[发明专利]预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部

说明书

本发明提供一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，包括主燃级部件和预燃级部件，预燃级部件包括预燃级喷嘴、第一旋流组件和第二旋流组件；预燃级喷嘴位于第一旋流组件的一端内，预燃级喷嘴用于将燃油输送到第一旋流组件的另一端；第一旋流组件位于第二旋流组件的一端内，第一旋流组件的另一端与第二旋流组件连通，第一旋流组件用于对燃油进行一级雾化和破碎；第二旋流组件位于主燃级部件内，第二旋流组件用于对燃油进行二级雾化和破碎。本发明实现了对燃油雾化和流速的控制，使得燃烧室头部在不同工况下均有良好的雾化性能，降低了NOx的排放，具有良好的防积碳功能，可以有效的防止喷嘴结焦，保证头部正常安全运行。

技术领域

本发明涉及燃烧室技术领域，尤其涉及一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部。

背景技术

航空及工业燃气轮机行业的蓬勃发展，同时也带来了环境污染问题。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NOx的排放。而民用航空发动机为了提高竞争力，在未来的航空领域占领制高点，排放往往都低于同期标准，对燃烧室的设计提出了很高的要求。随着航空业的迅猛发展和人们环保意识的不断提高，未来对燃气轮机燃烧室污染排放会提出更高的要求。

除了满足低排放性能，航空发动机另一个重要性能是安全性。航空发动机燃烧室头部由于需要长期工作在高温高压环境中，回流区的上止点距离喷嘴较近，导致喷嘴容易出现过热积碳的情况，使得喷嘴容易因积碳而损坏。

发明内容

本发明提供一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，用以解决现有技术中的航空发动机燃烧室存在喷嘴容易出现过热积碳的情况，使得喷嘴容易因积碳而损坏等缺陷，实现了对燃油雾化和流速的控制，使得燃烧室头部在不同工况下均有良好的雾化性能，降低了NOx的排放，具有良好的防积碳功能，可以有效的防止喷嘴结焦，保证头部正常安全运行。

本发明提供一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，包括主燃级部件和预燃级部件，所述预燃级部件包括预燃级喷嘴、第一旋流组件和第二旋流组件；

所述预燃级喷嘴位于所述第一旋流组件的一端内，所述预燃级喷嘴用于将燃油输送到所述第一旋流组件的另一端；

所述第一旋流组件位于所述第二旋流组件的一端内，所述第一旋流组件的另一端与所述第二旋流组件连通，所述第一旋流组件用于输出一级旋流对燃油进行一级雾化和破碎，其中，所述一级旋流的流速可在预设区间值内变动；

所述第二旋流组件位于所述主燃级部件内，所述第二旋流组件用于输出二级旋流对燃油进行二级雾化和破碎，其中，所述二级旋流的流速可在预设区间值内变动。

根据本发明提供的一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，所述预燃级部件还包括至少一个第三旋流组件，所述第三旋流组件位于所述主燃级部件内，所述第二旋流组件位于所述第三旋流组件的一端内，所述第二旋流组件的另一端与所述第三旋流组件连通，所述第三旋流组件用于输出三级旋流对燃油进行三级雾化和破碎，其中，所述三级旋流的流速可在预设区间值内变动。

根据本发明提供的一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，所述预燃级部件包括有两个或两个以上依次嵌套的所述第三旋流组件，其中，所述第二旋流组件位于最内层的所述第三旋流组件的一端内，最外层的所述第三旋流组件位于所述主燃级部件内。

根据本发明提供的一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，所述第一旋流组件包括第一旋流管、第一旋流器以及与所述预燃级喷嘴相匹配的管道，所述第一旋流管位于所述第二旋流组件的一端内，所述第一旋流管与所述第二旋流组件连通，所述管道位于所述第一旋流管内，所述第一旋流器固定安装于所述管道和所述第一旋流管之间。

根据本发明提供的一种预燃级防积碳的中心分级低排放燃烧室头部，所述第一旋流管的另一端设置有第一出口，所述第一出口的收缩角为10～80°。