CN103343985B - 一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，该燃烧室头部采用中心分级方式组织燃烧，燃烧室头部结构分为主燃级和预燃级；预燃级采用双级旋流杯结构，以部分预混方式组织燃烧，满足燃烧稳定性和小工况的污染物排放的要求；主燃级采用轴向旋流器双预膜结构，以预混方式在燃烧室中进行燃烧，预混燃烧能够有效的降低燃烧污染物；双预膜式主燃级结构包括两级独立的集油环，两级轴向旋流器以及两级预膜板结构；每级集油环上有多个斜切的燃油喷射孔，每级燃油经喷孔喷出后撞击在预膜板上展成油膜；本发明有利于整个燃烧室不同工况下的燃油分级，保证合理的油气匹配，进一步降低航空发动机燃烧室整个着陆起飞循环的污染排放水平。

Description

一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构

技术领域

本发明涉及航空燃气轮机的技术领域，具体涉及一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构。

背景技术

现代航空发动机燃烧室的基本性能和结构分布已经达到相当高的水平，但是对于现代航空发动机燃烧室来说，仍然存在大量的难题和挑战，新材料、新工艺、新结构、新概念的发展应用才是保证其持续进步的源泉。现代民用航空发动机燃烧室的主要发展趋势是低污染燃烧。民用航空发动机燃烧室必须满足日益严格的航空发动机污染排放标准。目前采用的CAEP6（Committee on Aviation Environmental Protection）标准对污染排放物的规定已经非常严格，特别是对NOx污染排放要求；而最新的CAEP8标准提出了将NOx的排放在CAEP6的排放标准上降低15%，随着航空业的迅猛发展和人们环保意识的不断提高，未来对燃气轮机燃烧室污染排放会提出更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在保证燃烧室性能和安全性的前提下，燃烧室头部结构方案能够有效的降低航空发动机燃烧室在慢车、进场、爬升以及起飞等不同工况下的污染排放；燃烧室头部结构具有良好的燃油调节性，保证燃烧区合理的油气匹配；燃烧室头部结构应尽量简单并且易于装配。该头部结构采用中心分级燃烧的模式，应用于单环腔低污染燃烧室中；该头部结构布置中预燃级在中心，采用扩散燃烧和预混燃烧相结合的方式，用以保证燃烧室工作的稳定性和安全性，同时降低小工况下的污染排放；双预膜式主燃级在预燃级径向外围，采用预混预蒸发燃烧的方式；双预膜式主燃级低污染燃烧室头部结构能够满足进场等中小工况下主燃级一级供油，起飞等大工况下主燃级两级同时供油；这种结构有利于整个燃烧室不同工况下的燃油分级，保证合理的油气匹配，进一步降低航空发动机燃烧室整个着陆起飞（Landing and Take-off,LTO）循环的污染排放水平。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，所述燃烧室头部结构采用中心分级方式组织燃烧，该双预膜气动雾化燃烧室头部结构由双预膜主燃级，预燃级，燃油杆组成；所述双预膜式主燃级通过燃烧室头部端壁与火焰筒外壁和火焰筒内壁固定，预燃级通过隔离段与双预膜式主燃级联接，并保证同心；所述双预膜式主燃级由主燃级外壁，主燃级二级轴向旋流器，主燃级一级轴向旋流器，主燃级二级预膜板，主燃级一级预膜板，主燃级二级集油环，主燃级二级集油环端壁，主燃级一级集油环以及主燃级一级集油环端壁构成；主燃级外壁和主燃级二级轴向旋流器以及主燃级二级预膜板通过焊接成主燃级外环组件；主燃级外环组件经主燃级外壁由头部端壁压板固定在燃烧室头部端壁上；主燃级一级轴向旋流器内壁和主燃级一级集油环外壁面联接固定，主燃级一级轴向旋流器叶片外缘和主燃级二级集油环内壁面联接固定；主燃级一级预膜板前缘和主燃级一级轴向旋流器的尾缘焊接固定；主燃级一级集油环端壁和主燃级二级集油环端壁分别与主燃级一级集油环和主燃级二级集油环焊接成一个整体；主燃级一级轴向旋流器、主燃级一级集油环、主燃级一级预膜板、主燃级二级集油环、主燃级一级集油环端壁和主燃级二级集油环端壁组成所述双预膜主燃级的内环部分；主燃级二级集油环的外壁圆柱面和主燃级二级轴向旋流器的是双预膜主燃级的内、外环安装配合面，二者之间的滑动配合可以保证燃烧室轴向热膨胀要求；所述双预膜式低污染燃烧室头部的预燃级由预燃级文氏管、预燃级一级旋流器、预燃级二级旋流器焊接成一个整体；所述双预膜式低污染燃烧室头部的燃油杆分为预燃级油路，主燃级一级油路，主燃级二级油路三个油路；主燃级一级油路和主燃级二级油路分别与主燃级一级集油环端壁和主燃级二级集油环端壁焊接成整体；预燃级燃油通过燃油杆的预燃级油路流入预燃级燃油喷嘴中；双预膜主燃级的一级燃油和二级燃油经燃油杆的主燃级一级油路和主燃级二级油路分别流入主燃级一级集油环及主燃级二级集油环，再经由主燃级一级燃油喷射孔、主燃级二级燃油喷射孔分别喷射到主燃级一级预膜板和主燃级二级预膜板上展成油膜。一级油膜在一级预膜板外侧空气，一级预膜板内侧空气两股同向旋转空气的作用下雾化、蒸发；而一级油膜在二级预膜板外侧空气，二级预膜板内侧空气两股同向旋转空气作用下雾化、蒸发；所述双预膜式低污染燃烧室头部的主燃级内两级油膜在气流作用下形成的液雾在主燃级通道进一步破碎、蒸发，并与空气不断的掺混，在主燃级出口均匀的油气混合物；所述双预膜式低污染燃烧室头部的主燃级在航空发动机慢车、进场等工况只有一级燃油喷射孔处于喷油工作状况，而在航空发动机爬升、起飞大工况主燃级两级油路均处于工作状态。

