[发明专利]一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部

权利要求书

1.一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：采用中心分级、预燃级双油路的结构，主要由预燃级油杆(1)、预燃级离心喷嘴(2)、预膜板(3)、预燃级旋流器(4)、级间段(5)、主燃级旋流器(6)、主燃级油路连接件(7)、主燃级外环(8)、防回火环(9)构成；其中，预燃级油杆(1)由3D打印成型，内部的预燃级双油路分别是预燃级主油路(10)和预燃级副油路(11)，预燃级油杆(1)末端壁面上分布有预燃级主油路喷射孔(12)，同时预燃级油杆(1)末端加工的内螺纹与预燃级离心喷嘴(2)上加工的外螺纹配合，预燃级主油路(10)、预燃级副油路(11)和预燃级主油路喷射孔(12)组成预燃级油路；预膜板(3)焊接在预燃级旋流器(4)上，并与级间段(5)焊接连接为一体；级间段(5)用于隔离预燃级和主燃级火焰，其外径具有螺纹；经机械加工完成的主燃级旋流器(6)、主燃级油路连接件(7)、主燃级外环(8)、防回火环(9)通过焊接为一体，在主燃级旋流器(6)和主燃级油路连接件(7)之间形成主燃级油腔(13)；主燃级油路连接件(7)具有内螺纹，与级间段(5)螺纹连接，组成头部主体。

2.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：预燃级油杆(1)内含有预燃级主油路(10)和预燃级副油路(11)，其中预燃级主油路(10)有效流通面积在10～200mm²之间，预燃级副油路(11)有效流通面积在5～100mm²之间；预燃级主油路(10)供给的燃油通过预燃级主油路喷射孔(12)喷射在预膜板(3)内表面，形成油膜；该油膜在内外空气旋流的作用下发生破碎，可保证较好的雾化效果；预燃级副油路(11)供给的燃油通过预燃级离心喷嘴(2)喷射出油滴；油滴进一步与空气旋流掺混，流动至火焰筒中参与燃烧。

3.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：预燃级主油路喷射孔(12)直径为0.4～1.2mm，喷射角度为45～90°，周向分布数量为6～24个，可以单独或同时分布在不同的轴向位置；预燃级主油路喷射孔(12)横截面积可以保持不变、逐渐收缩或扩张；当预燃级燃油流量较小时，只有预燃级副油路(11)供给燃油，使得喷嘴在小工况下具有较高的雾化质量；当燃油流量较大时，除预燃级副油路(11)供给燃油外，预燃级主油路(10)也供给燃油；预燃级副油路(11)燃油流量与预燃级主油路(10)燃油流量之比为1～20；预燃级主油路(10)供给的燃油通过预燃级主油路喷射孔(12)喷射在预膜板(3)表面；在大工况条件下，具有较高的雾化质量；所以预燃级双油路设计可使喷嘴在较宽的工况压力范围内保证较高的雾化质量。

4.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：预膜板(3)进口内径为18～24mm，外径为19～28mm，可以设计预膜板(3)内外空气流量的分配；预膜板(3)出口内径为10～14mm，出口外径为11～18mm；改变了预膜板(3)内外空气流速，以适应不同调节比范围，改变喷嘴后的流场结构，进而改变雾化及掺混效果。

5.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：预膜板(3)进出口面积收缩比为0.2～0.6；预膜板(3)出口翻边角度为-45°～60°；预膜板(3)内外表面为流线型设计，减小了空气流动的阻力，防止了流动分离的发生，保证了良好的雾化效果。

6.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：预膜板(3)沿轴向的长度为8～15mm，导致了预膜板(3)出口处油膜厚度的变化，进而改变了油膜的破碎过程，对雾化及掺混效果造成影响。

7.根据权利要求1所述的一种预燃级采用预膜板结构的中心分级低排放燃烧室头部，其特征在于：保证预燃级主油路喷射孔(12)大小、数量、角度与预膜板长度、进出口直径、出口翻边角度相匹配，以强化雾化过程。