本发明专利技术提供了一种火焰稳定器及包含该火焰稳定器的发动机燃烧室。该火焰稳定器包括安装座（10），安装座（10）内设置有凹腔（20），凹腔（20）的上游设置有导流孔（41），凹腔（20）位于导流孔（41）下游的位置设置有与导流孔（41）相连通并朝第一方向延伸的导流孔出口（44），凹腔（20）的底壁上设置有朝第二方向延伸的底壁燃料喷孔（22），底壁燃料喷孔（22）连接至燃料接口，导流孔出口（44）的延伸方向与底壁燃料喷孔（22）的延伸方向相交叉。根据本发明专利技术的火焰稳定器，能够有效增强点火性能，提高火焰稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超燃冲压发动机领域，具体而言，涉及一种火焰稳定器及包含该火焰稳定器的发动机燃烧室。
技术介绍
凹腔、支板等火焰稳定器目前广泛应用于超燃冲压发动机燃烧室中。超声速气流流过凹腔或支板会在凹腔内、支板尾部形成回流区，能够使火焰始终驻留在其中，并作为新的火源持续点燃上游来的燃料，从而实现火焰稳定。凹腔、支板在超声速燃烧室中可集燃料喷注、混合增强及火焰稳定作用于一身，在提高超燃冲压发动机性能方面发挥了重要的作用。论文《Experimental Study of Cavity-Strut Combustionin Supersonic Flow》提出了一种与支板组合使用的凹腔，支板用于加强燃料向中心主流区的喷射，凹腔后壁采用空气与燃料的同时喷射用于加强凹腔内的点火和燃烧，火花塞设置在凹腔的底壁中间。论文((Aerodynamic loss and mixing over a cavity flame holder locateddownstream ofpylon-aided fuel injection》给出了一种与塔门(类似于支板的装置)喷注组合使用的凹腔方案，塔门用于阻挡超声速来流形成背风低压区，从而增强塔门后射流的穿透深度。目前的凹腔、支板设计已经具有大量的结构形式，对应的燃料喷射也有多种方案。通常来讲，由于凹腔内部的高温低速环境，点火一般设置在凹腔内部。目前增强点火的方案采用的通常是直接在凹腔内部喷入燃料或者在喷入燃料的同时补喷入空气，使得存在连续的混合气。对于增强燃烧通常的方案通常有两种，一是通过设置塔门等类型的扰流装置设法提高壁面燃料喷射的穿透度，二是采用支板等类型的装置直接将燃料均匀分布喷射入主流中心。上述方案存在以下缺点1.凹腔质量交换率低，在凹腔回流区外部的燃料喷射容易形成回流区的贫燃，在凹腔回流区内的喷射容易形成回流区的富燃，对于点火都造成不利影响；2.采用增强点火的方案(例如在凹腔内部补喷空气或氧气)需要增加额外高压气源。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种火焰稳定器及包含该火焰稳定器的发动机燃烧室、发动机，能够有效增强点火性能，提高火焰稳定性。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种火焰稳定器，包括安装座，安装座内设置有凹腔，凹腔的上游设置有导流孔，凹腔位于导流孔下游的位置设置有与导流孔相连通并朝第一方向延伸的导流孔出口，凹腔的底壁上设置有朝第二方向延伸的底壁燃料喷孔，底壁燃料喷孔连接至燃料接口，导流孔出口的延伸方向与底壁燃料喷孔的延伸方向相交叉。进一步地，凹腔的空气进入侧间隔设置有多个支板，导流孔设置在支板的迎风面上，导流孔出口位于支板远离迎风面的一侧。进一步地，凹腔的空气进入侧还设置有凸块，凸块上间隔设置有朝凹腔延伸的安装槽，支板设置在安装槽内。进一步地，底壁燃料喷孔延伸方向与导流孔出口延伸方向正交。进一步地，支板包括梯台部，梯台部的两侧面相平行，导流孔设置在梯台部的远离凹腔一侧的腹部斜面上。进一步地，支板还包括棱锥部，棱锥部沿梯台部的腹部斜面倾斜设置，棱锥部的两个侧斜面沿支板的纵向中平面对称设置，各侧斜面上均设置有导流孔，支板的与侧斜面相交的两个相对侧面上均设置有与对应侧的导流孔相连通的导流孔出口，底壁燃料喷孔设置在各支板的两侧。进一步地，支板位于凹腔内的部分竖向设置有导流通道，导流孔和导流孔出口均连接至导流通道，并通过导流通道相连通。进一步地，凹腔的底壁内设置有沿底壁燃料喷孔的排列方向延伸的第一横向通道，第一横向通道连通各底壁燃料喷孔，燃料接口连通至第一横向通道。进一步地，多个导流孔出口沿导流通道间隔设置，多个底壁燃料喷孔沿第一横向通道间隔设置。进一步地，火焰稳定器还包括竖向设置在凸块上的上游燃料喷孔和横向设置在支板的侧壁上的侧向燃料喷孔，上游燃料喷孔和侧向燃料喷孔正交对应设置。进一步地，凸块上设置有沿支板的排列方向贯穿各支板的第二横向通道，第二横向通道连通各上游燃料喷孔和侧向燃料喷孔，燃料接口连接至第二横向通道。