燃烧组件及航空发动机的制作方法

本发明涉及航空发动机，具体涉及燃烧组件及航空发动机。

背景技术：

1、现代中小型航空发动机燃烧室通常采用环形多旋流燃烧室或者环形蒸发管燃烧室设计，在环形蒸发管燃烧室中，蒸发管通常分散布置在火焰筒上，其入口从火焰筒向外伸出与燃油总管上的多个直射式喷嘴连接，作为燃油辅助雾化和油气混合装置，蒸发管除了弥补直射式喷嘴雾化质量较差缺陷的功能外，还有加热空气和液态燃油，混合空气和燃油蒸气的功能。但是自蒸发管诞生以来蒸发管内液态燃油与空气作用不强烈、燃油在蒸发管内受热不足、蒸发管内湍流强度不够的问题一直存在。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种燃烧组件及航空发动机，以解决燃油在蒸发管内的雾化效果不佳，燃油在火焰筒内的燃烧效果不好的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种燃烧组件，包括：火焰筒；蒸发管，包括总管路和若干个分叉管路，所述总管路的一端形成蒸发管入口，所述分叉管路对应所述总管路的另一端设置，若干个所述分叉管路远离所述总管路的一端形成若干个蒸发管出口，若干个所述蒸发管出口位于所述火焰筒内；供油结构，与所述蒸发管入口连通设置。

3、有益效果：通过把传统单管式蒸发管或者t型、多出口型蒸发管设计为类似于血管形式的分叉式蒸发管结构，蒸发管呈血管形态布置在火焰筒上，从而使每一根蒸发管内既流通燃油又流通空气，两者在分叉结构的作用下湍流度提高、燃油撞壁破碎几率提高、雾化破碎效果更好。同时，由于分叉式蒸发管相比于常规油气预混合装置与火焰筒热壁面的接触面积更大，吸热量更多，因此分叉式蒸发管可以使燃油实现更充分的受热，从而蒸发更多的燃油，提高蒸发管的燃油蒸发率并最终改善燃烧效果。

4、在一种可选的实施方式中，所述分叉管路包括基础管和若干个分支管，所述基础管的一端与所述总管路连接，所述分支管对应所述基础管的另一端设置，若干个所述蒸发管出口对应若干个所述分支管远离所述基础管的一端设置；和/或，所述分叉管路包括输出管，所述输出管的一端与所述总管路或者是所述基础管连接，所述输出管的另一端形成所述蒸发管出口。

5、在一种可选的实施方式中，所述分支管为分叉结构。

6、有益效果：通过把蒸发管设计成一根主管道、多根分管道的多级分叉式结构形式，利用蒸发管的分叉结构把原来单根管路、单个进出口的形式改为多出口的形式，一方面可以改善燃油雾化蒸发效果，另一方面还可以实现不同位置、多处同时燃油供给，改善全环油气布置均匀性。

7、在一种可选的实施方式中，所述蒸发管入口的流通方向与所述火焰筒的轴线的夹角α呈20°-40°设置。

8、有益效果：通过把蒸发管设计成为在火焰筒外环附近倾斜布置的形式，从而使蒸发管入口与压气机出口的气流余旋角度相匹配，使油气匹配更均匀。

9、在一种可选的实施方式中，所述蒸发管出口的流通方向与所述火焰筒的轴线的夹角β呈20°-50°设置。

10、有益效果：通过控制蒸发管出口的方向，调整油气混合物进入火焰筒时的射流方向，实现油气混合物在火焰筒内沿环向流动，从而避免蒸发管出口油气混合物直接接触火焰筒壁面并燃烧造成烧蚀的问题。

