專利名稱：一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機燃燒室技術(shù)，特別涉及一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混 預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室。
技術(shù)背景航空發(fā)動機燃燒的主要發(fā)展趨勢是低污染燃燒，航空發(fā)動機燃燒室必須滿足日益嚴格的 航空發(fā)動機污染排放標(biāo)準。目前采用的CAEP4 (Committee on Aviation Environmental Protection)標(biāo)準的要求已經(jīng)非常嚴格，特別是對NOx污染排放要求，而2008年后將采用的 CAEP6標(biāo)準則更為嚴格。工業(yè)燃氣輪機的污染排放要求達到個位數(shù)——萬分之一濃度排放要 求。一般來說，航空發(fā)動機污染物可分為兩類由于高的火焰溫度產(chǎn)生的污染物是氮氧化物 (NOx);由于低的火焰溫度產(chǎn)生的污染物是一氧化碳和未燃碳氫(CO和UHC)。根據(jù)污 染物產(chǎn)生的機理以及實驗結(jié)果可知，燃燒室燃燒區(qū)當(dāng)量比在很小的一個范圍內(nèi)(0.6~0.8)， 上述兩大類污染物排放達到最小。對于常規(guī)燃燒室來說，在高功率狀態(tài)時，由于采用液霧擴 散燃燒方式，燃燒區(qū)局部當(dāng)量比總是在1附近，遠超過上述低污染燃燒所需當(dāng)量比范圍要求， 因此CO和UHC的排放小，但是NOx的排放達到最大。在低功率狀態(tài)時，燃燒區(qū)當(dāng)量比又 很低，遠低于上述低污染燃燒所需當(dāng)量比區(qū)間，NOx排放低，但CO和UHC排放又很高， 因此對于常規(guī)燃燒室來說，無法滿足在整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)的低污染要求。GE發(fā)動機公司提出了一種低污染燃燒室一TAPS (TwinAnnularPremixingSwirler)，燃燒室頭部包括主燃級和預(yù)燃級，主燃級和預(yù)燃級分別供油，實現(xiàn)分區(qū)燃燒方式。根據(jù)這一思 路，GE公司申請了幾項美國專利。申請?zhí)柗謩e為6389815、 6354072、 0178732和6381964 的美國專利提出的主燃級方案是主燃級燃油噴入到徑向旋流器拐彎區(qū)之后的某一位置，形 成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣混合物。從這些專利的附圖可知，燃油噴射點到燃燒區(qū)入口處距離大約是 燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度的一半，對于這種分級燃燒室來說，頭部結(jié)構(gòu)高度大于常規(guī)燃燒室的頭 部結(jié)構(gòu)高度，因此燃燒室頭部的軸向長度太長，從而影響燃燒室乃至發(fā)動機的長度和重量要 求。在申請?zhí)枮?453660美國專利中同樣存在這種問題，燃油噴射點到燃燒區(qū)入口處距離大 約是燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度的三分之一，而且主燃級燃油噴射系統(tǒng)非常復(fù)雜，導(dǎo)致燃燒室頭部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。上述幾個美國專利都實現(xiàn)了整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)的低污染要求，但是主燃 級燃油噴射點離徑向旋流器出口都有一段距離，而這段距離增加了燃燒室頭部軸向長度。另 外上述美國專利只是由旋流器來調(diào)節(jié)空氣的旋流強度，而沒有采取措施控制燃油的初始旋流 強度。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，采 用徑向旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)的燃油液霧噴射，采用燃油在進入拐彎區(qū)之前的油氣預(yù)先混合以及 拐彎區(qū)內(nèi)的油氣混合物在徑向旋流器后的拐彎流動方式，減小燃油噴射點到燃燒區(qū)入口的距 離，從而減小燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的軸向長度，同時能夠有效的降低燃燒室污染排放。