[發明專利]一種多點軸向雙級空氣輔助霧化噴嘴主燃級的預混預蒸發低污染燃燒室

有效

• 申請號: 201310065034.4
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103185355A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 林宇震;康堯;李林;張弛;王曉峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/52
• 分類號: F23R3/52;F23R3/30;F23R3/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀

1.一種多點軸向雙級空氣輔助霧化噴嘴主燃級的預混預蒸發低污染燃燒室，其特征在于：所述低污染燃燒室采用單環腔結構，由擴壓器（10）、燃燒室外機匣（6）、燃燒室內機匣（7）、火焰筒外壁（8）、火焰筒內壁（9）和燃燒室頭部（13）組成，擴壓器（10）通過內、外壁和燃燒室外機匣（6）和燃燒室內機匣（7）焊接在一起，火焰筒外壁（8）通過后緣的支板和燃燒室外機匣（6）連接在一起，火焰筒內壁（9）同樣通過后部的支板和燃燒室內機匣（7）連接固定；在火焰筒外壁（8）后部設置有火焰筒外環摻混孔（11），在火焰筒內壁（9）后部設置有火焰筒內環摻混孔（12），燃燒用空氣全部由燃燒室頭部（13）進入火焰筒，摻混空氣由火焰筒內環摻混孔（12）和火焰筒外環摻混孔（11）進入火焰筒，以調整燃燒室出口溫度分布；所述燃燒室采用中心分級燃燒方案，分為預燃級（15）和主燃級（14），燃油桿（16）供給燃燒室(3)所有燃油，燃油分為兩路，包括預燃級油路（20）和主燃級油路（21）；所述主燃級（14）通過頭部端壁（19）與火焰筒外壁（8）和火焰筒內壁（9）固定；預燃級（15）通過隔離段（17）與主燃級（14）聯接，并與主燃級（14）同心；所述主燃級（14）由主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）、主燃級預混預蒸發段內環（40）和主燃級預混預蒸發段外環（41）構成；其中主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）由壓力霧化噴嘴（37）、一級切向孔旋流器（36）、二級切向槽旋流器（42）和主燃級噴嘴安裝環（39）構成，壓力霧化噴嘴（37）能有效解決發動機小狀態下的燃油霧化問題，主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）采用在同一圓周上設置多個壓力霧化噴嘴（37）的多點噴射方式；壓力霧化噴嘴（37）插入到二級集油槽（34）端壁上，采用焊接固定，一級切向孔旋流器（36）通過安裝環面嵌入到二級切向槽旋流器（42）中通過焊接構成主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）的兩級軸向排布的初始霧化旋流裝置，一級集油槽端壁（31）、一級集油槽（43）、二級集油槽（34）、主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）的初始霧化旋流裝置和主燃級噴嘴安裝環（39）焊接為一個整體；主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）采用整體安裝，主燃級噴嘴安裝環（39）的內外環面為安裝定位面，主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）通過主燃級噴嘴安裝環（39）插入到主燃級預混預蒸發段內環（40）、主燃級預混預蒸發段外環（41）中，有效解決了主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）的安裝和定位問題；燃油桿（16）與主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）在一級集油槽端壁進油口（32）處焊接形成主燃級油路；燃油桿（16）與預燃級噴嘴（22）螺紋連接形成預燃級油路；一級集油槽（43）上開有燃油節流孔（33）將一級集油槽（43）和二級集油槽（34）連通；預燃級燃油通過燃油桿（16）的預燃級油路（20）流進預燃級噴嘴（22）中；主燃級燃油經過燃油桿（16）的主燃級油路（21）進入一級集油槽（43）中，再經燃油節流孔（33）、二級集油槽（34）和壓力霧化噴嘴（37）軸向依次噴入一級空氣霧化通道（45）和二級空氣霧化通道（44）中，燃油在一級切向孔旋流器（36）和二級切向槽旋流器（42）所產生的旋轉氣流作用下進行霧化蒸發，主燃級預混預蒸發段內環切向槽旋流器（47）和主燃級預混預蒸發段外環切向槽旋流器（48）產生強旋氣流對燃油進行進一步的霧化、蒸發和摻混，采用串聯式空氣霧化燃油方式提高了進入主燃級的空氣利用率，充分利用燃燒室有效的軸向空間，結構簡單、易于實現卻能使主燃級燃油能更加高效的霧化和蒸發；多個主燃級雙級空氣輔助霧化噴嘴（46）噴射的主燃級燃油在兩級軸向旋流空氣的剪切作用下，迅速形成均勻的油氣混合物，保證燃油進入預混預蒸發段時的徑向均勻性，利于解決預模式燃油霧化可能帶來的油氣徑向不均勻的問題，多股油氣混合物在預混預蒸發段匯合，在主燃級預混預蒸發段外環切向槽旋流器（48）和主燃級預混預蒸發段內環切向槽旋流器（47）所產生的強旋空氣作用下，迅速實現主燃級燃油的周向均勻，并進一步提高燃油的徑向均勻性，最后燃油蒸汽與空氣的混氣以一定的旋流形式進入火焰筒燃燒，保證較低的污染排放。

2.根據權利要求1所述的一種多點軸向雙級空氣輔助霧化噴嘴主燃級的預混預蒸發低污染燃燒室，其特征在于：所述預燃級噴嘴（22）結構是壓力霧化噴嘴、氣動霧化噴嘴或組合式噴嘴。