CN116518418A - 一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，属于燃烧室领域，以解决现有技术存在的无法消除角涡等问题。该一体化结构包括一体式设置的燃烧室头部、帽锥和隔热屏；燃烧室头部包括供燃料管路、中心值班级钝体、多级轮毂、多级旋流叶片；各级轮毂末端设有一体化文氏管结构；帽锥与多级轮毂的尾端相接，帽锥与中截面相交所得的型线关于燃烧室头部的中心轴线对称；帽锥包括斜坡段和渐缩段；隔热屏位于帽锥之后、并与多级轮毂的尾端相接；隔热屏由中截面上的预定抛物线绕燃烧室头部的中心轴线旋转360°而得；隔热屏的边界延伸至帽锥，且与帽锥相接处设有纰缝。本发明的上述一体化结构能够适用于结构强度需求较高的应用场景。

Description

一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室领域，具体涉及一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构。

背景技术

由于燃气轮机燃烧室结构复杂性，很多时候无法兼顾结构的精细程度与结构强度。目前的低排放燃烧室，为了实现低排放甚至超低排放，其头部的结构设计以及气动设计往往是十分复杂，同时燃烧室头部、隔热屏、火焰筒等部件之间相对安装位置对于燃烧室的效果也有很大影响。

国内近年也有一些关于燃烧室头部一体化结构的申请。专利号为202210790806.X公开了一种燃气轮机燃烧室贫油预混一体化头部结构，该一体化结构中只包含了燃烧室头部以及燃料供给管道，并未包含隔热屏和火焰筒帽锥部分，无法起到仅靠头部就能实现消除角涡以及缓震的作用。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，用以解决现有技术存在的上述至少一个问题。

根据本发明的一方面，提供了一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，包括：燃烧室头部、帽锥和隔热屏；所述燃烧室头部、帽锥和隔热屏为一体式设置；所述燃烧室头部包括供燃料管路、中心值班级钝体、多级轮毂、多级旋流叶片；所述多级轮毂中各级轮毂的末端分别设有一体化文氏管结构；所述帽锥与所述多级轮毂的尾端相接，所述帽锥与中截面相交所得的型线关于所述燃烧室头部的中心轴线对称；所述帽锥包括斜坡段和渐缩段，所述斜坡段上设有第一冷却孔；所述隔热屏位于帽锥之后、并与所述多级轮毂的尾端相接；所述隔热屏具有如下外表面形状：由所述中截面上的预定抛物线绕所述燃烧室头部的中心轴线旋转360°而得，所述预定抛物线的顶点位于所述中心轴线上；所述隔热屏上设有第二冷却孔，且所述隔热屏的边界延伸至帽锥，且与帽锥相接处设有纰缝。

进一步地，所述中心值班级钝体上设斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔；所述中心值班级钝体及多级轮毂由内至外同轴嵌套；所述多级轮毂中各级轮毂均采用渐缩式；所述中心值班级钝体外嵌套的多级轮毂按照由内至外级别递增的顺序设置；所述多级轮毂包括最低级轮毂至最高级轮毂；所述多级旋流叶片包括最低级旋流叶片至最高级旋流叶片；所述中心值班级钝体与最低级轮毂之间设有最低级旋流叶片；相邻的两级之间设有与较高级轮毂的级别相同的旋流叶片；所述多级旋流叶片中各级旋流叶片的上游设有对应的燃料喷射孔。

进一步地，所述帽锥的斜坡段与中心轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角取值范围为30°～60°；所述斜坡段与中心轴线的最远距离等于所述燃烧室头部出口半径的1.5～2倍；所述斜坡段上设有第一冷却孔，所述第一冷却孔孔径为0.6～1mm；所述帽锥的渐缩段与中心轴线之间具有第二夹角，所述第二夹角取值范围为0～30°。

