具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

在介绍本发明的实施例之前，首先对具体实施例中涉及到的几个概念进行解释：

轴向旋流器：叶片与轴向成一定旋转角，使得进入的空气进行旋转，旋转的空气有利于燃料和空气的混合，以及形成回流区稳定火焰；

径向旋流器：指叶片与切向/径向成一定旋转角，使得进入的空气进行旋转，旋转的空气有利于燃料和空气的混合，以及形成回流区稳定火焰；

本发明提供一种燃烧室喷嘴，用以解决现有技术中存在的预燃级旋流器周向进气不均匀的问题。

一并参考图2～图5，该燃烧室喷嘴包括：

底座10，内部具有空腔，且表面设有主燃级燃料接头101，主燃级燃料接头101与空腔连通；

主燃级径向旋流器20，沿自身的轴线方向与底座10间隙设置；

预燃级套筒40，设置在主燃级径向旋流器20背离底座10的一侧，预燃级套筒40的内部空间形成预燃级气流通道401；

主燃级内套筒50a和主燃级外套筒50b，依次套设在预燃级套筒40的外部，且主燃级内套筒50a与主燃级外套筒50b之间的间隙形成主燃级气流通道501，主燃级气流通道501与主燃级径向旋流器20连通；

支撑部30，设于底座10与主燃级径向旋流器20之间；设有预燃级进风通道301、第一主燃级燃料通道302，预燃级进风通道301与预燃级气流通道401连通，第一主燃级燃料通道302的两端分别与底座10内的空腔以及主燃级径向旋流器20连通；

预燃级喷嘴70，预燃级喷嘴70穿过底座10并伸入预燃级气流通道401内。

预燃级旋流器80，设置在预燃级气流通道401内，并套设在预燃级喷嘴70外部。

该喷嘴中，底座10的表面设有主燃级燃料接头101，主燃级燃料接头101用于与输送主燃级燃料的管路连通，且主燃级燃料接头101与底座10内部的空腔连通。

如图4、图5所示，主燃级径向旋流器20与底座10同轴设置，且主燃级径向旋流器20位于底座10背离主燃级燃料接头101的一侧。主燃级径向旋流器20沿自身轴线方向上与底座10之间具有间隙，支撑部30位于该间隙内，一方面，支撑部3030可以在主燃级径向旋流器20与底座10之间起到支撑与连接的作用，另一方面，由于支撑部30内设有预燃级进风通道301，使得外部空气可以通过预燃级进风通道301、预燃级气流通道401、预燃级旋流器80进入火焰筒内，为预燃级燃料的燃烧提供空气；再者，支撑部30内还设有第一主燃级燃料通道301，第一主燃级燃料通道301可以将主燃级燃料输送到主燃级径向旋流器20中，使得主燃级燃料与空气预混合。

继续参考图4、图5，该喷嘴除了底座10、主燃级径向旋流器20、支撑部3030之外，还包括由内向外依次设置的预燃级套筒40、主燃级内套筒50a以及主燃级外套筒50b，三者均与主燃级径向旋流器20同轴设置，其中，预燃级套筒40的内部空间形成预燃级气流通道401，预燃级气流通道401与预燃级进风通道301连通，主燃级内套筒50a与主燃级外套筒50b之间的间隙形成主燃级气流通道501，主燃级气流通道501与主燃级径向旋流器20连通，空气与主燃级燃料可以在主燃级气流通道501内进行预混合，从而提高燃料的燃烧效率。

进一步的，如图4所示，预燃级套筒40与主燃级内套筒50a之间的间隙形成级间段冷却通道60，级间段冷却通道60的壁面上设有级间段冷却孔，一部分气流进入级间段冷却通道60后可以在级间段冷却孔表面形成气膜冷却，从而将壁面同高温燃气隔离，并带走部分高温燃气，对壁面起到良好的冷却保护作用。

可见，外部空气在进入该喷嘴时先被分为两部分，一部分空气进入主燃级径向旋流器20，并形成主燃级空气旋流，主燃级空气旋流与主燃级燃料在主燃级气流通道501内进行预混合后进入火焰筒内；另一部分空气进入支撑部30内的预燃级进风通道301，这部分空气中的大部分经预燃级气流通道401进入火焰筒内，少量的空气进入级间段冷却通道60内，并在级间段冷却孔表面形成气膜冷却，从而减少高温对筒壁的影响。