进一步的，所述主燃级二级轴向旋流器和主燃级一级轴向旋流器结构是叶片式旋流器，单个旋流器叶片数目30～40，叶片厚度0.7～1.3mm，叶片角度20～35°；两级轴向旋流器旋向相同，均通过叶片尾缘和预膜板焊接。

进一步的，所述主燃级一级集油环和所述主燃级二级集油环构成了主燃级两个独立油路，有利于航空发动机燃烧室在不同工况下的油气匹配，有利于航空发动机燃烧室污染排放的降低；主燃级一级预膜板和主燃级二级预膜板上形成的两级油膜有利于燃油的径向分布均匀性。

进一步的，所述双预膜主燃级占整个燃烧室空气量的45%～70%，预燃级占整个燃烧室空气量的5%～15%。

进一步的，所述主燃级一级油路在中小工况时燃油流量占总流量的65%～90%；在起飞及爬升等大工况下主燃级一级油路占总燃油量的比例为30%～45%，主燃级二级油路占总燃油量的比例为30%～45%。

进一步的，所述双预膜式低污染燃烧室头部在燃烧室中沿周向均匀布置，头部数目为12～30个，燃烧室头部的空气量占燃烧室总空气量的50%～75%。

进一步的，所述主燃级一级燃油喷射孔和主燃级二级燃油喷射孔结构形式或者为直孔，或者为斜孔，每级喷射孔数目8～16个，喷射孔直径0.3～0.6mm；当喷射孔为斜孔时，斜孔角度为30°～50°。