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸 發(fā)低污染燃燒室，由燃燒室頭部26和火焰筒組成，其特征在于燃燒室為單環(huán)腔結(jié)構(gòu)，燃燒 室頭部26包括位于中心的預(yù)燃級24和外圈的主燃級25;主燃級25又包含有直射式空氣霧 化噴嘴33和主燃級徑向旋流器34:直射式空氣霧化噴嘴33噴出的主燃級燃油41經(jīng)過主燃 級燃油噴射點38進入主燃級集油腔42中；同時主燃級直射式空氣物化噴嘴空氣流39也進入 到集油腔42中，在集油腔42中油氣預(yù)先混合，混合后的油氣混合物以液霧的形式再從主燃 級徑向旋流器左側(cè)壁43上的孔噴入到主燃級徑向旋流器葉片37后的主燃級徑向旋流器后拐 彎區(qū)36中，在主燃級徑向旋流器34的旋流氣體作用下形成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣混合物進入到燃 燒區(qū)16中燃燒，實現(xiàn)徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒方案。所述的主燃級直射式空氣物化噴嘴空氣流39可以通過主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔46、 或者通過主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽47、或者上述兩種方式的組合進入到集油腔42。所述的直射式空氣物化噴嘴空氣流39噴出的空氣的旋流強度可以通過調(diào)整主燃級空氣 霧化噴嘴空氣孔46或主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽47的角度來控制。所述的主燃級25的直射式空氣霧化噴嘴33的噴射點38位于主燃級徑向旋流器左側(cè)壁 43上，噴射點38數(shù)量與主燃級徑向旋流器葉片37數(shù)量相同。所述的主燃級燃油噴射點到燃燒區(qū)入口處距離49 ;c與燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度48 y之間的關(guān)系是")7。 6所述的主燃級25的氣量占燃燒室頭部氣量的65% 95%，預(yù)燃級24的氣量占5% 35%。所述的燃燒用氣量全部從燃燒室頭部26供入，火焰筒上沒有主燃孔，只有冷卻孔、外摻 混孔21和內(nèi)摻混孔22。所述的主燃級收擴件收縮角度45在0°至180°內(nèi)可調(diào)。本發(fā)明的工作原理主燃級燃油在噴入到拐彎區(qū)之前與旋流空氣預(yù)混，這種預(yù)混的油氣 混合物再噴射到主燃級徑向旋流器葉片后的拐彎區(qū)中，拐彎區(qū)中的氣流轉(zhuǎn)向進一步強化油氣 混合，這種混合物在主燃級徑向旋流器旋流氣體的作用下形成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)狀態(tài)后進入到主燃 區(qū)中燃燒，形成預(yù)混燃燒方式。同時可通過控制進入拐彎區(qū)之前的旋流空氣旋流強度來控制 進入拐彎區(qū)內(nèi)液霧的旋流強度，從而適應(yīng)不同的發(fā)動機工況要求。預(yù)燃級釆用離心噴嘴和旋 流器結(jié)構(gòu)，形成擴散燃燒方式，兼顧燃燒穩(wěn)定和污染排放兩個矛盾的性能要求。這種燃燒方 式能夠控制燃燒室在不同狀態(tài)下的當(dāng)量比，使該當(dāng)量比始終保持在低污染排放的區(qū)間內(nèi)，從 而有利于控制污染排放。燃燒室火焰筒上沒有主燃孔，只有冷卻孔和摻混孔，燃燒用氣量全 部從燃燒室頭部進入。主燃級和預(yù)燃級保持合適的氣量分配，以適應(yīng)不同發(fā)動機燃燒室工況 要求?？刂评鋮s空氣流動，避免產(chǎn)生過多的CO和UHC。預(yù)燃級在慢車等低功率狀態(tài)下啟動，保持低功率狀態(tài)時燃燒區(qū)的當(dāng)量比落在上述低污染 燃燒當(dāng)量比區(qū)間內(nèi)，使燃燒的穩(wěn)定性好，容易起動。當(dāng)發(fā)動機工作在高功率狀態(tài)時才啟動主 燃級，控制燃燒區(qū)的當(dāng)量比在上述低污染燃燒當(dāng)量比區(qū)間，主燃級是預(yù)混預(yù)蒸發(fā)模式，能夠 保證燃燒區(qū)內(nèi)局部當(dāng)量比的均勻性。