專利名稱：分級燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)低污染燃燒室領(lǐng)域，尤其涉及一種主燃級空氣全環(huán)進(jìn)氣燃油直接噴射的分級燃燒室。
背景技術(shù)：
為了滿足民用大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更安全的要求，要求航空發(fā)動機(jī)燃燒室具有壓力損失小、出口溫度分布均勻、污染物尤其是NOx排放低。燃燒室NOx的產(chǎn)生水平與燃燒區(qū)的火焰溫度密切相關(guān)，燃燒區(qū)溫度超過1800K將會導(dǎo)致NOx的大量生成，常規(guī)燃燒室由于頭部采用擴(kuò)散燃燒方式，燃燒區(qū)的當(dāng)量比接近I，燃燒區(qū)溫度接近絕熱火焰溫度，導(dǎo)致NOx的大量產(chǎn)生。目前已有的低污染燃燒技術(shù)分為兩類，一種是貧油燃燒，通過在燃燒區(qū)實(shí)現(xiàn)貧油當(dāng)量比燃燒來降低火焰溫度和污染物排放，LPP (貧油預(yù)混預(yù)蒸發(fā))和LDI (貧油直接噴射)屬于此類；另一種是富油燃燒，燃燒區(qū)的當(dāng)量比遠(yuǎn)大于1.0，從而避免出現(xiàn)局部高溫區(qū)，RQL (富油-快速淬熄-貧油)屬于此類技術(shù)?？v觀燃燒室的整個發(fā)展過程，燃燒室結(jié)構(gòu)形式由結(jié)構(gòu)復(fù)雜的分管燃燒室，發(fā)展到環(huán)管燃燒室，進(jìn)而進(jìn)化成如今的環(huán)形燃燒室，其發(fā)展趨勢是沿著全環(huán)進(jìn)氣的方向發(fā)展的。而現(xiàn)在的環(huán)形燃燒室盡管擴(kuò)壓器進(jìn)氣是全環(huán)進(jìn)氣，但空氣還是通過獨(dú)立的頭部旋流進(jìn)入燃燒室的，民用低污染航空發(fā)動機(jī)為了實(shí)現(xiàn)預(yù)混燃燒，降低污染物排放，采用了更為復(fù)雜的頭部結(jié)構(gòu)，這無疑增加了燃燒室的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和壓力損失。為了解決這個問題，必須避免大部分空氣通過旋流器進(jìn)入燃燒室。GE公司基于LDI概念設(shè)計(jì)了其低污染燃燒室TAPS(雙環(huán)預(yù)混旋流器)，如圖1所示。該燃燒室是一款分級燃燒室，頭部分為值班級(Pilot)和主燃級(Cyclone)，燃燒區(qū)域上分為值班區(qū)(Pilot Recirculation Zone)和主燃區(qū)(Premixing Cyclone Flame Zone)。值班級在小負(fù)荷工況下工作，高負(fù)荷下為主燃級提供連續(xù)的點(diǎn)火源，可以穩(wěn)定燃燒。主燃級采用燃油直接噴射的方式與主燃級旋流器進(jìn)氣均勻摻混，實(shí)現(xiàn)貧油預(yù)混燃燒，從而降低主燃區(qū)的溫度和NOx排放水平。在主燃區(qū)和值班區(qū)之間，存在兩者的相互作用的區(qū)域(Pilot/Cyclone Interaction Zone)。TAPS燃燒室目前已經(jīng)在GE90和GEnx發(fā)動機(jī)中取得了應(yīng)用，污染物排放水平比CAEP2低50%。在此基礎(chǔ)上，GE公司在LEAP56計(jì)劃下開發(fā)了更低排放的第II代TAPS燃燒室，以期望使NOx排放較第I代TAPS降低50%。雖然GE公司的TAPS低污染燃燒技術(shù)取得了巨大的成功，但是該燃燒室仍然存在以下幾方面缺點(diǎn)(1)50%-70%的空氣由燃燒室頭部旋流器進(jìn)入燃燒室，而旋流器通過旋流壓降加強(qiáng)湍流摻混，這增大了燃燒室的壓力損失，進(jìn)而增大了發(fā)動機(jī)的耗油率，不適合在更為先進(jìn)的發(fā)動機(jī)上應(yīng)用；(2)燃燒室燃燒后的高溫燃?xì)膺M(jìn)入渦輪部件中做功，驅(qū)動渦輪帶動整機(jī)旋轉(zhuǎn)，因此燃燒室出口溫度分布的均勻性對于渦輪葉片的壽命具有重要影響。