[实用新型]预膜结构及预混预蒸发燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及喷油雾化领域，尤其涉及一种预膜结构及预混预蒸 发燃烧室。

背景技术

现代民用航空发动机燃烧室的主要发展趋势是低污染燃烧组织技 术，国际民航组织颁布的排放标准(CAEP2-CAEP8)不断提高，低排 放燃烧技术是民用航空发动机燃烧室最重要的研究内容之一。

过去20年，通过在燃烧室设计中使用低污染燃烧组织技术，航空发 动机排放的碳氢化合物减少了90％，CO和NOx分别减少了80％和30％。 因此，目前NOx的排放仍有较大的降低空间。

贫油预混预蒸发低污染燃烧室在兼顾效率的前提下可以降低NOx排 放。其采用中心分级燃烧的模式，预燃级在中心，主燃级环绕预燃级， 采用扩散燃烧和预混燃烧相结合的方式，用以兼顾燃烧室工作的稳定性 和低排放。主燃级采用旋流器/预膜板一体式结构，结构简单可靠，燃油 在预膜板上形成油膜，并在两股旋流作用下雾化、蒸发及掺混，有利于 在主燃级出口形成均匀的油气混合物，进行贫油预混燃烧，降低燃烧污 染物。预膜板还可以防止大工况时燃油打到主燃级外壁。

由于发动机的工作工况有多种，目前的预膜板布置大都采用固定位 置布置并且出口截面在径向和周向平整，在小工况油气比很低时，燃油 打板位置靠后，雾化效果较差，主燃级贫油、油气比过低的情况下易出 现燃烧不稳定的情况；在大工况油气比较大时，NOx排放在整个起飞着 陆(LTO)循环中的比重较大，如何降低依然是难点，并且在预膜板后 的主燃级流道内自燃和回火的风险增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种预膜结构及预混预蒸发燃烧室，其 能够兼顾燃烧效率和火焰稳定性、改善自燃和回火、降低NOx排放。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种预膜结构，其包括预膜 板，所述预膜板呈筒形，沿燃油喷射方向，所述预膜板的下游端面沿 周向设有多个凸部，所述凸部沿所述预膜板的轴线方向向外延伸，喷 油孔喷射的燃油能够打在所述凸部所对应的轴线附近。

在一优选或可选实施例中，每一所述凸部对应一所述喷油孔，所 述喷油孔在所述预膜板上的投影与其对应的所述凸部同轴线。

在一优选或可选实施例中，所述预膜板展开状态下，所述预膜板 的下游端面呈波浪型，具有多个间隔设置的波峰和波谷，所述凸部为 所述波峰。

在一优选或可选实施例中，所述预膜板展开状态下，所述预膜板 的下游端面呈曲线型，所述曲线型由抛物线型与直线型间隔形成、正 弦曲线型与直线型间隔形成、V型与直线型间隔形成、W型与直线型 间隔形成，或者，M型与直线型间隔形成。

在一优选或可选实施例中，所述预膜板整体呈扩口型，沿燃油喷 射方向，所述预膜板的上游端的筒径到下游端的筒径逐渐增大。

在一优选或可选实施例中，所述预膜板整体呈缩口型，沿燃油喷 射方向，所述预膜板的上游端的筒径到下游端的筒径逐渐减小。

在一优选或可选实施例中，沿燃油喷射方向，所述预膜板的上游 端的筒径到下游端的筒径一致。

在一优选或可选实施例中，所述凸部的设置数量为12～30。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种预混预蒸发燃烧室， 其包括喷油孔和上述任一实施例的预膜结构。

在一优选或可选实施例中，所述喷油孔倾斜设置，所述喷油孔与 环形主燃级的轴线的夹角范围为60°～90°。

基于上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的预膜结构，沿燃油喷射方向，预膜板的下游端面 设有多个凸部，凸部沿预膜板的轴线方向向外延伸，喷油孔喷射的燃 油能够打在凸部所对应的轴线附近，中大工况及大工况时，燃油打板位 置靠前(燃油喷射方向的上游)，成膜距离较长，在凸部和凹部(与凸部 相比凹进的区域)形成不同颗粒度的液体燃料，有助于降低自燃回火风 险和主燃级高温区面积，进而降低NOx排放；在中小工况和小工况下， 燃油打板位置更靠近预膜板的下游，预膜板出口附近的凸部增加了燃油 成膜距离，增强了雾化效果，保证小工况下的燃烧效率；当主燃级预混 程度和贫油程度高时，凹部形成的大颗粒液体燃料有助于保证火焰稳定 性。因此，本实用新型能够在不同工况下兼顾燃烧效率和火焰稳定性、 改善自燃和回火、降低NOx排放。

附图说明