进一步地，所述隔热屏采用的抛物线曲线饱满值为0.3～0.8，其上设有多圈第二冷却孔；所述隔热屏与所述帽锥之间的最小距离为4～10mm。

进一步地，所述隔热屏上下均匀布置两排纰缝，所述纰缝高度为2～4mm，宽度为4～6mm，纰缝之间的间距为8～12mm。

进一步地，所述多级轮毂为二级轮毂，包括第一级轮毂和第二级轮毂；所述多级旋流叶片为二级旋流叶片，包括第一级旋流叶片和第二级旋流叶片；所述中心值班级钝体、第一级轮毂、第二级轮毂由内至外同轴嵌套；所述第一级旋流叶片位于中心值班级钝体和第一级轮毂之间，所述第一级旋流叶片的上游设有第一级燃料喷射孔；所述第二级旋流叶片位于第一级轮毂和第二级轮毂之间，所述第二级旋流叶片的上游设有第二级燃料喷射孔；所述帽锥与第二级轮毂尾端相接；所述隔热屏位于帽锥之后与第二级轮毂尾端相接。

进一步地，各级轮毂末端不处于同一轴向位置，沿着所述中心轴线方向从左至右依次顺序为：中心值班级钝体末端、第一级轮毂末端、第二级轮毂末端；所述中心值班级钝体端面上有4～7个轴向燃料喷射孔，距离端面5～8mm处沿周向均匀布置4～6个斜径向喷射孔，孔径为1mm～1.5mm；第一级轮毂渐缩段与中心轴线之间具有第三夹角，所述第二级轮毂渐缩段与中心轴线之间具有第四夹角，第三夹角和第四夹角的取值范围均为30°～60°；所述第一级旋流叶片包括6～8个叶片，所述第二级旋流叶片包括12～16个叶片，所述第一级旋流叶片和所述第二级旋流叶片的每个叶片迎风侧和背风侧均布置3个燃料喷射孔，孔径为0.6～1mm。

本发明的一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其将燃烧室较复杂部分设计成一体化结构，不仅有利于安装和拆卸，而且能够保证在剧烈的燃烧过程中结构所起效果不会发生改变。

在本发明的实施例中，采用低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，可实现燃烧室关键部分的拆卸、安装与维护。

在本发明的实施例中，燃烧室头部采用同轴分级塔式结构，可实现分级分区燃烧，减少压力损失，加速气流，防止头部烧蚀，尽可能增大头部进气量，降低污染物排放。

在本发明的实施例中，帽锥的斜坡段具有引流作用，隔热屏采用抛物线旋成面形式，可一定程度上消除角涡，改善出口温度场分布。

在本发明的实施例中，隔热屏可保护帽锥不被高温烧蚀，采用抛物线旋成面形式，选择合适的曲率可起到缓震作用，提高结构强度。

附图说明

图1是本发明实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的结构示意图；

图2是本发明实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构与火焰筒安装的示意图；

图3是图1的中截面A-A剖面示意图；

图4是本发明实施例的隔热屏抛物线形状和位置的示意图；

图5是本发明实施例的隔热屏纰缝尺寸和位置示意图；

图6是本发明实施例的隔热屏的立体视图；

图7是图6的右视图；

图8A是本发明优选实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的前视图；

图8B是本发明优选实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的后视图；

图8C是本发明优选实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的侧视图；

图8D是本发明优选实施例的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的俯视图；

图9A和图9B是本发明消除角涡的作用过程的示意图。

图中：1：燃烧室头部；1a：供燃料管路；1b：中心值班级钝体；1c：第一级轮毂；1d：第二级轮毂；1e：第一级旋流叶片；1f：第二级旋流叶片；2a：帽锥；2b：帽锥上的第一冷却孔；3a：隔热屏；3b：隔热屏上的第二冷却孔；3c：纰缝；4：火焰筒；5：安装座；6：燃烧室头部的中心轴线；7：帽锥的斜坡段；8：帽锥的渐缩段；9：隔热屏的抛物线；A-A：中截面；β：第一级轮毂渐缩段与中心轴线的夹角；γ：第二级轮毂渐缩段与中心轴线的夹角；φ：帽锥斜坡段与中心轴线的夹角；θ：帽锥渐缩段与中心轴线的夹角；R：燃烧室头部出口半径；h：斜坡段与中心轴线的最远距离；l：隔热屏与帽锥之间的最小距离；a：纰缝高度；b：纰缝宽度；10：剪切层；11：角涡。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，在下文中将结合附图对本发明的示范性实施方式或实施例进行描述。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式或实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