TAPS燃燒室采用分頭部進(jìn)氣和供油的策略，其燃燒產(chǎn)生的火炬形火焰形態(tài)容易在出口造成局部高溫，不利于出口溫度分布均勻性；(3) TAPS燃燒室頭部采用三級旋流器結(jié)構(gòu)，而且還有復(fù)雜的供油管路、冷卻氣路以及吹除積碳的氣路，造成燃燒室結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，對燃燒室的可靠性和減重都有不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題為解決上述的一個或多個問題，本發(fā)明提出了一種主燃級全環(huán)進(jìn)氣燃油直接噴射的分級燃燒室。(二)技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種分級燃燒室。該分級燃燒室包括環(huán)形火焰筒，包括同軸的火焰筒內(nèi)環(huán)和火焰筒外環(huán)，其前段呈內(nèi)徑逐漸增大的錐形；主燃級組件，位于環(huán)形火焰筒的前段，用于提供主燃級燃燒所需的燃料和空氣，包括環(huán)形鈍體，位于環(huán)形火焰筒的前段，其中心軸線與環(huán)形火焰筒的中心軸線重合，其縱切面呈錐形，其內(nèi)環(huán)表面與火焰筒內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面之間構(gòu)成內(nèi)環(huán)空氣流道，其外環(huán)表面與火焰筒外環(huán)的內(nèi)表面構(gòu)成外環(huán)空氣流道；內(nèi)環(huán)油腔，附著與環(huán)形鈍體的內(nèi)側(cè)，其容置的燃料可通過位于環(huán)形鈍體內(nèi)環(huán)表面的若干個內(nèi)環(huán)噴射孔噴射至內(nèi)環(huán)空氣流道；外環(huán)油腔，附著于環(huán)形鈍體的外側(cè)，其容置的燃料可通過位于環(huán)形鈍體外環(huán)表面的若干個外環(huán)噴射孔噴射至外環(huán)空氣流道；以及若干個值班級組件，位于環(huán)形鈍體所圍成的空間內(nèi)，用于提供值班級燃燒所需的燃料和空氣。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的分級燃燒室具有以下有益效果(I)主燃級空氣采用全環(huán)進(jìn)氣方式進(jìn)入燃燒室，與傳統(tǒng)的旋流器進(jìn)氣方式相比，這可以大大降低燃燒室的壓力損失，減少發(fā)動機(jī)的耗油率；(2)采用燃油分級措施，燃油分別供給值班級噴嘴和主燃級多點(diǎn)噴射孔，與傳統(tǒng)的所有燃油從中心噴嘴噴出相比，燃油液滴在空間上分布比較均勻，有效抑制局部熱斑的形成；(3)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，與現(xiàn)有燃燒室相比有助于較少燃燒室的長度和重量，大大簡化了燃燒室的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性；(4)燃油采用多點(diǎn)噴射的方式進(jìn)入主燃級空氣流道，在主燃級空氣橫向剪切作用下霧化，燃油與空氣摻混較為均勻，在主燃區(qū)形成預(yù)混或部分預(yù)混燃燒，可以降低污染物的產(chǎn)生；(5)主燃區(qū)為貧油預(yù)混燃燒，主燃區(qū)氣體可以對值班區(qū)燃燒產(chǎn)生的CO和UHC進(jìn)行補(bǔ)燃摻混，這可以有效的提高燃燒效率并進(jìn)一步改善出口溫度分布特性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)GE公司雙環(huán)預(yù)混旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一分級燃燒室的左視圖；圖3為圖2所示分級燃燒室沿A-A方向剖視面的放大圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖6為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例四分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖。本發(fā)明主要元件符號說明1:離心噴嘴，2 :旋流器組件，3 :全環(huán)鈍體，4 :火焰筒內(nèi)環(huán)，5 :火焰筒外環(huán)，6:火焰筒出口，7:值班級內(nèi)旋流器，8:值班級外旋流器，9 :文丘里管，10 :外旋流器出口錐面，11:內(nèi)環(huán)油腔，12 :外環(huán)油腔，
