[发明专利]一种低污染燃烧室头部旋流器结构

说明书

本发明提出的一种低污染燃烧室头部旋流器结构，包括：单级轴向旋流器及其内部结构。单级轴向旋流器叶片内部有燃油腔，在旋流器叶片尾部有喷油槽，燃油通道与叶片尾部的喷油槽相连，燃油从旋流器中心的喷嘴安装孔壁面的入油槽进入旋流器叶片内部的燃油通道，随后从旋流器叶片尾部的收敛——扩张形喷油槽喷出，此结构能够大大减轻燃烧室头部旋流器的重量，具有更大的燃油喷射范围，能够提高燃油和来气的掺混程度，提高燃油燃烧效率，降低燃烧温度，减少燃烧室的污染排放，使飞机能够适应能大的飞行包线范围。

技术领域

本发明属于燃气涡轮发动机领域，具体涉及一种低污染燃烧室头部旋流器结构。

背景技术

在航空发动机燃烧室设计中，主燃烧室是发动机的“心脏”，是航空发动机的三大核心部件之一，主燃烧室性能的好坏直接决定了航空发动机的整体性能。针对于未来飞机性能的发展，现代航空发动机需要具有更高的推重比、更低的耗油率、更高的可靠性以及更低的全寿命期成本，因此，迫切需要设计研制出一种燃烧效率高、压损小、具有点火可靠和燃烧稳定性、工作寿命长、低排放和出口温度高且分布均匀的高压高性能燃烧室。

就目前而言，为了提高发动机燃烧室的燃烧性能及增加其稳定工作范围，并使燃烧室具有高效燃烧、压力损失小和良好的雾化掺混特性等的特点，其中关键一点在于如何改进燃烧室头部燃烧组织结构，燃烧室的头部结构和燃油雾化方式对燃油雾化、油气混合、燃烧过程具有决定性作用。燃气轮机燃烧室中广泛采用旋流燃烧技术，旨在建立恰当的流动结构并实现良好的组织燃烧过程和燃烧室性能。当前的高性能燃气轮机燃烧室中广泛采用分级分区燃烧方案，从而实现不同功率下的高性能燃烧与低污染排放。

除了满足燃烧性能以及低污染排放要求，航空发动机燃烧室长期处于高温高压的工作状态，这种恶劣工作环境对燃油喷嘴以及文氏管等结构会产生很大的危害，例如喷嘴过热烧蚀以及文氏管积碳。因此需要一种新型的燃烧室头部，既可以达到所要求的燃烧状态，同时对燃烧室头部的各部分结构有一定的保护作用以及减少污染物的排放。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种低污染燃烧室头部旋流器结构，与现有技术相比，本方案的优点是通过对燃烧室头部旋流器结构的针对性设计，进一步加强旋流器对燃油和来气的掺混程度，以增强燃油雾化效果，提高燃烧效率，对旋流器内部进行燃油流道设计，通过燃油从旋流器叶片喷出的方式，提高燃烧效率，降低燃烧温度，减少污染排放。

技术方案

本发明的目的在于提供一种低污染燃烧室头部旋流器结构。

本发明技术方案如下：

一种低污染燃烧室头部旋流器结构，包括：单级轴向旋流器及其内部结构。其特征在于：单级轴向旋流器叶片内部有燃油腔，在旋流器叶片尾部有喷油槽，燃油通道与叶片尾部的喷油槽相连，燃油从旋流器中心的喷嘴安装孔壁面的入油槽进入旋流器叶片内部的燃油通道，随后从喷油槽喷出。

所述一种低污染燃烧室头部旋流器结构，其特征在于：旋流器为单级轴向旋流器，旋流器叶片安装角为30°-60°，叶片数为8-24片，叶片厚度0.7-1.5mm，旋流强度为0.7-1.5。

所述一种低污染燃烧室头部旋流器结构，其特征在于：旋流器中心喷嘴安装孔壁面的入油槽截面形状与旋流器叶片截面形状相同，入油槽与叶片内部的燃油腔相连，入油槽截面宽度为叶片宽度的1/3-2/3，截面长度为旋流器叶片轴向长度的1/5-1/4，入油槽深度为旋流器叶片径向长度的1/6-1/4。

所述一种低污染燃烧室头部旋流器结构，其特征在于：旋流器叶片内部的燃油腔宽度与入油槽宽度相同，轴向长度为旋流器叶片轴向长度的2/3-3/4，径向长度为旋流器叶片径向长度的1/2-3/4，其尾部与喷油槽相连。