[发明专利]燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机

说明书

本发明涉及一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机，其中，燃油分级装置包括：预燃级，设有预燃级油路(2)，用于向火焰筒内供油；和主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于向火焰筒内供油；其中，发动机在第一状态工作时，预燃级油路(2)和各条主燃级油路均打开供油；在第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条主燃级油路的供油比例。此种燃油分级装置通过单独调整主燃级内部燃油分配比例，可使火焰筒内局部燃烧发生在富油条件下，从而避开振荡燃烧；同时，可使火焰筒内燃油空间分布较为均匀，有利于控制排放水平，从而维持较好的出口温度分布品质。

技术领域

本发明涉及航空发动机低排放技术领域，尤其涉及一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机。

背景技术

随着环境保护要求的日益严格，民用航空发动机的污染排放限制也越来越严苛，当代民用航空发动机广泛采用低排放燃烧技术，以满足低排放要求。在低排放燃烧技术中，贫油低排放燃烧技术在降低排放方面，潜力最大，是一种非常有前途的低排放技术。但是在贫油低排放燃烧过程中不可避免地伴随着振荡燃烧问题，该问题极易产生影响燃烧室安全性的危害性后果。

振荡燃烧受到燃烧室几何边界、进出口气动边界、燃油喷雾和供油稳定性等因素的影响，影响因素复杂，而且多种因素通常耦合在一起，解决难度很大。目前采用的振荡燃烧应对手段主要有两大，一种是被动控制技术，一种是主动控制技术。

被动控制技术一般采用改变燃烧室声学特性的方法，如改变火焰筒几何形状，增设减震管等，来解决振荡问题。主动控制技术更为灵活，一般通过对振荡燃烧现象进行监测，当发生振荡燃烧时，主动采取规避措施。发明人所知晓的一种主动控制技术为燃油分级技术，其方案为将喷嘴分为预燃级和主燃级，为了降低排放，将燃油较为均匀地分配至预燃级和主燃级，以实现火焰筒内的较为均匀地燃烧。

由于振荡燃烧通常是由于燃烧较贫而产生，所以一种有效的解决措施就是避免贫油燃烧，采用富油燃烧。当遇到振荡燃烧问题时，将主燃级燃油尽可能多地分配至预燃级，使火焰筒内燃烧不致过贫，从而避免振荡燃烧。此种燃油分级技术虽然可以避免振荡燃烧，但是污染排放量较大。

发明内容

本发明的实施例提供了一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机，能够缓解贫油低排放燃烧时伴随的振荡燃烧问题。

为实现上述目的，本发明的实施例第一方面提供了一种燃油分级装置，包括：

预燃级，设有预燃级油路，用于向火焰筒内供油；和

主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于向火焰筒内供油；

其中，发动机在第一状态工作时，预燃级油路和各条主燃级油路均打开供油；在第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条主燃级油路的供油比例。

进一步地，供油比例增加的主燃级油路对应的喷口数量少于供油比例减小的主燃级油路对应的喷口数量；和/或

供油比例增加的主燃级油路对应的单个喷口截面积大于供油比例减小的主燃级油路对应的单个喷口截面积。

进一步地，供油比例减小的主燃级油路中，至少部分主燃级油路关闭。

进一步地，还包括：

第一级分配阀，用于分配预燃级油路与主燃级中各主燃级油路整体的供油比例；和

第二级分配阀，用于分配各条主燃级油路的供油比例。

进一步地，还包括：

压力检测部件，用于检测火焰筒内部气流的压力脉动；和

控制器，用于判断压力脉动值是否超过预设压力范围，并在超过的情况下判定发生振荡燃烧。