该喷嘴中，由于预燃级进风通道301位于底座10与主燃级径向旋流器20之间，因此，预燃级进风通道301不会受到送料管路的遮挡，空气可以从四周均匀的流入预燃级进风通道301内，并预燃级旋流器80的作用下形成稳定的旋流，这部分气流一方面可以保证预燃级燃料的燃烧，另一方面可以在火焰筒内形成回流区以稳定火焰。

该喷嘴中，支撑部30内设置有预燃级进风通道301、第一主燃级燃料通道302，其中，预燃级进风通道301主要起到通风的作用，第一主燃级燃料通道302在底座10的空腔与主燃级径向旋流器20之间起到连通的作用，使得主燃级燃料可以从送料管路输送到主燃级径向旋流器20中，从而与空气进行混合。

具体设置时，支撑部30有多种结构形式，现列举几种具体的实施例进行说明。

如图6、图7、图8所示，支撑部30包括多个支撑单体，多个支撑单体之间的间隙形成预燃级进风通道301；

至少部分支撑单体内设有第一主燃级燃料通道302。

具体而言，支撑单体一方面在底座10与主燃级径向旋流器20之间起到支撑与连接的作用，另一方面，相邻的两个支撑单体之间的间隙形成预燃级进风通道301，外部空气通过预燃级进风通道301进入预燃级气流通道401内，并在预燃级旋流器80的作用下形成旋流，为预燃级燃料的燃烧提供空气，并在火焰筒内形成回流区，以稳定火焰。

另外，支撑单体还作为第一主燃级燃料通道302的载体，具体可以在一部分支撑单体中设置第一主燃级燃料通道302，也可以在每个支撑单体中设置第一主燃级燃料通道302，第一主燃级燃料通道302分别与底座10内的空腔以及主燃级径向旋流器20连通，主燃级燃料依次通过送料管路、底座10内的空腔、第一主燃级燃料通道302后进入主燃级径向旋流器20中，主燃级燃料随空气旋流在流动过程中发生预混合，最后进入火焰筒内进行燃料。

例如，如图7所示，支撑单体为支撑板31，支撑板31分别沿径向设置，支撑板31之间的间隙形成预燃级进风通道301，且至少部分支撑板31内设有第一主燃级燃料通道302。

具体实施时，这些支撑板31设置在主燃级径向旋流器20与底座10之间，且分别沿径向设置，如此，外部空气可以从相邻的两个支撑板31之间的间隙中通过，并进入预燃级气流通道401内，从而为预燃级燃料的燃烧提供空气。

具体的，该多个支撑板31沿圆周均匀分布，支撑板31的数量不限，图7中所示出的支撑板31的数量仅作为一个示例，不用于限定性说明。

又例如，如图8所示，支撑单体为支撑柱32，多个支撑柱32之间的间隙形成预燃级进风通道301，且至少部分支撑柱32内设有第一主燃级燃料通道302。

具体的，该多个支撑柱32沿圆周均匀分布，支撑柱32的数量不限，图8中所示出的支撑柱32的数量仅作为一个示例，不用于限定性说明。

上述两个实施例中，由支撑板31、支撑柱32之间的间隙形成的预燃级进风通道301仅起到通风的作用，用于为预燃级燃料的燃烧提供空气，外部空气由预燃级进风通道301进入预燃级气流通道401后，在预燃级旋流器80的作用下形成旋流，从而在火焰筒内形成回流区，以稳定火焰。

除此之外，通过对支撑单体的结构进行设计还可以使空气在通过预燃级进风通道301后形成旋流，起到旋流器的作用，如此，预燃级进风通道301与设置在预燃级喷嘴70外部的预燃级旋流器80形成串联结构，并通过选择适当的结构参数，使得这两级旋流器能够对旋流的强度进行调节。

例如，支撑单体为第一叶片33，第一叶片33具有设定的旋向以及旋转角，且相邻的两个第一叶片33之间的间隙形成预燃级进风通道301；

至少部分第一叶片33内设有第一主燃级燃料通道302。

具体的，第一叶片33可以为平板型结构，也可以为流线型结构。

如图6所示出的支撑部30的俯视图，第一叶片33为平板型结构，第一叶片33具有设定旋向以及旋转角，外部空气在通过第一叶片33后可以形成旋流，因此，第一叶片33可以起到旋流器的作用。

