加力燃烧室火焰稳定器

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加力燃烧室火焰稳定器
申请号	CN202210519069.X	申请日	2022-05-12	公开(公告)号	CN115164234B	公开(公告)日	2023-06-13
申请人	中国航发四川燃气涡轮研究院;			发明人	黄晓锋; 肖翔; 王永明; 吴小飞; 刘雨辰; 林建府; 张勋; 徐新文;
摘要	本发明提供一种加力燃烧室火焰稳定器，包括：火焰稳定器前段，呈圆弧状结构；火焰稳定器中段，一端与火焰稳定器前段铰接，火焰稳定器前段能够相对于火焰稳定器中段转动；火焰稳定器后段，与火焰稳定器中段的另一端固定连接。本发明实施例可以根据进口条件智能控制稳定器攻角和喷油杆蒸发距离，进而能够提升加力燃烧室在宽范围来流参数下的工作性能水平。
权利要求	1.一种加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，包括：火焰稳定器前段(21)，呈圆弧状结构；火焰稳定器中段(22)，一端与火焰稳定器前段(21)铰接，火焰稳定器前段(21)能够相对于火焰稳定器中段(22)转动；火焰稳定器后段(23)，与火焰稳定器中段(22)的另一端固定连接。 2.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，所述加力燃烧室火焰稳定器还包括驱动组件，设置在火焰稳定器前段(21)中并能够驱动火焰稳定器前段(21)相对于火焰稳定器中段(22)转动。 3.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器前段(21)的转动范围为0°至15°。 4.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器中段(22)为上下开口的空腔结构。 5.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器后段(23)内部设置有燃油喷杆(42)，燃油喷杆(42)能够沿火焰稳定器后段(23)的轴向移动。 6.根据权利要求5所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，燃油喷杆(42)沿轴向的移动距离为0至30mm。 7.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器后段(23)的端面与发动机轴线的倾角范围是40～80°。 8.根据权利要求1所述的加力燃烧室火焰稳定器，其特征在于，火焰稳定器后段(23)的端面与稳定器轴线的倾角范围是0～30°。
说明书全文	加力燃烧室火焰稳定器技术领域 [0001] 本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种加力燃烧室火焰稳定器。背景技术 [0002] 随着发动机不断发展，加力燃烧室进口温度和气流余旋角不断提高。其内涵进口气流总温高达1100～1250K，甚至达到1300K，内涵进口气流温度不同，其燃油喷射雾化情况也发生变化；另一方面，内涵进口气流余旋角不断提高，容易导致流动分离，对组织燃烧和降低流阻损失极为不利。这势必要求采用新的组织燃烧方式来保证燃烧可靠安全进行。传统的加力燃烧室喷油装置和火焰稳定器直接被固定安置在气体流路中，这很难适应发动机全包线范围内来流参数宽范围变化。因此先进加力燃烧室组织燃烧要求根据进口参数，智能调节火焰稳定器前端的攻角和喷油杆雾化蒸发距离，以获得宽范围内高效低阻加力燃烧室性能。为解决上述问题，国内外先进加力燃烧室均采用了一体化结构布局，其主要设计思路是将涡轮后承力框架的整流支板和加力燃烧室的火焰稳定器一体化设计，在其内部安置燃油管路，并通过外涵气体进行冷却，整流支板外表面造型按流线型设计，有效降低流体损失、缩短长度，使结构更加紧凑。 [0003] 采用这种先进发动机的一体化加力燃烧室结构布局，可以提升加力燃烧室性能，但随着发动机工作范围扩宽和参数水平的提升，迫切需要发展可以适应宽范围高效工作的加力燃烧室组织燃烧方式。发明内容 [0004] 有鉴于此，本说明书实施例提供一种加力燃烧室火焰稳定器，以达到适应宽范围高效工作的目的。 [0005] 本说明书实施例提供以下技术方案：一种加力燃烧室火焰稳定器，包括：火焰稳定器前段，呈圆弧状结构；火焰稳定器中段，一端与火焰稳定器前段铰接，火焰稳定器前段能够相对于火焰稳定器中段转动；火焰稳定器后段，与火焰稳定器中段的另一端固定连接。 [0006] 进一步地，加力燃烧室火焰稳定器还包括驱动组件，设置在火焰稳定器前段中并能够驱动火焰稳定器前段相对于火焰稳定器中段转动。 [0007] 进一步地，火焰稳定器前段的转动范围为0°至15°。 [0008] 进一步地，火焰稳定器中段为上下开口的空腔结构。 [0009] 进一步地，火焰稳定器后段内部设置有燃油喷杆，燃油喷杆能够沿火焰稳定器后段的轴向移动。 [0010] 进一步地，燃油喷杆沿轴向的移动距离为0至30mm。 [0011] 进一步地，火焰稳定器后段的端面与发动机轴线的倾角范围是40～80°。 [0012] 进一步地，火焰稳定器后段的端面与稳定器轴线的倾角范围是0～30°。 [0013] 与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例可以根据进口条件智能控制稳定器攻角和喷油杆蒸发距离，进而能够提升加力燃烧室在宽范围来流参数下的工作性能水平。附图说明 [0014] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 [0015] 图1是本发明实施例的装配结构示意图； [0016] 图2是本发明实施例中加力燃烧室火焰稳定器的结构示意图。 [0017] 图中附图标记：11、外涵机匣；12、扩压器外环；13、扩压器内环；14、内锥体；15、加力燃烧室火焰稳定器；18、凹腔；21、火焰稳定器前段；22、火焰稳定器中段；23、火焰稳定器后段；35、旋转轴；42、燃油喷杆；43、喷嘴。具体实施方式 [0018] 下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。 [0019] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0020] 如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种加力燃烧室火焰稳定器15，设置在外涵机匣11内，加力燃烧室火焰稳定器15包括火焰稳定器前段21、火焰稳定器中段22和火焰稳定器后段23。火焰稳定器前段21呈圆弧状结构；火焰稳定器中段22的一端与火焰稳定器前段21铰接，火焰稳定器前段21能够相对于火焰稳定器中段22转动；火焰稳定器后段23与火焰稳定器中段22 的另一端固定连接。 [0021] 本发明实施例可以根据进口条件智能控制稳定器攻角和喷油杆蒸发距离，进而能够提升加力燃烧室在宽范围来流参数下的工作性能水平。 [0022] 需要说明的是，火焰稳定器前段21为可旋转构件，其旋转中心位于火焰稳定器前段21的后端，根据加力燃烧室进口气流余旋角，智能调节火焰稳定器攻角。 [0023] 火焰稳定器中段22为上下开口的空腔结构，火焰稳定器中段22为加力燃烧室主要承力构件和冷却通道，扩压器内环13可以通过螺栓或者其他方式固定在火焰稳定器中段22上，外涵低温空气通过火焰稳定器中段22的内腔进入扩压器内环13的内部，进而实现对凹腔18和内锥体14的冷却保护。 [0024] 火焰稳定器后段23为加力燃烧室组织燃烧重要装置，燃油喷杆42内置于火焰稳定器后段23内部，燃油喷杆42能够沿火焰稳定器后段23的轴向移动，并在燃油喷杆42上设计喷嘴43，燃油从左右两侧的喷嘴43喷出进入高温高速气流中，实现油气混合，在加力燃烧室工作过程中，根据进口燃气温度，智能调整燃油喷杆42轴向距离，保证燃油蒸发和油气混合，避免燃油自燃影响加力燃烧室正常工作。 [0025] 其中，需要说明的是，燃油喷杆42沿轴向的移动距离为0至30mm，火焰稳定器后段23需要采用倾角设计，以获得较好雷达隐身性能，其中火焰稳定器后段23的端面与发动机轴线的倾角范围是40～80°，火焰稳定器后段23 的端面与稳定器轴线的倾角范围是0～ 30°。 [0026] 进一步地，加力燃烧室火焰稳定器还包括驱动组件，设置在火焰稳定器前段21中并能够驱动火焰稳定器前段21相对于火焰稳定器中段22转动。其中，本实施例中火焰稳定器前段21的转动范围为0°至15°。旋转轴35位于火焰稳定器前段21的后端，型面为半圆弧，以保证在旋转过程中，与火焰稳定器中段22的紧密配合。该结构形式便于实现与不同来流气流角匹配，较少气流分离，实现较低流阻损失。 [0027] 优选地，火焰稳定器各部分槽宽沿流动方向逐渐增大，火焰稳定器各段之间光滑过渡，无明显突变。火焰稳定器各部分侧壁布置气膜孔，以在高温气流下对火焰稳定器的气膜保护，实现长时间可靠工作。 [0028] 进一步的，由扩压器外环12和扩压器内环13组成的扩压器，在型面设计上需考虑稳定器堵塞作用，进而对扩压器外环12和扩压器内环13进行修正，增大流通面积。即在造型上需进行面积的补偿设计，即扩压器外环12在流道半径上要大于无稳定器情况时设计值，相应的，扩压器内环13在流道半径上要小于无稳定器情况时设计值。 [0029] 以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。