13:內(nèi)環(huán)直接噴射孔，14:外環(huán)直接噴射孔，15:內(nèi)環(huán)空氣流道，16:外環(huán)空氣流道，17 :火焰筒內(nèi)環(huán)摻混孔，18 :火焰筒外環(huán)摻混孔，19 :值班級擴(kuò)散燃燒區(qū)，20 :主燃級外環(huán)預(yù)混燃燒區(qū)，21 :主燃級內(nèi)環(huán)預(yù)混燃燒區(qū)，22:外環(huán)支板，23:內(nèi)環(huán)支板。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。此外，以下實(shí)施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，提供了一種分級燃燒室。圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例分級燃燒室的左視圖。圖3為圖2所示分級燃燒室沿A-A方向剖視面的放大圖。請參考圖2和圖3，該分級燃燒室包括環(huán)形火焰筒、主燃級組件和值班級組件。環(huán)形火焰筒由同軸的火焰筒內(nèi)環(huán)4和火焰筒外環(huán)5組合而成，按其縱切面的形狀劃分為內(nèi)徑逐漸增大的，呈錐形的前段，用于容置主燃級組件和值班級組件；內(nèi)徑基本保持不變的中段，構(gòu)成燃燒區(qū)；及內(nèi)徑逐漸減小，最后收縮為環(huán)形火焰筒出口 6的后段，構(gòu)成燃燒后氣體的排出口。當(dāng)然，后段的內(nèi)徑也可以等于終端的內(nèi)徑，此處不再詳細(xì)說明。在環(huán)形火焰筒的火焰筒內(nèi)環(huán)4和火焰筒外環(huán)5，分別設(shè)置有火焰筒內(nèi)環(huán)摻混孔17和火焰筒外環(huán)摻混孔18。該火焰筒內(nèi)環(huán)摻混孔17和火焰筒外環(huán)摻混孔18用于調(diào)節(jié)火焰筒出口溫度分布至渦輪可以承受的范圍內(nèi)。主燃級組件提供主燃級燃燒所需的燃料和氣體，包括環(huán)形鈍體3、內(nèi)環(huán)油腔12和外環(huán)油腔11、內(nèi)環(huán)直接噴射孔13、外環(huán)直接噴射孔14。環(huán)形鈍體3位于環(huán)形火焰筒前段內(nèi)，其中心軸線與環(huán)形火焰筒的中心軸線重合。該環(huán)形鈍體3的縱切面同樣呈錐形，其內(nèi)環(huán)表面與火焰筒內(nèi)環(huán)4的內(nèi)表面通過內(nèi)環(huán)支板23固接，兩者之間構(gòu)成內(nèi)環(huán)空氣流道15 ;其外環(huán)表面和火焰筒外環(huán)5的內(nèi)表面通過內(nèi)環(huán)支板22固接，兩者之間構(gòu)成外環(huán)空氣流道16。環(huán)形鈍體外環(huán)和內(nèi)環(huán)與環(huán)形鈍體中心軸線的夾角0為10° 45°，該夾角略大于火焰筒內(nèi)環(huán)4和火焰筒外環(huán)5與中心軸線的夾角。從而，環(huán)形鈍體外環(huán)與火焰筒外環(huán)5的距離，環(huán)形鈍體內(nèi)環(huán)與火焰筒內(nèi)環(huán)4的距離均逐漸減小，換句話說，即由前往后，外環(huán)空氣流道(16)和內(nèi)環(huán)空氣流道(15)截面均逐漸收斂，使空氣在流道內(nèi)逐漸加速，改善燃油直接噴射霧化效果。主燃級直接噴射燃油通過空氣霧化方式與主燃級空氣充分混合，因此其燃燒方式為預(yù)混燃燒或部分預(yù)混燃燒。內(nèi)環(huán)油腔12附著于環(huán)形鈍體的內(nèi)側(cè)，其容置的燃料可通過位于環(huán)形鈍體內(nèi)環(huán)表面的內(nèi)環(huán)噴射孔14噴射至內(nèi)環(huán)空氣流道15。