一种多点单元直接喷射分级燃烧室.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CN108954388A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810741814.9(22)申请日2018.07.09(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人索建秦徐丁欢朱鹏飞黎明梁红侠石腾(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.F23R3/36(2006.01)F23R3/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种多点单元直接喷射分级燃烧室(57)摘要本发明涉及一种多点单元直接喷射分级燃烧室，燃烧室头部分为值班级和主燃级；值班级和主燃级均采用直接混合燃烧方式，有效避免自燃和回火现象的发生，并且降低振荡燃烧出现的风险；在慢车状态下仅值班级工作，值班级采用强旋流设计局部当量比偏富，保证燃烧室工作稳定性，随着燃烧室工作状态的增加，主燃级逐渐打开，主燃级采用弱旋流设计，有效的减少燃气的停留时间，在大状态下，主燃级和值班级同时工作，设计燃烧区平均当量比在0.4-1.2之间，有效降低燃烧区平均温度，从而降低污染物生成量。CN108954388ACN108954388A权利要求书1/1页1.一种多点单元直接喷射分级燃烧室，采用单环腔结构，包括扩压器(1)、燃烧室外机匣(2)、燃烧室内机匣(3)、火焰筒外壁(4)、火焰筒内壁(5)、环腔挡板(10)、燃油供给管路(9)、外环腔(11)和内环腔(12)；其特征在于还包括燃烧室头部(8)均匀分布的主燃级(13)和值班级(14)、火焰筒壁面上的冷却孔(6)和掺混孔(7)；所述每组主燃级(13)和值班级(14)形成一带四型的花瓣式排布，中心直接喷射结构构成值班级(14)，周围四个直接喷射结构构成主燃级(13；所述冷却小孔(6)自燃烧室头部(8)向环腔挡板(10)的方向，在火焰筒外壁(4)和火焰筒内壁(5)多排均匀分布；所述掺混孔(7)位于冷却小孔(6)与环腔挡板(10)之间，在火焰筒外壁(4)和火焰筒内壁(5)均匀分布；所述每组的燃油供给管路(9)包括燃油管内壁(32)、燃油管外壁(33)、值班级供油管(28)和主燃级供油管(29)，进入燃油供给管路的燃油分为两路，一路流入由燃油管内壁(32)构成的值班级燃油通道(30)，再由值班级供油管(28)进入值班级喷嘴，为值班级提供连续的燃油供给；一路燃油流入由燃油管内壁(32)和燃油管外壁(33)构成的主燃级燃油通道(31)，再流入并联的主燃级供油管(29)将燃油输送到主燃级燃油喷嘴，为主燃级提供连续的燃油供给。2.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述主燃级(13)和值班级(14)的旋流器采用直接喷射结构，喷嘴安装在旋流器中心，旋流器喷嘴出口与旋流空气出口平齐，旋流器出口挡板(19)为斜面，斜面上均布旋流器头部冷却孔(26)；空气从旋流器空气进口进入由旋流器外壁、旋流器叶片和旋流器内壁围成的旋流通道中，从而使气流产生旋转运动，在旋流器下游形成稳定的回流区用来稳定火焰，旋流器中心的喷嘴出口下游形成的燃烧为完全非预混燃烧方式，同时头部冷却空气由冷却孔喷出防止旋流器出口挡板烧坏。3.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的扩压器的突扩间隙比为1.0-4.0。4.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的值班级与主燃级的间距为0.5(D值+D主)～1.5(D值+D主)，其中：D值为值班级旋流器外径，D主为主燃级旋流器外径。5.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述相邻值班级的中心间距为2.5D值～5D值。6.根据权利要求1或2所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的值班级的旋流器叶片角度为35°-70°，叶片数为8-20。7.根据权利要求1或2所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的主燃级的旋流器叶片角度为25°-40°，叶片数为8-20。8.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的值班级和主燃级平均当量比为0.4-1.2。9.根据权利要求1所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的值班级局部当量比为1.1-1.6。10.根据权利要求1或2所述多点单元直接喷射分级燃烧室，其特征在于：所述的值班级和主燃级旋流器出口收敛段与水平线夹角α为35°-60°。2CN108954388A说明书1/5页一种多点单元直接喷射分级燃烧室技术领域[0001]本发明属于燃气轮机燃烧室领域，涉及一种多点单元直接喷射分级燃烧室。背景技术[0002]随着社会的不断进步，人们的环保意识不断提升，目前民用航空燃气轮机和军用航空燃气轮机面临的