预燃级头部及火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室制造技术

本发明专利技术涉及燃烧室技术领域，提供一种预燃级头部及火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室，上述的预燃级头部包括第一套筒、第二套筒及预燃级喷嘴；第一套筒的内壁面围合形成第一气流通道；第二套筒套设于第一套筒的外侧，第一套筒与第二套筒之间设有间隙，以构建形成气流通路；预燃级喷嘴设于第一气流通道内，且靠近第一套筒的一端设置，预燃级喷嘴用于将燃油沿第一套筒的轴向方向输送至第一套筒的另一端。上述预燃级头部通过单独的吹扫气设计调控主燃级火焰和预燃级火焰根部耦合关系，从而保障了火焰的稳定性和减低了氮氧化物的排放，满足了低排放的需求。低排放的需求。低排放的需求。

【技术实现步骤摘要】
预燃级头部及火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室


[0001]本专利技术涉及燃烧室
，尤其涉及一种预燃级头部及火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室。

技术介绍

[0002]随着航空及工业燃气轮机行业的快速发展，环境污染问题也随之而来，对此，国际民航组织提出有关飞机污染物排放标准的限制性法律，并不断提高排放标准，尤其是氮氧气体的排放，飞机发动机燃烧室是飞机动力的来源，也是其污染排放的主要来源。因此，对燃烧室的设计提出了很高的要求。低排放燃烧技术是当前的研究的重点之一。
[0003]中心分级燃烧室目前常见的低排放燃烧室结构之一，中心分级燃烧器沿中心轴向按照径向分级布置：外环为主燃级，大部分空气通过主燃级进入燃烧器，并与通道内喷入的燃油提前进行一定程度的掺混后，再进入燃烧室进行燃烧，因此呈现为贫油预混燃烧，能够保证燃烧最终产生的排放物产量达到一个较低的水平；中心内环为预燃级，小部分空气通过预燃级进入燃烧器，并与下游中心体喷嘴喷出的燃油直接进入燃烧室混合进行燃烧，呈现为富油扩散燃烧的特点，从而保证总体火焰的稳定性和点熄火性能。
[0004]在现有的中心分级燃烧室的设计中，主燃级和预燃级的气动热力设计参数要求通常都较为固定，因此，主燃级和预燃级火焰的根部耦合关系通常也较为难以改变，而两者根部耦合关系会影响燃烧的排放和稳定性，现有技术中，通常是直接改变主、预燃级的气动热力设计参数，这一方式虽然在一定程度上能够改变火焰根部耦合关系，但同时也会带来其他气动结构的变化，不利于单一变量的控制，会导致最终的燃烧性能改变效果偏离预期。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种预燃级头部及火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室，用以解决现有技术中，火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室主、预燃级火焰根部耦合自由调节性能差、导致排放性能和火焰稳定性能差的缺陷。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种预燃级头部，包括：第一套筒、第二套筒及预燃级喷嘴；
[0007]所述第一套筒的内壁面围合形成第一气流通道；所述第二套筒套设于所述第一套筒的外侧，所述第一套筒与所述第二套筒之间设有间隙，以构建形成气流通路；
[0008]所述预燃级喷嘴设于所述第一气流通道内，且靠近所述第一套筒的一端设置，所述预燃级喷嘴用于将燃油沿所述第一套筒的轴向方向输送至所述第一套筒的另一端。
[0009]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述第一套筒包括第一水平部、第一弯折部及第二弯折部；
[0010]所述第一水平部设于所述第一套筒的外壁侧，且沿所述第一套筒的轴向延伸方向设置，所述第一弯折部自所述第一水平部的一端弯折延伸形成，所述第二弯折部自所述第一弯折部远离所述第一水平部的一端弯折延伸形成。
[0011]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述第二套筒包括第二水平部、第三弯折部
及第四弯折部；
[0012]所述第二水平部设于所述第二套筒的内壁侧，且沿所述第二套筒的轴向延伸方向设置，所述第三弯折部自所述第二水平部的一端弯折延伸形成，所述第四弯折部自所述第三弯折部远离所述第二水平部的一端弯折延伸形成。
[0013]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述气流通路包括：第一气流通路、第二气流通路及第三气流通路；
[0014]所述第二水平部与所述第一水平部对应设置，以形成所述第一气流通路，所述第一气流通路的一端设有进气口；所述第三弯折部与所述第一弯折部对应设置，以形成所述第二气流通路；所述第四弯折部与所述第二弯折部对应设置，以形成所述第三气流通路，所述第三气流通路远离所述第二气流通路的一端设有出气口。