进一步的，所述预燃级采用的旋流器的级数为一级或二级；每级旋流器采用旋流器的结构是轴向旋流器，或是径向旋流器，或是切向旋流器；当预燃级的级数n=1时，旋流器直接与预燃级隔离段连接；当预燃级的级数n=2时，两级旋流器先连接成一个整体，再经隔离段连接到双预膜式主燃级；当预燃级的级数n=2时，各级旋流器的旋流方向或是同旋，或是反旋。

进一步的，所述预燃级燃油喷嘴结构是离心喷嘴、气动雾化喷嘴或组合式喷嘴，喷嘴流量数在18～35kg/(hr·MPa^0.5)之间。

本发明的原理如下：

本发明燃烧室头部采用中心分级方式组织燃烧，燃烧室头部结构分为主燃级和预燃级；预燃级采用双级旋流杯结构，以部分预混方式组织燃烧，满足燃烧稳定性和小工况的污染物排放的要求；主燃级采用轴向旋流器双预膜结构，以预混方式在燃烧室中进行燃烧，预混燃烧能够有效的降低燃烧污染物；双预膜式主燃级结构包括两级独立的集油环，两级轴向旋流器以及两级预膜板结构；每级集油环上有多个斜切的燃油喷射孔，每级燃油经喷孔喷出后撞击在预膜板上展成油膜；而在每级预膜板尾缘处，油膜在预膜板内外两侧的旋流作用下发生破碎，形成的液雾和空气不断的掺混，在主燃级出口形成均匀的油气混合物；双预膜式主燃级低污染燃烧室头部结构能够满足进场等中小工况下主燃级一级供油，起飞等大工况下主燃级两级同时供油；这种结构有利于整个燃烧室不同工况下的燃油分级，保证合理的油气匹配，进一步降低航空发动机燃烧室整个着陆起飞循环的污染排放水平。

采用贫油预混预蒸发（LPP）燃烧技术，提供了一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，该燃烧室头部采用中心分级方式组织燃烧，燃烧室头部结构分为主燃级和预燃级；预燃级采用双级旋流杯结构，以部分预混方式组织燃烧，满足燃烧稳定性和小工况的污染物排放的要求；主燃级采用轴向旋流器双预膜结构，以贫油预混预蒸发（LPP）方式在燃烧室中进行燃烧，贫油预混预蒸发（LPP）燃烧能够有效的降低燃烧污染物；双预膜式主燃级结构包括两级独立的集油环，两级轴向旋流器以及两级预膜板结构；每级集油环上有多个斜切的燃油喷射孔，每级燃油经喷孔喷出后撞击在预膜板上展成油膜；而在每级预膜板尾缘处，油膜在预膜板内外两侧的旋流作用下发生破碎，形成的液雾和空气不断的掺混，在主燃级出口形成均匀的油气混合物；双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构采用燃油分级方案，慢车等小工况下只有预燃级单独工作；而进场等中小工况下预燃级和主燃级一级共同工作，起飞等大工况下预燃级和主燃级两级同时供油工作；通过调节主燃级和预燃级的燃油比例保证整个燃烧室的油气匹配合理，降低污染物生成。

根据燃烧室内污染物的生成机理及试验研究结果可知：燃烧室的主燃区当量比在0.6～0.8范围内产生的NOx与CO很少。基于此原理，要兼顾NOx与CO、UHC的排放量都处于低值范围，应考虑两个因素：其一是主燃区的平均当量比，其二是主燃区平均当量比的均匀性，并且在所有航空发动机的工作情况下都应如此。而主燃区当量比的均匀性又主要取决于燃油雾化和油气掺混的均匀性，从燃烧方式讲，应采用均匀的预混燃烧，达到主燃区当量比均匀性要求以降低污染排放。本发明中的双预膜气动雾化主燃级采用贫油预混预蒸发技术，大部分燃烧空气从燃烧室头部进入燃烧区，使得燃烧室的主燃区当量比在0.6～0.8范围；同时双预膜气动雾化的设计保证了良好的燃油雾化和油气掺混，进而保证了主燃级出口的油气混合均匀性，达到降低大工况下燃烧室内污染物生成的目的。而预燃级采用部分预混燃烧方式，在保证整个燃烧室安全性的同时降低小工况下的污染物。

