一種氣旋耦合噴嘴制造技術

本發(fā)明專利技術提供一種氣旋耦合噴嘴，其包括有氣動襯套、與所述氣動襯套相連接的氣動輔助霧化舌片、設置于所述氣動襯套內的燃油噴嘴、與所述燃油噴嘴相連接的噴嘴安裝座及連接所述噴嘴安裝座的油管，所述氣旋耦合噴嘴為周向均勻布置，所述燃油噴嘴為離心噴嘴且沿軸向順流噴射燃油，所述油管沿周向呈“環(huán)狀”，本發(fā)明專利技術氣旋耦合噴嘴可以將燃油霧化成具有一定厚度的扇形霧型并供入到駐渦燃燒室的駐渦區(qū)中，實現(xiàn)與駐渦燃燒室駐渦區(qū)特定的流場結構相匹配，以解決駐渦燃燒室值班級油氣匹配的技術難題。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種氣旋耦合噴嘴，主要用于要求霧化錐形為非圓形的燃燒裝置，如航空發(fā)動機及地面燃氣輪機中的駐渦燃燒室，屬于新概念供油裝置。技術背景噴嘴作為燃氣輪機等燃燒裝置的關鍵部件之一，其作用是將液體燃料霧化，為進一步的蒸發(fā)、摻混及燃燒做準備，噴嘴的性能對燃氣輪機等各種燃燒器的性能有著重要作用。現(xiàn)有的噴嘴類型主要有直射式噴嘴、離心式噴嘴、甩油盤、空氣霧化噴嘴及氣動輔助霧化噴嘴等。不同類型的噴嘴，有其各自的特點。直射式噴嘴的優(yōu)點在于結構簡單結實耐用且流動損失小，但由于其霧化質量差且供油不均勻，通常只用在加力燃燒室或與其他裝置一同組成組合式霧化噴嘴；離心噴嘴以其結構簡單、霧化性能好被廣泛的應用于各種燃燒器中，但由于其燃油調節(jié)比小、低壓霧化質量差、高壓下積碳多使其具有一定的局限性；甩油盤式噴嘴結構簡單、高速旋轉下霧化質量好，其不足之處在于低速條件下霧化效果差且燃油密封難，所以只在小型折流燃燒室中應用；空氣霧化噴嘴的優(yōu)點在于工作油壓低、霧化質量極高，其不足之處在于需要外部高壓氣源；氣動輔助霧化噴嘴具有常規(guī)空氣霧化噴嘴的優(yōu)點且兼顧高低工況性能廣泛被用在航空發(fā)動機的燃燒室中如：F101、CFM56、M88等發(fā)動機的燃燒室中，但其不足之處在于結構過于復雜。由上述可知，作為各種燃燒器的關鍵部件之一，噴嘴的種類繁多，類型比較齊全。但是，對于那些要求霧化錐形為非圓形的燃燒裝置而言，上述的噴嘴則無法滿足要求。如航空發(fā)動機及地面燃氣輪機中的駐渦燃燒室，由于其獨特的物理結構和流場結構，無論是直射式噴嘴還是離心噴嘴等都無法滿足要求。若像傳統(tǒng)旋流燃燒室采用離心噴嘴作為駐渦燃燒室值班級供油方式，則大部分燃油會直接供入回流區(qū)或濺到凹腔底部，燃油與空氣將無法得到很好的匹配，甚至直接濺到點火電嘴上影響點火性能；若采用直射式噴嘴又會使霧化特性變差、噴油桿數(shù)量過多；而采用蒸發(fā)管式噴嘴，會使點熄火性能變差甚至帶來燒蝕供油裝置的危險。綜上所述，為了適應那些要求霧化性能高且霧化錐形非圓形的燃燒器，有必要發(fā)展一種新型噴嘴。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種氣旋耦合噴嘴，通過氣動襯套及氣動輔助霧化舌片來控制噴嘴出口的燃油霧型以解決駐渦燃燒室駐渦區(qū)的油氣匹配技術難題。