[0015]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述第二弯折段的第一出口扩张角为30～120
°
。
[0016]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述第四弯折段的第二出口扩张角为30～120
°
。
[0017]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述预燃级头部包括支撑件，所述支撑件设于所述第二气流通路中，所述支撑件设有通孔，所述通孔用于供气流通过。
[0018]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述预燃级头部还包括预燃级旋流件；所述预燃级旋流件设于所述预燃级喷嘴与所述第一套筒之间。
[0019]根据本专利技术提供的一种预燃级头部，所述预燃级旋流件包括第一连接部和第二连接部；
[0020]所述第一连接部呈环状，所述第一连接部的内壁面贴合设于所述预燃级喷嘴的外壁面，所述第二连接部连接于第一连接部的外壁面；
[0021]其中，所述第二连接部为多个，多个所述第二连接部沿所述第一连接部的周向方向依次布设。
[0022]第二方面，本专利技术还提供一种火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室，其特征在于，包括：主燃级头部及如第一方面任一项所述的预燃级头部；
[0023]所述主燃级头部包括：级间段套筒、主燃级旋流件及第三套筒；所述级间段套筒套设于所述预燃级头部的第二套筒的外侧，所述第三套筒套设于所述级间段套筒的外侧，所述第三套筒与所述级间段套筒之间形成第二气流通道，所述主燃级旋流件设于所述第二气流通道内。
[0024]本专利技术提供的预燃级头部，第一套筒的内壁面围合形成第一气流通道，预燃级喷嘴设于第一气流通道内，通过预燃级喷嘴将燃油喷向第一其流通到射入的空气来流中，进一步，预燃级火焰与主燃级火焰根部耦合，通过第一套筒与第二套筒套设形成气流通路，通过气流通路能够向预燃级火焰的根部吹气，能够调控主燃级火焰和预燃级火焰根部耦合关系，从而确保了火焰的稳定性和减低氮氧化物的排放，满足了低排放的需求。因此，本专利技术提供的预燃级头部能够有效地保障火焰的稳定性，提升低排放性能，且结构简单，装配方便，加工成本低。
[0025]进一步地，本专利技术提供的火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室，由于具有如上所述的预燃级头部，因此，同样具有如上所述的相同优势。
[0026]除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的预燃级头部的剖面结构示意图之一；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的预燃级头部的剖面结构示意图之二；
[0030]图3是本专利技术实施例提供的预燃级头部的部分结构示意图；
[0031]图4是本专利技术提供实施例的火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室的结构示意图之一；
[0032]图5是本专利技术实施例提供的火焰根部耦合可调式中心分级燃烧室的剖面结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预燃级头部，其特征在于，包括：第一套筒、第二套筒及预燃级喷嘴；所述第一套筒的内壁面围合形成第一气流通道；所述第二套筒套设于所述第一套筒的外侧，所述第一套筒与所述第二套筒之间设有间隙，以构建形成气流通路；所述预燃级喷嘴设于所述第一气流通道内，且靠近所述第一套筒的一端设置，所述预燃级喷嘴用于将燃油沿所述第一套筒的轴向方向输送至所述第一套筒的另一端。2.根据权利要求1所述的预燃级头部，其特征在于，所述第一套筒包括第一水平部、第一弯折部及第二弯折部；所述第一水平部设于所述第一套筒的外壁侧，且沿所述第一套筒的轴向延伸方向设置，所述第一弯折部自所述第一水平部的一端弯折延伸形成，所述第二弯折部自所述第一弯折部远离所述第一水平部的一端弯折延伸形成。3.根据权利要求2所述的预燃级头部，其特征在于，所述第二套筒包括第二水平部、第三弯折部及第四弯折部；所述第二水平部设于所述第二套筒的内壁侧，且沿所述第二套筒的轴向延伸方向设置，所述第三弯折部自所述第二水平部的一端弯折延伸形成，所述第四弯折部自所述第三弯折部远离所述第二水平部的一端弯折延伸形成。4.根据权利要求3所述的预燃级头部，其特征在于，所述气流通路包括：第一气流通路、第二气流通路及第三气流通路；所述第二水平部与所述第一水平部对应设置，以形成所述第一气流通路，所述第一气流通路的一端设有进气口；所述第三弯折部与所述第一弯折部对应设置，以形成所述第二气流通路；所述第四弯折部与所述第二弯折部对应设置，以形成所述第三气...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宇震，王欣尧，韩猛，张弛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：