采用這種低污染燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，可確保在航空發(fā)動機 燃燒室所有的工作狀態(tài)下，燃燒區(qū)的當(dāng)量比控制在低污染燃燒的區(qū)間內(nèi)，同時通過控制主燃 級油霧均勻度、混合度和蒸發(fā)度來控制燃燒區(qū)的當(dāng)量比均勻度，從而達到污染排放低，穩(wěn)定 性好等航空發(fā)動機燃燒室性能要求。在某一參數(shù)(進口流速和溫度壓力等)條件下，燃油達到某一混合度下所需要的距離定 義為L，從污染排放角度考慮，這個長度越大越好，但是從回火和自燃角度考慮，這個長度 又不宜太大，因此對應(yīng)于某一參數(shù)時，綜合考慮上述兩個因素，這個長度應(yīng)該是個定值。對 于TAPS主燃級徑向旋流器方案來說，主燃級燃油噴射點到燃油達到某一混合度時的長度為 L,而旋流器出口到噴射點的距離為Lsi，旋流器長度為Ls，這樣從旋流器進口到燃油達到某 一混合度時的長度為L+Lsi+Ls。本發(fā)明采用徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒方案 方案，在達到相同的混合度時的長度為Ls+L，去掉了旋流器出口到噴射點的距離Lsi，縮短 了燃燒室頭部的長度，另外由于燃油在噴入到拐彎區(qū)之前的預(yù)先混合，進一步減小燃燒室頭 部的長度，從而減小了燃燒室的長度和重量。同時由于拐彎區(qū)氣流轉(zhuǎn)向而強化摻混，從而有 利于主燃級油氣混合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點如下1.本發(fā)明的主燃級燃油在徑向旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)的液霧噴射，達到相同的混合度和蒸發(fā) 度時，需要的距離縮短，從而減小了燃燒室的長度；2. 本發(fā)明的主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)的油氣混合物，由于徑向旋流器下游的拐彎流 動，達到相同的混合度和蒸發(fā)度時，需要的距離進一步縮短，從而進一步減小燃燒室的長度；3. 本發(fā)明的主燃級燃油在旋流器后拐彎區(qū)的液霧噴射，由于拐彎區(qū)氣流的轉(zhuǎn)向而進一步 強化摻混，有利于主燃級油氣混合；4. 通過調(diào)整與主燃級空氣霧化噴嘴燃油預(yù)先混合的空氣旋流強度控制噴入拐彎區(qū)中燃油 的旋流強度，從而適應(yīng)發(fā)動機不同工況；5. 本發(fā)明的燃燒室燃燒氣量全部由頭部供入，冷卻及摻混等用氣則從火焰筒進入，增加 燃燒室功效的同時簡化燃燒室的結(jié)構(gòu)；6. 本發(fā)明的預(yù)燃級擴散燃燒與主燃級預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒的復(fù)合燃燒方式，實現(xiàn)了航空發(fā)動 機燃燒室低污染排放和寬穩(wěn)定工作范圍等性能要求。


圖1為發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為燃應(yīng)室結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為燃燒室的區(qū)域3的放大示意圖；圖4為圖3中的4-4視圖，其中圖4a為主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔示意圖，圖4b為主 燃級空氣霧化噴嘴空氣槽示意圖；圖5為燃油噴射系統(tǒng)示意圖，其中圖A為燃油噴射到橫向射流中的示意圖，圖B為TAPS 主^l級燃油噴射示意圖，圖C為本發(fā)明主燃級燃油噴射示意圖；圖中IO發(fā)動機，ll低壓壓氣機，12高壓壓氣機，13燃燒室，14高壓渦輪，15低壓渦 輪，16燃燒區(qū)，17外機匣，18內(nèi)機匣，19外火焰筒壁，20內(nèi)火焰筒壁，21外摻混孔，22 內(nèi)摻混孔，23頭部端壁，24預(yù)燃級，25主燃級，26頭部結(jié)構(gòu)，27預(yù)燃級離心噴嘴，28預(yù)燃 級旋流器，29預(yù)燃級收擴件，30預(yù)燃級混合腔，31預(yù)燃級離心噴嘴燃油，32預(yù)燃級旋流器 葉片，33直射式空氣霧化噴嘴，34主燃級徑向旋流器，35主燃級收擴件，36主燃級徑向旋 流器后拐彎區(qū)，37主燃級徑向旋流器葉片，38主燃級燃油噴射點，39主燃級直射式空氣霧 化噴嘴空氣流，40主燃級徑向旋流器右側(cè)壁，41主燃級燃油，42主燃級集油腔，43主燃級 徑向旋流器左側(cè)壁，44主燃級油路整流環(huán)，45主燃級收擴件收縮角度，46主燃級空氣霧化 噴嘴空氣孔，47主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽，48燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度，49主燃級燃油噴射 點到燃燒區(qū)入口的距離。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體實施方式