外環(huán)油腔11附著于所述環(huán)形鈍體的外側(cè)，其容置的燃料可通過位于環(huán)形鈍體外環(huán)表面的外環(huán)噴射孔13噴射至外環(huán)空氣流道16。由外環(huán)噴射孔13和內(nèi)環(huán)噴射孔14噴射的燃油經(jīng)橫向射流空氣霧化的方式摻混，可以達(dá)到較為均勻的預(yù)混效果，在火焰筒內(nèi)形成主燃級外環(huán)預(yù)混燃燒區(qū)20和主燃級外環(huán)預(yù)混燃燒區(qū)21。外環(huán)噴射孔13和內(nèi)環(huán)噴射孔的孔徑為0. 4mm 1. 5mm,外環(huán)噴射孔13和內(nèi)環(huán)噴射孔14個數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。在主燃級組件中，空氣通過主燃級內(nèi)、外環(huán)空氣流道進(jìn)入燃燒室，流動面積突擴(kuò)導(dǎo)致流速降低，并在環(huán)形鈍體后形成回流區(qū)，這將有助于預(yù)混均勻和穩(wěn)定燃燒。均勻混合的主燃級預(yù)混燃燒區(qū)將會大大降低污染物的排放，并對值班級燃燒產(chǎn)生的CO和UHC進(jìn)行補(bǔ)燃，這對于提高燃燒室的燃燒效率、降低燃燒室出口溫度不均勻性有益。更為重要的是，由于主燃級空氣進(jìn)氣不再經(jīng)過旋流器，而是經(jīng)過全環(huán)空氣流道，這將大大降低燃燒室的壓力損失，減小發(fā)動機(jī)耗油率。環(huán)形主燃級鈍體內(nèi)均勻設(shè)置若干個值班級組件。該值班級組件的個數(shù)根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。設(shè)值班級組件的個數(shù)N，外環(huán)噴射孔13和內(nèi)環(huán)噴射孔14的個數(shù)均為M，則N =18 24，M/N 為 2 5。 每一個值班級組件包括一離心噴嘴I及依次套設(shè)與該離心噴嘴I外側(cè)的內(nèi)旋流器7、文丘里管9和外旋流器8。其中，內(nèi)旋流器7和外旋流器8的旋流方向相反。離心噴嘴I為單油路離心霧化噴嘴，燃油噴射后在向下游的流動過程中撞擊到文丘里管9內(nèi)側(cè)，在內(nèi)旋流器7和外旋流器8的旋流剪切作用下霧化。值班級空氣通過布置在離心噴嘴的周圍的旋流器進(jìn)入值班燃燒區(qū)，并對離心噴嘴噴出的燃油進(jìn)行二次霧化。值班級燃油經(jīng)離心噴嘴I噴出后與值班級旋流空氣采用擴(kuò)散方式燃燒，在火焰筒中心形成值班級擴(kuò)散燃燒區(qū)19。為了穩(wěn)定燃燒，值班級油氣比一般大于當(dāng)量油氣比，即值班級一般為富油燃燒。值班級組件采用的離心霧化噴嘴可以保證燃燒室在低負(fù)荷工況時仍然具有較好的霧化性能，確保燃燒室點(diǎn)火和貧油熄火性能。當(dāng)燃燒室工作在高負(fù)荷工況時，值班級組件和主燃級組件同時工作，主燃級的燃油通過布置在全環(huán)鈍體上的油腔和直接噴射孔噴入主燃級空氣流道中，在橫向高速氣流的剪切作用下破碎霧化，形成較為均勻的預(yù)混氣體。本實(shí)施例分級燃燒室中，值班級油路和主燃級外環(huán)油腔12、內(nèi)環(huán)油腔11分級供應(yīng)燃油，進(jìn)而通過離心噴嘴I和外環(huán)噴射孔14、內(nèi)環(huán)噴射孔13噴射霧化。值班級燃油占燃油總量的10-30%，主燃級燃油占燃油總量的70-90%。本實(shí)施例分級燃燒室中，旋流器(7和8)和主燃級空氣流道(16和15)均分級供應(yīng)空氣。值班級空氣流量占總空氣量的10-20%，主燃級空氣流量占總空氣量的30-50%，剩余空氣從火焰筒壁面上的冷卻孔和摻混孔進(jìn)入燃燒室，一方面冷卻火焰筒壁面，提高火焰筒耐久性，另一方面使燃燒室出口溫度分布不均勻性降低到渦輪葉片可以承受的程度。圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖。該分級燃燒室的結(jié)構(gòu)與圖2所示分級燃燒室的結(jié)構(gòu)類似，其區(qū)別僅在于，值班級組件采用一級軸向旋流器。