[实用新型]空气雾化喷嘴

说明书

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。