本實(shí)用新型涉及一種燃燒器，具體地是涉及一種帶有主噴嘴組件和微型噴嘴組件的燃燒室及采用其的燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和鍋爐。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，在分布式能源、管道輸送、應(yīng)急電源、艦船動(dòng)力等方面有廣泛應(yīng)用。燃?xì)廨啓C(jī)的一種重要機(jī)型是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)改型而來(lái)，這種航改型燃?xì)廨啓C(jī)相比于內(nèi)燃機(jī)，具有重量輕、體積小、啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)勢(shì)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型地面燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)路線一般是：渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇切頂，改燃油燃燒室為燃?xì)馊紵遥∠矅姽茉黾觿?dòng)力渦輪輸出動(dòng)力，增加或改造相應(yīng)的輔機(jī)系統(tǒng)。該技術(shù)路線在國(guó)內(nèi)外都有成功的案例。目前在將航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型為地面燃?xì)廨啓C(jī)過(guò)程中面臨的主要的技術(shù)困難是燃燒室的低污染改造。從航空發(fā)動(dòng)機(jī)向地面燃?xì)廨啓C(jī)的改造，使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)由推力輸出改變?yōu)殡娏騽?dòng)力輸出，使得最終產(chǎn)品需要滿足的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了變化。改為地面燃?xì)廨啓C(jī)后必須要滿足國(guó)家為地面燃?xì)廨啓C(jī)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中最主要的是要滿足燃?xì)廨啓C(jī)污染物排放的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)由于環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)的霧霾、酸雨等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了人們的生活。國(guó)家為控制產(chǎn)生污染物的燃燒設(shè)備如鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)等的排放制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的舊設(shè)備將逐漸被淘汰，新設(shè)備將不允許上市。當(dāng)前燃?xì)廨啓C(jī)等燃燒設(shè)備主要的污染排放物是一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_X)和未燃碳?xì)?UHC)。其中，CO和 UHC的排放通過(guò)技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，需要嚴(yán)格控制的排放物是NO_X。NO_X的生成機(jī)理包括：熱力型、快速型和燃料型，其中熱力型機(jī)理是當(dāng)前燃燒設(shè)備生成NO_X的主要機(jī)理。熱力型NO_X來(lái)自高溫環(huán)境下空氣中的氮?dú)馀c氧氣的反應(yīng)，因此降低NO_X的主要措施是降低燃燒過(guò)程中火焰的溫度，普遍措施是采用預(yù)混燃燒。

通常的預(yù)混燃燒設(shè)備如燃?xì)廨啓C(jī)低排放燃燒室，為了實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的充分預(yù)混不得不增加燃料與空氣預(yù)混段的長(zhǎng)度；為了預(yù)混火焰的穩(wěn)定還需要增加燃燒空間，導(dǎo)致燃燒室火焰筒的體積增大；為了控制預(yù)混燃燒振蕩還需要增加諧振腔等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致總的燃燒室結(jié)構(gòu)笨重且復(fù)雜。同時(shí)燃燒控制和調(diào)整也很復(fù)雜，需要增加很多的調(diào)節(jié)閥和管路。這樣的燃燒技術(shù)不論是對(duì)鍋爐、還是燃?xì)廨啓C(jī)都有很多弊端。尤其對(duì)于從航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型而來(lái)的燃?xì)廨啓C(jī)，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)緊湊、燃燒室空間有限，應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)所需要的改造工作量巨大，而且仍面臨控制復(fù)雜、調(diào)節(jié)困難等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種燃燒室及采用其的燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和鍋爐，以解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有主噴嘴組件和微型噴嘴組件的燃燒室，包括擴(kuò)壓器、主噴嘴組件、微型噴嘴組件、火焰筒和燃燒室機(jī)匣，其中所述擴(kuò)壓器設(shè)置在所述燃燒室機(jī)匣端部，將進(jìn)入燃燒室的高溫高壓空氣降速擴(kuò)壓；所述火焰筒設(shè)置于所述燃燒室機(jī)匣內(nèi)，一部分空氣經(jīng)過(guò)所述火焰筒壁面上的冷卻孔進(jìn)入所述火焰筒內(nèi)，對(duì)所述火焰筒的高溫部分進(jìn)行冷卻；其特征在于：

