一种主燃级头部多点斜向进油的低排放燃烧室

摘要

一种主燃级头部多点斜向进油的低排放燃烧室，采用单环腔结构，由燃烧室外机匣、燃烧室内机匣、火焰筒外壁、火焰筒内壁和燃烧室头部组成；燃烧用空气全部由燃烧室头部进入火焰筒，采用分级燃烧方案，分为预燃级和主燃级；预燃级采用旋流稳定的扩散燃烧组织方式，主燃级采用斜向供油的预混燃烧组织方式。燃烧室稳定工作范围主要受预燃级控制，确保在较宽的工作范围内燃烧室均能稳定燃烧，同时为主燃级提供稳定的点火源；燃烧室污染排放则主要受主燃级控制，将主燃级预混气当量比控制在低污染燃烧范围内即可保证整个燃烧室的污染排放大大降低。本发明预混预蒸发结构简单，在保证燃烧室良好的燃烧稳定性同时，也大大降低了污染排放。

主权项

一种主燃级头部多点斜向进油的低排放燃烧室，其特征在于：燃烧室采用单环腔结构，由燃烧室外机匣(6)和燃烧室内机匣(7)构成其外轮廓，外界空气通过扩压器(10)进入，火焰筒外壁(8)、火焰筒内壁(9)和燃烧室头部(13)组成燃烧区域，燃烧用空气全部由燃烧室头部(13)进入火焰筒，掺混空气由火焰筒外壁(8)上的外掺混孔(11)和火焰筒内壁(9)上的内掺混孔(12)射入；所述的燃烧室头部(13)采用分级燃烧方案，分为主燃级(14)和预燃级(15)，燃油喷嘴(16)向燃烧室供给全部燃油，主燃级(14)通过头部整体端壁(51)与火焰筒外壁(8)和火焰筒内壁(9)连接固定；预燃级(15)通过预燃级头部端壁(53)与主燃级(14)联接，并与主燃级(14)同心；所述的主燃级(14)由主燃级进口挡板(21)、主燃级外环管(22)和主燃级内环管(23)构成，其中主燃级外环管(22)和主燃级内环管(23)之间构成了预混预蒸发环腔(24)，所述主燃级外环管(22)上开有主燃级外环管一级进气孔(39)、主燃级外环管二级进气孔(40)、主燃级外环管三级进气孔(41)和主燃级外环管四级进气孔(42)；主燃级内环管(23)上开有主燃级内环管一级进气孔(43)、主燃级内环管二级进气孔(44)和主燃级内环管三级进气孔(45)；上述所有进气孔与主燃级外环管和主燃级内环管壁面所形成的倾角均为10°～90°；主燃级进口挡板(21)与轴向成一定的角度，所成角度称为主燃级进口挡板半锥角(31)，所述主燃级进口挡板半锥角(31)的范围为30°～60°；主燃级进口挡板(21)上开有主燃级进口挡板混合孔(36)、主燃级挡板外环进气孔(37)、主燃级挡板内环进气孔(38)，主燃级进口挡板混合孔(36)、主燃级挡板外环进气孔(37)、主燃级挡板内环进气孔(38)为直孔或斜孔，当为斜孔时，孔中心线与轴向所形成的夹角不大于60°；主燃级进口挡板混合孔(36)的孔径为主燃级喷油嘴(50)外径的1.2～2.5倍；主燃级进口挡板(21)为锥形结构，与主燃级外环管(22)和主燃级内环管(23)焊接在一起；燃油喷嘴(16)包括预燃级喷油嘴(47)和主燃级喷油嘴(50)，其中预燃级喷油嘴(47)插入预燃级喷油嘴安装孔(32)中，预燃级喷油嘴(47)供油形成预燃级油雾(17)，主燃级喷油嘴(50)为直射式喷嘴，沿周向均布于主燃级燃油环管(49)上，各个主燃级喷油嘴(50)与轴向成一定的角度，称之为主燃级喷油嘴与轴向的角度(29)，所述主燃级喷油嘴与轴向的角度(29)为30°～60°，所述主燃级喷油嘴(50)插入主燃级进口挡板(21)上的主燃级进口挡板混合孔(36)中，应保证主燃级燃油喷射点距离主燃级出口长度(30)不大于50mm，主燃级喷油嘴(50)斜向供油，形成多股主燃级油雾(18)，在预混预蒸发环腔(24)内在多股旋流作用下实施雾化、蒸发和掺混，在长度不超过50mm的几何尺寸内实现燃油快速蒸发并与空气均匀掺混，最后燃油 蒸汽与空气的混气以旋流数不超过0.5的弱旋流形式进入火焰筒燃烧，保证较低的污染排放。