一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室及工作方法，包括進(jìn)氣道，裝配座，觀察窗，燃燒腔體，九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)，軸向旋流器，文氏管等結(jié)構(gòu)?？諝庥蛇M(jìn)氣道進(jìn)入燃燒室，經(jīng)過軸向旋流器產(chǎn)生高速旋流，燃料由噴嘴直接噴射到燃燒腔體中，每個(gè)噴嘴都插入到對(duì)應(yīng)的軸向旋流器中，燃油在文氏管和旋流器出口產(chǎn)生的高速旋流的作用下霧化、破碎，空氣與燃油在燃燒腔體中邊混合邊進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，噴入的燃油當(dāng)量比小于1，即為貧油燃燒。本發(fā)明的清潔燃燒室結(jié)構(gòu)，無需額外加工任何旋流器或零部件，即可實(shí)現(xiàn)多種旋流器頭部陣列方式的轉(zhuǎn)換，并提出了兩種新的頭部陣列方式，進(jìn)一步發(fā)揮九點(diǎn)LDI燃燒室的低排放潛能。
【專利說明】
一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室及工作方法，屬于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室清潔燃燒領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大氣污染的日益加劇，世界各國(guó)及國(guó)際組織對(duì)各種動(dòng)力裝置的排放標(biāo)準(zhǔn)作了明確的規(guī)范，隨著一部部環(huán)保法律法規(guī)的出臺(tái)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)茍1，比如在民航領(lǐng)域，國(guó)際民航組織(Internat1nal Civil Aviat1n Organizat1n,ICAO)自1986年頒布第一個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)CAEPl，到2010年修訂了第五個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)CAEP8，僅從這一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，就能看到清潔燃燒技術(shù)在全球范圍內(nèi)的廣泛前景和迫切需求，也正是這些排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)苛促進(jìn)了清潔燃燒技術(shù)的不斷發(fā)展和提高。
[0003]隨著研究人員對(duì)燃燒溫度、駐留時(shí)間、混氣成分和油氣狀態(tài)等因素對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放影響認(rèn)識(shí)的逐漸加深，發(fā)展出了分區(qū)分級(jí)燃燒、貧油預(yù)混預(yù)蒸發(fā)(LeanPremixed Prevaporized,簡(jiǎn)稱LPP)燃燒、富油/快速淬媳/貧油(Rich-Quench-Lean,簡(jiǎn)稱RQL)燃燒、貧油直接噴射(Lean Direct In ject1n，簡(jiǎn)稱LDI)燃燒、貧油直接混合(LeanDirect Mix，簡(jiǎn)稱LDM)和雙環(huán)腔預(yù)混技術(shù)等大量清潔燃燒技術(shù)。
[0004]貧油直接噴射(LDI)燃燒技術(shù)就是將燃料以貧油的方式直接噴入燃燒區(qū)，和空氣快速混合形成均勻的可燃混氣點(diǎn)火燃燒，正因?yàn)樨氂椭苯訃娚?LDI)燃燒室是將燃料直接噴射到主燃區(qū)與空氣混合進(jìn)行燃燒，而沒有經(jīng)過預(yù)混和預(yù)蒸發(fā)過程，因而解決了 LPP燃燒技術(shù)的回火和自燃問題，偏貧的油氣比降低了主燃區(qū)火焰溫度，降低了NOx的排放，同時(shí)均勻的可燃混氣消除了局部熱點(diǎn)，也能夠降低NOx的排放。
[0005]多點(diǎn)LDI的概念是由TacinaR首先提出來應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的清潔燃燒室，是在NASA于上個(gè)世紀(jì)90年代提出的the High Speed Reaserch program下逐漸發(fā)展建立起來的，它的實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單說來，就是通過在頭部均勻陣列多個(gè)燃油噴嘴，每個(gè)燃油噴嘴都帶有一個(gè)軸向旋流器和縮擴(kuò)文氏管，燃油噴嘴直接將燃油噴射到燃燒區(qū)，空氣經(jīng)過旋流器產(chǎn)生高速旋流并在燃燒區(qū)頭部形成一個(gè)回流區(qū)保證燃燒，進(jìn)入燃燒區(qū)的空氣和燃料接觸后快速混合，形成均勻混氣，充分燃燒，利用貧油燃燒在低污染上的潛力和直接噴射在避免回火、自燃等問題上的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了清潔燃燒和可靠工作。