本发明与现有技术相比所具有的优点如下：

（1）、双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构采用燃油分级方案，通过调节主燃级和预燃级的燃油比例保证整个燃烧室的油气匹配合理，降低污染物生成；双预膜气动雾化方案有利于主燃级出口的燃油的周向分布和径向分布均匀性，有利于均匀燃烧，可有效的降低燃烧室的污染排放；

（2）、本发明采用单环腔燃烧室结构，燃烧用空气全部由头部供入，简化了燃烧室结构，主燃级内环、预燃级及燃油杆可设计为一体化结构，不仅能保证同心度，而且易于装配，具有模块化特征；

（3）、本发明采用中心分级燃烧概念，预燃级提供稳火源，保证整个燃烧室工作的稳定性和安全性，采用贫油预混预蒸发（LPP）的双预膜气动雾化主燃级实现低污染燃烧；这种燃烧室头部方案不仅能够有效的降低整个起飞着陆循环的污染排放水平，同时可确保航空发动机燃烧室的稳定性。

附图说明

图1是发动机结构示意图；

图2是燃烧室结构三维剖视图；

图3是本发明的燃烧室头部结构剖视图；

图4是本发明的主燃级结构局部剖视图；

图5是本发明的预燃级结构图，其中图5（a）预燃级结构立体图，图5（b）为预燃级结构剖视图；

图6是本发明头部油路结构剖视图；

图7是本发明旋流器和预膜板示意图；

图8是本发明主燃级内、外集油环喷射孔处局部剖视图；

图9是本发明的头部结构内、外环组件三维剖视图。

图中：1是风扇，2是低压压气机，3是高压压气机，4是燃烧室，5是高压涡轮，6是低压涡轮，7是风扇机匣，8是导向叶片，9是发动机外机匣，10是多通道扩压器，11是燃烧室外机匣，12是燃烧室内机匣，13是燃烧室外火焰筒，14是燃烧室内火焰筒，15是外环掺混孔，16是内环掺混孔，17是双预膜式主燃级组件，18是预燃级组件，19燃油喷嘴组件，20是挡溅盘，21是燃烧室头部端壁，22是主燃级外壁，23是主燃级二级轴向旋流器，24是主燃级一级轴向旋流器，25是主燃级二级预膜板，26是主燃级一级预膜板，27是主燃级二级集油环，28是主燃级二级集油环端壁，29是主燃级一级集油环端壁，30是预燃级油路，31是主燃级一级油路，32是主燃级二级油路，33是主燃级一级集油环，34是预燃级隔离段，35是预燃级文氏管，36是预燃级喷嘴，37是预燃级一级旋流器，38是预燃级一级旋流器叶片，39是预燃级二级旋流器，40是主燃级二级空气，41是主燃级一级空气，42是主燃级外环泠却孔，43是隔离段冷却孔，44是主燃级一级燃油喷射孔，45是主燃级二级燃油喷射孔，46是二级预膜板外侧空气，47是二级预膜板内侧空气，48是一级预膜板外侧空气，49是一级预膜板内侧空气，50是主燃级一级集油环端壁进油孔，51是主燃级二级集油环端壁进油孔，52是主燃级斜切孔空气，53是主燃级二级轴向旋流器叶片，54是主燃级一级轴向旋流器叶片，55是主燃级内环斜切孔，56头部端壁压板，57是主燃级外环组件，58是双预膜气动雾化燃烧室头部内环组件，59燃烧室头部内环组件安装配合面，60主燃级外环组件安装配合面，61二级预膜板安装槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1是发动机结构示意图；包括风扇1，低压压气机2，高压压气机3，燃烧室4，高压涡轮5，低压涡轮6，风扇机匣7，导向叶片8，发动机外机匣9。发动机工作时，空气经过风扇1压缩后，一部分经由由外涵道排出，一部分进入低压压气机2进一步压缩后，进入高压压气机3，高温高压空气再进入燃烧室4中与燃油燃烧，燃烧后形成的高温高压燃气进入到高压涡轮5和低压涡轮6，通过涡轮做功分别驱动高压压气机3和低压压气机2及风扇1。

