燃油喷嘴、燃烧室及燃气涡轮发动机的制作方法

本发明属于燃气涡轮发动机，尤其涉及一种燃油喷嘴、燃烧室及燃气涡轮发动机。

背景技术：

1、随着航空发动机技术的迅猛发展和人们环保意识的不断增强，低污染燃烧是现代民用航空发动机燃烧室的主要发展方向。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 environmentalprotection)标准对污染排放物(尤其针对nox)的规定已经非常严格，而新的caep8标准提出了将nox的排放在caep6的基础上降低15％，未来对民用航空发动机燃烧室污染排放会提出更高的要求。

2、航空发动机中，燃烧室是组织燃烧的区域，经过压气机的压缩空气进入燃烧室与燃油喷嘴喷出的燃气混合后燃烧产生高温燃气，带动涡轮做功，产生推力。燃油喷嘴是将燃油喷射进入燃烧室内与压缩空气进行雾化、掺混、燃烧。燃油喷嘴雾化主要包括压力雾化和离心雾化，目前先进燃油喷嘴一般结合两种雾化技术，达到较好的燃油雾化效果，有利于增大点火边界、降低污染排放。

3、目前燃油喷嘴分为单油路喷嘴、双油路喷嘴及多油路喷嘴(如三油路)等。针对双油路喷嘴，在航空发动机领域广泛采用并联双油路燃油喷嘴。该类型燃油喷嘴为双油路双喷口，具有供油范围宽、燃油雾化质量好、贫油熄火边界宽等优点。针对现有的双油路喷嘴，如何提升旋流效果、降低污染排放是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃油喷嘴，能够提升旋流效果同时降低污染排放。

2、为实现前述目的的燃油喷嘴，包括：

3、外壳体；

4、设置在所述外壳体内的第一油路，具有第一油路喷口，沿油路方向，所述第一油路喷口依次具有第一内收段、第一颈部以及第一预膜段，所述第一油路的内径在所述第一内收段逐渐减小、在所述第一颈部恒定，并在所述第一预膜段逐渐增大；以及

5、设置在所述外壳体内的第二油路，形成于所述第一油路与所述外壳体之间，具有第二油路喷口，沿所述油路方向，所述第二油路喷口依次具有第二内收段、第二颈部以及第二预膜段，所述第二油路的内径在所述第二内收段逐渐减小、在所述第二颈部恒定，并在所述第二预膜段逐渐增大；

6、其中，所述第一油路中具有第一旋流槽，所述第二油路中具有第二旋流槽，所述第一旋流槽与所述第二旋流槽以相同的旋向开设，以使流经所述第一旋流槽以及所述第二旋流槽的燃油产生同向旋转。

7、在一个或多个实施例中，沿油路方向，所述第一颈部具有第一长度，所述第一预膜段具有第二长度；

8、所述第一颈部具有第一直径，所述第一预膜段呈具有第一张角的渐扩锥形状；

9、其中，所述第二长度与所述第一长度的比值为1.5至2.5，所述第一长度与所述第一直径的比值为1.1至1.5，所述第一张角的取值为40度至70度。

10、在一个或多个实施例中，沿油路方向，所述第二颈部具有第三长度，所述第二预膜段具有第四长度；

11、所述第二颈部具有第二直径，所述第二预膜段呈具有第二张角的渐扩锥形状；

12、其中，所述第四长度与所述第三长度的比值为4至6，所述第三长度与所述第二直径的比值为0.15至0.3，所述第二张角的取值为70度至100度。

13、在一个或多个实施例中，所述外壳体包括沿所述油路方向依次设置的油管外壳以及第二油路喷嘴单元，所述第二油路喷嘴单元提供所述第二油路喷口，所述燃油喷嘴包括设置于所述外壳体内的：

14、第一油管，具有第一出口；

15、第二油管，套设于所述第一油管外侧，具有第二出口；

16、油路连接器，具有旋流芯、沿油路连接器轴向贯穿开设的旋流芯通槽以及在所述旋流芯通槽外周环设的多个连接孔，于所述第二油路喷嘴单元内侧分别连接所述第一出口以及所述第二出口，所述第一旋流槽开设于所述油路连接器中，将所述旋流芯通槽与所述油路连接器外侧连通；以及