九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)燃燒室的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)頭部包含九個(gè)旋流器文氏管，采用3x3的陣列方式，根據(jù)相鄰的旋流器的旋向不同可以分為兩種陣列方式，即同向和反向結(jié)構(gòu)，所有旋流器旋向相同時(shí)稱為同向結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)旋流器旋向相反的結(jié)構(gòu)稱為反向結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室，無需額外加工任何旋流器或零部件即可實(shí)現(xiàn)四種旋流器頭部陣列方式的切換；同時(shí)，以相鄰旋流器出口旋流相互作用區(qū)域的流動(dòng)剪切方向?yàn)橐罁?jù)，設(shè)計(jì)了兩種新的九點(diǎn)頭部陣列方式。本發(fā)明可以應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪清潔燃燒領(lǐng)域，如工業(yè)發(fā)電、城市供暖、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域，推廣先進(jìn)的清潔燃燒技術(shù)，降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)排放對(duì)環(huán)境的污染，特別的是用于九點(diǎn)LDI燃燒室的研究中，使用陣列可調(diào)的燃燒室結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化旋流器頭部裝拆流程，減少額外加工的成本，通過對(duì)新的頭部旋流器陣列方式的研究，可以進(jìn)一步發(fā)揮九點(diǎn)LDI燃燒室的低排放潛會(huì)K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明擬解決的問題是以相鄰旋流器出口旋流相互剪切的方向?yàn)橐罁?jù)，設(shè)計(jì)出兩種新的旋流器陣列方式，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)頭部旋流器陣列方式的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)了一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室及工作方法，實(shí)現(xiàn)四種旋流器陣列方式之間的切換。
[0008]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0009]—種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，包括通過裝配座組合連接的進(jìn)氣道和燃燒腔體，其中，所述進(jìn)氣道的末端設(shè)置有九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)；
[0010]所述裝配座內(nèi)末端設(shè)置有與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)的噴口一一對(duì)應(yīng)的旋流器-文氏管;所述旋流器-文氏管為由軸向旋流器和文氏管依次連接所組成的組合結(jié)構(gòu)，所述文氏管連通到所述燃燒腔體中；
[0011]所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)的噴口連接有噴嘴，所述噴嘴的末端插入所述旋流器-文氏管的軸向旋流器中。
[0012]進(jìn)一步的，所述裝配座為前端開口的半封閉中空結(jié)構(gòu)，末端設(shè)置旋流器安裝孔，與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)的噴口一一對(duì)應(yīng);所述噴嘴以九點(diǎn)陣列的方式從所述裝配座前段插入所述旋流器安裝孔中，每一個(gè)旋流器安裝孔從另一側(cè)插入一個(gè)所述旋流器-文氏管，所述噴嘴深入所述旋流器-文氏管的喉道，燃油經(jīng)由所述旋流器-文氏管進(jìn)入所述燃燒腔體。
