油喷嘴的相对位置，可减小发生回火的风险；此装置结构简单，便于清洁及故障排查。

技术特征：

1.本发明提供了一种栅格形火焰稳定装置，所述装置结构包括外环导流器、内环导流器、外叶片、内叶片和分隔板，其特征在于：气流被外环导流器和内环导流器分成两部分，分别流入环形火焰筒的外环区和内环区，中心环区的逆向压力差使内、外环区的气流回流进行补充，又与新的气流掺混向火焰筒下游流去，形成稳定的环形回流区，其中分隔板用于调整气流切向速度方向和固定内、外环导流器的各级叶片。

2.根据权利要求1所述的一种栅格形火焰稳定装置，其特征在于：外环导流器和内环导流器都由叶片组成，叶片之间通过分隔板固定；导流器的进口处的叶片角度与燃烧室轴线方向一致，减少气流分离，随后通道分别向火焰筒外壁和内壁弯曲，内、外环导流器通道之间的扩张角可根据实际燃烧效果来确定，叶片及分隔板的数量可根据实际流场状态来确定。

技术总结本发明提供一种栅格形火焰稳定装置，适用于环形燃烧室内。此装置将进入火焰筒的气流分为两部分，分别进入火焰筒的外环和内环，因此在中心环区产生局部低压，从而在火焰筒前端形成环形的回流区。相比多个旋流器产生的回流区，这种环形回流区体积更大，火焰连续性更好，有利于提高燃烧效率，减小燃烧室体积。栅格形装置使气流分布更均匀，有利于减少气流局部高速区或低速区造成的火焰不稳定现象。技术研发人员：张群,吴润东,徐晓晨,张昊民,李寒琼受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30