所述火焰筒前端設(shè)置有所述主噴嘴組件和微型噴嘴組件，通過(guò)擴(kuò)壓管進(jìn)入的大部分空氣通過(guò)所述主噴嘴組件和微型噴嘴組件的空氣通道與噴入的燃料混合后，在所述火焰筒內(nèi)燃燒；

所述微型噴嘴組件包含燃料總管和N個(gè)微型噴嘴單元，其中N為自然數(shù)，且微型噴嘴單元扇形夾角β與微型噴嘴單元數(shù)量N之間滿足N×β＝360；所述微型噴嘴單元包含若干個(gè)微型噴嘴，其中微型噴嘴的外徑為 3～15mm，相鄰微型噴嘴中心距為微型噴嘴外徑的1.1～2倍；以及

所述微型噴嘴單元內(nèi)包含若干個(gè)配合環(huán)，且配合環(huán)的數(shù)量與主噴嘴組件的主噴嘴數(shù)量相等，所述主噴嘴組件的主噴嘴裝配在所述配合環(huán)內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種采用如上所述的燃燒室的燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及鍋爐。

基于上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有的預(yù)混燃燒技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的主體結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，尤其適用于航改型燃?xì)廨啓C(jī)；(2)采用微型噴嘴噴注燃料，燃料與空氣混合充分，容易達(dá)到更低的燃燒排放，該燃燒室的排放物CO、NO_X均可低于25ppm@15％O₂，符合 GB13223等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；(3)多路燃料分級(jí)可以實(shí)現(xiàn)靈活的燃燒調(diào)整； (4)采用前置燃料噴射有效抑制了預(yù)混燃燒面臨的燃燒振蕩問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的帶主噴嘴和微型噴嘴的燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A剖面圖；

圖3為本實(shí)用新型的燃燒室的主噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中C-C剖面圖；

圖5為圖3中所示主噴嘴的三維剖視圖；

圖6為本實(shí)用新型的燃燒室的微型噴嘴組件的排布示意圖；

圖7為圖6中所示的微型噴嘴組件中單個(gè)微型噴嘴結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖8為圖7中B-B剖面圖；

圖9為本實(shí)用新型的微型噴嘴組件的三維剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型的帶主噴嘴和微型噴嘴的燃燒室的三維剖視圖；

圖11為本實(shí)用新型的技術(shù)方案在分管形燃燒室中的一種應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述實(shí)施例的范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有主噴嘴組件和微型噴嘴組件的燃燒室，包括擴(kuò)壓器、主噴嘴組件、微型噴嘴組件、火焰筒和燃燒室機(jī)匣，其中擴(kuò)壓器設(shè)置在燃燒室機(jī)匣端部，將進(jìn)入燃燒室的高溫高壓空氣降速擴(kuò)壓；火焰筒設(shè)置于燃燒室機(jī)匣內(nèi)，火焰筒前端設(shè)置有主噴嘴組件和微型噴嘴組件，通過(guò)擴(kuò)壓管進(jìn)入的大部分空氣通過(guò)該主噴嘴組件和微型噴嘴組件的空氣通道與噴入的燃料混合后，在火焰筒內(nèi)燃燒；剩余一部分空氣經(jīng)過(guò)火焰筒壁面上的冷卻孔進(jìn)入火焰筒內(nèi)，對(duì)火焰筒的高溫部分進(jìn)行冷卻。

該微型噴嘴組件包含燃料總管和N個(gè)微型噴嘴單元，其中N為自然數(shù)，且微型噴嘴單元扇形夾角β與微型噴嘴單元數(shù)量N之間滿足N×β＝360；微型噴嘴單元包含若干個(gè)微型噴嘴，其中微型噴嘴的外徑為3～15mm，相鄰微型噴嘴中心距為微型噴嘴外徑的1.1～2倍；以及