詳細介紹本發(fā)明。圖1是一個發(fā)動機10的示意圖，發(fā)動機10包括低壓壓氣機11，高壓壓氣機12，燃燒室13,高壓渦輪14和低壓渦輪15。發(fā)動機10工作時，空氣經(jīng)過低壓壓氣機11壓縮后，再進 入高壓壓氣機12，高壓空氣進入到燃燒室13中燃燒，燃袖噴射系統(tǒng)向高壓氣流中噴油，在 燃燒室13中進行充分有效地燃燒，燃燒后形成高溫高壓燃氣，進入到高壓渦輪14和低壓渦 輪15,從而推動渦輪做功。圖2是發(fā)動機燃燒室13的示意圖，燃燒室為單環(huán)腔結(jié)構(gòu)。圖3 是燃燒室13中區(qū)域3的放大^H圖，是燃燒室頭部的詳細結(jié)構(gòu)。燃燒室13包括一個燃燒區(qū)16， 燃燒區(qū)的外邊界是外火焰筒壁19，內(nèi)邊界是內(nèi)火焰筒壁20，環(huán)形的內(nèi)火焰筒壁20和外火焰 筒壁19在環(huán)形的內(nèi)機匣18和外機匣n之間徑向分布。在內(nèi)、外火焰筒壁面上安排內(nèi)摻混孔 22和外摻混孔21，用于調(diào)整燃燒室出口溫度分布，內(nèi)外火焰筒壁面上還安排冷卻孔(圖中未 示出)，用于冷卻火焰筒壁面，保證燃燒室的壽命。在燃燒區(qū)16的上游是頭部結(jié)構(gòu)26，頭 部結(jié)構(gòu)26通過頭部端壁23與火焰筒壁面連接。頭部結(jié)構(gòu)26包括預(yù)燃級24和主燃級25。因 為沒有主燃孔，因此所有的燃燒用氣量都從燃燒室頭部加入，這樣燃燒室頭部就是一個貧油 頭部，有利于減小NOx污染排放。預(yù)燃級24氣量占燃燒室頭部氣量的5% 35%，主燃級 25氣量占燃燒室頭部氣量的65% 95%。中心預(yù)燃級24包括中心噴嘴27、旋流器28和收擴件29。收擴件29形成了預(yù)燃級混合 腔30。中心噴嘴27采用離心噴嘴，離心噴嘴噴出的燃油31與預(yù)燃級旋流器28的旋流空氣 在預(yù)燃級混合腔中混合后再進入到燃燒室的燃燒區(qū)中燃燒。外圈主燃級25包括直射式空氣霧化噴嘴33、主燃級徑向旋流器34和主燃級收擴件35。 主燃級收擴件35與預(yù)燃級收擴件29的外壁面形成了主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)36，主燃級 收擴件35的收縮角度45在0。至180。內(nèi)可調(diào)，以適應(yīng)不同發(fā)動機燃燒室工況要求。直射式空 氣霧化噴嘴33的主燃級燃油41經(jīng)過主燃級燃油噴射點38進入主燃級集油腔42，同時主燃 級直射式空氣霧化噴嘴空氣流39從主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔46或主燃級空氣霧化噴嘴空 氣槽47也進入到集油腔42中，在集油腔42中油氣預(yù)先混合后以液霧的形式再從主燃級徑向 旋流器左側(cè)壁43上的孔噴入到主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)36中，與主燃級徑向旋流器34的 旋流空氣混合后形成預(yù)混合預(yù)蒸發(fā)油氣混合物，再進入到燃燒區(qū)16中燃燒。主燃級徑向旋流 器34為一級徑向旋流器。主燃級油路整流環(huán)44用于平均分配每個噴射點的燃油，整流環(huán)上 的小孔直徑和數(shù)量根據(jù)主燃級燃油霧化情況調(diào)節(jié)。直射式空氣霧化噴嘴33.的燃油通過一個孔 進入到主燃級徑向旋流器左側(cè)壁43，主燃級油路整流環(huán)44將這股燃油平均分配，使得燃油 均勻的進入到集油腔42中。在集油腔42中，與來自主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔46或主燃級 空氣霧化噴嘴空氣槽47的帶旋流的空氣流39預(yù)先混合，可以通過調(diào)整主燃級空氣霧化噴嘴 空氣孔46或主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽47的角度來控制通過孔或槽的空氣的旋流強度，從 而調(diào)節(jié)噴入到主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)36中的油氣混合物旋流強度，以適應(yīng)發(fā)動機不同工況。