本專利技術采用如下技術方案：一種氣旋耦合噴嘴，包括環(huán)形油管，所述環(huán)形油管周向均勻布置有若干個燃油噴嘴，所述燃油噴嘴通過噴嘴安裝座軸向固定于環(huán)形油管上；每個燃油噴嘴上套設有一個氣動襯套，所述氣動襯套內徑大于燃油噴嘴外徑，使得氣動襯套內表面與燃油噴嘴外表面之間存在間隙，空氣通過所述間隙進入到氣動襯套內；所述氣動襯套頂面開設有矩形出氣縫，進入所述氣動襯套內的空氣能夠從所述矩形出氣縫中流出并輔助霧化燃油；所述矩形出氣縫兩側中間位置平行設置有一對氣動輔助霧化舌片，所述氣動輔助霧化舌片的長度小于出氣縫的長度，使得從燃油噴嘴噴出的燃油一部分濺到氣動輔助霧化舌片上形成油膜并在氣動襯套中空氣作用下霧化成小油滴進入到駐渦燃燒室駐渦區(qū)中參與燃燒，另一部分在壓力作用下霧化成小油滴直接進入到駐渦燃燒室的駐渦區(qū)中參與燃燒。進一步的，一對氣動輔助霧化舌片中：一個與所述矩形出氣縫的一邊齊平，另一個與所述矩形出氣縫的另一邊齊平。進一步的，所述氣動輔助霧化舌片為矩形。進一步的，所述出氣縫的寬度為3mm～6mm。進一步的，所述燃油噴嘴為離心噴嘴。本專利技術具有如下有益效果：(1).氣旋耦合噴嘴可以有效控制噴嘴的出口霧型，是實現(xiàn)駐渦燃燒室駐渦區(qū)油氣匹配的關鍵部件之一；(2).運用氣旋耦合噴嘴有利于提高駐渦燃燒室的燃燒效率、點火性能和貧油熄火性能，提高駐渦燃燒室的穩(wěn)定性。(3).氣旋耦合噴嘴結構簡單緊湊，有利于減輕燃燒室的總體結構重量，降低燃油消耗率。(4).運用氣旋耦合噴嘴，有利于解決駐渦燃燒室中，部分供油裝置易被燒蝕的危險，提高駐渦燃燒室的可靠性。附圖說明圖1為本專利技術氣旋耦合噴嘴的立體結構示意圖。圖2為圖1所示氣旋耦合噴嘴的油管及離心噴嘴的結構示意圖。圖3為圖1所示氣旋耦合噴嘴的局部剖視圖。圖4為圖1所示氣旋耦合噴嘴的工作原理示意圖。圖5為圖1所示氣旋耦合噴嘴的工作原理示意圖。其中：1-氣動輔助霧化舌片、2-氣動襯套、3-離心噴嘴、4-噴嘴安裝座、5-油管、6-油管接頭、7-“扇形”油霧錐的氣動霧化區(qū)域、8-“扇形”油霧錐的壓力霧化區(qū)域，9-“扇形”油霧錐的壓力霧化區(qū)域。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術的技術方案進行詳細說明。請參照圖1至圖5所示，本專利技術氣旋耦合噴嘴包括環(huán)形油管5，所述環(huán)形油管5周向均勻布置有若干個燃油噴嘴3，所述燃油噴嘴3為離心噴嘴，所述燃油噴嘴3通過噴嘴安裝座4軸向固定于環(huán)形油管上。每個燃油噴嘴3上套設有一個氣動襯套2，所述氣動襯套2內徑大于燃油噴嘴3外徑，使得氣動襯套內表面與燃油噴嘴外表面之間存在間隙，空氣通過所述間隙進入到氣動襯套內。所述氣動襯套2頂面開設有寬度為3mm～6mm的矩形出氣縫，進入所述氣動襯套內的空氣能夠從所述矩形出氣縫中流出并輔助霧化燃油。所述矩形出氣縫兩側中間位置平行設置有一對氣動輔助霧化舌片1，所述氣動輔助霧化舌片的長度小于出氣縫的長度，使得從燃油噴嘴3噴出的燃油一部分濺到氣動輔助霧化舌片1上形成油膜并在氣動襯套2中空氣作用下霧化成小油滴進入到駐渦燃燒室駐渦區(qū)中參與燃燒，另一部分在壓力作用下霧化成小油滴直接進入到駐渦燃燒室的駐渦區(qū)中參與燃燒。氣動輔助霧化舌片的長度小于矩形出氣縫的長度，這樣設計的好處在于：使從燃油噴嘴3噴出的燃油只有一部分可以濺到氣動輔助霧化舌片1上。