[发明专利]一种双油路四旋流预膜式主燃级的预混预蒸发低污染燃烧室

摘要

本发明涉及一种双油路四旋流预膜式主燃级的预混预蒸发低污染燃烧室，采用单环腔结构，燃烧室采用中心分级燃烧方式，燃烧室头部分为预燃级和主燃级，预燃级采用扩散燃烧与旋流预混燃烧相结合的方式，在保证燃烧稳定性的同时降低小工况的污染物排放；主燃级采用预混预蒸发燃烧方式，能有效的降低燃烧污染物。主燃级燃油路分为两级，每级燃油在预膜板上形成油膜，油膜在两股旋流作用下雾化、蒸发及掺混，形成均匀的油气混合物，有利于降低燃烧污染物；双油路的设计能够满足进场等中小工况下主燃级一级进行工作，起飞等大工况下主燃级两级均进行工作，有利于燃烧室不同工况下的油气匹配，进一步降低航空发动机燃烧室整个着陆起飞循环的污染排放水平。

主权项

一种双油路四旋流预膜式主燃级的预混预蒸发低污染燃烧室，其特征在于：燃烧室采用中心分级燃烧方案，分为预燃级（15）和双油路主燃级（14），燃油杆（16）供给燃烧室所有燃油，燃油分为三路，包括预燃级油路（20），主燃级一级油路（21）及主燃级二级油路（22）；所述双油路主燃级（14）通过头部整体端壁（19）与火焰筒外壁（8）和火焰筒内壁（9）固定，预燃级（15）通过隔离段（17）与双油路主燃级（14）连接，并与双油路主燃级（14）同心；所述的双油路主燃级（14）采用四级旋流结构，由主燃级一级雾化轴向旋流器（31）、主燃级二级雾化轴向旋流器（32）、主燃级外旋流器（33）、主燃级内旋流器（34）、主燃级一级燃油预膜板（35）、主燃级二级燃油膜板（36）和主燃级外壁（37）组成；主燃级二级雾化轴向旋流器（32）、主燃级外旋流器（33）及主燃级外壁（37）通过焊接形成主燃级外环整体，再通过主燃级外壁（37）和燃烧室头部端壁（19）连接到燃烧室头部；主燃级一级雾化轴向旋流器（31）和主燃级内旋流器（34）焊接成整体，然后通过主燃级一级雾化轴向旋流器（31）叶片外缘和主燃级集油环（42）内壁焊接成一个整体，构成双油路主燃级内环部分，主燃级集油环（42）外圆柱面和主燃级二级雾化轴向旋流器（32）内环面是安装配合面；集油环内端壁（52）、集油环外端壁（51）和主燃级集油环（42）内、外壁面焊接，构成内、外两个集油槽，分别是：一级燃油集油槽（45）和二级燃油集油槽（46）；在主燃级集油环（42）外壁面上有主燃级二级燃油喷射孔（39），喷射孔通过主燃级二级燃油分配孔（47）和二级燃油集油槽（46）连通；主燃级集油环（42）内壁面上有主燃级一级燃油喷射孔（38），喷射孔通过主燃级一级燃油分配孔（48）和一级燃油集油槽（45）连通；主燃级集油环（42）和燃油杆（16）在主燃级一级集油槽进油孔（43）、主燃级二级集油槽进油孔（44）位置处通过焊接成一个整体；预燃级燃油通过燃油杆（16）的预燃级油路（20）流进预燃级燃油喷嘴（23）中；双油路主燃级（14）燃油分别经过燃油杆（16）的主燃级一级油路（21）和主燃级二级油路（22）分别进入主燃级集油环（42）的一级燃油集油槽（45）和二级燃油集油槽（46），再经由一级燃油喷射孔（38）及二级燃油喷射孔（39）分别喷入主燃级一级燃油雾化通道（40）和主燃级二级燃油雾化通道（41）中，一部分燃油在旋转气流作用下雾化蒸发，一部分燃油在主燃级一级燃油预膜板（35）和主燃级二级燃油膜板（36）上形成一级油膜（28）和二级油膜（29）；主燃级一级燃油预膜板（35）的油膜在主燃级一级雾化轴向旋流器（31）的旋转气流与主燃级内旋流器（34）旋流气流共同作用下雾化破碎，主燃级二级燃油预膜板（36）的油膜在主燃级二级雾化轴向旋流器的旋转气流（32）与主燃 级外旋流器（33）旋流气流共同作用下雾化破碎；在航空发动机慢车、进场等工况只有主燃级一级燃油喷射孔（38）处于喷油工作状况，而在航空发动机爬升、起飞大工况主燃级两级油路均处于工作状态；主燃级内的油雾在预混预蒸发段与空气掺混蒸发形成均匀混合可燃气，以一定的旋流形式进入火焰筒进行预混燃烧。