[0013]進(jìn)一步的，所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)的頂部有一凹槽，所述裝配座的前端包含有凸臺(tái)和臺(tái)階，所述臺(tái)階與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)的外廓尺寸配合，進(jìn)行周向定位;所述凹槽和所述凸臺(tái)配合，進(jìn)行軸向定位。
[0014]進(jìn)一步的，所述旋流器-文氏管帶有兩個(gè)凸臺(tái):前凸臺(tái)和后凸臺(tái)，所述裝配座與所述旋流器-文氏管的接觸位置設(shè)有兩個(gè)階梯槽:前槽及后槽;其中所述前槽和前凸臺(tái)對(duì)應(yīng)配合，所述后凸臺(tái)和后槽對(duì)應(yīng)配合，定位旋流器-文氏管。
[0015]進(jìn)一步的，所述裝配座通過法蘭同進(jìn)氣道和燃燒腔體連接組成陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，所述法蘭之間放墊片。墊片保證氣密性。
[0016]進(jìn)一步的，所述燃燒腔體的前端部位上設(shè)有觀察窗。
[0017]進(jìn)一步的，所述裝配座的末端設(shè)置有旋流器頭部擋板，所述旋流器-文氏管對(duì)應(yīng)卡入其上開孔中固定。由旋流器頭部擋板來固定旋流器-文氏管。
[0018]—種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室的工作方法，包括以下步驟:
[0019]I)空氣由進(jìn)氣道進(jìn)入燃燒腔體，經(jīng)過軸向旋流器時(shí)產(chǎn)生高速旋流；
[0020]2)燃料從九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)進(jìn)入，經(jīng)由插入到對(duì)應(yīng)的軸向旋流器中的噴嘴，通過文氏管(7)直接噴射到燃燒腔體中；通過所述軸向旋流器的葉片不同旋轉(zhuǎn)方向的組合，形成不同形式的頭部陣列方式；
[0021 ] 3)步驟2)中，燃油在文氏管和軸向旋流器出口產(chǎn)生的高速旋流的作用下霧化、破碎，空氣與燃油在燃燒腔體中邊混合邊進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，噴入的燃油當(dāng)量比小于I，即為貧油燃燒。
[0022]進(jìn)一步的，所述步驟2)中，通過所述軸向旋流器的葉片不同旋轉(zhuǎn)方向的組合，形成不同形式的頭部陣列方式包括:
[0023]①相鄰軸向旋流器之間相互作用區(qū)域流體的流動(dòng)是同向；
[0024]②相鄰軸向旋流器之間相互作用區(qū)域流體的流動(dòng)是反向；
[0025]③任意兩個(gè)相互作用的軸向旋流器之間的區(qū)域流動(dòng)的方向全部相同；
[0026]④任意兩個(gè)相互作用的軸向旋流器之間的區(qū)域流動(dòng)的方向全部相反。
[0027]本發(fā)明的一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室及其方法，屬于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室清潔燃燒領(lǐng)域。陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室主要包括進(jìn)氣道，裝配座，觀察窗，燃燒腔體，九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)，軸向旋流器，文氏管等結(jié)構(gòu)。空氣由進(jìn)氣道進(jìn)入燃燒室，經(jīng)過軸向旋流器產(chǎn)生高速旋流，燃料由噴嘴直接噴射到燃燒腔體中，每個(gè)噴嘴都插入到對(duì)應(yīng)的軸向旋流器中，燃油在文氏管和旋流器出口產(chǎn)生的高速旋流的作用下霧化、破碎，空氣與燃油在燃燒腔體中邊混合邊進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，噴入的燃油當(dāng)量比小于I，即為貧油燃燒。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室結(jié)構(gòu)，無需額外加工任何旋流器或零部件，即可實(shí)現(xiàn)多種旋流器頭部陣列方式的轉(zhuǎn)換，并提出了兩種新的頭部陣列方式。本發(fā)明可以應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪清潔燃燒領(lǐng)域，如工業(yè)發(fā)電、城市供暖、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域，推廣先進(jìn)的清潔燃燒技術(shù)，降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)排放對(duì)環(huán)境的污染，特別的是用于九點(diǎn)LDI燃燒室的研究中，使用陣列可調(diào)的燃燒室結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化旋流器頭部裝拆流程，減少額外加工的成本，通過對(duì)新的頭部旋流器陣列方式的研究，可以進(jìn)一步發(fā)揮九點(diǎn)LDI燃燒室的低排放潛能。