微型噴嘴單元內(nèi)包含若干個(gè)配合環(huán)，且配合環(huán)的數(shù)量與主噴嘴組件的主噴嘴數(shù)量相等，主噴嘴組件的主噴嘴裝配在該配合環(huán)內(nèi)。

作為優(yōu)選，該燃燒室還包括位于擴(kuò)壓器與主噴嘴組件之間的前置燃料噴射組件，該前置燃料噴射組件包括前置燃料噴射管，用于將前置燃料噴入擴(kuò)壓器后的高速氣流中，與空氣快速摻混，起到抑制燃燒振蕩的作用。

作為優(yōu)選，前置燃料噴射組件的燃料噴射方向與擴(kuò)壓器排出的氣流方向成60°～120°夾角，優(yōu)選值為90°；

前置燃料噴射管是一個(gè)帶有燃料噴射孔的環(huán)形圓管，其通過(guò)接口管固定在擴(kuò)壓器后的機(jī)匣壁面上。

作為優(yōu)選，主噴嘴組件包括雙通道噴嘴桿、燃料分配器和主噴嘴；其中該雙通道噴嘴桿包括兩個(gè)燃料通道，分別輸入主預(yù)混燃料和擴(kuò)散燃料。主噴嘴由燃料噴射葉片、旋流葉片、中心鈍體前端、中心鈍體、燃料分隔板和噴嘴機(jī)匣等組成。

作為優(yōu)選，主噴嘴組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間滿足：

K/H＝1.5～2.5，優(yōu)選值為2；其中K為噴嘴機(jī)匣內(nèi)徑，H為中心鈍體外徑；

L/K＝0.3～0.8，優(yōu)選值為0.5；其中L為中心鈍體端面與噴嘴機(jī)匣端面間的距離；

旋流葉片與中心鈍體中心線的夾角為20°～60°，優(yōu)選值為35°；

燃料噴射孔與中心鈍體中心線的夾角為10°～60°，優(yōu)選值為45度；

每只雙通道噴嘴桿連接至少一個(gè)主噴嘴及相應(yīng)的燃料分配器。

作為優(yōu)選，微型噴嘴包括中心體、環(huán)繞中心體設(shè)置的微旋流葉片和包圍微旋流葉片的微型噴嘴機(jī)匣，微型噴嘴機(jī)匣含有1～8個(gè)微型燃料噴射孔；

作為優(yōu)選，中心體的前端為流線型結(jié)構(gòu)；

作為優(yōu)選，微型噴嘴中微旋流葉片的數(shù)量為2～12個(gè)；

作為優(yōu)選，中心體外徑與微型噴嘴機(jī)匣內(nèi)徑之比為0.2～0.6，優(yōu)選值為 0.5；

作為優(yōu)選，微型噴嘴固定在微型噴嘴單元前蓋和后蓋之間，且微型噴嘴中微型噴嘴機(jī)匣所含的燃料噴射孔包含在微型噴嘴組前蓋、后蓋及外殼形成的空間內(nèi)。

作為優(yōu)選，火焰筒由兩個(gè)同心的圓環(huán)組成；火焰筒的前端與微型噴嘴組件中的微型噴嘴外殼的內(nèi)、外圓弧面相連接；火焰筒的外壁面固定在燃燒室外機(jī)匣上，火焰筒的后端搭接在燃?xì)廨啓C(jī)渦輪入口段；

作為優(yōu)選，火焰筒的冷卻采用氣膜冷卻、肋片冷卻、發(fā)散冷卻中的一種或其組合。

作為優(yōu)選，該燃燒室的燃料噴射方式包括前置燃料噴射、主預(yù)混燃料噴射、擴(kuò)散燃料噴射和微型預(yù)混燃料噴射中的至少之一。

作為優(yōu)選，該燃燒室為環(huán)形、分管形、環(huán)管型或單管型燃燒室。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種包括如上所述的燃燒室的燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及鍋爐。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種燃燒室，包括：擴(kuò)壓器、前置燃料噴射組件、主噴嘴組件、微型噴嘴組件、火焰筒和燃燒室機(jī)匣等，其中：