17、第一油路喷嘴单元，于所述第二油路喷嘴单元内侧套设于所述油路连接器外周侧，内部具有所述第一油路喷口，外周侧开设有第二旋流槽；

18、其中，所述旋流芯通槽将所述第一出口与所述第一油路喷口连通，以使在所述第一油路中燃油自所述第一油管流入后，流经所述旋流芯通槽以及所述第一旋流槽后，自所述第一油路喷口喷出；

19、所述连接孔将所述第二出口与所述第二油路喷口连通，以使在所述第二油路中的燃油自所述第二油管流入后，流经所述连接孔以及所述第二旋流槽后，自所述第二油路喷口喷出。

20、在一个或多个实施例中，所述第二油路喷嘴单元外侧套设有防磨衬套，所述防磨衬套设置于第二油路喷嘴单元中靠近第二油路喷口的一侧。

21、在一个或多个实施例中，所述第二油路喷嘴单元与所述油管外壳之间和/或所述油路连接器与所述第二油管之间和/或所述油路连接器与所述第一油管之间和/或所述第二油路喷嘴单元与所述防磨衬套之间和/或所述油路连接器与所述第一油路喷嘴单元之间通过焊接连接。

22、在一个或多个实施例中，所述旋流芯通槽为环绕旋流芯开设的3至5个。

23、在一个或多个实施例中，所述旋流芯通槽为贯穿开设的直槽。

24、另一方面，根据本申请的一些实施例，提供了一种燃烧室，其包括如前所述的燃油喷嘴。

25、又一方面，根据本申请的一些实施例，提供了一种燃气涡轮发动机，其包括如前所述的燃烧室。

26、本方面的有益效果在于：

27、当燃油通过具有本构型的燃油喷嘴喷出时，第一油路中的燃油自第一油路喷口的第一颈部处喷出，在第一预膜段及之后的空间雾化，随后与压缩空气掺混。第二油路中的燃油自第二油路喷口的第二颈部处喷出，在第二预膜段及之后的空间雾化，随后与压缩空气掺混，使得燃油喷嘴内的两股油路都存在预膜结构，可有效提高燃油雾化效果。

28、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种燃油喷嘴，其特征在于，包括：

2.如权利要求1的燃油喷嘴，其特征在于，沿油路方向，所述第一颈部具有第一长度，所述第一预膜段具有第二长度；

3.如权利要求1的燃油喷嘴，其特征在于，沿油路方向，所述第二颈部具有第三长度，所述第二预膜段具有第四长度；

4.如权利要求1的燃油喷嘴，其特征在于，所述外壳体包括沿所述油路方向依次设置的油管外壳以及第二油路喷嘴单元，所述第二油路喷嘴单元提供所述第二油路喷口，所述燃油喷嘴包括设置于所述外壳体内的：

5.如权利要求4的燃油喷嘴，其特征在于，所述第二油路喷嘴单元外侧套设有防磨衬套，所述防磨衬套设置于第二油路喷嘴单元中靠近第二油路喷口的一侧。

6.如权利要求5的燃油喷嘴，其特征在于，所述第二油路喷嘴单元与所述油管外壳之间和/或所述油路连接器与所述第二油管之间和/或所述油路连接器与所述第一油管之间和/或所述第二油路喷嘴单元与所述防磨衬套之间和/或所述油路连接器与所述第一油路喷嘴单元之间通过焊接连接。

7.如权利要求4的燃油喷嘴，其特征在于，所述旋流芯通槽为环绕旋流芯开设的3至5个。

8.如权利要求4的燃油喷嘴，其特征在于，所述旋流芯通槽为贯穿开设的直槽。

9.一种燃烧室，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的燃油喷嘴。

10.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括如权利要求9所述的燃烧室。

技术总结
本发明的目的在于提供一种燃油喷嘴、燃烧室及燃气涡轮发动机，燃油喷嘴包括外壳体以及设置于外壳体内的第一油路以及第二油路，第一油路具有第一油路喷口，沿油路方向，第一油路喷口依次具有第一内收段、第一颈部以及第一预膜段；第二油路，成于第一油路与外壳体之间，具有第二油路喷口，沿油路方向，第二油路喷口依次具有第二内收段、第二颈部以及第二预膜段；其中，第一油路中具有第一旋流槽，第二油路中具有第二旋流槽，第一旋流槽与第二旋流槽以相同的旋向开设，以使流经第一旋流槽以及第二旋流槽的燃油产生同向旋转，通过本燃油喷嘴能够提升旋流效果同时降低污染排放。

技术研发人员：杨继虎,宋国倩,陈浩,冯晓星
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15