一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109737451A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910063539.4(22)申请日2019.01.23(71)申请人南方科技大学地址518000广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号(72)发明人王波甘晓华莫唯书刘一鸣(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人胡彬(51)Int.Cl.F23R3/12(2006.01)F23R3/28(2006.01)F23R3/38(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室(57)摘要本发明公开一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，涉及航空燃气轮机技术领域。低排放燃烧室包括燃烧室头部，燃烧室头部连接有燃料喷嘴，燃烧室头部包括由内至外依次设置的内旋流器、外旋流器和外壁，外壁的前端包覆于外旋流器的外部，后端形成文丘里管；燃料喷嘴设于内旋流器的内部，且其开口朝向文丘里管，燃料喷嘴的末端设有旋流结构；气态燃料通过旋流结构产生预旋后喷射，与经内旋流器和外旋流器旋转后的气流在文丘里管内发生预混。本发明的燃料喷嘴使其内的气态燃料能够发生预旋喷射，并与设于其外侧的内旋流器和外旋流器产生的旋流空气进行掺混，使气态燃料进入燃烧室后发生均匀预混燃烧，以降低航空发动机整个LTO循环的污染排放。CN109737451ACN109737451A权利要求书1/1页1.一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，包括燃烧室头部(13)，所述燃烧室头部(13)连接有燃料喷嘴(16)，其特征在于，所述燃烧室头部(13)包括由内至外依次设置的内旋流器(19)、外旋流器(18)和外壁(17)，所述外壁(17)的前端包覆于外旋流器(18)的外部，后端形成文丘里管(22)；所述燃料喷嘴(16)设于所述内旋流器(19)的内部，且其开口朝向所述文丘里管(22)，所述燃料喷嘴(16)的末端设有旋流结构(21)；气态燃料通过所述旋流结构(21)产生预旋后喷射，与经所述内旋流器(19)和所述外旋流器(18)旋转后的气流在所述文丘里管(22)内发生预混。2.根据权利要求1所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述燃料喷嘴(16)的末端内设有中心柱(20)，所述旋流结构(21)设于所述中心柱(20)和所述燃料喷嘴(16)的内壁之间。3.根据权利要求1所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，所述燃料喷嘴(16)的末端外壁设有阶梯结构，所述阶梯结构的一面抵接于所述内旋流器(19)的内壁，另一面抵接于所述内旋流器(19)的前侧，所述阶梯结构设有定位槽(29)，所述内旋流器(19)的前侧设有定位销(28)，所述定位销(28)插接于所述定位槽(29)中。4.根据权利要求1所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，还包括由外机匣(6)和内机匣(7)形成的腔体，所述腔体开设有朝向所述燃烧室头部(13)的扩压器(10)，所述燃料喷嘴(16)插接于所述腔体上。5.根据权利要求4所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述腔体内设有火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)，所述火焰筒外壁(8)和所述火焰筒内壁(9)形成用于燃烧的火焰筒，所述外壁(17)通过头部端壁(14)分别与所述火焰筒外壁(8)和所述火焰筒内壁(9)连接。6.根据权利要求5所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述头部端壁(14)焊接有挡溅环(15)，用于遮挡所述火焰筒内部的高温燃气。7.根据权利要求5所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述燃烧室头部(13)沿所述火焰筒的周向均匀布置，个数为10～60个，通过所述燃烧室头部(13)的空气量占燃烧室总空气量的40％～80％。8.根据权利要求5所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述火焰筒外壁(8)和所述火焰筒内壁(9)的冷却方式为气膜冷却、发散冷却或复合冷却。9.根据权利要求1所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述旋流结构(21)的级数n为1≤n≤5；每级旋流器的结构为轴向旋流器、径向旋流器或切向旋流器。10.根据权利要求1-9中任一项所述的气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室，其特征在于，所述内旋流器(19)和所述外旋流器(18)均为轴向旋流器、径向旋流器或切向旋流器，且二者的级数n均为2≤n≤5。2CN109737451A说明书1/6页一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室技术领域[0001]本发明涉及航空燃气轮机的技术领域，具体涉及一种气态燃料预旋喷射的低排放燃烧室。背景技术[0002]现代航空发动机燃烧室的基本性能和结构分布已经达到相当高的水平，但是对于现代航空发动机燃烧室来说，仍然存在大量的难题和挑