示例性装置

根据本发明的实施例，提供了一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，包括：燃烧室头部、帽锥和隔热屏；所述燃烧室头部、帽锥和隔热屏为一体式设置；所述燃烧室头部包括供燃料管路、中心值班级钝体、多级轮毂、多级旋流叶片；所述多级轮毂中各级轮毂的末端分别设有一体化文氏管结构；所述帽锥与所述多级轮毂的尾端相接，所述帽锥与中截面相交所得的型线关于所述燃烧室头部的中心轴线对称；所述帽锥包括斜坡段和渐缩段，所述斜坡段上设有第一冷却孔；所述隔热屏位于帽锥之后、并与所述多级轮毂的尾端相接；所述隔热屏具有如下外表面形状：由所述中截面上的预定抛物线绕所述燃烧室头部的中心轴线旋转360°而得，所述预定抛物线的顶点位于所述中心轴线上；所述隔热屏上设有第二冷却孔，且所述隔热屏的边界延伸至帽锥，且与帽锥相接处设有纰缝。

图1示出了上述一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的结构示意图。

如图1所示，低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构包括燃烧室头部1、帽锥2a和隔热屏3a。

其中，燃烧室头部1、帽锥2a和隔热屏3a为一体式设置，这样使得整体结构的连接处较小，更简化，结构强度更高，能够适用于一些结构强度需求较高的场景。

如图2所示，上述一体化结构适于通过安装座5与火焰筒4装配，帽锥2a末端用于与火焰筒4前端密封连接。

燃烧室头部1包括供燃料管路1a、中心值班级钝体1b、多级轮毂、多级旋流叶片。

在本发明的实施例中，多级轮毂中各级轮毂的末端分别设有一体化文氏管结构，以能够在各级旋流器出口处通过所述文氏管结构来消除角涡。

帽锥2a与多级轮毂的尾端相接，帽锥2a与中截面相交所得的型线关于燃烧室头部1的中心轴线6对称；帽锥2a包括斜坡段7和渐缩段8，斜坡段7上设有第一冷却孔2b。

在现有技术中，隔热屏和帽锥都没有斜坡度，而在本发明的实施例中，帽锥2a的斜坡段7的斜坡斜度尽量与隔热屏3a的抛物线曲率保持一致，或者设置其斜坡度使得能够配合隔热屏3a的抛物线曲率，由此能够进一步消除角涡。

隔热屏3a位于帽锥2a之后、并与多级轮毂的尾端相接；隔热屏3a具有如下外表面形状：由中截面上的预定抛物线9绕燃烧室头部1的中心轴线6旋转360°而得，预定抛物线9的顶点位于中心轴线6上；隔热屏3a上设有第二冷却孔3b，且隔热屏3a的边界延伸至帽锥2a，且与帽锥2a相接处设有纰缝3c，如图1所示。

图4是本发明实施例的隔热屏抛物线形状和位置的示意图，图5是图4的左斜下视图，示出了隔热屏纰缝尺寸和位置。如图4所示，假设预定抛物线9对应的横坐标(中心轴线6所在直线方向)为(x₀，+∞)，预定抛物线9是关于x轴(中心轴线6)对称的，取预定抛物线9在[x₁，x₂]范围的部分绕中心轴线6旋转一周所得到的曲面便是隔热屏的外表面形状。其中，x₀<x₁<x₂。

