[发明专利]一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构

权利要求书

1.一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：燃烧室头部采用中心分级燃烧方案，分为预燃级(15)和双油路主燃级(14)，燃油杆(16)供给燃烧室所有燃油，燃油分为三路，包括预燃级油路(20)，主燃级一级油路(21)及主燃级二级油路(22)；所述双油路主燃级(14)通过头部整体端壁(19)与火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)固定，预燃级(15)通过隔离段(17)与双油路主燃级(14)连接，并与双油路主燃级(14)同心；所述的双油路主燃级(14)采用旋流器/预膜板一体化结构，由主燃级雾化旋流器(31)、主燃级预膜板(33)、主燃级外壁(32)、主燃级集油环(34)和主燃级内壁(35)组成；主燃级雾化旋流器(31)和主燃级预膜板(33)焊接成一体，主燃级集油环(34)和主燃级内壁(35)焊成一体，并与主燃级雾化旋流器(31)、主燃级外壁(32)焊接，构成双油路主燃级(14)，再通过主燃级外壁(32)和燃烧室头部端壁(19)连接到燃烧室头部；主燃级集油环开有两级集油槽，分别是主燃级一级集油槽(36)和主燃级二级集油槽(37)，两级集油槽之间焊有主燃级集油槽隔板(46)，用于分隔燃油；主燃级集油环外壁有主燃级一级燃油喷射孔(42)和主燃级二级燃油喷射孔(43)，主燃级一级燃油喷射孔(42)通过主燃级一级燃油分配孔(40)与主燃级一级集油槽(36)相连，主燃级二级喷射孔(43)通过主燃级二级燃油分配孔(41)、主燃级二级燃油分配管(47)与主燃级二级集油槽(37)相连；主燃级二级燃油分配管(47)与主燃级二级燃油分配孔(41)、主燃级集油槽隔板(46)焊接成一体；预燃级燃油通过燃油杆(16)的预燃级油路(20)流进预燃级燃油喷嘴(23)中；双油路主燃级(14)燃油分别经过燃油杆(16)的主燃级一级油路(21)和主燃级二级油路(22)，分别进入主燃级一级集油槽(36)和是主燃级二级集油槽(37)，再由主燃级一级燃油喷射孔(42)和主燃级二级燃油喷射孔(43)喷出，一部分燃油在旋转气流作用下雾化蒸发，一部分燃油在主燃级燃油预膜板(33)形成油膜，在上下两股气流下剪切雾化；在航空发动机慢车、进场工况只有主燃级一级燃油喷射孔(42)处于喷油工作状况，而在航空发动机爬升、起飞大工况主燃级两级油路均处于工作状态；主燃级外壁(32)开有主燃级外壁剪切槽(49)，用于加强预膜板外侧空气旋流强度，从而加强预膜板内外环气流的剪切力，有助于雾化；主燃级内的油雾在预混预蒸发段与空气掺混蒸发形成均匀混合可燃气，以一定的旋流形式进入火焰筒进行预混燃烧；主燃级防回火吹扫环(49)与主燃级外壁(32)焊接成一体。

2.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述的主燃级外壁剪切槽(49)开槽宽度为1～2mm，开槽个数为30～50个，开槽倾斜角为40～60度。

3.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述双油路主燃级(14)的一级燃油分配孔(40)和主燃级二级燃油分配孔(41)所喷射的燃油在同一主燃级预膜板(33)上；两级喷射孔个数相等，都为12～16个，沿周向交错均匀布置，开孔直径0.3～0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级(14)的燃油雾化通道(44)出口为微收缩形通道，进出口面积比为1.1～1.5，微收缩形通道设计一方面有利于增加出口空气速度，防止回火，另一方面保证主燃级出口速度在正常范围，进而保证燃烧室空气速度的均匀性和油气比的均匀性，保证燃烧室稳定燃烧并降低污染排放。

5.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级(14)出口焊有防回火环(49)，冷气流通过主燃级防回火孔(50)吹扫主燃级出口，有利于避免回火的发生；防回火孔的开孔个数为50～80个，开孔直径为0.5～1mm。

6.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级一级油路(21)及主燃级二级油路(22)中的主燃级燃油占总燃油量的比例为40％～90％。

7.根据权利要求1所述的一种采用旋流器/预膜板一体化主燃级的贫油预混预蒸发燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级(15)采用的旋流器的级数为1≤n≤3；每级旋流器采用旋流器的结构是轴向旋流器，或是径向旋流器，或是切向旋流器；当预燃级(15)的级数n＝1时，旋流器直接与隔离段(17)连接；当预燃级(15)的级数1<n≤3时，各级旋流器先连接成一个整体，再与隔离段(17)连接；当预燃级(15)的级数1<n≤3时，各级旋流器的旋流方向或是同旋，或是反旋。