[发明专利]一种主燃级采用气泡雾化喷嘴的低污染燃烧室

摘要

本发明公开了一种主燃级采用气泡雾化喷嘴的低污染燃烧室，采用单环腔结构，包括扩压器、燃烧室外机匣、燃烧室内机匣、火焰筒外壁、火焰筒内壁及燃烧室头部。燃烧室采用分级燃烧方案，燃烧头部分为预燃级和主燃级，预燃级采用旋流稳定的扩散燃烧方式，作为燃烧室的稳火源；主燃级采用预混预蒸发燃烧方式，有利于均匀燃烧。本发明采用中心分级的结构，预燃级结构简单；主燃级采用独特的气泡雾化喷嘴进行燃油喷射，使燃油具有高的雾化质量，利于燃油雾化与掺混，进一步增加了燃油分布的均匀性，从而使航空发动机燃烧室的整个着陆起飞循环的污染排放得到进一步降低。

主权项

1.一种主燃级采用气泡雾化喷嘴的低污染燃烧室，其特征在于：该低污染燃烧室采用单环腔结构，由扩压器(10)、燃烧室外机匣(6)、燃烧室内机匣(7)、火焰筒外壁(8)、火焰筒内壁(9)和燃烧室头部(13)组成；燃烧用空气全部由燃烧室头部(13)进入火焰筒，掺混空气由掺混孔射入；采用分级燃烧方案，分为预燃级(14)和主燃级(15)，燃油喷嘴(16)供给燃烧室所有燃油，主燃级(15)通过头部整体端壁(35)、头部整体导流片(36)与火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)固定，预燃级(14)则通过级间连接段(19)与主燃级(15)联接，并与主燃级(15)同心；所述预燃级(14)由预燃级一级涡流器(37)、预燃级二级涡流器(38)、预燃级文氏管(39)和预燃级喷嘴(30)组成，预燃级燃油通过预燃级燃油管路(33)进入预燃级喷嘴(30)雾化形成预燃级油雾(17)，所述主燃级(15)由主燃级外壁(20)、主燃级内壁(21)、主燃级端壁(23)和主燃级气泡雾化喷嘴(29)组成，主燃级外壁(20)上开有主燃级进气斜孔(22)，主燃级空气通过斜孔进入主燃级预混通道(34)，预燃级气泡雾化喷嘴(29)由气泡雾化喷嘴外壁(24)、气泡小管(25)、燃油喷孔(27)、主燃级进油环(40)组成，主燃级燃油通过主燃级燃油管路(31)和主燃级进油环(40)进入主燃级气泡雾化喷嘴(29)的喷嘴腔体(28)，雾化空气在扩压器(10)前引气，通过雾化气管路(32)进入主燃级气泡雾化喷嘴(29)的喷嘴腔体(28)，雾化气和燃油在主燃级气泡雾化喷嘴(29)内部形成泡状两相流动，泡状流体通过燃油喷孔(27)喷入燃烧室，气泡由于喷嘴内外压力差爆炸形成高质量主燃级油雾(18)，主燃级油雾(18)在主燃级预混通道内与旋流空气快速掺混，并进行预蒸发，进入燃烧室后均匀燃烧，降低污染排放；通过控制航空发动机燃烧室内燃烧区的当量比和均匀度来达到降低污染排放的目的，燃烧用空气全部从燃烧室头部进入火焰筒，使大部分的燃油和空气掺混均匀后再进入火焰筒燃烧，对控制燃烧区当量比降低污染排放有利；燃烧室采用分级燃烧方案，燃烧头部分为预燃级和主燃级，预燃级采用旋流稳定的扩散燃烧方式，作为燃烧室的稳火源；主燃级采用预混预蒸发燃烧方式，有利于均匀燃烧，采用中心分级的结构，预燃级结构简单；主燃级采用气泡雾化喷嘴进行燃油喷射，使燃油具有高的雾化质量，利于燃油雾化与掺混，进一步增加了燃油分布的均匀性，从而使航空发动机燃烧室的整个着陆起飞循环的污染排放得到进一步降低。