如图1所示，隔热屏3a的一端(图中所示的左侧)连接多级轮毂的尾端(即多级轮毂的最右端)，并且在隔热屏3a与多级轮毂之间还设置有帽锥2a，帽锥2a的一端(图中所示的左侧)也是连接到多级轮毅的尾端。帽锥2a分为两段，一段是斜坡段7，一段是渐缩段8，斜坡段7也是一种渐增段。渐缩段8的一端连接多级轮毂尾端，另一端向远离燃烧室头部1的方向(即图中所示右方)延伸，以连接火焰筒4，如图2所示。参见图1，隔热屏3a在帽锥2a之后(也就是右侧)连接多级轮毅尾端，另一端也是向远离燃烧室头部1的方向延伸，由于隔热屏3a是一个外扩型的结构，而帽锥2a在隔热屏3a的外侧，而且帽锥2a的前段(如图所示的左段)是扩张段、后段(如图所示的右段)是渐缩段，这样，随着隔热屏3a的不断扩张，便会与外侧减缩的帽锥2a的渐缩段相遇，二者相遇处便是连接处，在该连接处，设有两排纰缝，如图1-图4所示，纰缝即在连接的位置设有多个矩形孔，孔与孔之间设有固定间距。或者，纰缝也可以是锯齿缝，等等。

作为示例，中心值班级钝体1b上设斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔；中心值班级钝体1b及多级轮毂由内至外同轴嵌套；多级轮毂中各级轮毂均采用渐缩式；中心值班级钝体1b外嵌套的多级轮毂按照由内至外级别递增的顺序设置；多级轮毂包括最低级轮毂至最高级轮毂；多级旋流叶片包括最低级旋流叶片至最高级旋流叶片；中心值班级钝体1b与最低级轮毂之间设有最低级旋流叶片；相邻的两级之间设有与较高级轮毂的级别相同的旋流叶片；多级旋流叶片中各级旋流叶片的上游设有对应的燃料喷射孔。

作为示例，帽锥2a的斜坡段7与中心轴线6之间具有第一夹角，第一夹角取值范围为30°～60°；斜坡段7与中心轴线6的最远距离等于燃烧室头部1出口半径的1.5～2倍；斜坡段7上设有第一冷却孔，第一冷却孔孔径为0.6～1mm；帽锥2a的渐缩段8与中心轴线6之间具有第二夹角，第二夹角取值范围为0～30°。

作为示例，隔热屏3a采用的抛物线9曲线饱满值为0.3～0.8，其上设有多圈第二冷却孔；隔热屏3a与帽锥2a之间的最小距离为4～10mm。

作为示例，隔热屏3a上下均匀布置两排纰缝3c，纰缝3c高度为2～4mm，宽度为4～6mm，纰缝3c之间的间距为8～12mm。

在一个示例中，多级轮毂例如为二级轮毂，包括第一级轮毂1c和第二级轮毂1d；多级旋流叶片例如为二级旋流叶片，包括第一级旋流叶片1e和第二级旋流叶片1f。应当理解的是，本发明的上述多级轮毂和多级旋流叶片并不限于上述二级轮毂和二级旋流叶片，在其他示例中，也可是三级轮毂、三级旋流叶片等，这里不再赘述。

在该示例中，如图3所示，中心值班级钝体1b、第一级轮毂1c、第二级轮毂1d由内至外同轴嵌套；第一级旋流叶片1e位于中心值班级钝体1b和第一级轮毂1c之间，第一级旋流叶片1e的上游设有第一级燃料喷射孔；第二级旋流叶片1f位于第一级轮毂1c和第二级轮毂1d之间，第二级旋流叶片1f的上游设有第二级燃料喷射孔。如图1所示，帽锥2a与第二级轮毂1d尾端相接；隔热屏3a位于帽锥2a之后(图中例如以左侧为前、右侧为后)与第二级轮毂1d尾端相接。

