阅读说明：本技术 一种喉道面积可调的旋流器 (Swirler with adjustable throat area ) 是由 郭舒 万云霞 齐健 赵传亮 柴昕 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种喉道面积可调的旋流器,所述旋流器装配于燃烧室火焰筒上,其包括：环状前壁及后壁；设置在前壁和所述后壁之间的多个叶片,所述叶片具有凸出于叶片本体两侧的转动轴,所述转动轴穿过所述第一通孔和第二通孔与所述前壁和所述后壁能够相对转动的连接；齿轮环,所述齿轮环上具有沿周向延伸的条形孔,所述条形孔与所述螺柱配合安装,所述齿轮环与所述前壁能够相对转动的连接；多个齿轮,所述齿轮具有传动孔,所述传动孔用于与所述传动轴连接,所述齿轮配合安装于所述齿轮环,当所述齿轮环相对于所述前壁转动时,所述齿轮能够带动所述叶片偏转。本申请的旋流器可以实现对叶片角度进行无极调节,从而实现对喉道面积和旋流数的无极调节。(The application relates to a throat area adjustable swirler, swirler assembles on the combustor flame tube, and it includes: annular front and rear walls; the blades are provided with rotating shafts protruding out of two sides of the blade body, and the rotating shafts penetrate through the first through holes and the second through holes and are connected with the front wall and the rear wall in a relatively rotatable mode; the gear ring is provided with a strip-shaped hole extending along the circumferential direction, the strip-shaped hole is matched with the stud, and the gear ring is connected with the front wall in a relatively rotatable manner; the gear is provided with a transmission hole which is used for being connected with the transmission shaft, the gear is installed on the gear ring in a matched mode, and when the gear ring rotates relative to the front wall, the gear can drive the blades to deflect. The utility model provides a swirler can realize carrying out electrodeless regulation to the blade angle to realize the electrodeless regulation to throat area and swirl number.)

一种喉道面积可调的旋流器

技术领域

本申请属于航空发动机结构设计技术领域，特别涉及一种喉道面积可调的旋流器。

背景技术

旋流器是航空发动机燃烧室中的一个重要部件，安装在火焰筒头部，用于将来流空气产生旋转速度，从而在火焰筒内形成回流区，以提高燃烧稳定性。

通常情况下，旋流器采用铸造或机加成型，其叶片与前后壁为一体或焊接结构，喉道面积固定不可调整。但在燃烧室研制初期，一般需对不同喉道面积的旋流器进行选型试验，传统方法是加工多个旋流器分别进行试验，这样一方面生产费用较高，另一方面生产周期也较长，而最重要的是旋流器喉道面积不能无极可调，试验有找不到最佳喉道面积的风险，从而给燃烧室初期的研制和试验带来了一定的困难。所以为解决传统旋流器试验的上述问题，需要一种结构简单、喉道面积能无级可调的旋流器结构，从而为顺利找到最优喉道面积节省经费和时间。

发明内容

本申请的目的是提供了一种喉道面积可调的旋流器，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种喉道面积可调的旋流器，所述旋流器装配于燃烧室火焰筒上，其包括：

前壁，所述前壁成环状，且所述前壁上具有多个第一通孔和沿其轴线延伸的至少两个螺柱；

后壁，所述后壁同样成环状，且所述后壁上设有多个第二通孔；

设置在所述前壁和所述后壁之间的多个叶片，所述叶片具有凸出于叶片本体两侧的转动轴，所述转动轴穿过所述第一通孔和第二通孔与所述前壁和所述后壁能够相对转动的连接；

齿轮环，所述齿轮环上具有沿周向延伸的条形孔，所述条形孔与所述螺柱配合安装，所述齿轮环与所述前壁能够相对转动的连接；

多个齿轮，所述齿轮具有传动孔，所述传动孔用于与所述传动轴连接，所述齿轮配合安装于所述齿轮环，当所述齿轮环相对于所述前壁转动时，所述齿轮能够带动所述叶片偏转。

在本申请一实施方式中，所述传动孔的形状为多边形，所述多边形包括三角形、矩形、方形、正六边形或正八边形。

在本申请一实施方式中，所述螺柱的数量与所述条形孔的数量相同，所述数量为2～6个。

在本申请一实施方式中，所述条形孔的长度使得所述叶片的可偏转角度不大于90度。

在本申请一实施方式中：所述齿轮环上具有多个均布的圆孔，所述圆孔的数量为2的整数倍。

在本申请一实施方式中，所述叶片的数量为5～20个。

在本申请一实施方式中，所述齿轮环的齿数为所述叶片数量的整数倍。

在本申请一实施方式中，所述叶片本体两侧的转动轴共轴且直径相同。

在本申请一实施方式中，所述叶片本体两侧的转动轴共轴且直径可不同。

在本申请一实施方式中，所述齿轮上的齿数为10～30个。

本申请的喉道面积可调的旋流器在保证原有旋流器结构的情况下，可以实现对叶片角度进行无极调节，从而实现对喉道面积和旋流数的无极调节，特别适用于燃烧室研制初期不同旋流方案的筛选试验，可大大降低研制成本和周期，同时兼具结构简单、可靠的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为装配有旋流器的火焰筒剖面图。