如图2所示，燃烧室4为单环腔结构，燃烧室外机匣11和燃烧室内机匣12构成了燃烧室的外轮廓，并与前后的高压压气机3和高压涡轮5连接。高压压气机3的高速来流空气经过多通道扩压器10降速扩压后进入燃烧室4，空气由外火焰筒13和内火焰筒14的掺混孔和冷却孔，以及燃烧室头部的旋流器和冷却孔进入燃烧室主燃区内与燃油完成燃烧。在外环掺混孔15，内环掺混孔16以前的区域为燃烧区，掺混空气从掺混孔进入火焰筒，与燃烧区的高温燃气掺混，使出口温度分布达到设计要求。燃烧室头部沿整个发动机周向均匀布置，个数为12～30个，燃烧室头部的空气量占燃烧室总空气量的50%～75%。

图3是本发明的燃烧室头部结构剖视图，头部采用中心分级燃烧的模式。双预膜主燃级17和预燃级18按照同心的方式布置，预燃级18在中心，主燃级17布置在预燃级18外围。该燃烧室头部结构由双预膜主燃级17、预燃级18以及燃油杆19组成。整个燃烧室头部分为外环组件57和内环组件58两个模块。双预膜主燃级17占整个燃烧室4空气量的45%～70%，预燃级18占整个燃烧室4空气量的5%～15%。预燃级燃油喷嘴23结构是离心喷嘴、气动雾化喷嘴或组合式喷嘴，喷嘴流量数在18～35kg/(hr·MPa^0.5)之间，喷雾张角在70～110°之间。

图4是本发明的主燃级结构局部剖视图，双预膜式主燃级17由主燃级外壁22，主燃级二级轴向旋流器23，主燃级一级轴向旋流器24，主燃级二级预膜板25，主燃级一级预膜板26，主燃级二级集油环27，主燃级二级集油环端壁28，主燃级一级集油环33以及主燃级一级集油环端壁29构成。主燃级外壁22和主燃级二级轴向旋流器23以及主燃级二级预膜板25通过焊接成主燃级外环组件；主燃级一级轴向旋流器24内壁和主燃级一级集油环33外壁面联接固定，主燃级一级轴向旋流器24叶片外缘和主燃级二级集油环27内壁面联接固定；主燃级一级预膜板26前缘和主燃级一级轴向旋流器24的尾缘焊接固定。主燃级17进气分为主燃级二级空气40、主燃级一级空气41、主燃级斜切孔空气52以及冷却空气四股。一级空气41占主燃级13空气量的25%～50%，二级空气40占主燃级13空气量的45～70%。过旋流器的两级空气经各级预膜板后分为内外两股空气，对两级预膜板上形成的油膜进行雾化。两级旋流器叶片数目30～40，叶片厚度0.7～1.3mm，叶片角度20～35°，两级轴向旋流器旋向相同。

图5是本发明的预燃级结构图，图5（a）是本发明的预燃级结构立体图，图5（b）是本发明的预燃级结构剖视图，预燃级18采用了双级旋流器结构，由预燃级文氏管35、预燃级一级旋流器37、预燃级二级旋流器39焊接成一个整体。预燃级喷嘴36形成的油雾在预燃级两级旋流作用下雾化、蒸发，进而进入到燃烧区中。预燃级隔离段34上有隔离段冷却孔43对预燃级进行冷却。预燃级18中的两级旋流器的旋向相同或相反。