进一步地，支板包括与第二横向通道相交且竖向设置的支管，侧向燃料喷孔与支管连通，各支管与导流孔和导流通道在支板内不相连通。进一步地，支管为两个，两个支管相平行，并分别设置在第二横向通道的中心线所在竖向平面的两侧，上游燃料喷孔的中心线与第二横向通道的中心线垂直相交，并平行于支管的中心线。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发动机燃烧室，包括隔离段和与隔离段固定连接的火焰稳定器，该火焰稳定器为上述的火焰稳定器。应用本专利技术的技术方案，火焰稳定器包括位于上游的导流孔和位于导流孔下游并与导流孔相连通的导流孔出口，导流孔出口与凹腔底壁上的底壁燃料喷口相交叉，在实施点火之前，底壁燃料喷孔开启喷注，主流中的空气通过导流孔流经导流通道挤压进入凹腔前缘底部，与底壁燃料喷孔喷射的燃料碰撞、混合并形成一定配比，起到连续新鲜混气生成作用，使得点火前有空气通过导流孔和导流孔出口进入凹腔形成连续新鲜混气，从而增强火花塞开启后的点火性能。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器的立体结构示意图；图2示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器在导流孔位置的剖视结构示意图；图3示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器在支管位置的剖视结构示意图；图4示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器在第二横向通道处的剖视结构示意图；图5示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器在第一横向通道处的剖视结构示意图；图6示出了根据本专利技术的实施例的火焰稳定器在火花塞孔处的剖视结构示意图；图7示出了根据本专利技术的实施例的发动机燃烧室的结构示意图；以及图8示出了根据图7的实施例的发动机燃烧室的半剖结构示意图。具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。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。本专利技术的实施例以图I中所示的结构为基础结构，各方位描述均以该结构为基准。如图I至图6所示，根据本专利技术的实施例，火焰稳定器包括安装座10，安装座10的一侧设置有凹腔20，凹腔20的上游设置有导流孔41，凹腔20位于导流孔41下游的位置设置有与导流孔41相连通并朝第一方向延伸的导流孔出口 44，凹腔20的底壁上设置有朝第二方向延伸的底壁燃料喷孔22，底壁燃料喷孔22连接至燃料接口，导流孔出口 44的延伸方向与底壁燃料喷孔22的延伸方向相交叉。在凹腔20的空气进入侧间隔设置有多个支板40，导流孔41设置在支板40的迎风面上，导流孔出口 44位于支板40远离迎风面的一侧。凹腔20的迎风一侧即空气进入侧设置有凸块30，凹腔20靠近凸块30的底壁上设置有火花塞孔21，凸块30上间隔设置有朝凹腔20延伸的安装槽，支板40设置在安装槽内。支板40伸入凹腔20内，支板40高出凸块30部分的迎风面上设置有导流孔41，支板40位于凹腔20内的部分设置有与导流孔41连通的导流孔出口 44，凹腔20上对应导流孔出口 44的位置设置有底壁燃料喷孔22，底壁燃料喷孔22连接至燃料接口。支板40上的迎风面为沿空气的流动方向从位于凸块上的底部向顶部延伸并倾斜的斜面，用于在空气流动过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种火焰稳定器，其特征在于，包括安装座（10），所述安装座（10）内设置有凹腔（20），所述凹腔（20）的上游设置有导流孔（41），所述凹腔（20）位于所述导流孔（41）下游的位置设置有与所述导流孔（41）相连通并朝第一方向延伸的导流孔出口（44），所述凹腔（20）的底壁上设置有朝第二方向延伸的底壁燃料喷孔（22），所述底壁燃料喷孔（22）连接至燃料接口，所述导流孔出口（44）的延伸方向与所述底壁燃料喷孔（22）的延伸方向相交叉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙明波，王振国，喻清，梁剑寒，刘卫东，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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