一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩，帽罩為環(huán)形帽罩，在環(huán)形帽罩的帽罩面上設(shè)置多個(gè)用于引氣的帽罩開孔。本實(shí)用新型提供的帽罩能夠有效的控制帽罩開口面積，減小帽罩溢流，同時(shí)保證燃燒室頭部和內(nèi)、外環(huán)腔的流量分配；帽罩分散式開孔布置能夠?qū)驓饬?，消除全環(huán)尺度的氣流偏轉(zhuǎn)，使頭部周向進(jìn)氣均勻，有利于燃油霧化和混合，使頭部各處進(jìn)氣總壓分布均勻，燃油在整個(gè)周向的均勻霧化；帽罩組件能夠加強(qiáng)平板式頭部端面的剛度，使燃燒室頭部不易變形。
【專利說明】一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒室是在燃?xì)廨啓C(jī)中、用于組織燃油和空氣燃燒的部件。LPP燃燒組織方式是貧油預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒組織方式、是一種降低排放所采用的燃燒策略。噴嘴是一種燃油霧化裝置。帽罩是在燃燒室中、用于將通過燃燒室擴(kuò)壓器的來流分成三股，分別引入燃燒室頭部、燃燒室外環(huán)腔和燃燒室內(nèi)環(huán)腔。
[0003]對(duì)于采用環(huán)形燃燒室的燃?xì)廨啓C(jī)，壓縮過的氣體通過壓氣機(jī)出口導(dǎo)葉和燃燒室擴(kuò)壓器后分別進(jìn)入燃燒室外環(huán)腔、燃燒室內(nèi)環(huán)腔和火焰筒，用于組織燃燒和提供冷卻及摻混。燃燒室設(shè)計(jì)的一個(gè)主要的要求是保證一定量的氣體流入頭部組件，氣流從前置擴(kuò)壓器流出之后，在帽罩前緣分為三部分，分別流入燃燒室內(nèi)、外環(huán)腔和燃燒室頭部。對(duì)于氣流的分配，帽罩起到十分重要的作用。帽罩開孔面積是燃燒室帽罩設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)。帽罩開孔面積過大，則有可能產(chǎn)生帽罩溢流(溢流定義為流線兩次通過帽罩前端面之后進(jìn)入內(nèi)、外環(huán)腔的氣流)，增加了燃燒室的流動(dòng)損失；帽罩開孔面積過小，則沒有足夠的氣體進(jìn)入頭部，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的燃燒區(qū)油氣比，有可能降低燃燒效率，增加污染排放。帽罩可以使部分從前置擴(kuò)壓器出來的氣流產(chǎn)生徑向流動(dòng)，以避免進(jìn)入帽罩氣流量分配得過高，過高的氣流量可能導(dǎo)致帽罩溢流。
[0004]環(huán)形燃燒室常見的帽罩有兩種類型，一種是分開式帽罩，即內(nèi)外環(huán)分開的形式，分為內(nèi)帽罩和外帽罩；另一種是整體式帽罩，即在火焰筒的頭部處開大孔。GE公司設(shè)計(jì)的燃燒室多采用分開式帽罩，PW公司設(shè)計(jì)的燃燒室多采用整體式帽罩；RR公司早期的燃燒室如RB211-524等采用分開式帽罩，后期的Trent系列的燃燒室均采用整體式帽罩。
[0005]對(duì)于新一代燃燒室，為了進(jìn)一步的降低NOx排放，航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的燃燒組織方式逐漸由傳統(tǒng)的富油頭部燃燒組織方式，轉(zhuǎn)向更具有NOx減排潛力的LPP燃燒組織方式及貧油直接噴射技術(shù)(LDI)，LDI技術(shù)相較LPP技術(shù)更具有NOx減少排放的潛力，一般會(huì)采用多點(diǎn)噴射的技術(shù)，采用較小尺度的噴嘴結(jié)構(gòu)，讓空氣和燃油在貧油條件下進(jìn)入噴嘴，在燃燒區(qū)上游實(shí)現(xiàn)快速混合，從而提高油氣混合的均勻程度。這兩種技術(shù)均要求在環(huán)形火焰筒整個(gè)周向方向?qū)崿F(xiàn)均勻的混合，這有利于降低NOx排放。采用傳統(tǒng)的分開式帽罩和整體式帽罩均無(wú)法實(shí)現(xiàn)沿環(huán)形火焰筒整個(gè)周向方向的均勻進(jìn)氣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)火焰筒內(nèi)油氣的均勻混合，這個(gè)不利于降低NOx排放的目標(biāo)。