该喷嘴中，第一叶片33与预燃级旋流器80形成两级串联结构，在设计时，通过使这两级旋流器的参数相匹配，使得空气经过进风孔303后形成的旋流在预燃级旋流器80的作用下，旋流强度可以得到进一步加强，或者，也可以根据需要减弱旋流的强度。

具体设置时，可以在其中一部分第一叶片33内设置上述第一主燃级燃料通道302，也可以在每一个第一叶片33内设置上述第一主燃级燃料通道302。

值得说明的时，支撑单体除了采用支撑板31、支撑柱32以及第一叶片33的结构形式外，还可以采用其它的结构形式，在此不再一一介绍。

针对支撑部30而言，除了将支撑部30设置为多个支撑单体，利用支撑单体之间的间隙形成预燃级进风通道301，通过在支撑单体内设置第一主燃级燃料通道302来连通底座10内的空腔以及主燃级径向旋流器20外，还可以将支撑部30设置为一个圆环形的板状结构，在该板状结构内，通过设置通孔来形成预燃级进风通道301以及第一主燃级燃料通道302。

例如，支撑部30为圆环形的板状结构，该板状结构内设有多个进风孔303，多个进风孔303分别沿径向设置；

多个进风孔303形成预燃级进风通道301；

第一主燃级燃料通道302设于该板状结构内。

具体的，如图9所示的支撑部30的俯视图，其中，进风孔303沿径向设置，并贯穿支撑部30的内环面与外环面，外部空气可以沿进风孔303进入预燃级气流通道401内，为预燃级燃料的燃料提供空气；第一主燃级燃料通道302沿轴向设置，并贯穿支撑部30的底面与顶面，第一主燃级燃料通道302分别与底座10内的空腔以及主燃级径向旋流器20连通，从而将主燃级燃料输送到主燃级径向旋流器20中，使得主燃级燃料与空气预混合。

进一步的，进风孔303与第一主燃级燃料通道302不相交。

进风孔303可以沿圆周均匀分布，第一主燃级燃料通道302也可以沿圆周均匀分布，进风孔303与第一主燃级燃料通道302的数量不限，图9仅作为一个示例进行说明，不用于具体限定。

该支撑部30中，进风孔303仅起到通风的作用，用于为预燃级燃料的燃烧提供空气，外部空气由预燃级进风通道301进入预燃级气流通道401后，在预燃级旋流器80的作用下形成旋流，从而在火焰筒内形成回流区，以稳定火焰。

进一步的，通过将进风孔303设置为具有设定的旋向以及旋转角度，则可以使空气在通过预燃级进风通道301后形成旋流，起到旋流器的作用，如此，预燃级进风通道301与设置在预燃级喷嘴70外部的预燃级旋流器80形成串联结构，并通过选择适当的结构参数，使得这两级旋流器能够对旋流的强度进行调节。

具体的，支撑部30为圆环形的板状结构，该板状结构内设有多个进风孔303，多个进风孔303具有设定旋向以及旋转角；

多个进风孔303形成预燃级进风通道301；

第一主燃级燃料通道302设于板状结构内。

如图10所示的支撑部30的俯视图，由于进风孔303具有设定旋向以及旋转角，外部空气在通过进风孔303后可以形成旋流，因此，进风孔303可以起到旋流器的作用。

该喷嘴中，预燃级喷嘴70的外部还设置有预燃级旋流器80，如此，进风孔303与该预燃级旋流器80形成两级串联结构，在设计时，通过使这两级旋流器的参数相匹配，使得空气经过进风孔303后形成的旋流在预燃级旋流器80的作用下，旋流强度可以得到进一步加强，或者，也可以根据需要减弱旋流的强度。

继续参考图10，第一主燃级燃料通道302沿轴向设置，并贯穿支撑部30的底面与顶面，第一主燃级燃料通道302分别与底座10内的空腔以及主燃级径向旋流器20连通，第一主燃级燃料可以将主燃级燃料输送到主燃级径向旋流器20中，使得主燃级燃料与空气进行预混合。

具体设置时，进风孔303与第一主燃级燃料通道302不相交。

进风孔303与第一主燃级燃料通道302的数量不限，图10仅作为一个示例进行说明，不用于具体限定。

该喷嘴中，如图4、图5所示，主燃级径向旋流器20包括第一侧壁21、第二侧壁22以及设置在第一侧壁21与第二侧壁22之间的多个第二叶片23，相邻的两个第二叶片23之间的间隙形成主燃级进风通道201，主燃级进风通道201与主燃级气流通道501连通。

