[发明专利]一种能够降低积碳的火焰筒头部

说明书

本申请属于航空发动机设计技术领域，涉及一种能够降低积碳的火焰筒头部，包括外筒(4)，通过头部转接段(5)固定在火焰筒入口端；文氏管(2)，具有沿火焰筒轴向先收敛后扩张的金属通道壁面(6)，且在通道末端具有径向端，所述文氏管套接在所述外筒(4)内部，所述径向段的一侧与所述外筒(4)之间形成第一旋流通道；挡板(3)，设置在所述文氏管(2)的另一侧，并与所述文氏管(2)之间形成第二旋流通道；所述金属通道壁面(6)设置有降低表面附着力的涂层。本申请采用了在文氏管流道表面覆盖低积碳附着力涂层的方式，从而达到降低文氏管表面吸附力、降低积碳的目的。

技术领域

本申请属于航空发动机设计技术领域，特别涉及一种能够降低积碳的火焰筒头部。

背景技术

当前，很多燃气轮机燃烧室采用了双旋流的燃油雾化方式，该雾化方式具有结构紧凑、雾化效果好的优点。其雾化机理是燃油喷嘴将燃油喷射于一个先收敛后扩张通道的金属壁面，在金属壁面端点处形成一层油膜，当油膜向下油运动时，受到从两级旋流装置出来的旋流气体的强力剪切，从而将油滴打碎雾化。但由于先收敛后扩张通道的下游直接就是燃烧区，所以其表面承受着较高的温度，燃油承受高温后，会析出碳颗粒而沉积于金属表面。同时，来自于回流区内的燃烧不完全的碳颗粒也会逐渐沉积于扩张通道金属表面，时间长了，会形成较厚的积碳层，从而对燃烧室的性能产生不良影响，破坏燃烧室的出口温度分布均匀性。目前，已知的防积碳技术是对收敛扩张通道的尺寸进行约束，尽可能减少积碳量。

美国GE公司，曾经在“高效节能发动机”项目中开展了先收敛后扩张通道(后称为文氏管)的设计准则研究，但根据其后续公布的材料可知，采用该准则以后，虽然积碳在一定程度上有所减轻，但使用时间长了以后，仍会产生较厚的积碳。因此，还是有必要对该结构引起的积炭问题进行进一步的研究。

发明内容

为解决上述问题，本申请提出一种能够降低积碳的火焰筒头部，包括：

外筒，通过头部转接段固定在火焰筒入口端；

文氏管，文氏管具有沿火焰筒轴向先收敛后扩张的金属通道壁面，且在通道末端具有径向端，所述文氏管套接在所述外筒内部，所述径向段的一侧与所述外筒之间形成第一旋流通道；

挡板，设置在所述文氏管的另一侧，并与所述文氏管之间形成第二旋流通道；

所述金属通道壁面设置有降低表面附着力的涂层。

优选的是，所述涂层为ZSM-5分子筛涂层。

优选的是，所述涂层为二氧化硅涂层。

优选的是，所述涂层为陶瓷涂层。

优选的是，所述涂层厚度不超过0.5mm。

优选的是，所述涂层通过渗涂的方式设置在所述金属通道壁面上。

优选的是，所述涂层通过涂覆的方式设置在所述金属通道壁面的表面上。

优选的是，所述文氏管与所述外筒之间设置有多个中间筒，以将所述第一旋流通道分为多级旋流通道。

本申请采用了在文氏管流道表面覆盖低积碳附着力涂层的方式，从而达到降低文氏管表面吸附力、降低积碳的目的。

附图说明

图1是本申请能够降低积碳的火焰筒头部结构示意图。

其中，1-旋流装置，2-文氏管，3-挡板，4-外筒，5-头部转接段，6-金属通道壁面。

具体实施方式