[0028]有益效果:本發(fā)明提供的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室及其方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0029]1.陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝與裝配簡(jiǎn)單，主要包括了進(jìn)氣道，裝配座，觀察窗，燃燒腔體，九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)，軸向旋流器，文氏管，其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)安裝座可實(shí)現(xiàn)頭部旋流器的裝拆，在四種頭部旋流器陣列方式之間靈活轉(zhuǎn)換，無需額外加工旋流器或其他零部件，為工程應(yīng)用裝配提供了很大的便利。
[0030]2.新的兩種頭部旋流器陣列方式，豐富了相鄰旋流器作用方向的組合，新的頭部陣列方式，其頭部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有兩種陣列方式不同，值得深入研究，以求更加透徹的研究與認(rèn)識(shí)頭部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)形成的復(fù)雜原因。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室結(jié)構(gòu)半剖圖；
[0032]圖2為陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室裝配座結(jié)構(gòu)的裝配示意圖；
[0033]圖3為陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室裝配座結(jié)構(gòu)半剖圖；
[0034]圖4為陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室頭部陣列方式示意圖。
[0035]圖中:1進(jìn)氣道，2裝配座，3燃燒腔體，4觀察窗，5九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)，6軸向旋流器，7文氏管，8旋流器安裝孔，9旋流器-文氏管，10旋流器頭部擋板，11噴嘴，12凹槽，13凸臺(tái)，14臺(tái)階，15前凸臺(tái)，16后凸臺(tái)，17前槽，18后槽，19法蘭，20旋流方向相同，21旋流方向相反。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0037]本發(fā)明所采用的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室及其方法的方案是:根據(jù)相鄰旋流器出口旋流相互交界處旋流方向的相同或相反分為同向流動(dòng)或反向流動(dòng)，考慮到九點(diǎn)旋流器中心對(duì)稱的特性，對(duì)稱位置的旋流器旋向和出口流向一致，設(shè)計(jì)出兩種新的旋流器陣列方式，見圖4所示CASE3和CASE4。
[0038]九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室頭部的流動(dòng)非常復(fù)雜，不同的旋流器旋向的組合會(huì)因?yàn)閺?qiáng)相互作用產(chǎn)生不同的頭部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的公開研究成果中，九點(diǎn)貧油直接噴射(LDI)清潔燃燒室頭部每個(gè)旋流器出口流體都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)湍流，形成一個(gè)弱回流區(qū)，但是由于相鄰旋流器頭部之間的相互作用，這個(gè)回流區(qū)無法在頭部附近進(jìn)一步擴(kuò)張。如果將九點(diǎn)頭部陣列方式分為A、B、C三級(jí)，A與B之間存在相互作用，B與C之間存在相互作用，而在公開成果中可見的CASEl和CASE2兩種陣列方式中，任意兩個(gè)相互作用的旋流器之間的區(qū)域流動(dòng)的方向全部相同或全部相反，這兩種陣列的頭部流場(chǎng)有相同的特征又有著各自的特點(diǎn):同向的陣列方式，各個(gè)出口旋流會(huì)逐漸融合成一個(gè)大的旋流并沿著原有方向旋轉(zhuǎn)，但是卻無法形成大的逆壓力梯度產(chǎn)生回流區(qū)，反向的陣列方式會(huì)因相鄰旋流方向相反無法融合，各自保持自己的旋流方向繼續(xù)擴(kuò)張，但它的旋流度衰減會(huì)大于同向旋流，但是這兩種陣列方式都無法產(chǎn)生中心回流區(qū)。而本發(fā)明提出的兩種新的陣列方式CASE3和CASE4，A與B之間的交界區(qū)域流體的相對(duì)流動(dòng)方向與B、C級(jí)之間流體的相對(duì)流動(dòng)方向是相反的，因此所產(chǎn)生的頭部流場(chǎng)也會(huì)有新的特征。