在该示例中，各级轮毂末端不处于同一轴向位置，沿着中心轴线6方向从左至右依次顺序为：中心值班级钝体1b末端、第一级轮毂1c末端、第二级轮毂1d末端；中心值班级钝体1b端面上有4～7个轴向燃料喷射孔，距离端面5～8mm处沿周向均匀布置4～6个斜径向喷射孔，孔径为1mm～1.5mm；第一级轮毂1c渐缩段与中心轴线6之间具有第三夹角，第二级轮毂1d渐缩段与中心轴线6之间具有第四夹角，第三夹角和第四夹角的取值范围均为30°～60°；第一级旋流叶片1e包括6～8个叶片，第二级旋流叶片1f包括12～16个叶片，第一级旋流叶片1e和第二级旋流叶片1f的每个叶片迎风侧和背风侧均布置3个燃料喷射孔，孔径为0.6～1mm。

优选实施例

下面结合图1-图7以及图8A-图8D来描述本发明的一个优选实施例。

如图1所示，在本实施例中，低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构包括：燃烧室头部1、帽锥2a和隔热屏3a，三部分为一体式，参见图2，所述一体化结构例如可以通过安装座5与火焰筒4装配，帽锥2a末端与火焰筒4前端密封连接。

本实施例中，燃烧室头部1包括供燃料管路1a、中心值班级钝体1b、第一级轮毂1c、第二级轮毂1d、第一级旋流叶片1e、第二级旋流叶片1f。

图8A-图8D分别示出了上述低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构的前视图、后视图、侧视图和俯视图。

中心值班级钝体1b端面上有4～7个轴向燃料喷射孔，距离端面5～8mm处沿周向均匀布置4～6个斜径向喷射孔，孔径为1mm～1.5mm；中心值班级钝体1b、第一级轮毂1c、第二级轮毂1d由内至外同轴嵌套，且各级轮毂末端不处于同一轴向位置，沿着燃烧室头部中心轴线6方向从左至右依次顺序为：中心值班级钝体1b末端、第一级轮毂1c末端、第二级轮毂1d末端；第一级轮毂1c、第二级轮毂1d均采用渐缩式，且末端设有一体化文氏管结构；第一级轮毂1c渐缩段与中心轴线6之间夹角为β，所述第二级轮毂1d渐缩段与中心轴线6之间夹角为γ，β和γ取值范围为30°～60°；第一级旋流叶片1e位于中心值班级钝体1b和第一级轮毂1c之间，叶片上游设燃料喷射孔；第二级旋流叶片1f位于第一级轮毂1c和第二级轮毂1d之间，叶片上游设燃料喷射孔；第一级旋流叶片1e个数为6～8，第二级旋流叶片1f个数为12～16，每个叶片迎风侧和背风侧均布置3个燃料喷射孔，孔径为0.6～1mm。

本实施例中，帽锥2a与第二级轮毂1d尾端相接，中截面A-A上帽锥2a的型线关于燃烧室头部中心轴线6对称，由斜坡段7和渐缩段8两部分构成；斜坡段7与中心轴线6夹角为φ，φ取值为30°～60°，与中心轴线6的最远距离h为燃烧室头部1出口半径R的1.5～2倍，上设3～4冷却孔，孔径为0.6～1mm；渐缩段8与中心轴线6夹角为θ，θ取值为0～30°；帽锥2a均匀壁厚为1.5～3mm。

所述隔热屏3a位于帽锥2a之后，与帽锥2a之间的最小距离l为4～10mm，与第二级轮毂1d尾端相接；形状由中截面A-A上的抛物线9绕燃烧室头部中心轴线6旋转360°得到，抛物线9顶点位于中心轴线6上，曲线饱满值Rho为0.3～0.8，其上设3～4圈冷却孔3b，孔径为0.6～1mm；隔热屏3a的边界延伸至帽锥2a，且与帽锥2a上下相接处均匀布置两排纰缝3c，如图5所示，纰缝3c高度a例如为2～4mm，宽度b例如为4～6mm，纰缝3c之间的间距例如为8～12mm；隔热屏3a均匀壁厚为1.5～3mm。图6是本发明实施例的隔热屏的立体视图；图7是图6的右视图。