其中圖4為圖3中的4-4視圖，其中圖4a為主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔示意圖，圖4b 為主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽示意圖在集油腔42中預(yù)先混合后的油氣混合物以液霧的形式 再噴入到主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)36中，在主燃級徑向旋流器34的旋流空氣的作用下形 成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣混合物進入到燃燒區(qū)中燃燒。主燃級燃油預(yù)先混合的空氣可經(jīng)過主燃級空 氣霧化噴嘴空氣孔46進入，也可經(jīng)過主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽47進入，或者是上述兩種 方式的組合。由于主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)36中氣流的轉(zhuǎn)向而強化摻混，有利于主燃級油 氣更好的混合，這種預(yù)混燃燒方式能夠減小大功率狀態(tài)時NOx的污染排放。上述主燃級燃油 噴射點到燃燒區(qū)入口距離49為燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度48的六分之一，噴射點位于主燃級徑向 旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)，去掉了徑向旋流器出口到噴射點的距離Lsi,如同5C所示，對比圖5A 所示的燃油噴射到橫向射流中的示意圖，和圖5 B所示的TAPS主燃級燃油噴射示意圖，同 時由于主燃級徑向旋流器下游拐彎流動，可以知道本發(fā)明能夠縮短燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的軸向長 度，從而減小燃燒室和發(fā)動機的長度和重量。發(fā)動機10起動或者慢車等低功率狀態(tài)時，只有燃燒室的預(yù)燃級24供油，主燃級25只有 空氣經(jīng)過而不供油，預(yù)燃級的離心噴嘴27使得燃燒室燃燒區(qū)16形成擴散燃燒方式，從而保 證了發(fā)動機燃燒室可靠的穩(wěn)定性和起動特性，并降低CO和UHC污染排放。發(fā)動機10工作 在起飛或爬升等高功率狀態(tài)時，主燃級25和預(yù)燃級24同時供油，而主燃級直射式空氣霧化 噴嘴33的主燃級燃油41噴入到拐彎區(qū)主燃級徑向旋流器后36中，主燃級徑向旋流器34的 旋流使油氣形成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)狀態(tài)，再進入到燃燒區(qū)16中燃燒，形成預(yù)混燃燒方式，能有效的 降低航空發(fā)動機NOx污染排放，同時保證了高的燃燒效率和均勻的燃燒室出口溫度分布等性 能。而主燃級25和預(yù)燃級24的收擴件29和35能很好的防止噴嘴積碳和回火。燃燒室頭部安裝及連接形式如下預(yù)燃級旋流器葉片32分別與預(yù)燃級收擴件29和預(yù)燃 級旋流器內(nèi)壁連接，形成一個整體。主燃級徑向旋流器左側(cè)壁43分成兩部分，在左邊部分開 出主燃級集油腔42、主燃級噴嘴入口的燃油孔和主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔46或燃級空氣 霧化噴嘴空氣槽47，再將主燃級油路整流環(huán)44連接在集油腔的內(nèi)部，然后將左側(cè)壁的右邊 部分與左邊部分連接成一體，最后將整個主燃級徑向旋流器左側(cè)壁43與預(yù)燃級收擴件29連 接成一體。主燃級徑向旋流器葉片37分別與主燃級徑向旋流器左側(cè)壁43和主燃級徑向旋流 器右側(cè)壁40連接，這樣預(yù)燃級和主燃級旋流器形成了一個整體，最后將燃油噴嘴27插入到 預(yù)燃級旋流器內(nèi)，并與主燃級噴嘴入口連接。在發(fā)動機燃燒室安裝時，火焰筒與機匣安裝完 成后，從燃燒室前端的噴嘴安裝座處插入上述的頭部結(jié)構(gòu)(包括燃油噴嘴、主燃級和預(yù)燃級 旋流器)，與頭部端壁23連接，頭部端壁23與頭部結(jié)構(gòu)26通過一個活動環(huán)連接，避免燃燒 室的軸向和徑向的熱應(yīng)力。
權(quán)利要求
