[实用新型]一种部分预混预蒸发燃烧室

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机领域，涉及一种部分预混预蒸发燃烧室。 

背景技术

国际民航组织在80年代就颁布了“环境保护标准”和“航空发动机排放”条例，并不断修订完善，目前已开始执行CAEP 6排放标准。各大航空发动机公司和研究机构均把控制污染物排放作为重要课题进行研究，其中低排放燃烧技术是民用航空发动机最重要的研究内容。由于污染排放是适航取证对民机发动机的强制性要求，欧美的几家国际知名航空发动机公司针对越来越严厉的排放要求，实施了先进民用发动机研制计划，掌握了低排放燃烧室的关键技术。GE公司研制的燃烧室采用最新的双环预混旋流(TAPS)组织燃烧技术，已用于Leap-X发动机上，其NOx污染排放为CAEP6的47.7％。PW公司采用RQL技术发展的TALON X燃烧室在V2500发动机扇型试验段上的试验结果比CAEP/6降低了32％。Rolls-Royce公司采用LDM技术发展的低污染燃烧室是ANTLE，该燃烧室是一个单环腔分级燃烧室，其NOX污染排放比CAEP2标准降低了50％，用于其新一代发动机Trent1000。 

常规主燃烧室采用扩散燃烧模式，在大状态时，燃烧区当量比在化学恰当比附近，产生很高的温度，生成大量的热力型NOx；小状态时，燃烧区当量比又很低，这时燃烧不完全，效率不是很高，CO和UHC生成较多。另外，常规燃烧都采用扩散燃烧方式，局部当量比非常不均匀，容易产生 高温热点，因此，难以达到低污染燃烧的要求。 

发明内容

本发明的目的：本发明克服现有技术的不足，提供一种航空发动机贫油预混预蒸发低污染燃烧室，该燃烧室在满足航空发动机的工作条件下，能有效的降低航空发动机燃烧室燃烧的污染排放，包括NOx、冒烟、CO及UHC，且结构简单。 

本发明的技术方案是： 

本发明是一种主燃级通道不带(带)舌片的部分预混预蒸发低污染燃烧室。传统燃烧室的主副油路在一个喷油嘴中，燃油雾化基本是离心雾化或空气雾化两种方式；油气混合物在主燃区中基本是扩散燃烧方式。当发动机在不同状态下工作时，主燃区当量比变化范围很大，不利于降低污染排放。而本发明低污染燃烧室采用中心分级的LPP燃烧技术，在头部燃油雾化和油气混合装置中，主副油路分开供油，分别进入两路空气流路，形成预燃级(或称副模)和主燃级(或称主模)，主燃级环绕预燃级在外环。在大状态时，主副油路同时供油，在小状态时，只有预燃级供油，燃烧室头部当量比在0.5～0.7之间，整个燃烧区属于贫油燃烧，这对降低NOx排放十分有利。 

本发明的具体结构是：一种部分预混预蒸发燃烧室，包括燃烧室头部(7)和火焰筒，燃烧室头部结构为圆形环腔结构，分为预燃级和主燃级，其中： 

1)预燃级包括离心喷嘴(10)，环绕着离心喷嘴(10)的一级斜切孔旋流器(23)，一级轴向旋流器(22)，缩扩段(20)，火焰稳定器(19)；火焰稳定器(19)连接于缩扩段(20)出口，呈“V”型出口形成收敛通道改变 气流方向，一端壁为主燃级预混环腔(18)； 

2)主燃级环绕着预燃级，包括含有喷口(31)、油气混合喷口(29)、小孔(28)、(30)的直射式空气雾化喷嘴(11)，预混环腔(18)以及安装于预混环腔(18)上游的径向旋流器(16)，燃油经喷口(31)喷出。 

3)在主燃级和预燃级之间有4～6个支撑筋(27)。 

所述主燃级直射式空气雾化喷嘴(11)的油气混合喷口(29)出口处设置舌片(26)。 

所述预燃级一级斜切孔旋流器(23)斜切孔直径L2＝6～8mm，数量为4～6个，切向角θ2＝20°～30°。 

所述预燃级一级轴向旋流器(22)叶片安装角为28°～33°，叶片数目为12～16个；主燃级径向旋流器叶片安装角为40°～60°，叶片数目为16～20个。 

所述主燃级预混环腔(18)的L1＝30mm～40mm之间。 

所述火焰筒后部设置掺混孔(6)。 

所述缩扩段(20)收缩段α与斜切孔旋流器(23)的收敛段出口β形成收敛通道(25)，扩张段角度γ与收缩段角度α保持一致，在90°～120°之间。 

所述主燃级径向旋流器(16)叶片为吊耳(32)形式，悬挂于前盖板(14)与后盖板(15)之间，两盖板间通过螺栓(13)联结。 

所述预燃级和主燃级可以焊接，也可以螺栓联结。