图9A和图9B示出了本发明消除角涡的作用过程。

如图9A所示，图中流线箭头方向表示气体流动方向。在燃烧室头部1出口(即旋流器出口)附近，气体的速度、温度和压强明显高于燃烧室内其他区域，这部分高温高压气体形成剪切层10。另外，隔热屏3内侧的气压和温度均高于外侧，一部分主流空气从隔热屏3上的冷却孔3a进入燃烧室后，会在隔热屏3内侧形成一层气膜，气膜紧贴隔热屏3，能够将隔热屏3内侧的高温环境与隔热屏3外侧进行隔离，对燃烧室起到很好的隔热作用，同时，也对燃烧室头部起到保护作用。另一部分主流空气从主流空气入口进入燃烧室后，遇到剪切层10的阻挡，改变流动方向，在剪切层10与帽锥2所形成的拐角处形成角涡11，角涡会使得燃料聚集，造成此处温度过高烧蚀壁面，因此必须通过调控帽锥2和隔热屏3的相对位置和形状来达到消除角涡11的目的。

如图9B所示，通过调控帽锥2的斜坡段7的角度φ以及隔热屏3的弯曲程度直至与剪切层10的斜度基本保持一致，并调整隔热屏3和帽锥2斜坡段2a之间的相对位置，就得到了没有角涡11的结构。主流空气进入燃烧室后被剪切层10阻挡，只能沿气膜流动，且由于隔热屏3与斜坡段7之间的距离足够小，两者之间的空间内也无法形成角涡，最终呈现的效果是角涡几乎完全消除，这将十分有利于燃烧以及提升设备的使用寿命。

综上，本实施例提供了一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，包括：燃烧室头部、帽锥、隔热屏，三个部件为一体化结构，其末端的帽锥部分与火焰筒前端密封连接；燃烧室头部包括供燃料管路、中心值班级钝体、第一级轮毂、第二级轮毂、第一级旋流叶片、第二级旋流叶片，值班级中心钝体、第一级轮毂、第二级轮毂由内至外同轴嵌套，第一、二级轮毂均采用渐缩式，末端设有一体化文氏管结构，旋流叶片位于轮毂之间的流道；帽锥与第二级轮毂尾端相接，帽锥由斜坡段和渐缩段组成；隔热屏位于帽锥之后，形状由中截面上的抛物线绕中心轴线旋转360°得到，合适的曲率可起到缓震作用、提高结构强度，抛物线顶点位于中心轴线上，隔热屏边界延伸至帽锥，且与帽锥相接处设有纰缝。本发明便于拆卸、安装与维护，可实现分级、分区燃烧，防止头部烧蚀，降低污染物排放，一定程度上消除角涡，改善出口温度场。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于，包括：燃烧室头部(1)、帽锥(2a)和隔热屏(3a)；

所述燃烧室头部(1)、帽锥(2a)和隔热屏(3a)为一体式设置；

所述燃烧室头部(1)包括供燃料管路(1a)、中心值班级钝体(1b)、多级轮毂、多级旋流叶片；所述多级轮毂中各级轮毂的末端分别设有一体化文氏管结构；

所述帽锥(2a)与所述多级轮毂的尾端相接，所述帽锥(2a)与中截面相交所得的型线关于所述燃烧室头部(1)的中心轴线(6)对称；所述帽锥(2a)包括斜坡段(7)和渐缩段(8)，所述斜坡段(7)上设有第一冷却孔(2b)；

所述隔热屏(3a)位于帽锥(2a)之后、并与所述多级轮毂的尾端相接；所述隔热屏(3a)具有如下外表面形状：由所述中截面上的预定抛物线(9)绕所述燃烧室头部(1)的中心轴线(6)旋转360°而得，所述预定抛物线(9)的顶点位于所述中心轴线(6)上；所述隔热屏(3a)上设有第二冷却孔(3b)，且所述隔热屏(3a)的边界延伸至帽锥(2a)，且与帽锥(2a)相接处设有纰缝(3c)。