氣動輔助霧化舌片1的上下兩個舌片間有一定的距離，這樣的設計有利于控制“扇形”油霧錐的“厚度”。氣動襯套2與燃油噴嘴3之間有一定的間隙，這一間隙有利于控制進入氣動襯套2中的空氣量，并控制氣旋耦合噴嘴的氣液比，進而控制氣旋耦合噴嘴的霧化特性。本專利技術氣旋耦合噴嘴中的燃油噴嘴3安裝在噴嘴安裝座4上，噴嘴安裝座4通過油管5連接，油管5周向呈“環(huán)狀”，油管接頭6外接燃油總管(未圖示)。燃油噴嘴3距離氣動襯套2的矩形出口有一定的距離，這樣設計有利于進入氣動襯套2中的空氣順利流出并霧化燃油。請參照圖5所示，“扇形”油霧錐的氣動霧化區(qū)域7是經(jīng)燃油噴嘴3沿氣流的方向噴出的一部分燃油濺到氣動輔助霧化舌片1上形成油膜并在氣動襯套2中空氣的氣動力作用下霧化形成的；“扇形”油霧錐的壓力霧化區(qū)域8和“扇形”油霧錐的壓力霧化區(qū)域9是經(jīng)燃油噴嘴3沿氣流方向噴出的一部分燃油未濺到氣動輔助霧化本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種氣旋耦合噴嘴，其特征在于，包括環(huán)形油管(5)，所述環(huán)形油管(5)周向均勻布置有若干個燃油噴嘴(3)，所述燃油噴嘴(3)通過噴嘴安裝座(4)軸向固定于環(huán)形油管上；每個燃油噴嘴(3)上套設有一個氣動襯套(2)，所述氣動襯套(2)內徑大于燃油噴嘴(3)外徑，使得氣動襯套內表面與燃油噴嘴外表面之間存在間隙，空氣通過所述間隙進入到氣動襯套內；所述氣動襯套(2)頂面開設有矩形出氣縫，進入所述氣動襯套內的空氣能夠從所述矩形出氣縫中流出并輔助霧化燃油；所述矩形出氣縫兩側中間位置平行設置有一對氣動輔助霧化舌片(1)，所述氣動輔助霧化舌片的長度小于出氣縫的長度，使得從燃油噴嘴(3)噴出的燃油一部分濺到氣動輔助霧化舌片(1)上形成油膜并在氣動襯套(2)中空氣作用下霧化成小油滴進入到駐渦燃燒室駐渦區(qū)中參與燃燒，另一部分在壓力作用下霧化成小油滴直接進入到駐渦燃燒室的駐渦區(qū)中參與燃燒。

【技術特征摘要】
1.一種氣旋耦合噴嘴，其特征在于，包括環(huán)形油管(5)，所述環(huán)形油管(5)周向均勻
布置有若干個燃油噴嘴(3)，所述燃油噴嘴(3)通過噴嘴安裝座(4)軸向固定于環(huán)形油管
上；
每個燃油噴嘴(3)上套設有一個氣動襯套(2)，所述氣動襯套(2)內徑大于燃油噴嘴
(3)外徑，使得氣動襯套內表面與燃油噴嘴外表面之間存在間隙，空氣通過所述間隙進入到
氣動襯套內；
所述氣動襯套(2)頂面開設有矩形出氣縫，進入所述氣動襯套內的空氣能夠從所述矩形
出氣縫中流出并輔助霧化燃油；
所述矩形出氣縫兩側中間位置平行設置有一對氣動輔助霧化舌片(1)，所述氣動輔助霧
化舌片的長度小于出氣縫的長度，使得從燃油噴嘴(3)噴出的燃油一部分濺到氣動輔助霧...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：何小民，趙玉玲，李明玉，孫源，江平，朱一驍，黃衛(wèi)東，葉正源，葛正好，黃亞坤，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32