CN113154444B - 一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，这种燃烧室进气结构由弯管气路通道和中间旋流结构组成，增加了一种弯管型的气路通道，弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线以及油路旋转通道中轴线的连线均有一定的角度，即可用来控制空气旋转的强度与旋转气流扩散的面积。当气流从弯管喷出，气流给弯管一个反作用力，实现了一体化结构的旋转，旋转机构用滚珠连接，使得弯管喷出的气流发生了旋转，旋转机构带动了油路旋转支板转动，燃油旋转实现了油路的旋转离心作用，本发明实现了旋流雾化一体化，结构简单，可方便用运用与其他领域，同时也强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机燃烧室的技术领域，具体涉及一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构。
背景技术
目前航空发动机作为工业皇冠上的明珠，是一个国家在材料，紧密加工，控制设计方面的高端科技技术水平的体现。航空发动机的关在在于核心机的研发，其由压缩机，燃烧室以及高压涡轮组成，二燃烧室是其中生产动力的主要部件。在燃烧室中，来自压气机的高压气体与燃烧室内的燃料进行充分地我混合燃烧，释放出的热能使湿气温度增加，高温的燃气进入后面的涡轮和喷管膨胀做功，从而完成了整个动力输出过程。
燃油雾化主要是靠喷嘴来实现，喷嘴是燃烧室中的重要部件，其性能好坏对燃烧过程影向极大。航空燃气轮机上采用的喷嘴从雾化原理上可分为两大类:压力雾化和空气雾化(航空发动机上一般为低压差空气雾化)。压力雾化是将液体加压后通过小孔喷出，多压力势能转换为动能，从而获得相对于环境空气更高的流动速度，在气、液两相之间强烈剪切作用下，实现液体的雾化。
旋流器是使燃烧室主燃气流进入燃烧区的部件。旋流器装在火焰筒头部中间，由多个以一定角度安装的叶片组成，使气流旋转，形成回流区，强化湍流，实现燃油与空气的快速掺混，保证了火焰的稳定。
发明内容
本发明主要针对燃气轮机燃烧室的技术领域的一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，具体为：这种燃烧室进气结构由弯管气路通道和中间旋流结构组成，增加了一种弯管型的气路通道。当气流从弯管喷出，气流给弯管一个反作用力，实现了一体化结构的旋转，气流给弯管一个反作用力，而又弯管空气管、前置滚珠挡板、后置滚珠挡板、离心式喷嘴收缩段管、油路旋转支板以及油路旋转通道壁为一体化结构，实现了一体化结构的旋转，一体化结构与径向控制滚珠板之间用滚珠联接，一体化旋转机构带动了油路旋转支板的旋转，油路旋转支板带动了燃油旋转，实现了离心式喷嘴中的燃油旋转运动，最后从离心式喷嘴喷口喷出，实现了燃油的雾化，其中弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线以及油路旋转通道中轴线的连线均有一定的角度，即可用来控制空气旋转的强度与旋转气流扩散的面积，本发明实现了旋流雾化一体化，同时也强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。
技术方案
本发明的目的是为了实现一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构。
本发明技术方案如下：
一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：包括弯管空气管，离心式喷嘴喷口，离心式喷嘴收缩段管，弯管空气管道进口，弯管空气管道出口，前置滚珠挡板，后置滚珠挡板，油路旋转支板，径向控制滚珠板，油路旋转通道，滚珠，弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线有一定的角度，弯管的转弯部与油路旋转通道中轴线的连线均有一定的角度。
所述的一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：弯管空气管、前置滚珠挡板、后置滚珠挡板、离心式喷嘴收缩段管、油路旋转支板以及油路旋转通道壁为一体化结构。
所述的一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：弯管空气管道流通截面面积的总和所能通过的气体量能满足来自扩压器气体总体积的1/3-1/2。
所述的一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：油路旋转支板为V字形，均匀的布置在旋流腔内部油路管壁上，油路旋转支板的长度与旋流腔的总长度保持一致，高度跟数量可根据所需要的旋流强度决定，但高度不能达到旋流腔的内径尺寸。
所述一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线有一定的角度，夹角在30°～60°之间。
所述一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：弯管的转弯部与油路旋转通道中轴线的连线有一定的角度，夹角在30°～60°之间。
所述一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：离心式喷嘴的具体物理性质由旋流腔、收缩段的长度、喷口口径的大小以及油路旋转支板共同决定。
所述一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：中间通道为离心式喷嘴部分，弯管空气管周向布列在中间离心式喷嘴周围，数量可根据实际情况以及加工难易程度来定。
本发明具有以下有益效果：
