[实用新型]掺混装置、燃烧室以及航空发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种掺混装置、一种设置该掺混装置的燃烧室以及一种设置该燃烧室的航空发动机。

背景技术

随着大气环境问题在世界范围内受到越来越多的关注，对于航空发动机污染物排放要求更是越来越严格。下一代航空发动机产品市场需求表明，氮氧化物（NOx）的排放量比现行国际民航组织（ICAO）规定标准还要减少50%左右，同时其他排放物比如一氧化碳（CO）和未燃碳氢（UHC）均要比国际民航组织规定的排放指标保留一定裕度。

研究表明：控制燃烧室内的燃气温度是控制氮氧化物污染排放的关键，控制燃烧区温度的主要技术途径之一就是采用贫油燃烧模式。尤其是爬升、起飞等大工况下，通过贫油燃烧可以有效降低燃烧区温度，减少氮氧化物排放；地面慢车、起动点火等小工况下，需要燃烧区采用局部富油燃烧，以保证燃烧室顺利点火，同时也能降低小功率状态下的一氧化碳和未燃碳氢排放。

为了解决大功率状态下氮氧化物排放和小功率状态下一氧化碳、未燃碳氢排放的矛盾，可以采用分级燃烧的型式，保证发动机不同功率下，燃烧室局部区域以最佳燃油空气匹配模式进行燃烧。分级燃烧技术在航空发动机燃烧室上已得到成功应用，GE（GENERAL ELECTRIC COMPANY）公司在这一类型的低排放燃烧室方面做了较多的工作，设计了可实现贫油燃烧的燃油喷射装置，并在发动机上得到应用，比如：GE90发动机采用的双环腔燃烧室分级燃烧技术；GEnx发动机采用的中心分级燃烧技术等。

采用中心分级燃烧技术具有结构紧凑、分区贫油燃烧控制氮氧化物效果较好等优点，由于应用现有的两级分级供油技术的燃烧室中分级点处主燃级燃油流量小、喷嘴压降低，致使局部油气比偏低、雾化质量差，最终导致燃烧效率较低。为此人们想到了在两级分级供油技术的基础上设计了三级分级供油技术，但是如图1所示现有的应用三级分级供油技术的燃烧室1最多仅存在两个燃烧区（第一燃烧区21以及第二燃烧区221、222），不能真正改变下游的油气比，所以仍旧存在燃烧效率低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种掺混装置、一种设置该掺混装置的燃烧室以及一种设置该燃烧室的航空发动机，解决了现有技术存在燃烧效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型实施例提供的掺混装置，包括燃料输入管、一级输入管、二级输入管、三级输入管、环形安装壁以及定位壁体，其中：

所述一级输入管套设于所述燃料输入管之外，且所述一级输入管与所述燃料输入管之间形成第一出流通道；

所述二级输入管套设于所述一级输入管之外，且所述二级输入管与所述一级输入管之间形成第二出流通道；

所述三级输入管套设于所述二级输入管之外，且所述三级输入管与所述二级输入管之间形成第三出流通道；

所述环形安装壁套设于所述三级输入管之外，且所述环形安装壁与所述三级输入管之间存在安装间隙，所述三级输入管上设置有与所述第三出流通道以及所述安装间隙相连通的至少一个第一燃料入口；

所述定位壁体包覆于所述环形安装壁之外，且所述定位壁体与所述环形安装壁之间形成第四出流通道；

所述第一出流通道、所述第二出流通道、所述第三出流通道、所述第四出流通道各自的出流方向（出流方向也可称为出料方向）均与所述燃料输入管的出料方向一致。

优选地，所述第一出流通道、所述第二出流通道、所述第三出流通道以及所述第四出流通道内至少其中之一设置有旋流器，所述旋流器的出风方向与所述燃料输入管的出料方向一致。

优选地，所述环形安装壁上设置有与所述安装间隙以及所述第四出流通道相连通的至少一个第二燃料入口，所述第三出流通道以及所述第四出流通道上均设置有所述旋流器，所述第三出流通道内的所述旋流器的出风口朝向所述第一燃料入口，所述第四出流通道内的所述旋流器的出风口朝向所述第二燃料入口。

优选地，所述三级输入管上设置有至少两个所述第一燃料入口，且所述第一燃料入口沿所述三级输入管的周向方向或轴向方向均匀分布；所述环形安装壁上设置有至少两个所述第二燃料入口，且所述第二燃料入口沿所述环形安装壁的周向方向或轴向方向均匀分布。

优选地，所述一级输入管在出流方向上的长度尺寸小于所述二级输入管在出流方向上的长度尺寸，所述二级输入管在出流方向上的长度尺寸小于所述三级输入管在出流方向上的长度尺寸。