圖4中給出了燃燒室中空氣的流動路線。值班級空氣經(jīng)過該一級軸向旋流器進(jìn)入燃燒室，如圖中C、D所示。主燃級空氣經(jīng)過內(nèi)、外環(huán)空氣流道(15和16)進(jìn)入燃燒室后，在主燃級全環(huán)鈍體(3)后形成回流區(qū)，如圖中A、B所示，主燃級空氣回流不僅可以改善油氣摻混效果，有效穩(wěn)定燃燒，而且可以對值班級燃燒產(chǎn)生的CO和UHC進(jìn)行補(bǔ)燃，提高燃燒室的燃燒效率，改善燃燒室出口溫度分布。圖5為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖。該分級燃燒室的結(jié)構(gòu)與圖2所示分級燃燒室的結(jié)構(gòu)類似，其區(qū)別僅在于，值班級組件采用兩級徑向旋流器。圖6為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例四分級燃燒室沿A-A方向的剖視圖。該分級燃燒室的結(jié)構(gòu)與圖2所示分級燃燒室的結(jié)構(gòu)類似，其區(qū)別僅在于，值班級組件采用一級徑向旋流器。綜上所述，本發(fā)明提供了燃油和空氣均為分級供應(yīng)的燃燒室，主燃級組件采用全環(huán)進(jìn)氣形式，頭部全環(huán)鈍體結(jié)構(gòu)與火焰筒內(nèi)、外環(huán)構(gòu)成了主燃級空氣流道。主燃級空氣通過全環(huán)空氣流道進(jìn)入燃燒室頭部，同時采用空氣霧化的方式與從多點(diǎn)噴射孔中噴射出的燃油加速霧化摻混，進(jìn)入主燃級鈍體下游的回流區(qū)內(nèi)，形成均勻的預(yù)混燃燒區(qū)域。由于主燃級采用全環(huán)進(jìn)氣方式和預(yù)混燃燒方式，可以大幅度降低燃燒室的壓力損失、出口溫度分布不均勻度以及污染物的排放。本發(fā)明提出的分級燃燒室可以用于航空發(fā)動機(jī)低污染燃燒室和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室等領(lǐng)域。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分級燃燒室，其特征在于，包括環(huán)形火焰筒，包括同軸的火焰筒內(nèi)環(huán)和火焰筒外環(huán)，其前段呈內(nèi)徑逐漸增大的錐形； 主燃級組件，位于所述環(huán)形火焰筒的前段，用于提供主燃級燃燒所需的燃料和空氣，包括環(huán)形鈍體，位于所述環(huán)形火焰筒的前段，其中心軸線與所述環(huán)形火焰筒的中心軸線重合，其縱切面呈錐形，其內(nèi)環(huán)表面與所述火焰筒內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面之間構(gòu)成內(nèi)環(huán)空氣流道，其外環(huán)表面與所述火焰筒外環(huán)的內(nèi)表面構(gòu)成外環(huán)空氣流道；內(nèi)環(huán)油腔，附著與所述環(huán)形鈍體的內(nèi)側(cè)，其容置的燃料可通過位于所述環(huán)形鈍體內(nèi)環(huán)表面的若干個內(nèi)環(huán)噴射孔噴射至所述內(nèi)環(huán)空氣流道；外環(huán)油腔，附著于所述環(huán)形鈍體的外側(cè)，其容置的燃料可通過位于所述環(huán)形鈍體外環(huán)表面的若干個外環(huán)噴射孔噴射至所述外環(huán)空氣流道；以及若干個值班級組件，位于所述環(huán)形鈍體所圍成的空間內(nèi)，用于提供值班級燃燒所需的燃料和空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級燃燒室，其特征在于，所述外環(huán)空氣流道和所述內(nèi)環(huán)空氣流道截面均由前向后逐漸收斂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分級燃燒室，其特征在于，所述環(huán)形鈍體外環(huán)和內(nèi)環(huán)與環(huán)形鈍體中心軸線的夾角Θ介于10° 45°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分級燃燒室，其特征在于，所述外環(huán)噴射孔和所述內(nèi)環(huán)噴射孔的孔徑介于O. 