图6是本发明头部油路结构剖视图，燃烧室头部的全部燃油由燃油杆19供给，燃油杆19内包含三路燃油：预燃级油路30，主燃级一级油路31，主燃级二级油路32；主燃级一级燃油喷射孔44和主燃级二级燃油喷射孔45结构形式或者为直孔，或者为斜孔，每级喷射孔数目8～16个，喷射孔直径0.3～0.6mm；当喷射孔为斜孔时，斜孔角度为30°～50°。

图7是本发明旋流器和预膜板示意图，双预膜式主燃级旋流器为叶片式，如图中所示，主燃级二级旋流器23叶片尾缘有二级预膜板安装槽61，预膜板前缘嵌入安装槽内，并焊接成一个整体，预膜板厚度0.3～0.6mm。

图8是本发明主燃级内、外集油环喷射孔处局部剖视图，一级燃油喷射孔44和二级燃油喷射孔45是直射式小孔，开孔形式或者为直孔，或者为斜孔。燃油从喷射孔喷出后在预膜板上展成油膜，而后在旋转气流作用下雾化。每级喷射孔数目8～16个，喷射孔直径0.3～0.6mm；当喷射孔为斜孔时，斜孔角度为30°～50°。

图9是本发明的头部结构内、外环组件三维剖视图。如图中所示，本双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构采用一体化设计，具有模块化特点。整个头部结构分为主燃级外环组件57和内环组件58两部分，二者通过头部内环组件安装配合面59和主燃级外环组件安装配合面60安装配合并保证同心度要求，并且能够满足燃烧室的热膨胀要求。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述燃烧室头部结构采用中心分级方式组织燃烧，该双预膜气动雾化燃烧室头部结构由双预膜主燃级(17)，预燃级(18)，燃油杆(19)组成；所述双预膜式主燃级(17)通过燃烧室头部端壁(21)与火焰筒外壁(13)和火焰筒内壁(14)固定，预燃级(18)通过隔离段(34)与双预膜式主燃级(17)联接，并保证同心；所述双预膜式主燃级(17)由主燃级外壁(22)，主燃级二级轴向旋流器(23)，主燃级一级轴向旋流器(24)，主燃级二级预膜板(25)，主燃级一级预膜板(26)，主燃级二级集油环(27)，主燃级二级集油环端壁(28)，主燃级一级集油环(33)以及主燃级一级集油环端壁(29)构成；主燃级外壁(22)和主燃级二级轴向旋流器(23)以及主燃级二级预膜板(25)通过焊接成主燃级外环组件；主燃级外环组件经主燃级外壁(22)由头部端壁压板(56)固定在燃烧室头部端壁(21)上；主燃级一级轴向旋流器(24)内壁和主燃级一级集油环(33)外壁面联接固定，主燃级一级轴向旋流器(24)叶片外缘和主燃级二级集油环(27)内壁面联接固定；主燃级一级预膜板(26)前缘和主燃级一级轴向旋流器(24)的尾缘焊接固定；主燃级一级集油环端壁(29)和主燃级二级集油环端壁(28)分别与主燃级一级集油环(33)和主燃级二级集油环(27)焊接成一个整体；主燃级一级轴向旋流器(24)、主燃级一级集油环(33)、主燃级一级预膜板(26)、主燃级二级集油环(27)、主燃级一级集油环端壁(29)和主燃级二级集油环端壁(28)组成所述双预膜主燃级(17)的内环部分；主燃级二级集油环(27)的外壁圆柱面和主燃级二级轴向旋流器(23)的外壁圆柱面分别是双预膜主燃级(17)的内、外环安装配合面，二者之间的滑动配合可以保证燃烧室轴向热膨胀要求；所述双预膜式低污染燃烧室头部的预燃级(18)由预燃级文氏管(35)、预燃级一级旋流器(37)、预燃级二级旋流器(39)焊接成一个整体；所述双预膜式低污染燃烧室头部的燃油杆(19)分为预燃级油路(30)，主燃级一级油路(31)，主燃级二级油路(32)三个油路；主燃级一级油路(31)和主燃级二级油路(32)分别与主燃级一级集油环端壁(29)和主燃级二级集油环端壁(28)焊接成整体；预燃级燃油通过燃油杆(19)的预燃级油路(30)流入预燃级燃油喷嘴(36)中；双预膜主燃级(17)的一级燃油和二级燃油经燃油杆(19)的主燃级一级油路(31)和主燃级二级油路(32)分别流入主燃级一级集油环(33)及主燃级二级集油环(27)，再经由主燃级一级燃油喷射孔(44)、主燃级二级燃油喷射孔(45)分别喷射到主燃级一级预膜板(26)和主燃级二级预膜板(25)上展成油膜；一级油膜在一级预膜板外侧空气(48)，一级预膜板内侧空气(49)两股同向旋转空气的作用下雾化、蒸发；而二级油膜在二级预膜板外侧空气(46)，二级预膜板内侧空气(47)两股同向旋转空气作用下雾化、蒸发；所述双预膜式低污染燃烧室头部的主燃级(17)内两级油膜在气流作用下形成的液雾在主燃级(17)通道进一步破碎、蒸发，并与空气不断的掺混，在主燃级(17)出口处形成均匀的油气混合物；所述双预膜式低污染燃烧室头部的主燃级(17)在航空发动机慢车、进场工况只有一级燃油喷射孔(44)处于喷油工作状况，而在航空发动机爬升、起飞大工况主燃级两级油路均处于工作状态；

