[发明专利]航空发动机单头部燃烧室出口燃气采样装置

说明书

本申请公开了一种航空发动机单头部燃烧室出口燃气采样装置，属于航空发动机燃烧室性能测试技术领域，该装置包括中心转动环筒(1)，两端转动连接有法兰盘(2)，并分别通过法兰盘(2)连接至试验器前后管道，通过密封机构进行密封，中心转动环筒(1)上开有通孔，以安装高温燃气取样器(7)，所述中心转动环筒(1)受驱动机构驱动旋转，带动固定在中心转动环筒内的高温燃气取样器转动，进而实现上百至上千点的数据采集。本装置通过选用耐高温填料，精确控制填料与填料函间的装配间隙，允许高温燃气有微量泄露，此方案简单有效，易于拆装，方便维修。

技术领域

本申请属于航空发动机燃烧室性能测试技术领域，特别涉及一种航空发动机单头部燃烧室出口燃气采样装置。

背景技术

航空发动机单头部燃烧室性能测试应用最多的是固定式测量方式，仅能实现10～20点数据采集，通常每平方厘米达2点及以上可使取样具有代表性，固定式测量方式由于取样点数量较少，取样点密度不足使样气不具有代表性，在燃烧室出口燃气浓度场分布不均匀的情况下，固定式测量方式可使油气比和气态污染物的测量偏差高达30％，燃烧效率和燃烧温度也存在较大测试偏差。另外单头部燃烧室出口测量截面尺寸较小，2～6只取样器占据测试截面积较大，导致截面的阻塞比高，对燃烧室的流动产生了较大的扰动，也使测试结果的代表性下降。

国外在测试燃烧室气态污染物时，通常在燃烧室出口增加一段3到4米长的混合段，使燃气充分混合后变得均匀，此时只需1支取样器便能得到具有代表性的样气，但这种测试方式只适合气态污染物的测试，经过混合段掺混均匀后能得到气态污染物的平均值。而会导致燃烧效率的测试结果偏高、温度场较燃烧室出口截面均匀，使得数据不能用于涡轮的设计，因此燃烧效率和温度场的测量只能置于燃烧室出口截面，不适合燃烧效率和温度场测试。

发明内容

本申请的目的是提供航空发动机单头部燃烧室出口燃气采样装置，以解决上述至少一方面的问题。

本申请航空发动机单头部燃烧室出口燃气采样装置，包括：

中心转动环筒，两端转动连接有法兰盘，并分别通过法兰盘连接至试验器前后管道，中心转动环筒上开有通孔，且所述中心转动环筒受驱动机构驱动旋转；

两个密封机构，分别设置在所述中心转动环筒的两端，任一密封机构包括填料函，所述填料函转动套接在所述中心转动环筒外，并在与所述中心转动环筒之间形成朝向所述法兰盘的第一盲孔，所述第一盲孔内填充有密封填料，用于密封所述法兰盘与所述中心转动环筒之间的缝隙；

高温燃气取样器，包括自所述中心转动环筒内伸入至试验器管道内的第一端，以及自所述通孔伸出所述中心转动环筒外的第二端，所述第一端具有燃气采样点，并将采样结果输送到所述第二端，所述第二端外侧与所述通孔密封连接。

优选的是，所述中心转动环筒包括通过环肋片支撑的内筒及外筒，所述内筒及外筒之间设置有流体，用于冷却所述中心转动环筒。

优选的是，所述驱动机构包括电机，所述中心转动环筒上沿环向的至少部分设置有外环齿轮，以啮合所述电机输出轴的传动齿轮。

优选的是，所述填料函与所述中心转动环筒之间形成背向所述法兰盘的第二盲孔，所述填料函通过设置在所述第二盲孔内的深沟球轴承转动套接在所述中心转动环筒上。

优选的是，所述密封填料包括高温盘根。

优选的是，所述高温盘根之间设置有采用抗氧化石墨形成的填料环。

优选的是，所述中心转动环筒上的通孔为条形通孔，在将所述高温燃气取样器安装至中心转动环筒内后，通过开孔堵盖堵住所述条形通孔，所述高温燃气取样器的一端通过所述开孔堵盖的槽孔伸出所述中心转动环筒外。