主噴嘴組件包括雙通道噴嘴桿、噴嘴安裝座、燃料分配器和主噴嘴，其中主噴嘴由燃料噴射葉片、旋流葉片、中心鈍體前端、中心鈍體、燃料分隔板和噴嘴機(jī)匣等組成；以及

微型噴嘴組件由燃料總管和微型噴嘴單元等組成，其中微型噴嘴單元由微型噴嘴、微型噴嘴單元燃料進(jìn)口、燃料均布器、微型噴嘴單元外殼、微型噴嘴單元前蓋、微型噴嘴單元后蓋、配合環(huán)等組成；

前置燃料噴射組件由前置燃料噴射管、接口管和安裝座等組成，其燃料噴射方向與擴(kuò)壓器排出的氣流方向成60°～120°夾角，優(yōu)選值為90°。

該燃燒室中，主噴嘴組件包含主預(yù)混和擴(kuò)散兩路燃料管路，其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間滿足：K/H＝1.5～2.5，優(yōu)選值為2；L/K＝＝0.3～0.8，優(yōu)選值為0.5；旋流葉片與中心鈍體中心線的夾角為20°～60°，優(yōu)選值為35°；燃料噴射孔與中心鈍體中心線的夾角為10°～60°，優(yōu)選值為45度；每只雙通道噴嘴桿連接至少一個(gè)主噴嘴及相應(yīng)的燃料分配器。

該燃燒室中，微型噴嘴組件包含N(N≥1)個(gè)微型噴嘴單元，其中微型噴嘴單元扇形夾角β與微型噴嘴單元數(shù)量N之間滿足N×β＝360；微型噴嘴單元包含配合環(huán)的數(shù)量與主噴嘴組件包含的主噴嘴數(shù)量相等；微型噴嘴單元包含若干個(gè)微型噴嘴，其中微型噴嘴的外徑為3～15mm，相鄰微型噴嘴中心距為微型噴嘴外徑的1.1～2倍。

微型噴嘴包括中心體、微旋流葉片和微型噴嘴機(jī)匣等，其中微型噴嘴機(jī)匣含有1～8個(gè)微型燃料噴射孔，中心體的前端為流線型結(jié)構(gòu)；微型噴嘴中微旋流葉片的數(shù)量為2～12個(gè)，中心體外徑與微型噴嘴機(jī)匣內(nèi)徑之比為 0.2～0.6，優(yōu)選值為0.5；微型噴嘴固定在微型噴嘴單元前蓋和后蓋之間，且微型噴嘴中微型噴嘴機(jī)匣所含的燃料噴射孔包含在微型噴嘴組前蓋、后蓋及外殼形成的空間內(nèi)。

該燃燒室中，火焰筒主要由兩個(gè)同心的圓環(huán)組成?；鹧嫱驳那岸伺c微型噴嘴組件中的微型噴嘴外殼的內(nèi)、外圓弧面相連接；火焰筒的外壁面通過(guò)銷釘固定在燃燒室外機(jī)匣上，火焰筒的后端搭接在燃?xì)廨啓C(jī)渦輪入口段。火焰筒的壁面可以采用氣膜冷卻、肋片冷卻、發(fā)散冷卻等以及組合的冷卻方式。

該燃燒室的優(yōu)選組合包括了前置燃料噴射、主預(yù)混燃料噴射、擴(kuò)散燃料噴射和微型預(yù)混燃料噴射等四種燃料噴射方式，但并不是在應(yīng)用中必須同時(shí)包含這四種燃料噴射方式。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種包括如上所述的帶有微型噴嘴的燃燒室的燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及鍋爐等設(shè)備。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案作進(jìn)一步闡述說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1、2，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有主噴嘴320和微型噴嘴420 的低排放燃燒室，其包括擴(kuò)壓器1、前置燃料噴射組件2、主噴嘴組件3、微型噴嘴組件4、火焰筒5和燃燒室機(jī)匣(燃燒室外機(jī)匣6和燃燒室內(nèi)機(jī)匣7)等。特別的是采用了主噴嘴320和微型噴嘴420組合的燃料噴注方式，具體的燃料噴注是通過(guò)主噴嘴組件3和微型噴嘴組件4實(shí)現(xiàn)的。

