【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机，更具体的说是涉及一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室。
技术介绍
1、驻涡燃烧室(trapped vortex combustor,tvc)是一种高效的燃烧室设计，它利用涡流来稳定火焰并提高燃烧效率。自20世纪90年代由美国空军研究实验室和美国通用公司提出以来，tvc已经在航空发动机领域得到了广泛的研究和应用。驻涡燃烧室从最初的单外腔轴对称结构发展到单管轴对称结构，再到目前的单腔或双腔环形结构，而这些结构的变化旨在提高燃烧效率、降低排放并增强燃烧稳定性。研究表明，与常规涡流稳定燃烧室相比，tvc的起动点火、贫油熄火和高空重新点火性能均提高了50％，工作范围扩宽了40％，燃烧效率保持在99％以上。由于驻涡燃烧室的出色性能，研究人员提出将驻涡燃烧技术应用到级间燃烧室(inter-stage turbine burner,itb)，从而增加整体循环功，提高发动机工作性能。
2、为深入了解驻涡级间燃烧室的流动特性和燃烧性能，学者们进行了大量数值模拟和试验研究，包括燃烧室内温度场分布、点熄火边界、火焰形态、燃烧效率、出口温度分布等燃烧特性。通过研究发现，在驻涡凹腔内，燃油蒸发后与次流气体混合的分布均匀度对燃烧特性的影响十分明显，油气分布不均匀将直接导致局部富油、高温区集中、周向联焰效果差，从而造成点火困难、燃烧效率下降、出口温度分布差等问题。
3、因此，研究出一种在气流停留时间极短条件下，可以实现凹腔内油气快速混合且油气分布均匀的具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室是本领域技术人员
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种在气流停留时间极短条件下，可以实现凹腔内油气快速混合且油气分布均匀的具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，包括：
4、外壳体，
5、驻涡火焰筒，所述驻涡火焰筒设置于所述外壳体的内部，且所述驻涡火焰筒的末端与所述外壳体相连接；所述驻涡火焰筒的中部向外部凸出，且在所述驻涡火焰筒中部的内侧形成凹腔，所述凹腔靠近所述驻涡火焰筒后段的侧壁处设置有凹腔进口，所述凹腔进口沿所述凹腔侧壁呈环形分布；
6、油气旋流器，所述油气旋流器包括：旋流叶片和油气管；所述油气管位于所述凹腔进口处，且沿所述驻涡火焰筒的外圈成环形分布；所述旋流叶片的内部呈中空状，且表面开设有油气出口；多个所述旋流叶片沿所述凹腔进口均匀分布，且所述旋流叶片与所述油气管相连通；
7、气管，所述气管设置于所述外壳体的外部，且沿所述外壳体的圆周方向分布；
8、油管，所述油管设置于所述外壳体的外部，且沿所述外壳体的圆周方向分布；
9、油气混合管，所述油气混合管的进口端分别与所述气管、油管相连通，出口端深入到所述外壳体内部，且与所述油气管相连通；
10、内壳体，所述内壳体设置于所述驻涡火焰筒的内部，且所述外壳体、驻涡火焰筒、内壳体同轴设置；所述驻涡火焰筒与所述外壳体之间形成次流通道，所述驻涡火焰筒与所述内壳体之间形成主流通道。
11、采用上述技术方案的有益效果是，本专利技术中在旋流叶片的作用下，次流气体在进入凹腔时，会带有切向旋流，在凹腔内形成小范围的切向旋涡，同时形成环燃烧室的大旋涡，进一步增强了凹腔内火焰的稳定性，并且有利于拓宽燃烧室的工作范围。
12、优选的，所述驻涡火焰筒包括：前筒体和后筒体；所述后筒体的末端与所述外壳体连接；所述前筒体的后端向外部凸出，该凸出部位与所述后筒体的前端形成所述凹腔，所述前筒体的末端与所述后筒体的前端之间留有供油气进入所述凹腔的所述凹腔进口，所述旋流叶片置于所述凹腔进口内，且与所述前筒体、后筒体相连接；油气经所述旋流叶片后从所述凹腔进口处进入到所述凹腔内。
13、优选的，所述旋流叶片呈倾斜状分布，且与所述前筒体的轴线之间具有夹角。可以使次流气体进入凹腔时，形成沿燃烧室轴线旋转的大范围旋涡。
14、优选的，气管包括：进气管和分气管；所述分气管呈环形设置于所述外壳体的外部，且与所述油气混合管相连通；所述进气管沿所述分气管设置有多个。
15、优选的，所述油管包括：分油管和进油管；所述分油管呈环形设置于所述外壳体的外部，且与所述油气混合管相连通；所述进油管沿所述分油管设置有多个。气管和油管均与油气混合管连接，实现油、气的均匀混合。
16、优选的，所述分油管连接有多个直射式喷管；所述直射式喷管的进油端与所述分油管相连通，出油端伸入到所述油气混合管内部。直射式喷管可以将液态燃油喷出形成锥形液膜，并且在高温气体的作用下，液态燃油可以在油气混合管内形成气态燃油，进而使得凹腔内油气混合物混合的更加均匀。
17、优选的，所述进油管和所述进气管在所述外壳体外部的圆周位置相同；所述油气混合管与所述直射式喷管在所述外壳体外部的圆周位置相同。
18、优选的，所述油气混合管分布于所述分气管上相邻两个所述进气管的中间位置。
19、优选的，所述直射式喷管分布于所述分油管上相邻两个所述进油管的中间位置。进油管、进气管、油气混合管以及直射式喷管的位置设置可以保证引气和燃油的均匀分配。
20、优选的，所述分气管的圆周方向均匀分布有6-12个所述油气混合管。可以在降低气管与油管结构复杂的基础上，保证凹腔燃油的均匀分布。
