一种预混预蒸发超低排放燃烧室头部及其燃烧室.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CN108253455A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201711467626.3(22)申请日2017.12.28(71)申请人中国航发四川燃气涡轮研究院地址610500四川省成都市新军路六号(72)发明人马存祥陈敏郭凯孙露马鑫邓远灏徐华胜(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人仉宇(51)Int.Cl.F23R3/58(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种预混预蒸发超低排放燃烧室头部及其燃烧室(57)摘要本发明涉及一种预混预蒸发超低排放燃烧室头部及其燃烧室。燃烧室的头部由预燃级、主燃级构成，其中预燃级由两级轴向涡流器、中心锥和预燃级喷嘴构成；主燃级由一级轴向涡流器、一级直通道、预混段和多点离散直射式喷嘴构成。主燃级采用离散多点直射式喷嘴进行初始压力雾化，之后进行双面空气剪切气动雾化。这种燃烧室头部可以在保证燃烧室性能的同时，能够使污染物排放大幅度降低，进而实现超低排放的目的。另外，考虑到工程装配、维修的实际，该燃烧室头部结构上做成一体化设计。CN108253455ACN108253455A权利要求书1/1页1.一种部分预混预蒸发超低排放燃烧室，包括扩压器(11)、外机匣(12)、内机匣(13)、喷油杆(14)、燃烧室头部(15)、火焰筒(16)和电嘴(17)，根据需要火焰筒上有主燃孔(18)和掺混孔(19)，其特征在于所述燃烧室头部(15)由预燃级(30)和主燃级(31)组成，其中：1)预燃级(30)由预燃级一级轴向涡流器(32)、预燃级二级轴向涡流器(44)、中心锥(64)、文氏管(35)和预燃级喷嘴(59)构成；预燃级喷嘴出口(34)与挡溅盘(51)的距离(36)在合适的范围内，以保证良好的雾化的同时使燃油和空气达到预期的预先混合。2)主燃级(31)由主燃级轴向涡流器(62)、预混段(48)和离散多点直射式喷嘴(63)构成，离散多点直射式喷嘴喷孔(45)位于主燃级涡流器叶片(47)中间，并且距离主燃级涡流器(62)进口合适的位置处。2.根据权利要求1所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述预燃级一级轴向涡流器叶片(37)安装角度在30°～45°之间，叶片(37)数量在10～16片之间，旋流强度在0.5～0.7之间。3.根据权利要求1所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述预燃级二级轴向涡流器叶片(38)安装角度在40°～55°之间，数量在10～16片之间，旋流强度在0.5～0.7之间；套筒(66)收缩段角度(65)为90°，扩张段角度(53)约为预燃级二级轴向涡流器叶片(38)安装角度的2倍；预燃级一级和二级涡流器旋向相反。4.根据权利要求1所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述主燃级轴向涡流器叶片(47)安装角在35°～60°之间，与主燃级二级涡流器(55)或无旋流直通道(55)共同作用使得主燃级空气旋流强度在0.6左右；且旋向与预燃级二级轴向涡流器(44)旋向相反。5.根据权利要求1所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述预燃级喷嘴为层膜式，集油腔(43)内开有旋流槽(33)，旋流槽(33)的旋流强度在0.3～0.4之间，其旋向与预燃级一级轴向涡流器(32)的旋向相反，以保证良好的雾化和合理的燃油浓度、尺寸分布。6.根据权利要求1所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述主燃级离散多点直射式喷嘴(63)的喷口(45)位于主燃级涡流器叶片(47)通道中间，并且燃油呈内喷方式；主燃级预混段(48)轴向长度(52)在20mm～30mm之间；预混段(48)内壁平直便于拆装。7.根据权利要求1～7所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于所述头部转接段(50)有直径0.8mm～1.2mm的冲击冷却小孔(49)，对挡溅盘(51)进行冷却；所述主燃级离散多点直射式喷嘴(63)的喷口(45)直径0.5mm～0.6mm，喷孔数量6～10个，喷射角度(46)在45°～90°之间。8.根据权利要求1～8所述的部分预混预蒸发超低排放燃烧室，其特征在于预燃级(30)和主燃级一级涡流器(62)及主燃级离散多点直射式喷嘴(63)组成的大喷嘴(61)与主燃级二级涡流器(55)或无旋流直通道(55)配合，便于拆装，其中主燃级二级涡流器(55)或无旋流直通道(55)和头部转接段(50)固定于火焰筒(16)上。2CN108253455A说明书1/5页一种预混预蒸发超低排放燃烧室头部及其燃烧室技术领域[0001]本发明属于航空发动机领域，涉及一种预燃级层膜式部分预混预蒸发燃烧模式和主燃级离散多点直射式部分预混预蒸发燃烧模式的超低排放燃烧室。背景技术[0002]国际