2.根据权利要求1所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于，

所述中心值班级钝体(1b)上设斜径向燃料喷射孔和轴向燃料喷射孔；所述中心值班级钝体(1b)及多级轮毂由内至外同轴嵌套；所述多级轮毂中各级轮毂均采用渐缩式；

所述中心值班级钝体(1b)外嵌套的多级轮毂按照由内至外级别递增的顺序设置；所述多级轮毂包括最低级轮毂至最高级轮毂；所述多级旋流叶片包括最低级旋流叶片至最高级旋流叶片；

所述中心值班级钝体(1b)与最低级轮毂之间设有最低级旋流叶片；

相邻的两级之间设有与较高级轮毂的级别相同的旋流叶片；

所述多级旋流叶片中各级旋流叶片的上游设有对应的燃料喷射孔。

3.根据权利要求1或2所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于：

所述帽锥(2a)的斜坡段(7)与中心轴线(6)之间具有第一夹角，所述第一夹角取值范围为30°～60°；所述斜坡段(7)与中心轴线(6)的最远距离等于所述燃烧室头部(1)出口半径的1.5～2倍；所述斜坡段(7)上设有第一冷却孔，所述第一冷却孔孔径为0.6～1mm；所述帽锥(2a)的渐缩段(8)与中心轴线(6)之间具有第二夹角，所述第二夹角取值范围为0～30°。

4.根据权利要求1或2所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于，所述隔热屏(3a)采用的抛物线(9)曲线饱满值为0.3～0.8，其上设有多圈第二冷却孔；所述隔热屏(3a)与所述帽锥(2a)之间的最小距离为4～10mm。

5.根据权利要求1或2所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于，所述隔热屏(3a)上下均匀布置两排纰缝(3c)，所述纰缝(3c)高度为2～4mm，宽度为4～6mm，纰缝(3c)之间的间距为8～12mm。

6.根据权利要求1或2所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于：

所述多级轮毂为二级轮毂，包括第一级轮毂(1c)和第二级轮毂(1d)；

所述多级旋流叶片为二级旋流叶片，包括第一级旋流叶片(1e)和第二级旋流叶片(1f)；

所述中心值班级钝体(1b)、第一级轮毂(1c)、第二级轮毂(1d)由内至外同轴嵌套；所述第一级旋流叶片(1e)位于中心值班级钝体(1b)和第一级轮毂(1c)之间，所述第一级旋流叶片(1e)的上游设有第一级燃料喷射孔；所述第二级旋流叶片(1f)位于第一级轮毂(1c)和第二级轮毂(1d)之间，所述第二级旋流叶片(1f)的上游设有第二级燃料喷射孔；

所述帽锥(2a)与第二级轮毂(1d)尾端相接；

所述隔热屏(3a)位于帽锥(2a)之后与第二级轮毂(1d)尾端相接。

7.根据权利要求1或2所述的低排放燃烧室头部、隔热屏和帽锥一体化结构，其特征在于：

各级轮毂末端不处于同一轴向位置，沿着所述中心轴线(6)方向从左至右依次顺序为：中心值班级钝体(1b)末端、第一级轮毂(1c)末端、第二级轮毂(1d)末端；

所述中心值班级钝体(1b)端面上有4～7个轴向燃料喷射孔，距离端面5～8mm处沿周向均匀布置4～6个斜径向喷射孔，孔径为1mm～1.5mm；第一级轮毂(1c)渐缩段与中心轴线(6)之间具有第三夹角，所述第二级轮毂(1d)渐缩段与中心轴线(6)之间具有第四夹角，第三夹角和第四夹角的取值范围均为30°～60°；

所述第一级旋流叶片(1e)包括6～8个叶片，所述第二级旋流叶片(1f)包括12～16个叶片，所述第一级旋流叶片(1e)和所述第二级旋流叶片(1f)的每个叶片迎风侧和背风侧均布置3个燃料喷射孔，孔径为0.6～1mm。