一种气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室.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CN109737452A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910062853.0(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王泽(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.F23R3/28(2006.01)F23R3/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室(57)摘要本发明公开一种气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，涉及航空燃气轮机技术领域。所述低排放燃烧室采用分级燃烧方案，燃烧室头部分为预燃级和主燃级，预燃级采用离心喷嘴直接喷射燃料，形成扩散燃烧以稳定燃烧室火焰；主燃级燃料采用了独特的同轴掺混径向喷射方式。本发明主燃级燃料喷射方式加强了燃料和空气的掺混，也保证了燃烧室在不同工作状态下气态燃料穿透深度的一致性，从而使航空发动机燃烧室的整个着陆起飞循环的污染排放得到进一步降低。CN109737452ACN109737452A权利要求书1/2页1.一种气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，包括燃烧室头部(13)，所述燃烧室头部(13)连接有燃料喷嘴(16)，所述燃烧室头部(13)包括预燃级(17)和主燃级(18)，所述预燃级(17)和所述主燃级(18)之间连接有级间段(19)，所述主燃级(18)设于所述预燃级(17)的外部，所述燃料喷嘴(16)包括预燃级喷嘴(31)和设于所述预燃级喷嘴(31)外部的主燃级喷嘴(30)，其特征在于，所述预燃级(17)包括设于所述预燃级喷嘴(31)外部的预燃级旋流器(20)，所述主燃级(18)包括设于所述主燃级喷嘴(30)外部的主燃级旋流器(21)，所述主燃级旋流器(21)的内壁设有多个位于旋流叶片后端的第一通孔(27)，所述主燃级喷嘴(30)的出口朝向所述第一通孔(27)，且出口外径小于所述第一通孔(27)的内径；经所述预燃级旋流器(20)喷射的空气与经所述预燃级喷嘴(31)喷射的气态燃料混合，经所述第一通孔(27)喷射的空气先与经所述主燃级喷嘴(30)喷射的气态燃料混合后，再与经所述主燃级旋流器(21)喷射的空气混合。2.根据权利要求1所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，其特征在于，所述主燃级(18)的内壁设有多条滑槽(28)，一个所述第一通孔(27)均设于一条所述滑槽(28)内，所述主燃级喷嘴(30)为杆状结构，且其能沿所述滑槽(28)滑动后，与所述第一通孔(27)同轴对应。3.根据权利要求1所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，其特征在于，所述预燃级旋流器(20)和所述主燃级旋流器(21)之间设有多个第二通孔(29)，多个所述第二通孔(29)朝向所述级间段(19)设置。4.根据权利要求1所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，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所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，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，所述主燃级(18)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所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，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所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，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％，其中通过所述主燃级(18)的空气量占通过所述燃烧室头部(13)空气量的60％～90％，通过所述预燃级(17)的空气量占通过所述燃烧室头部(13)空气量的10％～40％。8.根据权利要求5所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，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所述的气态燃料适用的中心分级低污染燃烧室，其特征在于，所述预燃级旋流器(20)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；当所述预燃级旋流器(20)的级数n为n＝1时，所述预燃级旋流器(20)与所述级间段(19)连接；当所述预燃级旋流器(20)的级数n为1<n≤5时，各级所述预燃级旋流器(20)连成2CN109737452A权