[0006]帽罩在燃燒室中的一個(gè)重要作用是保證燃燒室頭部和內(nèi)、外環(huán)腔的流量分配。對(duì)于LPP燃燒組織方式，由于燃燒室的頭部旋流器的尺寸變大。對(duì)于現(xiàn)在的頭部尺寸較大的燃燒室，傳統(tǒng)的分開式帽罩很難有效控制帽罩的開口面積，這會(huì)導(dǎo)致溢流，增加燃燒室的流動(dòng)損失，降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率；同時(shí)從前置擴(kuò)壓器出口進(jìn)入燃燒室的氣流，存在全環(huán)尺度的氣流偏轉(zhuǎn)，采用環(huán)形開口面的分開式帽罩無(wú)法消除這種偏轉(zhuǎn)，這種氣流的偏轉(zhuǎn)進(jìn)入燃燒室頭部區(qū)域，影響燃燒室進(jìn)氣及組織燃燒。而對(duì)于整體式帽罩無(wú)法實(shí)現(xiàn)在環(huán)形火焰筒整個(gè)周向方向均勻進(jìn)氣，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)火焰筒內(nèi)油氣的均勻混合，這個(gè)不利于降低NOx排放的目標(biāo)。對(duì)于采用LDI方式組織燃燒的燃燒室，尤其需要保證整個(gè)頭部端面的進(jìn)氣均勻，以保證每個(gè)噴射點(diǎn)的實(shí)際油氣比能夠保持在設(shè)計(jì)值，以保證混合和燃燒。
[0007]為了解決溢流問題，更好的實(shí)現(xiàn)燃燒室頭部和內(nèi)、外環(huán)腔的流量分配，消除全環(huán)尺度的氣流偏轉(zhuǎn)，同時(shí)保證整個(gè)在環(huán)形火焰筒整個(gè)周向方向?qū)崿F(xiàn)均勻的混合，傳統(tǒng)的帽罩很難滿足要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是提出一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩，該帽罩有效地解決了上述問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
[0010]一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩，帽罩為環(huán)形帽罩，在環(huán)形帽罩的帽罩面上設(shè)置多個(gè)用于引氣的帽罩開孔。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，帽罩面朝著火焰筒的軸線方向傾斜。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，環(huán)形帽罩設(shè)置在火焰筒的上游，環(huán)形帽罩和第一頭部端面在環(huán)形帽罩與火焰筒外環(huán)連接處連接，環(huán)形帽罩和第二頭部端面在環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處連接。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，從環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處至環(huán)形帽罩與火焰筒外環(huán)連接處，帽罩開孔尺寸依次增大。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，在環(huán)形帽罩的帽罩面的同一徑向位置的帽罩開孔大小相同。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，同一徑向位置的帽罩開孔的間距相同。
[0016]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，帽罩開孔的形狀為圓形。
[0017]在一個(gè)優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，帽罩為編織形式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)帽罩。
[0018]基于上述技術(shù)方案中的任一技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
[0019]由于本實(shí)用新型所提供的帽罩為環(huán)形帽罩，在環(huán)形帽罩的帽罩面上設(shè)置多個(gè)用于引氣的帽罩開孔，帽罩能夠有效的控制帽罩開口面積，減小帽罩溢流，同時(shí)保證燃燒室頭部和內(nèi)、外環(huán)腔的流量分配；帽罩分散式開孔布置能夠?qū)驓饬?，消除全環(huán)尺度的氣流偏轉(zhuǎn)，使頭部周向進(jìn)氣均勻，有利于燃油霧化和混合，使頭部各處進(jìn)氣總壓分布均勻，燃油在整個(gè)周向的均勻霧化；帽罩組件能夠加強(qiáng)平板式頭部端面的剛度，使燃燒室頭部不易變形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為本實(shí)用新型的帽罩全環(huán)的立體圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的帽罩全環(huán)的主視圖；[0023]圖3為本實(shí)用新型的帽罩全環(huán)的側(cè)視圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的帽罩全環(huán)的單頭部扇形區(qū)域的主視圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型的帽罩全環(huán)的單頭部扇形區(qū)域的側(cè)視圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型的編織形式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)帽罩的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0028]需要說明的是:本實(shí)施例中的任何技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為了描述簡(jiǎn)潔的需要本文件中無(wú)法窮舉本實(shí)用新型的所有可替代的技術(shù)特征以及可替代的技術(shù)方案，也不便于每個(gè)技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉:本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)所能想到的任何替代技術(shù)方案。
[0029]下文為了敘述方便，下文中所稱的“左”、“右”、“上”、“下”與附圖本身的左、右、上、下方向一致。
[0030]如圖1-3所示，一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩，帽罩為環(huán)形帽罩1，在環(huán)形帽罩I的帽罩面上設(shè)置多個(gè)用于引氣的帽罩開孔2。
[0031]柱坐標(biāo)為由“軸向”、“徑向”、“周向”共同構(gòu)成柱坐標(biāo)的三個(gè)正交方向。如圖2所示，“軸向”為發(fā)動(dòng)機(jī)軸線方向；如圖4所示，“徑向”為沿帽罩面的截面半徑方向并且垂直于發(fā)動(dòng)機(jī)軸線截面；如圖5所示，“周向”為繞發(fā)動(dòng)機(jī)軸線方向并且同時(shí)垂直于發(fā)動(dòng)機(jī)軸線和截面半徑。
[0032]帽罩采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，在環(huán)形帽罩的帽罩面上設(shè)置多個(gè)帽罩開孔，尤其適合于采用LDI方式組織燃燒的燃燒室和頭部尺寸較大的燃燒室，控制通過帽罩進(jìn)入頭部區(qū)域的氣體流量和氣流分布。
[0033]帽罩能夠有效的控制帽罩開口面積，減小帽罩溢流，同時(shí)保證燃燒室頭部和內(nèi)環(huán)腔10、外環(huán)腔9的流量分配；帽罩分散式開孔布置能夠?qū)驓饬鳎h(huán)尺度的氣流偏轉(zhuǎn)，使頭部周向進(jìn)氣均勻，有利于燃油霧化和混合，使頭部各處進(jìn)氣總壓分布均勻，燃油在整個(gè)周向的均勻霧化；帽罩組件能夠加強(qiáng)平板式頭部端面的剛度，使燃燒室頭部不易變形。
[0034]帽罩面朝著火焰筒3的軸線方向傾斜。
[0035]如圖4所示，環(huán)形帽罩I設(shè)置在火焰筒3的上游，環(huán)形帽罩I和第一頭部端面6在環(huán)形帽罩I與火焰筒外環(huán)4連接處15連接，環(huán)形帽罩I和第二頭部端面7在環(huán)形帽罩I與火焰筒內(nèi)環(huán)8連接處16連接。
[0036]頭部5是布置在火焰筒3前端用于組織燃油霧化和燃油與空氣混合的裝置。第一頭部端面6位于頭部5和火焰筒外環(huán)4之間，第二頭部端面7位于頭部5和火焰筒內(nèi)環(huán)8之間。環(huán)形帽罩與火焰筒外環(huán)連接處15即為環(huán)形帽罩I與火焰筒外環(huán)4和第一頭部端面6的連接處，環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處16即為環(huán)形帽罩I與火焰筒內(nèi)環(huán)8和第二頭部端面7的連接處。
[0037]從環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處16至環(huán)形外帽罩與火焰筒外環(huán)連接處15，帽罩開孔2尺寸依次增大，因?yàn)榄h(huán)形燃燒室的火焰筒外側(cè)單位徑向長(zhǎng)度的容積更大，有更大的燃燒空間，需要安排更多的進(jìn)氣。
[0038]在環(huán)形帽罩I的帽罩面的同一徑向位置的帽罩開孔2大小相同，保證了周向的進(jìn)氣均勻。
[0039]同一徑向位置的帽罩開孔2的間距相同。
[0040]如圖3所示，沿徑向的帽罩開孔2的間距為徑向相鄰的兩個(gè)開孔的半徑和徑向中間聯(lián)接部分11的長(zhǎng)度之和，徑向中間聯(lián)接部分11的長(zhǎng)度選擇應(yīng)滿足帽罩強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。沿周向的帽罩開孔2的間距為周向相鄰的兩個(gè)開孔的半徑和周向中間聯(lián)接部分12的長(zhǎng)度之和，周向中間聯(lián)接部分12的長(zhǎng)度選擇應(yīng)滿足帽罩強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。
