[发明专利]一种采用平面扇形喷嘴供油的加力燃烧室

说明书

本发明公开一种采用平面扇形喷嘴供油的加力燃烧室，属于航空发动机领域，本发通过在加力燃烧室中供油装置上设置有支板，且沿着加力燃烧室的圆周垂直方向均匀布置；支板内侧径向设置有喷油杆，在喷油杆的侧壁径向设置有平面扇形喷嘴且平面扇形燃油喷嘴的开口横截面为V型；本发明的设计扩大了燃油喷雾扩张角，减小喷嘴数量，增大喷嘴直径，同时使燃油径向和周向浓度分布更加均匀，便有加力燃烧室可靠稳定燃烧，解决了现有技术中存在的问题。

技术领域

本发明属于航空发动机领域，具体是指一种采用平面扇形喷嘴供油的加力燃烧室。

背景技术

从上世纪开始,加力燃烧室在航空发动机上得到越来越广泛的应用。为了提高军用战斗机的作战性能与飞行包线，必须增大加力燃烧室内燃油雾化效果，使燃油与空气完全混合，且燃油空间分布均匀。燃油雾化效果的好坏决定着燃烧室工作特性的好坏。因此，燃油雾化研究是航空发动机研究中一个很重要的部分。

目前常见的涡扇发动机加力燃烧室内的喷油杆通常采用直射式燃油喷嘴，燃油喷雾扩张角小，雾化效果较差，且喷嘴等效直径较小，极易导致喷嘴的堵塞问题，严重影响发动机燃烧室工作的稳定性和可靠性。随着航空技术日新月异的发展，现代先进战机对航空发动机性能要求越来越高，传统加力燃烧室中喷油杆上的直射式喷嘴雾化效果差、极易导致堵塞，且受热时易结焦、燃油径向和周向浓度分布不均匀的问题越来越突出，不利于加力燃烧室的可靠稳定燃烧，严重影响了航空发动机的整体性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种采用平面扇形喷嘴供油的加力燃烧室，采用平面扇形喷嘴，该喷嘴设计扩大了燃油喷雾扩张角，减小喷嘴数量，增大喷嘴直径，同时使燃油径向和周向浓度分布更加均匀，便有加力燃烧室可靠稳定燃烧，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是这样实现的：

一种采用平面扇形喷嘴供油的加力燃烧室，包括加力燃烧室，加力燃烧室内沿空气来流方向的中心轴线位置设置有涡轮；涡轮与加力燃烧室侧壁间设置有掺混器；掺混器后形成扩压段，扩压段后设置有供油装置，供油装置上设置有支板，且沿着加力燃烧室的圆周垂直方向均匀布置；支板内侧径向设置有喷油杆，且靠近支板内的两侧壁面。在喷油杆的侧壁设置有平面扇形喷嘴，平面扇形燃油喷嘴沿喷油杆的半径方向布置多个。平面扇形喷嘴的开口伸出支板外壁面；平面扇形燃油喷嘴的开口横截面为V型。

平面扇形喷嘴在喷油杆的侧壁上沿加力燃烧室的半径方向布置的数量为1～20个，径向两个扇形喷嘴之间的燃油喷雾互相重叠，并且平面扇形燃油喷嘴开口与气体来流方向垂直，平面扇形燃油喷嘴所形成的扇形油雾锥沿半径方向布置，便于燃油完全雾化，且沿加力燃烧室径向空间均匀分布。喷油杆整体形状可通过铸造来实现，平面扇形喷嘴则可通过激光打孔、钻孔或表面铣来加工。

进一步，所述的平面扇形喷嘴数量为1～20个；具体数量根据平面扇形喷嘴的扇形角度、加力燃烧室半径大小、喷油杆实际尺寸而决定，保证加力燃烧室半径方向上各平面扇形喷嘴喷出的扇形油雾之间相互重叠。平面扇形喷嘴位置与支板顺流方向尾沿之间的距离根据实际情况进行调整，保证支板后实现稳定可靠燃烧。

进一步，所述的所述喷油杆包括入口、出口以及出入口之间的燃油流道；其中喷油杆入口与供油装置的供油管道相连，出口与平面扇形燃油喷嘴相连。

进一步，所述的平面扇形燃油喷嘴的V型开口与空气来流方向垂直；平面扇形喷嘴包括第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面之间夹角形成扇形喷雾扩张角β，夹角范围为：30°～150°；第一侧面和第二侧面起导流作用，燃油以平面扇形油面，即第一侧面和第二侧面射出，其喷嘴扇形角度大小决定了油锥面的角度大小，实现初始雾化。

进一步，所述的喷油杆的数量为支板数量的整数倍，所述支板数量为1～20，所述支板内喷油杆数量为1～10个。