[發(fā)明專利]一種能夠降低積碳的火焰筒頭部

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910684368.7
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110440294A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙傳亮;呼姚;閆東博;白瑞強;朱宇;齊健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所
• 主分類號: F23R3/58
• 分類號: F23R3/58
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于航空發(fā)動機設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能夠降低積碳的火焰筒頭部，包括外筒(4)，通過頭部轉(zhuǎn)接段(5)固定在火焰筒入口端；文氏管(2)，具有沿火焰筒軸向先收斂后擴張的金屬通道壁面(6)，且在通道末端具有徑向端，所述文氏管套接在所述外筒(4)內(nèi)部，所述徑向段的一側(cè)與所述外筒(4)之間形成第一旋流通道；擋板(3)，設(shè)置在所述文氏管(2)的另一側(cè)，并與所述文氏管(2)之間形成第二旋流通道；所述金屬通道壁面(6)設(shè)置有降低表面附著力的涂層。本申請采用了在文氏管流道表面覆蓋低積碳附著力涂層的方式，從而達到降低文氏管表面吸附力、降低積碳的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于航空發(fā)動機設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠降低積碳的火焰筒頭部。

背景技術(shù)

當(dāng)前，很多燃氣輪機燃燒室采用了雙旋流的燃油霧化方式，該霧化方式具有結(jié)構(gòu)緊湊、霧化效果好的優(yōu)點。其霧化機理是燃油噴嘴將燃油噴射于一個先收斂后擴張通道的金屬壁面，在金屬壁面端點處形成一層油膜，當(dāng)油膜向下油運動時，受到從兩級旋流裝置出來的旋流氣體的強力剪切，從而將油滴打碎霧化。但由于先收斂后擴張通道的下游直接就是燃燒區(qū)，所以其表面承受著較高的溫度，燃油承受高溫后，會析出碳顆粒而沉積于金屬表面。同時，來自于回流區(qū)內(nèi)的燃燒不完全的碳顆粒也會逐漸沉積于擴張通道金屬表面，時間長了，會形成較厚的積碳層，從而對燃燒室的性能產(chǎn)生不良影響，破壞燃燒室的出口溫度分布均勻性。目前，已知的防積碳技術(shù)是對收斂擴張通道的尺寸進行約束，盡可能減少積碳量。

美國GE公司，曾經(jīng)在“高效節(jié)能發(fā)動機”項目中開展了先收斂后擴張通道(后稱為文氏管)的設(shè)計準則研究，但根據(jù)其后續(xù)公布的材料可知，采用該準則以后，雖然積碳在一定程度上有所減輕，但使用時間長了以后，仍會產(chǎn)生較厚的積碳。因此，還是有必要對該結(jié)構(gòu)引起的積炭問題進行進一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本申請?zhí)岢鲆环N能夠降低積碳的火焰筒頭部，包括：

外筒，通過頭部轉(zhuǎn)接段固定在火焰筒入口端；

文氏管，文氏管具有沿火焰筒軸向先收斂后擴張的金屬通道壁面，且在通道末端具有徑向端，所述文氏管套接在所述外筒內(nèi)部，所述徑向段的一側(cè)與所述外筒之間形成第一旋流通道；

擋板，設(shè)置在所述文氏管的另一側(cè)，并與所述文氏管之間形成第二旋流通道；

所述金屬通道壁面設(shè)置有降低表面附著力的涂層。

優(yōu)選的是，所述涂層為ZSM-5分子篩涂層。

優(yōu)選的是，所述涂層為二氧化硅涂層。

優(yōu)選的是，所述涂層為陶瓷涂層。

優(yōu)選的是，所述涂層厚度不超過0.5mm。

優(yōu)選的是，所述涂層通過滲涂的方式設(shè)置在所述金屬通道壁面上。

優(yōu)選的是，所述涂層通過涂覆的方式設(shè)置在所述金屬通道壁面的表面上。

優(yōu)選的是，所述文氏管與所述外筒之間設(shè)置有多個中間筒，以將所述第一旋流通道分為多級旋流通道。

本申請采用了在文氏管流道表面覆蓋低積碳附著力涂層的方式，從而達到降低文氏管表面吸附力、降低積碳的目的。

附圖說明

圖1是本申請能夠降低積碳的火焰筒頭部結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-旋流裝置，2-文氏管，3-擋板，4-外筒，5-頭部轉(zhuǎn)接段，6-金屬通道壁面。

具體實施方式