针对第一侧壁21与第二侧壁22，第一侧壁21指靠近底座10设置的一者，第二侧壁22指远离底座10设置的一者，支撑部30位于底座10与第一侧壁21之间，支撑部30可以采用上述实施例中的任意一种结构形式。

支撑部30内设置有第一主燃级燃料通道302，可以采用多种方式使第一主燃级燃料通道302与主燃级径向旋流器20连通，现以两种方式为例进行具体说明：

方式一

主燃级径向旋流器20的第一侧壁21上设有与第一主燃级燃料通道302一一对应的贯通孔211。

该主燃级径向旋流器20中，第一侧壁21设有与第一主燃级燃料通道302一一对应的贯通孔211，如此，主燃级燃料首先经过送料管路进入底座10内的空腔，然后经空腔进入支撑部30内的第一主燃级燃料通道302，最后经设置在主燃级径向旋流器20的第一侧壁21上的贯通孔211射出，主燃级燃料射出后与流过第一侧壁21表面的空气初步混合，并在主燃级气流通道501内进一步混合后进入火焰筒内。

如图12所示，若以第二叶片23为参考，贯通孔211可以位于第二叶片23之间，具体的，每相邻的两个第二叶片23之间设有一个贯通孔211，外部空气进入第二叶片23之间的间隙后，与主燃级燃料混合，并形成旋流，最后从第二叶片23间流出。

或者，贯通孔211也可以位于第二叶片23靠近主燃级径向旋流器20的轴线的一侧，具体的，贯通孔211位于第二叶片23的内边缘与主燃级径向旋流器20的轴线之间，也就是说，外部空气经第二叶片23形成旋流后再与主燃级燃料混合。

再者，贯通孔211也可以位于第二叶片23远离主燃级径向旋流器20的轴线的一侧，具体的，贯通孔211位于第二叶片23的外边缘的外侧，也就是说，外部空气在进入第二叶片23的间隙之前，先与主燃级燃料初步混合，然后经第二叶片23的作用形成旋流，由于空气与主燃级燃料混合的路径较长，因此，有利于提高两者混合的均匀性。

上述介绍的任一种支撑部30的结构中，支撑部30在第一侧壁21上的投影覆盖贯通孔211，例如，如图12所示，当支撑部30包括第一叶片33时，则第一叶片33在第一侧壁21上的投影覆盖贯通孔211，第一叶片33内的第一主燃级燃料通道302与贯通孔211连通且同轴设置。

除了上述介绍的通过在第一侧壁21上设置贯通孔211，并使贯通孔211与第一主燃级燃料通道302连通，从而使得主燃级燃料可以通过第一主燃级燃料通道302进入主燃级径向旋流器20，并与主燃级径向旋流器20内的空气进行混合外，还可以采用以下方式：

方式二

一并参考图4、图5、图11，第二叶片23的表面设有燃料出口231，且第二叶片23内部设置有与燃料出口231连通的第二主燃级燃料通道232；

第二主燃级燃料通道232贯穿第一侧壁21的厚度，并与第一主燃级燃料通道302连通。

具体而言，第二叶片23表面的燃料出口231可以是一个，也可以是多个，针对多个燃料出口231的情况，这些燃料出口231沿第二叶片23的高度方向设置，通过合理的设置燃料出口231的位置以及数量，可以提高主燃级燃料与空气的混合效果。

针对每一个第二叶片23，沿进气方向，该“第二叶片23的表面”包括前部端面、尾部端面，以及介于前部端面、尾部端面之间的两个侧面，燃料出口231可以设于任意一个侧面上，也可以设于尾部端面上。

本申请中，每个第二叶片23的尾部端面设有一个燃料出口231，该燃料出口231位于该面的中心位置。

主燃级燃料的流向具体为：主燃级燃料依次经过送料管路、底座10内的空腔、第一主燃级燃料通道302、第二叶片23内的第二主燃级燃料通道232，最后从燃料出口231射出，由于燃料出口231设置在第二叶片23的尾部端面上，使得主燃级燃料从燃料出口231射出后的流动方向与空气的流动方向一致，在流动过程中可以与空气进行混合。