本實(shí)用新型所述的低排放燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)的主要部件，其作用是實(shí)現(xiàn)燃料的化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)換，并降低了燃燒過(guò)程污染物的產(chǎn)生。從燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)排出的高溫高壓空氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器1降速擴(kuò)壓后，大部分空氣進(jìn)入本實(shí)用新型所述的主噴嘴組件3和微型噴嘴組件4中的空氣通道中，與相應(yīng)噴入的燃料混合后，在主噴嘴320和微型噴嘴420的下游進(jìn)行燃燒。另一部分經(jīng)過(guò)火焰筒5壁面上的冷卻孔進(jìn)入火焰筒內(nèi)，對(duì)火焰筒的高溫部分進(jìn)行冷卻，防止火焰筒在高溫下燒蝕。本實(shí)用新型的獨(dú)特之處在于采用了主噴嘴320和微型噴嘴420相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了靈活的燃燒組織和調(diào)整。本實(shí)用新型所述的燃燒室內(nèi)的燃料按作用分為四種：前置燃料、主預(yù)混燃料、擴(kuò)散燃料和微預(yù)混燃料。前置燃料通過(guò)前置燃料噴射組件2噴入擴(kuò)壓器1后的高速氣流中，與空氣快速摻混，主要起抑制燃燒振蕩的作用。預(yù)混燃料和微預(yù)混燃料通過(guò)主噴嘴組件3和微型噴嘴組件4與空氣充分摻混，實(shí)現(xiàn)預(yù)混燃燒，達(dá)到減少燃燒高溫區(qū)、降低NO_x等污染物排放的目的。擴(kuò)散燃燒通過(guò)主噴嘴組件3中的擴(kuò)散管路噴入燃燒室主燃燒區(qū)內(nèi)，在燃燒室點(diǎn)火和低工況下主要起穩(wěn)定火焰的作用。

本實(shí)用新型所述的主噴嘴組件3包括雙通道噴嘴桿302、噴嘴安裝座 301、燃料分配器303和主噴嘴320，其中主噴嘴320由燃料噴射葉片321、旋流葉片323、中心鈍體前端311、中心鈍體319、燃料分隔板314和噴嘴機(jī)匣316等組成，詳見(jiàn)圖3～5。經(jīng)過(guò)主噴嘴組件3噴注的燃料分為兩種：主預(yù)混燃料和擴(kuò)散燃料。主預(yù)混燃料通過(guò)雙通道噴嘴桿302中的通道305 進(jìn)入燃料分配器303內(nèi)的通道307中，穿過(guò)噴嘴機(jī)匣316與燃料噴射葉片 321安裝位置對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔進(jìn)入燃料噴射葉片321內(nèi)即通道325中，再經(jīng)過(guò)燃料噴射葉片321上燃料噴射孔322噴入來(lái)自擴(kuò)壓器1的空氣中，與空氣摻混形成可燃混合氣。擴(kuò)散燃料也由雙通道噴嘴桿302供入，其通過(guò)雙通道噴嘴桿302中的另一通道304進(jìn)入燃料分配器303內(nèi)的通道306中，穿過(guò)噴嘴機(jī)匣316與旋流葉片323安裝位置對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔進(jìn)入旋流葉片323內(nèi)即通道324中，之后進(jìn)入中心鈍體319內(nèi)的環(huán)形通道315中，從中心鈍體 319端面的燃料噴射孔317噴出，與經(jīng)過(guò)旋流葉片323旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向后的空氣摻混燃燒。擴(kuò)散燃料主要在燃燒室點(diǎn)火和低工況時(shí)使用，在燃燒穩(wěn)定后和高工況下擴(kuò)散燃料即被關(guān)閉。主噴嘴組件3中各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間滿足以下關(guān)系(參見(jiàn)圖4，5)：①K/H＝1.5～2.5，優(yōu)選值為2；②L/K＝0.3～0.8，優(yōu)選值為 0.5；③旋流葉片323與中心鈍體319中心線的夾角為20度至60度，優(yōu)選值為35度；④燃料噴射孔317與中心鈍體319中心線的夾角為10度至60 度，優(yōu)選值為45度；⑤每只雙通道噴嘴桿302連接至少一個(gè)主噴嘴及相應(yīng)的燃料分配器303。

