燃烧室掺混燃烧导向耦合结构

摘要

燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，主要由外机匣、内机匣、外火焰筒、内火焰筒和涡轮导向器叶片构成；位于外火焰筒和内火焰筒的掺混孔下游的涡轮导向器叶片实现了掺混、燃烧、导向和冷却的耦合设计，既实现了掺混气流与高温燃气的掺混、燃烧，调节燃烧室出口温度分布；又实现了燃烧室出口气流导向扩压，为高压涡轮动叶提供切向气流条件；同时正对涡轮导向器叶片的掺混气流为涡轮导向器叶片提供了外部冷却空气，改善了涡轮导向叶片的工作环境，增强了冷却效果。涡轮导向叶片内部的冷却空气由燃烧室环腔进入，简化了涡轮导向器冷却气路的结构设计，减少了涡轮导向器冷却气的用量。

主权项

燃烧室掺混燃烧导向耦合结构，其特征在于：全环燃烧室结构中，所述燃烧室掺混燃烧导向耦合结构由外机匣(6)、内机匣(14)、外火焰筒(7)、内火焰筒(8)和涡轮导向器叶片(9)构成，外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的出口分别与外机匣(6)和内机匣(14)的出口固定连接；所述的外机匣(6)和内机匣(14)、内火焰筒(8)和外火焰筒(7)为环形结构；内火焰筒(8)和外火焰筒(7)壁上沿周向均匀开有径向的掺混孔(4)；外机匣(6)与外火焰筒(7)之间形成燃烧室外环腔(26)，内机匣(14)与内火焰筒(8)之间形成燃烧室内环腔(27)；所述的涡轮导向器叶片(9)沿周向均匀布置在外火焰筒(7)和内火焰筒(8)之间的收缩通道(25)内，涡轮导向器叶片(9)与掺混孔(4)处在相同的周向位置，与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)通过焊接或螺栓连接，涡轮导向器叶片(9)的后缘与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的出口处在同一轴向位置；所述涡轮导向器叶片(9)开有涡轮导向器叶片内部冷却通道(24)，分别与外火焰筒(7)和内火焰筒(8)上的火焰筒涡轮冷却气孔(15)贯通，涡轮导向器叶片(9)壁面开有多排涡轮导向器叶片壁面气膜冷却孔(23)，燃烧室气流进入燃烧室后分股形成外环腔气流(2)，内环腔气流(5)和头部气流(1)，内环腔气流(5)和外环腔气流(2)经过外火焰筒(7)和内火焰筒(8)的掺混孔(4)形成掺混气流(3)，掺混气流(3)在火焰筒内部与燃烧的头部气流(1)在火焰筒内部通道及与涡轮导向器叶片(9)形成的收缩通道内实现掺混、加速和进一步的燃烧，形成掺混导向耦合区，同时掺混燃气(11)冲击涡轮导向器叶片(9)外表面实现对涡轮导向器叶片(9)的外部冷却；所述外环腔气流(2)，内环腔气流(5)一部分经过内火焰筒(8)和外火焰筒(7)的火焰筒涡轮冷却气孔(15)进入涡轮导向器叶片内部冷却通道(24)形成涡轮导向器叶片内部冷却气(12)，对涡轮导向器叶片(9)内部冷却，经涡轮导向器叶片壁面气膜冷却孔(23)流出形成涡轮导向器叶片冷却气膜(18)，实现外部冷却；所述的涡轮导向器叶片出口气流(13)与发动机轴线的存在夹角，即涡轮导向器叶片安装切向角(20)，形成燃烧室出口的切向气流条件。