所述主燃级一级集油环(33)和所述主燃级二级集油环(27)构成了主燃级两个独立油路，有利于航空发动机燃烧室在不同工况下的油气匹配，有利于航空发动机燃烧室污染排放的降低；所述主燃级一级预膜板(26)和所述主燃级二级预膜板(25)布置在不同的径向位置上，其上形成的两级油膜有利于燃油的径向分布均匀性；

所述主燃级一级燃油喷射孔(44)和所述主燃级二级燃油喷射孔(45)结构形式或者为直孔，或者为斜孔，每级喷射孔数目8～16个，喷射孔直径0.3～0.6mm；当喷射孔为斜孔时，斜孔角度为30°～50°。

2.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级二级轴向旋流器(23)和所述主燃级一级轴向旋流器(24)结构是叶片式旋流器，单个旋流器叶片数目30～40，叶片厚度0.7～1.3mm，叶片角度20～35°；两级轴向旋流器旋向相同，均通过叶片尾缘和预膜板焊接。

3.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述双预膜主燃级(17)占整个燃烧室(4)空气量的45％～70％，所述预燃级(18)占整个燃烧室(4)空气量的5％～15％。

4.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述主燃级一级油路(31)在中小工况时燃油流量占总流量的65％～90％；在起飞及爬升大工况下主燃级一级油路(31)占总燃油量的比例为30％～45％，所述主燃级二级油路(32)占总燃油量的比例为30％～45％。

5.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述双预膜式低污染燃烧室头部在燃烧室(4)中沿周向均匀布置，头部数目为12～30个，燃烧室头部的空气量占燃烧室总空气量的50％～75％。

6.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级(15)采用的旋流器的级数为一级或二级；每级旋流器采用旋流器的结构是轴向旋流器，或是径向旋流器，或是切向旋流器；当预燃级(18)的级数n＝1时，旋流器直接与预燃级隔离段(34)连接；当预燃级(18)的级数n＝2时，两级旋流器先连接成一个整体，再经隔离段(34)连接到双预膜式主燃级(17)；当预燃级(18)的级数n＝2时，各级旋流器的旋流方向或是同旋，或是反旋。

7.根据权利要求1所述的一种双预膜气动雾化低污染燃烧室头部结构，其特征在于：所述预燃级燃油喷嘴(36)结构是离心喷嘴、气动雾化喷嘴或组合式喷嘴，喷嘴流量数在18～35kg/(hr·MPa^0.5)之间。