图2为本申请的喉道面积可调的旋流器分解图。

图3为本申请的叶片结构示意图。

图4为本申请的后壁结构示意图。

图5为本申请的喉道面积可调的旋流器组装后的前视图。

图6为本申请的喉道面积可调的旋流器组装后的后视图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1所示，本申请的喉道面积可调的旋流器10装配于燃烧室火焰筒20上，可以将自外侧的来流空气产生旋转速度而流入火焰筒内，以在火焰筒内形成回流区，可以提高火焰筒内火焰燃烧的稳定性。

如图2所示，本申请的喉道面积可调的旋流器10包括前壁3、后壁5、设置在所述前壁和所述后壁之间的多个叶片4以及齿轮环2和多个齿轮1。

前壁3成环状，且前壁3上具有多个第一通孔31和沿其轴线延伸的至少两个螺柱32。

后壁5同样成环状，且后壁5上设有多个第二通孔54。此外，后壁5上还有向外突出的。

叶片4是最重要的流道结构，其具有凸出于叶片本体41两侧的转动轴42，转动轴42穿过前壁3上的第一通孔31和后壁5上的第二通孔54，以实现与前壁3和后壁5的连接，连接后叶片能够自由转动以形成气流通道。

齿轮环2为主动结构，其内圈具有一圈的齿形结构，齿轮环2上具有沿周向延伸的条形孔22(或称跑道孔)，条形孔22与螺柱31配合可实现导向功能，齿轮环2与前壁3能够相对转动的连接在一起。在一些实施例中，条形孔22与前壁3上的螺柱31通过锁紧螺母7对齿轮环2进行锁紧定位，且在锁紧螺母7未拧紧时，齿轮环2应可沿旋流器中心轴自由转动。

齿轮1为从动结构，其外圈具有一圈的齿形结构，齿轮1具有传动孔11，传动孔11用于与传动轴42连接并实现周向相对固定，固定方式可以采用焊接等方式，齿轮1配合安装在齿轮环2内侧，两者咬合，此时叶片4应保持在相同的角度，当齿轮环2相对于前壁3转动时(可以手动控制，也可采用其他方式控制)，齿轮1进而带动与其连接的多个叶片4同时偏转。

在本申请中，齿轮1上的传动孔11的形状为多边形，所述多边形包括三角形、矩形、方形、正六边形或正八边形。在一些实施例中，多边形的边数为3～8。优选实施例中，传动孔11为正六边形结构。

在本申请一些实施例中，螺柱31的数量与条形孔22的数量相同，两者的数量可以为2～6个。

在本申请一实施方式中，所述条形孔的长度使得所述叶片的可偏转角度不大于90度。

在本申请一实施方式中：所述齿轮环上具有多个均布的圆孔23，所述圆孔的数量为2的整数倍。圆孔23是主要的扳拧结构，当无法手工转动齿轮环2时，可利用专用工具与其配合以转动齿轮环2。

在本申请一些实施例中，叶片4的数量可以为5～20个。

在本申请一实施例中，齿轮环2的齿数为叶片4数量的整数倍。

在本申请一实施例中，叶片本体41两侧的转动轴42共轴且直径相同。

在本申请另一实施例中，叶片本体41两侧的转动轴42共轴且直径可不同。

在上述实施例中，位于叶片本体两侧的转轴42结构仍可不相同。例如，在与前壁3连接的一端，转轴42包括与传动孔11形状相同的正六边形的传动部421和第一直径且与第一通孔配合的圆形部422，传动部421与圆形部422构成台阶状，在与后壁5连接的一端，转轴42包括与螺母6配合且具有螺纹的螺纹部424和第二直径且与第二通孔54配合的圆形部423，螺纹部424与圆形部423也构成台阶状。

在本申请一实施方式中，所述齿轮1上的齿数为10～30个。

本申请的喉道面积可调的旋流器在保证原有旋流器结构的情况下，可以实现对叶片角度进行无极调节，从而实现对喉道面积和旋流数的无极调节，特别适用于燃烧室研制初期不同旋流方案的筛选试验，可大大降低研制成本和周期，同时兼具结构简单、可靠的优点。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。