[发明专利]孔型多点直接喷射旋流器及孔型多点直接喷射头部结构

说明书

本发明涉及一种孔型多点直接喷射旋流器及孔型多点直接喷射头部结构，包括值班级和主燃级，小工况下只有值班级工作，值班级采用富油设计，其能保证燃烧的稳定性，并优化贫油熄火特性，大工况下值班级和主燃级一起工作，使整个头部处于偏贫的状态下燃烧，从而降低污染物的排放本发明采用孔型喷嘴模其具有三级旋流角度不同的旋流孔，其有助于燃油破碎与混合，同时打孔式喷嘴模结构小，可以排布更多喷射点，可以使下游分布更加均与，较少局部高温区，从而降低污染物排放。

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室领域，涉及一种孔型多点直接喷射旋流器及孔型多点直接喷射头部结构。

背景技术

近年来，随着环境污染问题的愈加严峻，人们环保意识也越来越强，对其燃气轮机的污染物排放要求日益严格。例如国际民航组织(ICAO)下属环境保护委员会(CAEP)制定的一系列标准对一氧化碳、未燃碳氢和氮氧化物的排放做出了严格规定，只有符合排放要求的发动机才能取得适航认证，因此亟需不断的发展先进的燃气轮机来降低污染物的排放，以满足未来越来越严格的污染物排放要求。

燃气轮机污染物排放的源头是燃烧室，因此需要对燃气轮机燃烧室的燃烧组织技术进行不断的优化和改进，从而达到降低污染物排放的要求。目前，低污染燃烧组织技术主要是向贫油燃烧发展，国内外学者针对贫油燃烧组织技术进行了大量的研究，并提出了贫油预混预蒸发(LPP)燃烧组织技术，LPP燃烧组织技术在降低污染物性能上有很大的潜力，然而其存在自燃、回火和振荡燃烧三大核心问题，因此其不适用于未来燃烧室进口条件(压力和温度)越来越高的燃气轮机。针对LPP燃烧室自燃、回火和振荡燃烧的问题，提出了贫油直接喷射(LDI)燃烧组织技术，由于LDI燃烧组织技术是将燃油直接喷进燃烧室进行混合燃烧，没有预混过程所以有效地避免了自燃与回火，并降低了振荡燃烧的风险。

目前国内外对低污染燃烧室进行了大量研究，也申请了许多关于低污染燃烧室的专利，例如GE公司申请的关于LPP燃烧组织技术的专利US6363726，US8607575和US8171735，Dalavan公司申请的US9644844专利，提出了一种新型的多点贫油直接喷射方案。国内也有相应的低污染燃烧室专利申请，专利201010591264.0、201110214905.5、201310065034.4、201310722586.8和201510011730.6公开了五种低污染燃烧室，均是将燃烧室分为主燃级和值班级，其中值班级采用旋流稳定的扩散燃烧方式，主燃级采用预混燃烧方式，在保证燃烧室能稳定工作的条件下同时降低污染物排放。专利201620714660.0公开了一种阵列式九点贫油直接喷射燃烧室。目前国内的低污染燃烧室广泛采用分级燃烧策略，其中主燃级普遍采用预混预蒸发燃烧方式，随着未来燃烧室进口条件的不断提高，采用预混预蒸发方式会带来回火和自燃风险，并且有可能引起严重的燃烧不稳定性问题，因此针对未来的航空发动机的工作状态，迫切需要一种既能保证燃烧室稳定工作，同时又能满足污染排放要求的燃烧室。

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，本发明提出一种孔型多点直接喷射旋流器及孔型多点直接喷射头部结构，该头部结构能够保证该燃烧室在各个工况下都能够稳定高效工作，有效抑制振荡燃烧的发生，同时有效地降低污染物排放。

技术方案