[实用新型]一种带非旋的双旋流多点喷射头部

说明书

本发明涉及一种带非旋的双旋流多点喷射头部，所述外侧供气部分设有非旋气流通道以及的非旋与旋流混合通道；一部分气流从内侧旋流通道进入，与燃油发生直接混合，并在头部下游形成稳定的中心回流区；一部分气流分别从外侧旋流通道和最外侧的非旋通道进入并进行混合，从混合段出口进入火焰筒参与燃烧，非旋通道的存在会使旋流强度发生变化，从而可以改变旋流对油膜的剪切效果，进而改变喷嘴的雾化效果，使燃烧性能得到提升，同时非旋通道的存在可以有效控制回流区的大小，使高温区与火焰筒壁面有一定距离，降低火焰筒壁温。因此，本发明专利可以有效改善燃烧室性能并在一定程度上使火焰筒壁温降低，从而延长燃气轮机燃烧室的使用寿命。

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室领域，涉及一种带非旋的双旋流多点喷射头部，具体是一种以航空煤油为燃料的带非旋的双旋流多点喷射头部方案。

背景技术

近年来，随着航空运输业的不断发展，人们对航空发动机有了更高的要求，要求其推重比更高、耗油率更低、污染排放更少。对于军用航空发动机来说，要求其具有更好的机动性，从而在战斗中更具优势，所以军用发动机主要追求高温升；而对于民用发动机而言，由于人们对环境保护的需求日趋增强，国际民航组织International Civil AviationOrganization,简称ICAO对航空发动机的污染排放规定越来越严格，对一氧化碳CO、未燃碳氢UHC、氮氧化物NOx和冒烟的生成量要求越来越高，所以民用发动机需要不断降低排放，实现低污染。

常规燃烧室的设计并不能达到目前人们对航空发动机性能的要求，所以需要发展一种新型的燃烧组织。目前，在燃烧技术中主要使用分级燃烧、贫油预混预蒸发LPP、贫油直接喷射LDI、富油燃烧-猝熄-贫油燃烧RQL、变几何燃烧技术和低氧燃烧技术等，针对LPP燃烧组织技术，国外GE公司申请的专利US8607575、US8171735和 US6363726等方案主燃级均采用贫油预混预蒸发技术，国内北航和工热所等单位也提出了一些主燃级采用贫油预混的低污染燃烧室方案。在这些方案中分级燃烧技术能够很好的解决燃料与空气的混合问题，该结构可针对解决高温升燃烧室在慢车状态下贫油熄火以及大工况下不可见排气冒烟这一基本矛盾，具有可实现高温升、高热容、高效率、结构紧凑以及污染排放较低等优点，具有非常广泛的应用前景。

中心分级燃烧室主要是通过分级供油、分区燃烧来满足高温升与低污染的要求，西北工业大学燃烧团队在2017年申请的专利CN201710608804.3就基于LDI概念设计了一种低排放燃烧室，相比于该燃烧室而言，本发明涉及的带非旋的多点喷射燃烧室，利用直射扩散燃烧技术可以有效解决火焰筒壁温较高的问题，并且燃烧性能可以得到一定程度的提高。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种带非旋的双旋流多点喷射头部，运用直射扩散燃烧技术，提供了一种以航空煤油为燃料的带非旋的双旋流多点喷射头部方案，采用旋流与非旋气流相结合、燃油中心喷射和外侧喷射相结合的扩散燃烧技术，既有利于稳定燃烧，又能有效改变头部旋流强度，从而改变旋流对油膜的剪切作用，可以在一定程度上提高燃烧室性能；另一方面，头部最外侧的非旋空气可以解决火焰筒壁温较高的问题，在中心高温区与火焰筒壁面之间形成气膜，有效降低壁面温度，从而使火焰筒寿命得到提高。

技术方案

一种带非旋的双旋流多点喷射头部，包括内侧供气部分1，内侧供油部分2，外侧供气部分3和外侧供气部分4；其特征在于：所述外侧供气部分3设有非旋气流通道以及的非旋与旋流混合通道；包括由外侧非旋流空气通道内壁28与外侧非旋流空气通道外壁29构成的非旋流空气通道，通道上为外侧非旋流空气进口27，通道下侧与外侧旋流空气通道外壁26和外侧旋流空气通道内壁24形成的旋流空气通道相连通形成外侧旋流非旋混合腔31；所述外侧非旋流空气通道内壁28与外侧非旋流空气通道外壁29之间设有外侧非旋通道支承肋36。

所述外侧旋流非旋混合腔31的始端为外侧旋流非旋混合段出口平直段32，然后连接外侧旋流非旋流混合段出口收敛段33。