[发明专利]一种火焰稳定器

说明书

本发明公开了一种可用于航空发动机加力燃烧室等的火焰稳定器，包括安装在主流流道内的射流装置，射流装置上设有喷射口，喷射口的形状呈缝隙状；或者，喷射口的形状呈圆孔状，圆孔状喷射口有多个，多个圆孔状喷射口至少分为两组，每组圆孔状喷射口垂直于主流流向方向分布，相邻两组圆孔状喷射口交错分布。该火焰稳定器通过射流装置在主流中沿一定角度喷射连续射流，射流在主流中形成气动屏障，进而在气动屏障后形成回流区，回流区可有效进行火焰的稳定，故又称为射流火焰稳定器。该火焰稳定器耐高温抗变形、燃烧效率高、压力损失小、红外辐射弱，可形成连续、有效和稳定的气动屏障，回流区大，火焰稳定效果好，燃烧稳定边界宽。

技术领域

本发明涉及燃烧设备，尤其涉及一种火焰稳定器。

背景技术

传统航空涡轮发动机加力燃烧室的火焰稳定器一般采用非流线的钝体火焰稳定器，例如V形钝体火焰稳定器。而后，在V形钝体火焰稳定器基础上又发展出来了吸入式火焰稳定器、蒸发式火焰稳定器、双V形火焰稳定器以及沙丘驻涡火焰稳定器。火焰稳定器通过在来流中制造一个回流区，以降低来流速度、加强油气混合，并使高温燃烧产物回流以持续对来流未燃的可燃混合物进行点燃而达到稳定火焰的效果。现有的火焰稳定器壁温不均匀，易产生结构变形；且燃烧效率低，火焰长，造成燃烧室长度大；非加力状态下压力损失大；红外辐射强；而现有气动火焰稳定器由于使用离散的孔状喷射口进行流体喷射，无法形成连续、有效且稳定的气动屏障，导致火焰稳定器的回流区小，火焰稳定效果差，燃烧稳定边界窄。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种火焰稳定器。该火焰稳定器耐高温抗变形、燃烧效率高、压力损失小、红外辐射弱，可形成连续、有效和稳定的气动屏障，使得火焰稳定器的回流区大，火焰稳定效果好，燃烧稳定边界宽。

为了解决上述技术问题，本发明的一种火焰稳定器，包括安装在主流流道内的射流装置，射流装置上设有喷射口，喷射口的形状呈缝隙状，该喷射口为缝隙状喷射口；或者，喷射口的形状呈圆孔状，该喷射口为圆孔状喷射口，圆孔状喷射口有多个，多个圆孔状喷射口至少分为两组，每组圆孔状喷射口沿射流装置周向或长度方向分布；相邻两组圆孔状喷射口交错分布。

进一步地，射流装置为射流管，射流管呈圆柱形、椭圆柱形或棱柱形；射流管的中心轴线与主流流道的延伸方向平行或垂直；射流管侧壁或顶壁上设置有缝隙状喷射口，缝隙状喷射口长度的延伸方向与主流流道的延伸方向垂直。

进一步地，射流装置为射流板，射流板的底面和顶面上设置有缝隙状喷射口，缝隙状喷射口长度的延伸方向与主流流道的延伸方向垂直。

进一步地，射流装置包括至少一个缝隙状喷射口；或者，射流装置包括多个圆孔状喷射口。

进一步地，喷射口近射流管顶部的侧壁和喷射口远离射流管顶部的侧壁水平相对；并且，喷射口为收敛状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐缩小；或者，喷射口为扩张状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐增大；或者，喷射口为拉瓦尔状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁先逐渐缩小再逐渐增大。

进一步地，喷射口近射流管顶部的侧壁高于远离射流管顶部的侧壁，喷射口从射流装置内壁指向所述射流装置外壁的轴线方向与主流流动方向成钝角，喷射口的两侧壁斜向相对；并且，喷射口为收敛状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐缩小；或者，喷射口为扩张状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐增大；或者，喷射口为拉瓦尔状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁先逐渐缩小再逐渐增大。

进一步地，喷射口近射流管顶部的侧壁低于远离射流管顶部的侧壁，喷射口从射流装置内壁指向所述射流装置外壁的轴线方向与主流流动方向成锐角，喷射口的两侧壁斜向相对；并且，喷射口为收敛状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐缩小；或者，喷射口为扩张状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁逐渐增大；或者，喷射口为拉瓦尔状，喷射口的宽度从射流装置内壁至射流装置外壁先逐渐缩小再逐渐增大。