CN110953603B - 一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置 - Google Patents

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Abstract

本发明专利是关于一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，包括喷雾装置壳体、预燃级喷嘴、主燃级喷嘴，所述预燃级喷嘴和主燃级喷嘴安装在喷雾装置壳体上，所述主燃级喷嘴位于径向分级的内环，所述预燃级喷嘴位于径向分级的外环；本发明通过多头部的设计，将三处喷嘴整合为一体，简化了燃油系统，节省了重量；同时通过优化油路的布局，使得喷嘴壳体内部结构更为紧凑，使得一体式的空气隔热层可以对整个油路主流进行热防护。

Description

一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置
技术领域
本发明属于航空发动机技术领域，涉及一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置。
背景技术
燃油喷嘴为航空发动机主燃烧室中的重要部件，其主要功能为将燃油雾化，喷入燃烧室中与空气掺混燃烧。随航空发动机飞行包线的扩大，燃烧室油气比变化范围变大，随之燃油流量范围也越来越宽广，故现代航空发动机燃烧室燃油喷嘴一般设计为双油路以满足宽广的燃油流量范围。未来发动机包线的飞行高度和飞行马赫数进一步提高，同时结合考虑发动机承受温度限制下的流通能力需求，燃烧室截面流速已经迫近专业内设计准则，采用常规双油路供油设计下燃油供给量变化范围超出现有燃油泵供给能力范围，燃烧室尺寸远远超出现有常规燃烧室；使得燃烧室在宽范围高效组织燃烧、点火传焰及火焰稳定上都产生了一定的难度。径向分级主燃烧室通过采用双环腔结构形式的火焰筒及分级供油的三油路燃油供给方案可以进行有效解决；但采用上述技术方案，如使用传统结构喷嘴，会使得喷嘴数量成倍增加，造成燃油系统过于臃肿，对安装及维护都造成一定困难；同时高空高马赫数状态下燃烧室进口温度的不断攀升，如不采取合理措施会造成燃油喷嘴内燃油温度上升，为防止燃油结焦需对喷嘴装置进行热防护设计，进一步提升了喷嘴装置的结构复杂性。本发明的目的是针对以上问题，提供一种结构简单、紧凑的方案。
发明内容
本发明专利的目的：为实现径向分级主燃烧室分区供油、满足宽范围供油能力，满足燃烧室地面及高空点火需求、满足燃烧室宽范围工作需求、满足良好的热防护性，本发明提出一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置。
本发明专利的技术方案是：
本发明提供一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，包括喷雾装置壳体、预燃级喷嘴、主燃级喷嘴，所述预燃级喷嘴和主燃级喷嘴安装在喷雾装置壳体上，所述主燃级喷嘴位于径向分级的内环，所述预燃级喷嘴位于径向分级的外环。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述喷雾装置壳体包括进油接嘴，燃油从所述进油接嘴进入喷雾装置壳体，通过所述喷雾装置壳体内的油路导流至预燃级喷嘴和主燃级喷嘴。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述预燃级喷嘴有两个。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述预燃级喷嘴以壳体中心截面左右对称分布。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述进油接嘴有三个，分别对应一条油路，第一油路连接两个预燃级喷嘴，第二油路连接主燃级喷嘴的副油路，第三油路连接主燃级喷嘴的主油路。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述第一油路为环腔形油路，在预燃级喷嘴截面位置分为两股燃油，同时为两处预燃级喷嘴供油。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述第二油路和第三油路为圆孔形油路。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述第二油路和第三油路位于第一油路形成的环内，所述第一油路形成的环外，设置有环腔形空气隔热层。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述预燃级喷嘴包括预燃级旋流芯和预燃级主喷口。
