[發明專利]一種用于低污染燃燒室的7點貧油直接噴射頭部

有效

• 申請號: 201810218658.8
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108626749B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 何昌升;顏應文;劉云鵬;李井華;劉勇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;王慧穎

本發明公開了一種用于低污染燃燒室的7點貧油直接噴射頭部，屬于低污染燃燒室領域，本發明的7點貧油直接噴射頭部分為值班級、第一主燃級、第二主燃級，均可獨立控制；值班級采用離心噴嘴形成擴散燃燒方式，主燃級采用貧油直接噴射燃燒方式，在7%推力工況時，僅值班級工作；在30%推力工況時，值班級和第一主燃級同時工作，兼顧該工況下高燃燒效率與低排放；在85%和100%推力工況時，值班級和第一主燃級、第二主燃級同時工作，燃燒室主級內平均溫度較低，有效降低污染物排放；該設計能夠保證燃燒室在全工況范圍內正常穩定工作的同時，有效降低污染物排放，同時兼顧燃燒效率。

技術領域

本發明屬于低污染燃燒室領域，具體是一種用于低污染燃燒室的7點貧油直接噴射頭部。

背景技術

近年來，隨著人們對環保問題越來越重視，航空發動機的環保性在研制要求中越來越突出，降低污染、延長壽命是燃氣渦輪發動機的主要發展目標。

為此，世界各國都對低污染燃燒技術進行廣泛的研究，發展了不同形式的低污染燃燒室。例如，早在20世紀70年代美國就發展了分級燃燒技術、貧油預混預蒸發燃燒室(LPP)、富油燃燒-猝熄-貧油燃燒技術(RQL)、催化燃燒室以及變幾何燃燒室（VGC）等，其主要目的都是為了大幅度減少氮氧化物的生成。但是這些技術都有其不足之處，RQL燃燒技術在中間區很難保證快速充分混合，從而燃燒效率降低；LPP燃燒技術有著回火、自燃、燃燒不好維持穩定等問題。

因此，貧油直接噴射技術(LDI)受到了重視，LDI技術將燃油直接噴射到燃燒室中與空氣混合燃燒，由于不與空氣預混，所以LDI技術不存在自燃和回火等問題。許多研究機構研究表明，分級LDI燃燒方案，能有效降低氮氧化物排放，其NO_X排放比CAEP/6規定低80%以上。但目前現有技術存在的問題在于：雖然降低了污染物的排放，但是燃燒效率有所降低，特別是在小工況的條件下，燃燒效率極低。現有技術中的設計限制了燃燒室的工作范圍。因此，設計一種低污染的燃燒室能夠保證燃燒室在全工況范圍內正常穩定工作的同時，有效降低污染物排放，同時兼顧燃燒效率，一直是本領域技術人員厄待解決的技術難題。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，公開了一種用于低污染燃燒室的7點貧油直接噴射頭部，通過在噴射頭部設置中心值班旋流器以及多個相同結構的貧油直接噴射旋流器，且均可獨立控制分級燃燒，以適應不同的工況條件，解決了現有技術中存在的問題。

本發明是這樣實現的：

一種用于低污染燃燒室的7點貧油直接噴射頭部，包括噴油桿，7點貧油直接噴射頭部包括值班3、值班級中心兩側外環上的兩個第一主燃級、值班級外環上四周剩余的四個旋流噴嘴第二主燃級；

值班級為7點貧油直接噴射頭部的中心值班旋流器，為離心式噴嘴； 第一主燃級、第二主燃級為主燃級直射式噴嘴，第一主燃級、第二主燃級結構相同且周向分布于中心值班旋流器周圍，周向分布的主燃級直射式噴嘴中：位于兩側的定義為第一主燃級，其他為第二主燃級；值班級、第一主燃級和第二主燃級的噴嘴燃油均可獨立控制，第二主燃級5也形成分級燃燒。值班級采用離心噴嘴形成擴散燃燒方式，主燃級采用貧油直接噴射燃燒方式，有效避免自燃和回火等問題發生；值班級旋流器出口與主燃級旋流器出口平齊，在7%推力工況時，僅值班級工作；在30%推力工況時，值班級和第一主燃級同時工作，兼顧該工況下高燃燒效率與低排放；在85%和100%推力工況時，值班級、第一主燃級、第二主燃級同時工作，燃燒室主級內平均溫度較低，有效降低污染物排放。主燃級出口當量比偏貧，保證保證主燃級出口燃燒區域平均溫度較低，有效降低污染物排放。