[0041]帽罩開孔2的形狀為圓形。
[0042]如圖6所示，帽罩為編織形式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)帽罩，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)帽罩包括環(huán)形帽罩I和帽罩開孔2，環(huán)形帽罩I由徑向編織條13和周向編織條14編織而成，周向編織條14為繞發(fā)動(dòng)機(jī)軸線方向的環(huán)形條，沿徑向布置多個(gè)周向編織條14，多個(gè)周向編織條14采用編織形式與多個(gè)徑向編制條13交叉布置，徑向編織條13和周向編織條14均未覆蓋部分即為帽罩開孔2，編織結(jié)構(gòu)有利于增加帽罩強(qiáng)度。
[0043]上述本實(shí)用新型所公開的任一技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解:優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無(wú)法窮舉，所以本實(shí)用新型才公開部分?jǐn)?shù)值以舉例說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。
[0044]同時(shí)，上述本實(shí)用新型如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為:能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為:不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當(dāng)然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無(wú)法采用一體成形工藝除外)。
[0045]另外，上述本實(shí)用新型公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語(yǔ)除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本實(shí)用新型提供的任一部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨(dú)部件。
[0046]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的分散式進(jìn)氣的帽罩，其特征在于，所述帽罩為環(huán)形帽罩，在所述環(huán)形帽罩的帽罩面上設(shè)置多個(gè)用于引氣的帽罩開孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帽罩，其特征在于，帽罩面朝著火焰筒的軸線方向傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帽罩，其特征在于，環(huán)形帽罩設(shè)置在火焰筒的上游，環(huán)形帽罩和第一頭部端面在環(huán)形帽罩與火焰筒外環(huán)連接處連接，環(huán)形帽罩和第二頭部端面在環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帽罩，其特征在于，從環(huán)形帽罩與火焰筒內(nèi)環(huán)連接處至環(huán)形帽罩與火焰筒外環(huán)連接處，帽罩開孔尺寸依次增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帽罩，其特征在于，在環(huán)形帽罩的帽罩面的同一徑向位置的帽罩開孔大小相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帽罩，其特征在于，同一徑向位置的帽罩開孔的間距相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帽罩，其特征在于，帽罩開孔的形狀為圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帽罩，其特征在于，帽罩為編織形式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)帽罩。
【文檔編號(hào)】F23R3/26GK203671652SQ201320889441
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】申珊平, 毛榮海 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司