11、在一种可选的实施方式中，若干个所述基础管的横截面积之和与所述总管路的横截面积相同。

12、有益效果：通过控制分叉管路的流通面积，实现蒸发管从蒸发管入口到蒸发管出口流通面积逐渐减小，从而避免油气混合物回流而造成的蒸发管烧蚀的问题。

13、在一种可选的实施方式中，所述分叉管路设置有两个，所述总管路的出口的中心轴线为两个所述基础管的夹角的角平分线。

14、有益效果：通过控制分叉管路的分叉角度，从而确保蒸发管出口油气混合物的分配基本一致。

15、在一种可选的实施方式中，所述分叉管路与所述总管路的连接位置在所述蒸发管总长度的1/3-2/3位置。

16、有益效果：通过控制分叉管路的分叉位置，从而使燃油在蒸发管内充分撞壁破碎，从而改善燃油雾化效果。

17、在一种可选的实施方式中，所述供油结构包括燃油总管和直射式喷嘴，所述燃油总管与所述直射式喷嘴连接，所述直射式喷嘴插入所述蒸发管入口内。

18、有益效果：通过将供油结构布置在燃烧室机匣外侧并弯曲后沿蒸发管入口方向或者直接沿径向插入蒸发管入口，同时使空气沿蒸发管入口流入，从而可降低燃油总管和直射式喷嘴的装配困难度、提高装配效率。

19、第二方面，本发明还提供了一种航空发动机，包括上述的燃烧组件。

技术特征：

1.一种燃烧组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃烧组件，其特征在于，所述分叉管路(202)包括基础管(2021)和若干个分支管(2022)，所述基础管(2021)的一端与所述总管路(201)连接，所述分支管(2022)对应所述基础管(2021)的另一端设置，若干个所述蒸发管出口(204)对应若干个所述分支管(2022)远离所述基础管(2021)的一端设置；和/或，

3.根据权利要求2所述的燃烧组件，其特征在于，所述分支管(2022)为分叉结构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧组件，其特征在于，所述蒸发管入口(203)的流通方向与所述火焰筒(1)的轴线的夹角α呈20°-40°设置。

5.根据权利要求4所述的燃烧组件，其特征在于，所述蒸发管出口(204)的流通方向与所述火焰筒(1)的轴线的夹角β呈20°-50°设置。

6.根据权利要求2所述的燃烧组件，其特征在于，若干个所述基础管(2021)的横截面积之和与所述总管路(201)的横截面积相同。

7.根据权利要求2所述的燃烧组件，其特征在于，所述分叉管路(202)设置有两个，所述总管路(201)的出口的中心轴线为两个所述基础管(2021)的夹角的角平分线。

8.根据权利要求7所述的燃烧组件，其特征在于，所述分叉管路(202)与所述总管路(201)的连接位置在所述蒸发管(2)总长度的1/3-2/3位置。

9.根据权利要求1所述的燃烧组件，其特征在于，所述供油结构(3)包括燃油总管(301)和直射式喷嘴(302)，所述燃油总管(301)与所述直射式喷嘴(302)连接，所述直射式喷嘴(302)插入所述蒸发管入口(203)的内部。

10.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的燃烧组件。

技术总结
本发明涉及航空发动机技术领域，公开了燃烧组件及航空发动机，本发明包括：火焰筒；蒸发管，包括总管路和若干个分叉管路，所述总管路的一端形成蒸发管入口，所述分叉管路对应所述总管路的另一端设置，若干个所述分叉管路远离所述总管路的一端形成若干个蒸发管出口，若干个所述蒸发管出口位于所述火焰筒内；供油结构，与所述蒸发管入口连通设置。本发明通过把分叉式蒸发管呈血管形态布置在火焰筒上，从而使燃油在分叉结构的作用下撞壁破碎几率提高，燃油雾化效果更好。同时，由于分叉式蒸发管与热壁面的接触面积更大，吸热量更多，因此分叉式蒸发管可以使燃油实现更充分的受热，从而蒸发更多的燃油，最终改善燃烧效果。

技术研发人员：江立军,王良,陶焰明,郑家炜,谭成华,朱学剑
受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29