优选的，所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，所述主燃级喷嘴包括主燃级旋流芯、主燃级主喷口、主燃级副喷口。
本发明专利的有益效果是：
本发明提出的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置在传统离心式喷嘴的结构形式上、通过多头部的设计，将3处喷嘴整合为一体，简化了燃油系统，节省了重量；同时通过优化油路的布局，使得喷嘴壳体内部结构更为紧凑，使得一体式的空气隔热层可以对整个油路主流进行热防护。
附图说明
图1为一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置示意图；
图2A各油路及空气隔热层分布示意图；
图2B各油路及空气隔热层结构示意图
图3预燃级喷嘴结构示意图；
图4主燃级喷嘴结构示意图；
1为喷雾装置壳体，2为进油接嘴，3为预燃级旋流芯，4为预燃级主喷口、5为主燃级旋流芯、6为主燃级副喷口、7为主燃级主喷口，8为第一油路，9为第二油路，10为第三油路，11为环腔形空气隔热层，12为预燃级喷嘴，13为主燃级喷嘴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
参阅图1，一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置采取分区供油形式，位于径向分级外环的两处预燃级喷嘴12为单油路喷嘴，位于径向分级内环的主燃级喷嘴13为双油路喷嘴。预燃级喷嘴12及主燃级喷嘴通13过螺纹安装在喷雾装置壳体1上，两处预燃级喷嘴12以喷雾装置壳体1中心截面左右对称分布。位于喷雾装置壳体1上方的三处进油接嘴2分别连接第一、第二及第三油路。
参阅图2A及图2B，本发明的喷雾装置壳体1内部包含三路油路，三路油路通过隔板隔开防止窜油，其中第一油路8为环腔形油路，第二油路9、第三油路10为圆孔形油路，且第一油路环绕在第二、第三油路外围。第一油路8在预燃级喷嘴径向位置分为两股燃油，在燃烧室点火时为两处预燃级喷嘴12供油，配合预燃级涡流器保证在高空下稳定点火；第二油路9及第三油路10为圆孔形油路，在点火成功后为主燃级喷嘴13的主、副油路供油，保证大状态下的燃烧性能。
进一步的，在第一油路8与喷雾装置壳体1之间设置环腔形空气隔热层11形成三油路一体式隔热层，在高温环境下实现对燃油的热防护，防止燃油结焦，隔热层沿油路延伸至喷嘴处，隔热屏厚度为3～4mm。
参阅图3，本专利喷雾装置的预燃级喷嘴12为单油路离心喷嘴设计，在主喷口上布设空气隔热层，预燃级旋流芯3上开有2～4处旋流槽。
参阅图4，本专利喷雾装置的主燃级喷嘴13为双油路离心喷嘴设计，在主喷口上布设空气隔热层，主燃级旋流芯5及主燃级副喷口6上开有2～4处旋流槽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，包括喷雾装置壳体、预燃级喷嘴、主燃级喷嘴，所述预燃级喷嘴和主燃级喷嘴安装在喷雾装置壳体上，所述主燃级喷嘴位于径向分级的内环，所述预燃级喷嘴位于径向分级的外环；所述喷雾装置壳体包括进油接嘴，燃油从所述进油接嘴进入喷雾装置壳体，通过所述喷雾装置壳体内的油路导流至预燃级喷嘴和主燃级喷嘴；所述预燃级喷嘴有两个；所述预燃级喷嘴以壳体中心截面左右对称分布。
2.根据权利要求1所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述进油接嘴有三个，分别对应一条油路，第一油路连接两个预燃级喷嘴，第二油路连接主燃级喷嘴的副油路，第三油路连接主燃级喷嘴的主油路。
3.根据权利要求2所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述第一油路为环腔形油路，在预燃级喷嘴截面位置分为两股燃油，同时为两处预燃级喷嘴供油。
4.根据权利要求3所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述第二油路和第三油路为圆孔形油路。
5.根据权利要求4所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述第二油路和第三油路位于第一油路形成的环内，所述第一油路形成的环外，设置有环腔形空气隔热层。
6.根据权利要求1所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述预燃级喷嘴包括预燃级旋流芯和预燃级主喷口。
7.根据权利要求1所述的一种适用于径向分级主燃烧室的多油路燃油喷雾装置，其特征在于，所述主燃级喷嘴包括主燃级旋流芯、主燃级主喷口、主燃级副喷口。
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