【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃烧室设计，具体涉及氢燃料环涡燃烧室及航空发动机。
技术介绍
1、氢燃料作为一种清洁可再生能源极具前景，将氢燃料应用于航空及燃机动力领域的优势与潜力正在显现。环涡燃烧室作为一种的小型航空发动机燃烧室，常用于各种低成本小型航空发动机以及大型航空发动机的apu，环涡燃烧室采用涡流片代替涡流器的设计，极大的削减了成本，但作为代价环涡燃烧室的熄火性能较差。而氢燃料极为活泼的化学性质为氢燃料航空发动机燃烧室带来了优异的点熄火性能。
2、然而，相关技术中，以氢燃料作为主燃料的发动机，其氢燃料与空气掺混不均匀，造成会降低燃烧效率，使得燃料的能量不能得到充分利用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种氢燃料环涡燃烧室及航空发动机，以解决氢燃料与空气掺混不均匀的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种氢燃料环涡燃烧室，包括：机匣；火焰筒，所述火焰筒与所述机匣间隔设置，所述火焰筒与所述机匣之间形成有空气流动空间，所述火焰筒上开设有进气孔，所述进气孔间隔设置有若干个，所述空气流动空间与所述进气孔连通；氢气管路，所述氢气管路设置于所述火焰筒靠近所述机匣的一侧，所述氢气管路包括进气管、环形管和连通管，所述环形管设置有若干个，若干个所述环形管均与所述连通管连通设置，所述进气管与同一个所述环形管连通设置，所述连通管上开设有喷孔，所述喷孔设置有若干个，若干个所述喷孔与若干个所述进气孔一一对应设置，所述喷孔朝向所述进气孔设置；涡流片，所述涡流片设置于所述火焰筒远离
3、有益效果：通过设置若干个环形管，在保证氢气管路内部压力平衡的前提下，氢燃料由各个方向与空气掺混，实现了氢燃料与空气的高均匀度掺混，提高了氢燃料的燃烧效率，减少了燃烧室内的局部高温的出现，降低污染物的排放。
4、在一种可选的实施方式中，所述火焰筒包括弧形部和主体部，所述弧形部与所述主体部连接，所述进气孔开设于所述弧形部上，所述氢气管路设置于所述弧形部靠近所述机匣的一侧。
5、在一种可选的实施方式中，部分所述弧形部形成所述连通管，所述进气孔贯穿所述连通管，所述进气孔通过所述喷孔与所述连通管连通。
6、在一种可选的实施方式中，所述弧形部的端部与所述主体部之间间隔设置，所述弧形部的端部与所述主体部之间围合形成气膜腔，所述主体部上开设有气膜孔，所述气膜孔与所述气膜腔连通设置，所述气膜孔沿所述氢燃料环涡燃烧室的周向设置有若干个。
7、有益效果：沿氢燃料环涡燃烧室的周向设置若干个气膜孔，从而形成周向连续的气膜，使得气膜腔内形成周向连续的环涡流场结构，使得氢燃料进入环涡流场利用火花塞点火后直接预混组织燃烧，以克服氢气火焰传播速度快，容易发生回火的问题，进而使得氢燃料能高效稳定的燃烧。
8、在一种可选的实施方式中，所述进气管设置有若干个，若干个所述进气管间隔设置并与同一个所述环形管连通设置，所述涡流片设置有若干个，若干个所述涡流片间隔设置，所述进气管的设置数量为所述涡流片的设置数量的整数倍。
9、有益效果：进气管的设置数量为涡流片的设置数量的整数倍，保证氢气管路内的压力稳定，进而保证氢燃料与空气的掺混均匀。
10、在一种可选的实施方式中，所述环形管的直径为d1，满足2mm≤d1≤4mm。
11、有益效果：通过对环形管的直径尺寸进行限定，在保证氢燃料在环形管内的流速的同时，保证环形管内的氢燃料均匀性。
12、在一种可选的实施方式中，所述连通管的直径为d2，满足d2＜d1。
13、在一种可选的实施方式中，所述喷孔的直径为d3，满足0＜d3≤0.6mm。
14、有益效果：通过对喷孔的直径尺寸进行限定，在保证氢燃料由喷孔喷出的速度的同时，保证喷孔内的氢燃料均匀性。
15、在一种可选的实施方式中，所述火焰筒上开设有主燃孔和掺混孔，所述主燃孔与所述掺混孔间隔设置，所述主燃孔与所述空气流动空间连通，所述掺混孔与所述空气流动空间连通。
16、有益效果：氢燃料与空气混合后的气体进入火焰筒内，在火焰筒内燃烧产生燃气，燃气进一步与主燃孔和掺混孔中流入的空气混合后进入涡轮做功。
17、第二方面，本专利技术还提供了一种航空发动机，包括上述的氢燃料环涡燃烧室。
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1.一种氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述火焰筒(20)包括弧形部(23)和主体部(24)，所述弧形部(23)与所述主体部(24)连接，所述进气孔(22)开设于所述弧形部(23)上，所述氢气管路(30)设置于所述弧形部(23)靠近所述机匣(10)的一侧。
3.根据权利要求2所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，部分所述弧形部(23)形成所述连通管(33)，所述进气孔(22)贯穿所述连通管(33)，所述进气孔(22)通过所述喷孔(331)与所述连通管(33)连通。
4.根据权利要求2所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述弧形部(23)的端部与所述主体部(24)之间间隔设置，所述弧形部(23)的端部与所述主体部(24)之间围合形成气膜腔，所述主体部(24)上开设有气膜孔(241)，所述气膜孔(241)与所述气膜腔连通设置，所述气膜孔(241)沿所述氢燃料环涡燃烧室的周向设置有若干个。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述进气管(31)设置有若干
6.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述环形管(32)的直径为D1，满足2mm≤D1≤4mm。
7.根据权利要求6所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述连通管(33)的直径为D2，满足D2＜D1。
8.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述喷孔(331)的直径为D3，满足0＜D3≤0.6mm。
9.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述火焰筒(20)上开设有主燃孔(25)和掺混孔(26)，所述主燃孔(25)与所述掺混孔(26)间隔设置，所述主燃孔(25)与所述空气流动空间(21)连通，所述掺混孔(26)与所述空气流动空间(21)连通。
10.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的氢燃料环涡燃烧室。
...【技术特征摘要】
1.一种氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述火焰筒(20)包括弧形部(23)和主体部(24)，所述弧形部(23)与所述主体部(24)连接，所述进气孔(22)开设于所述弧形部(23)上，所述氢气管路(30)设置于所述弧形部(23)靠近所述机匣(10)的一侧。
3.根据权利要求2所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，部分所述弧形部(23)形成所述连通管(33)，所述进气孔(22)贯穿所述连通管(33)，所述进气孔(22)通过所述喷孔(331)与所述连通管(33)连通。
4.根据权利要求2所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述弧形部(23)的端部与所述主体部(24)之间间隔设置，所述弧形部(23)的端部与所述主体部(24)之间围合形成气膜腔，所述主体部(24)上开设有气膜孔(241)，所述气膜孔(241)与所述气膜腔连通设置，所述气膜孔(241)沿所述氢燃料环涡燃烧室的周向设置有若干个。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氢燃料环涡燃烧室，其特征在于，所述进气管(31)设...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖周世冀，冯留洋，王任伟，曹俊，江立军，邬俊，李佳玲，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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