[发明专利]一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室

权利要求书

1.一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：该低污染燃烧室采用单环腔结构，由扩压器(10)、燃烧室外机匣(6)、燃烧室内机匣(7)、火焰筒外壁(8)、火焰筒内壁(9)和燃烧室头部(13)组成；燃烧用空气全部由燃烧室头部(13)进入火焰筒，掺混空气由掺混孔射入；采用分级燃烧方案，分为预燃级(15)和主燃级(14)，燃油喷嘴(16)供给燃烧室所有燃油，主燃级(14)通过头部整体端壁(40)与火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)固定，预燃级(15)则通过级间段(30)与主燃级(14)联接，并与主燃级(14)同心；所述主燃级(14)由主燃级一级轴向旋流器(24)、主燃级二级轴向旋流器(25)、主燃级预膜板(26)、头部整体端壁(40)及头部整体导流片(41)组成；主燃级燃油通过主燃级燃油管路(36)进入主燃级燃油集油腔(32)，随后进入主燃级燃油输油孔(33)，通过主燃级燃油喷孔(34)喷入主燃级预膜板内通道(38)，部分燃油形成主燃级直喷油雾(18)，部分燃油打到预膜板(23)上形成均匀油膜，在主燃级预膜板内通道(38)和预膜板内通道(39)旋流剪切作用下破碎雾化形成主燃级气动雾化油雾(19)，两股油雾与空气进行掺混形成较均匀的油气混合物，较均匀的油气混合物通过主燃级二级轴向旋流器(25)作用形成流向涡，加强油气掺混，使油气混合更加均匀。均匀的油气混合物进入火焰筒进行预混燃烧。

2.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述预燃级(15)采用的旋流器的级数为1≤n≤5；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，旋流器直接与级间段(30)连接；当预燃级(15)的级数1<n≤5时，各级旋流器先连接成一个整体，再与燃级头部端壁(30)连接。

3.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述的主燃级(14)采用轴向两级分布式旋流器结构，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，两级旋流器轴向布置，大大增强了油气掺混均匀性。

4.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述的主燃级(14)燃油采用周向离散横喷，部分燃油形成直喷油雾，部分燃油打在主燃级预膜板(26)上形成油膜，增加了周向均匀性，在主燃级预膜板内通道(38)和预膜板内通道(39)旋流剪切作用下破碎雾化形成主燃级气动雾化油雾(19)。

5.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述的燃油喷嘴(16)供应燃烧室所需的全部燃油，主燃级燃油占总燃油量的比例为50％～90％。

6.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述的燃烧室头部(13)沿周向均匀布置，个数为10～60个，燃烧室头部(13)的空气量占燃烧室总空气量的20％～80％，其中主燃级(14)占头部空气量的60％～90％，预燃级(15)占头部空气量的10％～40％。

7.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：所述燃烧室的火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)的冷却方式采用气膜冷却、发散冷却或复合冷却方式，以对壁面温度进行控制延长火焰筒的寿命。

8.根据权利要求1所述的一种主燃级采用轴向两级分布式旋流器的低污染燃烧室，其特征在于：在所述的火焰筒外壁(8)后部设置有火焰筒外壁掺混孔(11)，在所述的火焰筒内壁(9)后部设置有火焰筒内壁掺混孔(12)，掺混用气分别从火焰筒外壁掺混孔(11)和火焰筒内壁掺混孔(12)进入火焰筒，以控制燃烧室出口温度分布。