[发明专利]一种采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室

权利要求书

1.一种采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，空气采用多级旋流进气，燃油采用分级供油方案，所述低排放回流燃烧室包括燃烧室外机匣、头部机匣、燃烧室内机匣、排气弯管、喷嘴装置和火焰筒，其特征在于，所述喷嘴装置设置于所述火焰筒的头部，包括值班级喷嘴组件和主燃级喷嘴组件，火焰筒头部燃烧区域分为相互耦合燃烧的位于中心的值班区和靠近外侧的主燃区，其中，

--所述值班级喷嘴组件包括同轴设置的值班级供油嘴、中心喷嘴、第一级旋流器、文氏管和第二级旋流器；所述值班级供油嘴一端与第一路燃油总管连通，另一端与所述中心喷嘴的进油端连通，值班级燃油经所述值班供油嘴从中心喷嘴的离心喷口喷出；所述第一级旋流器的出口端面连接所述文氏管，所述文氏管的出口段处套设所述第二级旋流器，空气从所述第一级旋流器和第二级旋流器进入火焰筒头部；所述值班级燃油在第一级旋流器喷出的空气的作用下形成油雾锥体，油雾打在所述文氏管的内壁面形成值班级油膜沿着内壁向下游运动，与从所述第一级旋流器和第二级旋流器进来的空气迅速掺混形成油气混合物，油气混合物在旋流器下游的中心回流区以扩散方式燃烧，形成稳定燃烧的值班区；

--所述主燃级喷嘴组件包括主燃级供油嘴、供油管和第三级旋流器，所述第三级旋流器套设在所述第二级旋流器的出口段，所述主燃级供油嘴一端与第二路燃油总管连通，另一端经供油管与主燃级储油槽连通，所述主燃级储油槽开设于所述第二级旋流器和第三级旋流器之间的侧壁内部，主燃级燃油经所述供油嘴和供油管进入所述主燃级储油槽，而后经设置在第三级旋流器叶片外表面的多点直射喷嘴喷射进入第三级空气旋流通道中，与从所述第三级旋流器进来的空气均匀掺混后形成油气混合物，在第三级旋流器出口处形成油气锥体，油气锥体中掺混均匀的油气混合物在外侧回流区中燃烧，形成主燃区。

2.根据权利要求1所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：所述火焰筒包括火焰筒外筒、火焰筒内筒和火焰筒头部，所述火焰筒外筒和火焰筒内筒的壁面上分别开设有一排掺混孔和一排补燃孔，其中所述补燃孔可以根据实际情况保留或者取消。火焰筒外筒上开设有三排气膜孔，火焰筒内筒上也开设有三排气膜孔。

3.根据权利要求2所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：所述值班区和主燃区两个区域中的燃烧耦合在一起，燃烧产物向下游流动，从火焰筒外筒和火焰筒内筒上开设的补燃孔和掺混孔进来的空气对高温产物进行冷却，而后经设置于火焰筒尾部的排气弯管后折转180°，折流后的后高温燃气从燃烧室排除，进入设置于所述排气弯管出口处的涡轮导向叶片。

4.根据权利要求1所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：所述第一级旋流器为斜切孔旋流器，包括圆筒状的空气套和法兰段，所述中心喷嘴设置于所述第一级旋流器的圆筒状空气套的中心，在所述空气套和法兰段的连接位置处沿周向均布设置若干带有倾斜角度的斜切孔，所述斜切孔的数量优选为6～12个，所述斜切孔中心线沿轴向和径向均呈一定角度，其倾斜角度优选为30°～60°。

5.根据权利要求4所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：在第一级旋流器的空气套靠近出口位置沿周向均布设置若干与其轴线呈一定角度的空气套进气孔，且在所述喷嘴的喷嘴套上与所述空气套进气孔对应的位置处设置喷嘴套进气孔，所述空气套进气孔和喷嘴套进气孔的数量相同，优选为4～8个。

6.根据权利要求5所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：从所述中心喷嘴的离心喷口喷射出来的值班级燃油在从所述空气套进气孔和喷口套进气孔进来的空气并进一步在从所述斜切孔进来的第一级旋流空气作用下，形成带有角度的环状油雾锥体打在文氏管的内壁上，并沿着文氏管内壁向下游运动，形成值班级油膜。所述值班级油膜沿着文氏管的内壁向下游运动，在第一级旋流空气和第二级旋流空气的作用下迅速掺混，形成油气混合物，在第二级旋流器下游的值班区以扩散方式燃烧。

7.根据权利要求1至6所述的采用径向旋流进气燃油分级方案的低排放回流燃烧室，其特征在于：所述第一级旋流器和第二级旋流器的旋向相同，以利于燃油的破碎雾化蒸发。