本實(shí)用新型所述的微型噴嘴組件4包括燃料總管401及其接口402和微型噴嘴單元430等，其中微型噴嘴單元430由微型噴嘴420、微型噴嘴單元燃料進(jìn)口412、燃料均布器413、微型噴嘴單元外殼411、微型噴嘴單元前蓋414、微型噴嘴單元后蓋415、配合環(huán)416等組成，詳細(xì)見(jiàn)圖1～2 和圖6～9。圖6和9顯示了微型噴嘴單元430的正面視圖和局部剖視圖。微型噴嘴組件4包含N(N≥1)個(gè)微型噴嘴單元430，其中微型噴嘴單元 430呈扇形(見(jiàn)圖6)，其中扇形夾角β與微型噴嘴單元數(shù)量N之間滿足N ×β＝360。微型噴嘴單元430包含至少一個(gè)配合環(huán)416，其與主噴嘴組件 3包含的主噴嘴320的數(shù)量相等。微型噴嘴單元430包含若干個(gè)微型噴嘴 420，這些微型噴嘴420充滿配合環(huán)416與微型噴嘴單元外殼411形成的空間，且滿足微型噴嘴420外徑和間距的要求。微型噴嘴420的外徑為 3～15mm，相鄰微型噴嘴420中心距為微型噴嘴420外徑的1.1～2倍。微型噴嘴420包括中心體423、微旋流葉片424和微型噴嘴機(jī)匣422等，其中微型噴嘴機(jī)匣422含有1～8個(gè)微型燃料噴射孔421，中心體423的前端 425為流線型結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖7和8。微型噴嘴420包含的微旋流葉片424 的數(shù)量為2～12個(gè)，中心體423外徑與微型噴嘴機(jī)匣422內(nèi)徑之比為0.2～0.6。微型噴嘴420固定在微型噴嘴單元前蓋414和后蓋415之間，且微型噴嘴 420中微型噴嘴機(jī)匣422所含的燃料噴射孔421包含在微型噴嘴組前蓋414、后蓋415、及外殼411形成的空間內(nèi)。燃料總管401與每個(gè)微型噴嘴單元燃料進(jìn)口412相連，并通過(guò)燃料總管接口402穿過(guò)燃燒室外機(jī)匣6從外部獲得燃料供應(yīng)。微型噴嘴組件4的工作過(guò)程是：燃料通過(guò)燃料總管接口402 進(jìn)入燃料總管401中，并經(jīng)過(guò)微型噴嘴單元430燃料進(jìn)口412進(jìn)入每個(gè)微型噴嘴單元430，經(jīng)過(guò)燃料均布器413均勻進(jìn)入微型噴嘴組外殼411與微型噴嘴組前蓋414和后蓋415形成的空間，之后經(jīng)過(guò)微型噴嘴420中的燃料噴射孔421進(jìn)入微型噴嘴機(jī)匣422與微型噴嘴中心體423形成的環(huán)形空間內(nèi)，與來(lái)自擴(kuò)壓器1的空氣混合形成可燃混合氣，在微型噴嘴420下游進(jìn)行燃燒。