4mm至1. 5mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級燃燒室，其特征在于，所述值班級組件包括離心噴嘴，設(shè)置于所述環(huán)形鈍體的中心軸線處，用于提供值班級燃燒所需的燃料；以及至少一旋流器，套設(shè)與所述離心噴嘴上，用于提供值班級燃燒所需的旋流空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分級燃燒室，其特征在于，所述值班級組件包括內(nèi)旋流器，套設(shè)與所述離心噴嘴的外側(cè)，用于提供第一旋流；文丘里管，套設(shè)于所述內(nèi)旋流器的外側(cè)，其前端向前伸出；以及外旋流器，套設(shè)于所述文丘里管的外側(cè)，用于提供與所述第一旋流方向相反的第二旋流。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分級燃燒室，其特征在于，所述旋流器為徑向旋流器或軸向旋流器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分級燃燒室，其特征在于M/N= 2 5 ;其中，N為所述值班級組件的個數(shù)，M為所述外環(huán)噴射孔和內(nèi)環(huán)噴射孔的個數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的分級燃燒室，其特征在于，所述環(huán)形火焰筒的火焰筒內(nèi)環(huán)和火焰筒外環(huán)的終端布置摻混孔和冷卻孔；所述內(nèi)環(huán)空氣流道、外環(huán)空氣流道和所述若干個值班級組件均采用分級供氣，值班級空氣流量占總空氣量的10-20%，主燃級空氣流量占總空氣量的30-50%，剩余空氣從所述冷卻孔和摻混孔進(jìn)入燃燒室。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的分級燃燒室，其特征在于，所述若干個值班級組件的油路和外環(huán)油腔、內(nèi)環(huán)油腔分級供應(yīng)燃油；其中，值班級燃油占燃油總量的10-30%，其燃燒類型為富油燃燒；主燃級燃油占燃油總量的70-90%，其燃燒類型為貧油燃燒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種分級燃燒室。該分級燃燒室包括環(huán)形火焰筒，包括同軸的火焰筒內(nèi)環(huán)和火焰筒外環(huán)，其前段呈內(nèi)徑逐漸增大的錐形；主燃級組件，位于環(huán)形火焰筒的前段，用于提供主燃級燃燒所需的燃料和空氣，包括環(huán)形鈍體，其內(nèi)環(huán)表面與火焰筒內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面之間構(gòu)成內(nèi)環(huán)空氣流道，其外環(huán)表面與火焰筒外環(huán)的內(nèi)表面構(gòu)成外環(huán)空氣流道；內(nèi)/外環(huán)油腔，附著與環(huán)形鈍體的內(nèi)/外側(cè)，其容置的燃料可通過位于環(huán)形鈍體內(nèi)/外環(huán)表面的若干個內(nèi)環(huán)噴射孔噴射至內(nèi)環(huán)空氣流道；以及若干個值班級組件，位于環(huán)形鈍體所圍成的空間內(nèi)。本發(fā)明分級燃燒器中，主燃級空氣采用全環(huán)進(jìn)氣方式進(jìn)入燃燒室，降低了燃燒室的壓力損失，減少發(fā)動機(jī)的耗油率。
文檔編號F23R3/38GK103017203SQ20121052098
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者楊金虎, 毛艷輝, 劉富強(qiáng), 劉存喜, 穆勇, 徐綱, 朱俊強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所