进一步的，支撑部30在第一侧壁21上的投影与第二叶片23在第一侧壁21上的投影具有重叠部分，第一主燃级燃料通道302与第二主燃级燃料通道232在第一侧壁21上的投影位于重叠部分内。

以支撑部30包括多个第一叶片33为例进行具体说明。

从整体上看，第一叶片33和/或第二叶片23的旋向可以为顺时针方向，也可以为逆时针方向，从个体上看，第一叶片33与第二叶片23的旋转角可以根据实际需要进行具体设定，从结构上看，第一叶片33与第二叶片23可以为平板形结构，也可以为流线型结构。

第一叶片33的旋向与第二叶片23的旋向可以相同，也可以不同；第一叶片33的总数量与第二叶片23的总数量可以相同，也可以不同；第一叶片33的旋转角与第二叶片23的旋转角可以相同，也可以不同。

由于第一叶片33的高度会影响预燃级进气口的大小，同理，第二叶片23的高度会影响主燃级进气口的大小，预燃级进气口与主燃级进气口的改变会导致空气在主燃级与预燃级之间的分配比例变化，因此，在生产过程中，可以根据实际需要设定第一叶片33与第二叶片23的高度，以使空气在主燃级与预燃级之间的分配比例满足要求。

具体设置时，可以在其中一部分第一叶片33内设置上述第一主燃级燃料通道302，也可以在每一个第一叶片33内设置上述第一主燃级燃料通道302。

针对设有第一主燃级燃料通道302的多个第一叶片33，有一一对应的第二叶片23，第二叶片23的表面设有燃料出口231，且第二叶片23内部设置有与燃料出口231连通的第二主燃级燃料通道232；

如图11所示，第一叶片33与对应设置的第二叶片23在第一侧壁21的两侧对齐设置，这两个叶片在第一侧壁21上的投影可以完全重叠，换而言之，第一叶片33的旋向与第二叶片23的旋向相同，第一叶片33的旋转角与第二叶片23的旋转角相同。

或者，第一叶片33与对应设置的第二叶片23在第一侧壁21上的投影部分重叠，例如，第一叶片33的旋向与第二叶片23的旋向相同，但是第一叶片33的旋转角与第二叶片23的旋转角不相同，且第一叶片33在第一侧壁21上的投影与第二叶片23在第一侧壁21上的投影相交，交叉位置即为重叠位置，也是在加工过程中设置主燃级燃料通道的位置。

可选的，第二叶片23的总数量与第一叶片33的总数量相同，且每个第一叶片33内均设有第一主燃级燃料通道302，与每个第一叶片33对应的第二叶片23内均设有第二主燃级燃料通道232。第一叶片33与对应设置的第二叶片23在第一侧壁21上的投影可以完全重叠，也可以相交设置。

如图2、图3、图4所示，该喷嘴还包括喷嘴杆90，喷嘴杆90与底座10固定连接，且喷嘴杆90内部沿自身轴线方向设有主燃级送料通道901、预燃级送料通道902，其中：

主燃级送料通道901与主燃级燃料接头101连通；

预燃级送料通道902与预燃级喷嘴70连通。

继续参考图2、图3、图4，该喷嘴杆90呈直杆状，设置在喷嘴杆90内部的主燃级送料通道901、预燃级送料通道902均沿喷嘴杆90的轴线方向设置，并直接与底座10上的主燃级燃料接头101、预燃级喷嘴70连通，由于为预燃级燃料的燃烧提供空气的进风口设置在主燃级径向旋流器20与底座10之间，因此，该喷嘴杆90不会阻碍空气进入预燃级，同时，与现有技术相比，该喷嘴杆90的端部无需设置分支，喷嘴杆90的结构简单，且加工难度较低。

可选的，喷嘴杆90的轴线与底座10的轴线之间所呈的夹角为钝角，这样可以使得喷嘴杆90的外延部分可以靠近燃烧室的外壁，节省了燃烧室的外部空间。

通过以上描述可以看出，本发明实施例提供的喷嘴通过在主燃级径向旋流器与底座之间设置支撑部，并在支撑部内设置与预燃级气流通道连通的预燃级进风通道，从而使得预燃级燃料燃烧所需要的空气可以从预燃级进风通道内进入预燃级气流通道，并在预燃级旋流器的作用下形成旋流，这部分旋流一方面可以保证预燃级燃料的燃烧，另一方面可以在火焰筒内形成回流区以稳定火焰。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。