CN201225656Y - 空气雾化喷嘴 - Google Patents

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康志祥
冯占祥
何民
刘丛红
吴文峰
袁平
李云志
褚恩
刘莉娜
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Abstract

本实用新型涉及一种用于航空发动机或燃气轮机的空气雾化喷嘴。喷嘴体通过转接器与离心式雾化喷嘴相联,在离心式雾化喷嘴前连接一导流器,导流器内壁为一锥面,锥面角度为80°-90°之间。导流器外侧连接一喷嘴螺母,喷嘴螺母内壁与导流器外壁形成一向外扩散的环形通道,在喷嘴螺母上设置8-16个沿圆周方向平均分布的进气斜孔,进气斜孔的一端与环形通道相通,另一端与压气机的出口相连接,其中斜孔的中轴线与离心雾化喷嘴轴线之间的夹角为45±5°。该装置能够使燃油获得充分的雾化,同时增加了燃烧室同氧气浓度,使燃油燃烧得更为完全,提高了燃油的燃烧效率,降低了排气冒烟及氮氧化物的生成,减少了污染物的排放。

Description

空气雾化喷嘴
技术领域
本实用新型涉及一种用于航空发动机或燃气轮机的空气雾化喷嘴。
背景技术
燃烧室是燃气轮机或航空发动机等机器的主要部件之一。低污染低排放燃烧室的设计是燃气轮机关键技术之一,燃油喷嘴是燃烧室的重要部件,其性能的好坏直接关系到整个燃烧室的性能以及寿命。为保证燃烧室正常运行以及机器的启动和变工况性能,通常要求燃油喷嘴能在一个较宽的负荷范围内保证良好的雾化质量,即要求燃油液滴有一个良好的雾化粒度以及合适的雾化角度。以往燃烧室普遍采用如图1所示离心式喷嘴来实现燃油雾化。在压力雾化技术中,利用油泵将燃油加压后通过喷嘴体9和转接器10进入送给离心式雾化喷嘴1的旋流室,在离心力和燃油表面张力的相互作用,将油膜撕裂成小的油滴,从喷嘴中喷出,形成锥形分布的油雾,从而完成整个雾化过程。由于单油路的离心式雾化喷嘴1的雾化质量随进口油压(燃油流量)变化较大,无法同时满足机器在启动以及额定工况及变工况下的雾化性能。另外由于离心式雾化喷嘴1前端油雾浓度较高,含氧量相对不足,导致燃油燃烧不充分,容易产生排气冒烟和氮氧化物排放超标等现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种空气雾化喷嘴,它既可以获得合理雾化粒度分布,又可以提高喷嘴前端油雾较高区域的含氧量,保证燃油燃烧充分,减少排气冒烟氮氧化物排放指标,保证整个燃烧室能够满足高效低污染燃烧技术的要求。
本实用新型的技术方案是:喷嘴体通过转接器与离心式雾化喷嘴相联,在离心式雾化喷嘴前连接一导流器,导流器内壁为一锥面,锥面角度为80°-90°之间。导流器外侧连接一喷嘴螺母,喷嘴螺母内壁与导流器外壁形成一向外扩散的环形通道,在喷嘴螺母上设置8-16个沿圆周方向平均分布的进气斜孔,进气斜孔的一端与环形通道相通,另一端与压气机的出口相连接,其中斜孔的中轴线与离心雾化喷嘴轴线之间的夹角为45±5°。所述的导流器内壁的锥面角度为85°。所述的平均分布的进气斜孔为12个。
本实用新型的优点在于该装置能够使燃油获得充分的雾化,同时增加了燃烧室同氧气浓度,使燃油燃烧得更为完全,提高了燃油的燃烧效率,降低了排气冒烟及氮氧化物的生成,减少了污染物的排放。
附图说明
图1为本实用新型现有的离心式雾化喷嘴的结构示意图;
图2为本实用新型空气雾化喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示,喷嘴体9通过转接器10与离心式雾化喷嘴1相联,在离心式雾化喷嘴1前连接一导流器2,导流器2内壁7为一锥面,锥面角度为80°-90°之间,比较理想的锥面角度为85°。导流器2外侧连接一喷嘴螺母3,喷嘴螺母3内壁6与导流器外壁8形成一向外扩散的环形通道4,在喷嘴螺母3上设置8-16个或12个沿圆周方向平均分布的进气斜孔5,进气斜孔5的一端与环形通道4相通,另一端与压气机的出口相连接,其中斜孔5的中轴线与离心雾化喷嘴1轴线之间的夹角为45±5°。
所述的空气喷嘴雾化过程是这样实现的:燃油经过油泵加压后,从喷嘴体9、转接器10进入离心雾化喷嘴1的旋流室11,获得一定的轴向速度和圆周方向的速度后经喷嘴口12喷出。喷嘴孔12喷出的燃油因为强旋流形成旋转的空心圆锥状油膜,并在离心力以及燃油自身的表面张力作用下将油膜撕裂成小的油滴,从而完成喷嘴的初步雾化过程。来自于压气机出口的高压空气通过进气斜孔5进入喷嘴气路的环形通道4,在喷口13处呈一个锥面向外喷出,高速旋转空气与从导流器2锥面内喷出的初步雾化的燃油混合发生强烈的剪切作用,使燃油达到更好的雾化效果,从而完成整个燃油雾化过程。并且高压空气经喷嘴气路的扩散型环形通道4在喷口13处喷出,一方面增强了燃烧室内燃油油雾与空气的预混,对燃油的喷射锥角起了一个引导扩散作用,降低燃烧室火焰的峰值温度,抑制了燃烧室内氮氧化物的生成;另一方面由于额外空气的补充,增加了此位置的氧浓度,从而使燃油燃烧得更为完全,提高了燃烧室的燃烧效率,并有效降低了燃烧室排气冒烟现象,大大提高了环保性能。

Claims (3)

1.一种空气雾化喷嘴,包括喷嘴体(9)、转接器(10)和离心式雾化喷嘴(1),其特征是:在离心式雾化喷嘴(1)前连接一导流器(2),导流器(2)内壁(7)为一角度为80°~90°的锥面,导流器(2)外侧连接一喷嘴螺母(3),喷嘴螺母(3)上沿圆周方向设置有8~16个平均分布的进气斜孔(5),进气斜孔(5)的一端与喷嘴螺母(3)内壁(6)与导流器外壁(8)形成的环形通道(4)相通,另一端与压气机的出口相连接,其中进气斜孔(5)的中轴线与离心雾化喷嘴(1)轴线之间的夹角为45±5°。
2.如权利要求1所述的空气雾化喷嘴,其特征是:所述的导流器(2)内壁(7)的锥面角度为85°。
3.如权利要求1所述的空气雾化喷嘴,其特征是:所述的平均分布的进气斜孔(5)为12个。
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