21、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其有益效果为：
22、(1)本专利技术相比常规驻涡级间燃烧室，在凹腔内形成了以凹腔中心线为轴线的小范围周向旋涡，同时在凹腔进口处旋流叶片的引导下，形成了以燃烧室轴线的大范围旋涡，增强了凹腔内的火焰稳定性，同时有利于拓宽燃烧室工作范围；
23、(2)气管和油管均布置在外壳体的外部，避免了高温结焦问题，同时可以降低驻涡级间燃烧室内部供油管路的复杂度；
24、(3)采用旋流叶片将预蒸发的气态燃油供向驻涡燃烧区，能够使凹腔内油气分布的更加均匀，可以在更低的油气比下限内实现点火与稳定燃烧。
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1.一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述驻涡火焰筒(2)包括：前筒体(23)和后筒体(24)；所述后筒体(24)的末端与所述外壳体(1)连接；所述前筒体(23)的后端向外部凸出，该凸出部位与所述后筒体(24)的前端形成所述凹腔(21)，所述前筒体(23)的末端与所述后筒体(24)的前端之间留有供油气进入所述凹腔(21)的所述凹腔进口(22)，所述旋流叶片(31)置于所述凹腔进口(22)内，且与所述前筒体(23)、后筒体(24)相连接；油气经所述旋流叶片(31)后从所述凹腔进口(22)处进入到所述凹腔(21)内。
3.根据权利要求2所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述旋流叶片(31)呈倾斜状分布，且与所述前筒体(23)的轴线之间具有夹角。
4.根据权利要求1所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，气管(4)包括：进气管(41)和分气管(42)；所述分气管(42)呈环形设置于所述外壳体(
5.根据权利要求4所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述油管(5)包括：分油管(51)和进油管(52)；所述分油管(51)呈环形设置于所述外壳体(1)的外部，且与所述油气混合管(6)相连通；所述进油管(52)沿所述分油管(51)设置有多个。
6.根据权利要求5所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述分油管(51)连接有多个直射式喷管(53)；所述直射式喷管(53)的进油端与所述分油管(51)相连通，出油端伸入到所述油气混合管(6)内部。
7.根据权利要求6所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述进油管(52)和所述进气管(41)在所述外壳体(1)外部的圆周位置相同；所述油气混合管(6)与所述直射式喷管(53)在所述外壳体(1)外部的圆周位置相同。
8.根据权利要求4所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述油气混合管(6)分布于所述分气管(42)上相邻两个所述进气管(41)的中间位置。
9.根据权利要求6所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述直射式喷管(53)分布于所述分油管(51)上相邻两个所述进油管(52)的中间位置。
10.根据权利要求8所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述分气管(42)的圆周方向均匀分布有6-12个所述油气混合管(6)。
...【技术特征摘要】
1.一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述驻涡火焰筒(2)包括：前筒体(23)和后筒体(24)；所述后筒体(24)的末端与所述外壳体(1)连接；所述前筒体(23)的后端向外部凸出，该凸出部位与所述后筒体(24)的前端形成所述凹腔(21)，所述前筒体(23)的末端与所述后筒体(24)的前端之间留有供油气进入所述凹腔(21)的所述凹腔进口(22)，所述旋流叶片(31)置于所述凹腔进口(22)内，且与所述前筒体(23)、后筒体(24)相连接；油气经所述旋流叶片(31)后从所述凹腔进口(22)处进入到所述凹腔(21)内。
3.根据权利要求2所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述旋流叶片(31)呈倾斜状分布，且与所述前筒体(23)的轴线之间具有夹角。
4.根据权利要求1所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，气管(4)包括：进气管(41)和分气管(42)；所述分气管(42)呈环形设置于所述外壳体(1)的外部，且与所述油气混合管(6)相连通；所述进气管(41)沿所述分气管(42)设置有多个。
5.根据权利要求4所述的一种具有预蒸发旋流供油装置的驻涡级间燃烧室，其特征在于，所述油管(...
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