[0039]圖1給出了多點(diǎn)LDI燃燒室結(jié)構(gòu)半剖圖，該燃燒室主要包括進(jìn)氣道I，裝配座2，觀察窗3，燃燒腔體4，九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)5，軸向旋流器6，文氏管7?？諝庥蛇M(jìn)氣道I進(jìn)入燃燒室，經(jīng)過軸向旋流器6產(chǎn)生高速旋流，燃料由噴嘴11直接噴射到燃燒腔體3中，噴嘴為離心式噴嘴，采用九點(diǎn)陣列的方式，每個(gè)噴嘴11都插入到對(duì)應(yīng)的軸向旋流器6中，燃油在文氏管7和旋流器出口產(chǎn)生的高速旋流的作用下霧化、破碎，空氣與燃油在燃燒腔體4中混合后進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，噴入的燃油當(dāng)量比小于I，即為貧油燃燒。
[0040]圖2是多點(diǎn)LDI燃燒室裝配座2結(jié)構(gòu)的裝配示意圖，裝配座2包括旋流器安裝孔8、旋流器-文氏管9、旋流器頭部擋板10、噴嘴11。圖3噴嘴11以九點(diǎn)陣列的方式從裝配座2前段進(jìn)氣段I方向插入裝配座2上的旋流器安裝孔8，每一個(gè)安裝孔8從另一側(cè)插入一個(gè)旋流器-文氏管9，噴嘴11深入文氏管的位置為文氏管的喉道，燃油恰好從文氏管進(jìn)入燃燒腔體4 ο由旋流器頭部擋板10來固定旋流器-文氏管9，擋板10壓緊文氏管-旋流器9。當(dāng)試驗(yàn)件需要改變?nèi)紵翌^部陣列的時(shí)候，只需取下旋流器頭部擋板10，更換對(duì)應(yīng)的旋流器即可實(shí)現(xiàn)。
[0041]圖3是多點(diǎn)LDI燃燒室裝配座結(jié)構(gòu)半剖圖，九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)5頂部有一凹槽12，裝配座前端包含有凸臺(tái)13和臺(tái)階14，臺(tái)階14與九點(diǎn)噴注結(jié)構(gòu)5的外廓尺寸配合，實(shí)現(xiàn)周向定位，凹槽12和凸臺(tái)13配合，實(shí)現(xiàn)軸向定位。噴嘴11深入文氏管的位置為文氏管的喉道，燃油能恰好從文氏管進(jìn)入燃燒腔體4。旋流器-文氏管9有兩個(gè)凸臺(tái):前凸臺(tái)15和后凸臺(tái)16，裝配座2有兩個(gè)階梯槽:前槽17及后槽18。其中前槽17和前凸臺(tái)15對(duì)應(yīng)定位旋流器-文氏管9，后凸臺(tái)16和后槽18配合定位旋流器-文氏管9，擋板10壓緊文氏管一旋流器9，由后槽18軸向定位。軸向定位的實(shí)現(xiàn)即后凸臺(tái)16上有一個(gè)臺(tái)階，后槽18上有一個(gè)槽，臺(tái)階和槽對(duì)應(yīng)的平面可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向上的定位，另一個(gè)方向上由擋板10放入裝配座2對(duì)應(yīng)的槽，用螺栓固定即可實(shí)現(xiàn)定位。裝配座2通過法蘭19同進(jìn)氣道I和燃燒腔體4連接，法蘭19之間放墊片保證氣密性。
[0042]圖4是多點(diǎn)LDI燃燒室頭部陣列方式示意圖，其中CASEl與CASE2是公開發(fā)表的文獻(xiàn)中已有的兩種陣列方式，CASE3和CASE4是本發(fā)明首次公開提出的兩種陣列方式。圖中20和21分別表示了相鄰旋流器之間相互作用區(qū)域流體的流動(dòng)是同向與反向，注意此處的同向和反向與并不表示旋流的旋向，僅僅表示在這一相互作用位置流體均從下往上(或從上往下)流動(dòng)還是各自反向流動(dòng)。
[0043]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:包括通過裝配座(2)組合連接的進(jìn)氣道(I)和燃燒腔體(4)，其中，所述進(jìn)氣道(I)的末端設(shè)置有九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)； 所述裝配座(2)內(nèi)末端設(shè)置有與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)的噴口一一對(duì)應(yīng)的旋流器-文氏管(9);所述旋流器-文氏管(9)為由軸向旋流器(6)和文氏管(7)依次連接所組成的組合結(jié)構(gòu)，所述文氏管(7)連通到所述燃燒腔體(4)中； 