(1)当气流从弯管喷出，气流给弯管一个反作用力，实现了一体化结构的旋转，旋转机构用滚珠连接，使得弯管喷出的气流发生了旋转，旋转机构带动了油路旋转支板转动，燃油旋转实现了油路的旋转离心作用，本发明实现了旋流雾化一体化(2)滚珠的联结处可进行润滑处理，有很方便的处理方式，增加了这种结构的普遍性。(3)在发生突发状况滚珠被卡死的情况下，弯管空气管路也可实现旋流以及中间离心式喷嘴变为直射式喷嘴，并不影响常规的旋流与雾化。(4)弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线以及油路旋转通道中轴线的连线均有一定的角度，即可用来控制空气旋转的强度与离心式喷嘴雾化的效果。
附图说明
图1：为一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构的整体外观图；
图2：为一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构局部放大图(图1中的圈)；
图3：为一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构背面图；
图4：为一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构弯管与弯管气路通道中轴线所成的角度图；
图5：为一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构滚珠部剖视图；
图中：1、弯管空气管 2、离心式喷嘴喷口 3、离心式喷嘴收缩段管 4、弯管空气管道出口 5、前置滚珠挡板 6、弯管空气管道进口 7、后置滚珠挡板 8、油路旋转支板 9、油路旋转通道 10、径向控制滚珠板 11、滚珠P、径向喷射孔与轴向进气口之间的夹角
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
结合图1一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构的整体外观图，图2一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构局部放大图(图1中的圈)，图3一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构背面图，图4一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构弯管与弯管气路通道中轴线所成的角度图，图5一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构滚珠部剖视图，该发明了实现了当气流从弯管喷出，气流给弯管一个反作用力，实现了一体化结构的旋转，旋转机构用滚珠连接，使得弯管喷出的气流发生了旋转，旋转机构带动了油路旋转支板转动，燃油旋转实现了油路的旋转离心作用，本发明实现了旋流雾化一体化，结构简单，可方便用运用与其他领域，同时也强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。
具体过程：来自于扩压器的空气以一定的速度到达燃气轮机燃烧室进口处时，空气从弯管空气管道进口(图3中的6)，气流从弯管喷出到燃烧室，气流给弯管一个反作用力，而又弯管空气管(图2中的4)、前置滚珠挡板(图2中的5)、后置滚珠挡板(图3中的7)、离心式喷嘴收缩段管(图2中的3)、油路旋转支板(图3中的8)以及油路旋转通道(图3中的9)壁为一体化结构，实现了一体化结构的旋转，一体化结构与径向控制滚珠板(图4中的10)之间用滚珠联接，一体化旋转机构带动了油路旋转支板的旋转，当燃油从油路旋转通道(图3中的9)流入到旋流室时，油路旋转支板带动了燃油旋转，实现了离心式喷嘴中的燃油旋转运动，最后进入到离心式喷嘴收缩段管，再从离心式喷嘴喷口(图2中的2)喷出，实现了燃油的雾化，其中弯管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线以及油路旋转通道中轴线的连线均有一定的角度，即可用来控制空气旋转的强度与旋转气流扩散的面积，本发明实现了旋流雾化一体化，结构简单，可方便用运用与其他领域，同时也强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。
Claims (2)
1.一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：包括弯管空气管，离心式喷嘴喷口，离心式喷嘴收缩段管，弯管空气管道进口，弯管空气管道出口，前置滚珠挡板，后置滚珠挡板，油路旋转支板，径向控制滚珠板，油路旋转通道，滚珠；油路旋转支板为V字形，均匀的布置在油路旋转通道内部油路管壁上，油路旋转支板的长度与油路旋转通道的总长度保持一致，高度跟数量根据所需要的旋流强度决定，但高度不能达到油路旋转通道的内径尺寸；油路旋转通道为离心式喷嘴部分，弯管空气管周向布列在中间离心式喷嘴周围，数量根据实际情况以及加工难易程度来定；弯管空气管的转弯部与弯管空气管道出口连线之间中轴线所成的夹角为30°～60°；弯管空气管的转弯部与油路旋转通道中轴线的连线所成的夹角为30°～60°；空气从弯管空气管道进口进入，气流从弯管空气管喷出到燃烧室，气流给弯管一个反作用力，而又弯管空气管、前置滚珠挡板、后置滚珠挡板、离心式喷嘴收缩段管、油路旋转支板以及油路旋转通道壁为一体化结构，实现了一体化结构的旋转，一体化结构与径向控制滚珠板之间用滚珠联接，一体化旋转机构带动了油路旋转支板的旋转，当燃油进入油路旋转通道时，油路旋转支板带动了燃油旋转，实现了离心式喷嘴中的燃油旋转运动。
2.根据权利要求1所述一种旋流雾化一体化的燃气轮机燃烧室头部进气结构，其特征在于：弯管空气管流通截面面积的总和所能通过的气体量满足来自扩压器气体总体积的1/3-1/2。
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