[發(fā)明專利]一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111520749A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張群;胡凡;程祥旺;李小龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/30;F23R3/52;F23R3/58
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本發(fā)明公開了一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以有效地提高環(huán)形燃燒室燃油霧化、蒸發(fā)效果，該結(jié)構(gòu)通過在傳統(tǒng)環(huán)形燃燒室的外機匣壁面上增加一個繞其數(shù)圈的燃油管道，由此處流入的燃油被環(huán)形燃燒室所產(chǎn)生的高溫預熱，燃油被初步蒸發(fā)，然后流入火焰筒，與從渦流器安裝孔處噴嘴流入火焰筒的燃油對沖混合，經(jīng)過預熱對沖混合的燃油基本為氣體或超臨界體，其粘性減小，擴散能力增強，流動能力大大提高，因此能與流入火焰筒周圍的空氣摻混得更加均勻，使得燃油霧化效果更好，從而提高了環(huán)形燃燒室的燃燒效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃氣輪機燃燒室領(lǐng)域，特別地，涉及一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

燃氣輪機中，燃燒室位于壓氣機和渦輪之間，燃燒室中供入的燃油，與來自壓氣機的高壓空氣相混合，形成可燃混氣并進行充分有效地燃燒。經(jīng)過燃燒過程，燃料中的化學能釋放出來并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽沟萌細鉁囟却蟠筇岣摺＿@些高溫、高壓燃氣首先流經(jīng)渦輪，在渦輪中膨脹，推動渦輪做功，然后進一步在尾噴管中膨脹加速，從而產(chǎn)生推力。

燃燒室典型類型主要有三種，選擇燃燒室結(jié)構(gòu)主要從航空燃氣渦輪發(fā)動機的性能要求和可以利用的孔間兩方面來考慮，三種基本的結(jié)構(gòu)分別是單管燃燒室、環(huán)管燃燒室和環(huán)形燃燒室。環(huán)形燃燒室實際上由4個同心圓組成，最內(nèi)和最外的2個圓筒為燃燒室的內(nèi)、外機匣，中間2個圓筒構(gòu)成了火焰筒。環(huán)形燃燒室中不僅兩股氣流是相通的，用于燃燒的一股氣流也是相通的，這種簡潔的氣動布局使其在相同的幾何及氣動條件下比其他類型的發(fā)動機具有更小的壓力損失。但由于燃燒室及火焰筒剛性差，因此，在早期低壓比發(fā)動機中并不使用環(huán)形燃燒室。到20世紀60年代，環(huán)形燃燒室主導地位確立，成為幾乎所有航空燃氣輪機的必然選擇。

為了提高燃氣輪機燃燒室的性能，其內(nèi)部燃油霧化效果是重要的一環(huán)，燃油霧化效果的好壞決定著燃燒室工作特性的好壞，要使燃油與空氣完全混合，且燃油空間分布均勻，因此，對于燃油霧化的研究是航空發(fā)動機燃燒室研究中一個很重要的部分。基于這一背景，本發(fā)明提供了一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過在傳統(tǒng)環(huán)形燃燒室的外機匣壁面上增加一個繞其數(shù)圈的燃油管道，由此處流入的燃油被環(huán)形燃燒室所產(chǎn)生的高溫預熱，燃油被初步蒸發(fā)，然后流入火焰筒，與從渦流器安裝孔處噴嘴流入火焰筒的燃油對沖混合，經(jīng)過預熱對沖混合的燃油基本為氣體或超臨界體，其粘性減小，擴散能力增強，流動能力大大提高，因此能與流入火焰筒周圍的空氣摻混得更加均勻，使得燃油霧化效果更好，有利于提高環(huán)形燃燒室的燃燒效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，通過在傳統(tǒng)環(huán)形燃燒室的外機匣壁面上增加一個繞其數(shù)圈的燃油管道，由此處流入的燃油被環(huán)形燃燒室所產(chǎn)生的高溫預熱，燃油被初步蒸發(fā)，然后流入火焰筒，與從渦流器安裝孔處噴嘴流入火焰筒的燃油對沖混合，達到提高環(huán)形燃燒室燃燒效率的目的。

技術(shù)方案

本發(fā)明的目的在于提供一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述環(huán)形燃燒室包括外機匣、內(nèi)機匣、火焰筒、燃油管道、壓氣機導向葉片；所述燃油管道環(huán)繞于外機匣表面。

所述的一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于：燃油管道繞外機匣5～10圈；管道內(nèi)外壁厚為10mm～20mm，直徑為30mm～50mm，燃油從燃油總管處流出，順著燃油管道流入燃油噴射管道。

所述的一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于：燃油噴射管道內(nèi)徑為30mm～50mm，管道上設(shè)有12～18個噴油孔，噴油孔直徑為5mm～8mm；渦流器安裝孔的數(shù)量為12～18個，可安裝燃油噴嘴也為12～18個。

所述的一種預熱式雙油路對沖式環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)，其特征在于：燃油噴射管道上的噴油孔與渦流器安裝孔位置保持一致，沒有夾角。