所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)的噴口連接有噴嘴(11)，所述噴嘴(11)的末端插入所述旋流器-文氏管(9)的軸向旋流器(6)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述裝配座(2)為前端開口的半封閉中空結(jié)構(gòu)，末端設(shè)置旋流器安裝孔(8)，與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)的噴口一一對(duì)應(yīng);所述噴嘴(11)以九點(diǎn)陣列的方式從所述裝配座(2)前段插入所述旋流器安裝孔(8)中，每一個(gè)旋流器安裝孔(8)從另一側(cè)插入一個(gè)所述旋流器-文氏管(9)，所述噴嘴(11)深入所述旋流器-文氏管(9)的喉道，燃油經(jīng)由所述旋流器-文氏管(9)進(jìn)入所述燃燒腔體(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)的頂部有一凹槽(12)，所述裝配座(2)的前端包含有凸臺(tái)(13)和臺(tái)階(14)，所述臺(tái)階(14)與所述九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)的外廓尺寸配合，進(jìn)行周向定位;所述凹槽(12)和所述凸臺(tái)(13)配合，進(jìn)行軸向定位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述旋流器-文氏管(9)帶有兩個(gè)凸臺(tái):前凸臺(tái)(15)和后凸臺(tái)(16)，所述裝配座(2)與所述旋流器-文氏管(9)的接觸位置設(shè)有兩個(gè)階梯槽:前槽(17)及后槽(18);其中所述前槽(17)和前凸臺(tái)(15)對(duì)應(yīng)配合，所述后凸臺(tái)(16)和后槽(18)對(duì)應(yīng)配合，定位旋流器-文氏管(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述裝配座(2)通過法蘭(19)同進(jìn)氣道(I)和燃燒腔體(4)連接組成陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，所述法蘭(19)之間放墊片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述燃燒腔體(4)的前端部位上設(shè)有觀察窗(3)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室，其特征在于:所述裝配座(2)的末端設(shè)置有旋流器頭部擋板(10)，所述旋流器-文氏管(9)對(duì)應(yīng)卡入其上開孔中固定。8.—種陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室的工作方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)空氣由進(jìn)氣道(I)進(jìn)入燃燒腔體(4)，經(jīng)過軸向旋流器時(shí)產(chǎn)生高速旋流； 2)燃料從九點(diǎn)陣列噴注結(jié)構(gòu)(5)進(jìn)入，經(jīng)由插入到對(duì)應(yīng)的軸向旋流器(6)中的噴嘴(11)，通過文氏管(7)直接噴射到燃燒腔體(4)中；通過所述軸向旋流器(6)的葉片不同旋轉(zhuǎn)方向的組合，形成不同形式的頭部陣列方式； 3)步驟2)中，燃油在文氏管(7)和軸向旋流器(6)出口產(chǎn)生的高速旋流的作用下霧化、破碎，空氣與燃油在燃燒腔體(4)中邊混合邊進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，噴入的燃油當(dāng)量比小于I，即為貧油燃燒。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列可調(diào)的九點(diǎn)貧油直接噴射清潔燃燒室的工作方法，其特征在于:所述步驟2)中，通過所述軸向旋流器(6)的葉片不同旋轉(zhuǎn)方向的組合，形成不同形式的頭部陣列方式包括: ①相鄰軸向旋流器之間相互作用區(qū)域流體的流動(dòng)是同向； ②相鄰軸向旋流器之間相互作用區(qū)域流體的流動(dòng)是反向； ③任意兩個(gè)相互作用的軸向旋流器之間的區(qū)域流動(dòng)的方向全部相同； ④任意兩個(gè)相互作用的軸向旋流器之間的區(qū)域流動(dòng)的方向全部相反。
【文檔編號(hào)】F23R3/38GK106051827SQ201610532206
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】李建中, 李文杰
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)