1. 一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，由燃燒室頭部(26)和火焰筒組成，其特征在于燃燒室為單環(huán)腔結(jié)構(gòu)，燃燒室頭部(26)包括位于中心的預(yù)燃級(24)和外圈的主燃級(25)；主燃級(25)又包含有直射式空氣霧化噴嘴(33)和主燃級徑向旋流器(34)；直射式空氣霧化噴嘴(33)噴出的主燃級燃油(41)經(jīng)過主燃級燃油噴射點(38)進入主燃級集油腔(42)中；同時主燃級直射式空氣物化噴嘴空氣流(39)也進入到集油腔(42)中，在集油腔(42)中油氣預(yù)先混合，混合后的油氣混合物以液霧的形式再從主燃級徑向旋流器左側(cè)壁(43)上的孔噴入到主燃級徑向旋流器葉片(37)后的主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)(36)中，在主燃級徑向旋流器(34)的旋流氣體作用下形成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣混合物進入到燃燒區(qū)(16)中燃燒，實現(xiàn)徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒方案。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于:主燃級直射式空氣物化噴嘴空氣流(39)可以通過主燃級空氣霧化噴嘴空氣孔(46)、 或者通過主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽(47)、或者上述兩種方式的組合進入到集油腔(42)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于直射式空氣物化噴嘴空氣流(39)噴出的空氣的旋流強度可以通過調(diào)整主燃級空 氣霧化噴嘴空氣孔(46)或主燃級空氣霧化噴嘴空氣槽(47)的角度來控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于主燃級(25)的直射式空氣霧化噴嘴(33)的噴射點(38)位于主燃級徑向旋流 器左側(cè)壁(43)上，噴射點(38)數(shù)量與主燃級徑向旋流器葉片(37)數(shù)量相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于主燃級燃油噴射點到燃燒區(qū)入口處距離(49) x與燃燒室頭部結(jié)構(gòu)高度(48) y之間的關(guān)系是x^^y。 6
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于主燃級(25)的氣量占燃燒室頭部氣量的65% 95%,預(yù)燃級(24)的氣量占5 % 35%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于燃燒用氣量全部從燃燒室頭部(26)供入，火焰筒上沒有主燃孔，只有冷卻孔、 外摻混孔(21)和內(nèi)摻混孔(22)。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，其 特征在于主燃級收擴件收縮角度(45)在0。至180。內(nèi)可調(diào)。
全文摘要
一種徑向旋流器拐彎區(qū)液霧噴射預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，燃燒室為單環(huán)腔結(jié)構(gòu)，由燃燒室頭部和火焰筒組成，其中燃燒室頭部包括位于中心的預(yù)燃級和外圈的主燃級；采用主燃級燃油在主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)的液霧噴射方案，主燃級燃油在噴入拐彎區(qū)之前與空氣預(yù)先混合，混合后再噴入到拐彎區(qū)中的油氣混合物在主燃級徑向旋流器旋流氣體的作用下形成預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣混合物進入到燃燒區(qū)中燃燒，該燃燒方式能有效的降低燃燒室污染物的排放；同時主燃級燃油在主燃級徑向旋流器后拐彎區(qū)內(nèi)的液霧噴射以及拐彎區(qū)的拐彎流動可以減小燃燒室的長度；本發(fā)明主要用于航空發(fā)動機燃燒室，亦可用于工業(yè)燃氣輪機和艦船燃氣輪機燃燒室中，以減少排向大氣中的污染物。
文檔編號F23R3/40GK101275751SQ20081010506
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者劉高恩, 馳 張, 彭云暉, 林宇震, 許全宏 申請人:北京航空航天大學(xué)