本實(shí)用新型所述的火焰筒5，主要由兩個(gè)同心的圓環(huán)組成，詳見(jiàn)圖1 和圖10?；鹧嫱?的前端與微型噴嘴組件4中的微型噴嘴外殼411的內(nèi)、外圓弧面相連接，火焰筒5的外壁面通過(guò)銷釘固定在燃燒室外機(jī)匣6上，后端搭接在燃?xì)廨啓C(jī)渦輪入口段?；鹧嫱?的壁面可以采用氣膜冷卻、肋片冷卻、發(fā)散冷卻等以及組合的冷卻方式。

本實(shí)用新型所述的前置燃料噴射組件2，主要由前置燃料噴射管、接口管和安裝座等組成，詳見(jiàn)圖1。前置燃料噴射管是一個(gè)帶有燃料噴射孔的環(huán)形圓管，其通過(guò)接口管固定在擴(kuò)壓器1后的機(jī)匣壁面上，前置燃料噴射管的燃料噴射方向與擴(kuò)壓器1排出的氣流方向成60°～120°夾角，優(yōu)選值為90°，以利于燃料與空氣的摻混。

本實(shí)用新型所述的低排放燃燒室，主要應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)，尤其適用于航改型燃?xì)廨啓C(jī)，但并不局限于此。尤其要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型所述的低排放燃燒室及相關(guān)的燃料噴射技術(shù)，包括本實(shí)用新型的附圖，都是以環(huán)形燃燒室這一特定的形式為例進(jìn)行描述的，這并不代表本實(shí)用新型僅可應(yīng)用于環(huán)形燃燒室，在本實(shí)用新型的啟示下，容易推廣到分管形、環(huán)管型、單管型等其他形式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。同時(shí)本實(shí)用新型所述的技術(shù)通過(guò)合理的拓展和適應(yīng)性改造也可以用于燃?xì)忮仩t、烘干加熱等燃用氣體燃料的設(shè)備。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型所述的主噴嘴和微型噴嘴等燃料噴射方式的優(yōu)選組合，在具體實(shí)施中可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和工作條件的不同，采用不同的組合方案。本實(shí)用新型所述的低排放燃燒室包括了前置燃料噴射、主預(yù)混燃料噴射、擴(kuò)散燃料噴射和微型預(yù)混燃料噴射等四種燃料噴射方式的組合，但并不是在應(yīng)用中必須同時(shí)包含這四種燃料噴射方式。比如可以是僅含有主噴嘴組件3和前置燃料噴射組件2，不含有微型噴嘴組件4的低排放燃燒室；也可以是僅含有微型噴嘴組件4，而不含有其他燃料噴射方式的低排放燃燒室。具體可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和工作條件靈活組合。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中以分管形燃燒室為例，簡(jiǎn)要介紹其在該型燃燒室中的應(yīng)用。分管形燃燒室的基本結(jié)構(gòu)是圓筒形的，火焰筒和燃燒室機(jī)匣都是圓筒形的。在環(huán)形燃燒室的內(nèi)環(huán)半徑縮小至零的極端情況下，環(huán)形燃燒室就和分管形燃燒室的基本結(jié)構(gòu)類似。圖11顯示了可以在分管形燃燒室中的一種采用主噴嘴320和微型噴嘴420組合布置的具體結(jié)構(gòu)。在圖11中，中心為一個(gè)主噴嘴320，在主噴嘴320周圍布置了若干微型噴嘴420。圖11 顯示了本實(shí)用新型提出的一種分管形燃燒室頭部噴嘴的具體布置形式，燃燒室的其他部分結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)分管形燃燒室類似，也采用圓筒型火焰筒和過(guò)渡段等結(jié)構(gòu)。如圖11所示的布置方案可以充分利用燃燒室頭部空間，增加用于預(yù)混燃燒的空氣比例，從而降低噴嘴中燃料的當(dāng)量比，更有利用降低燃燒產(chǎn)物中的NO_X排放。同時(shí)采用微型噴嘴的結(jié)構(gòu)還能有利于縮短火焰長(zhǎng)度，從而可以采用更短的火焰筒，使燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。