[发明专利]一种燃油切向入射成膜的贫油直喷空气雾化喷嘴

摘要

本发明公开了一种燃油切向入射成膜的贫油直喷空气雾化喷嘴，采用了结构与气动相结合的方式辅助切向入射的燃油成膜。由直射式燃油喷嘴、预膜管切向入口、导流板、预膜管、中心管、轴向旋流器和套筒构成。燃油从预膜管切向入口入射，在预膜管内部展成均匀油膜后从出口喷出。空气可以随着燃油从预膜管切向入口入射，也可以从中心管和轴向旋流器中通过。预膜管切向入口处设计了导流板，既可以促进燃油向下游的输运，同时也加强了空气的旋转流动，辅助燃油展开成膜。在中心管壁面上开有斜孔，喷射的斜向空气用于维持下游燃油的高速旋转。利用本发明，可以实现切向入射的燃油均匀快速成膜，并在出口处实现燃油快速均匀雾化，还可以防止燃烧时出现回火现象。

主权项

1.一种燃油切向入射成膜的贫油直喷空气雾化喷嘴，其特征在于：采用了结构与气动相结合的方式辅助切向入射的燃油成膜，由直射式燃油喷嘴(1)、预膜管切向入口(2)、中心管(3)、预膜管(4)、轴向旋流器(5)、套筒(6)和导流板(7)构成，直射式喷嘴(1)将燃油射入预膜管切向入口(2)中，预膜管切向入口(2)处设计了导流板(7)，在自身动量和导流板(7)的共同作用下，燃油贴着预膜管(4)内壁向下游流动，并展开成薄膜，同时，部分空气会与燃油一起从预膜管切向入口(2)入射，在导流板(7)的作用下旋转流动，辅助燃油成膜，中心管(3)管壁上开有一圈斜孔(8)，底部开有多小孔(9)的出口，中心管(3)内的部分空气从斜孔(8)喷出，维持油膜的高速旋转，其余的空气从底部的小孔(9)流出后形成多股均匀气流调节下游的流场，防止回火，也在一定程度上促进了出口处油膜的破碎与雾化，中心管(3)的出口在预膜管(4)出口内部，缩进比为1，中心管(3)内缩的结构降低了直流气对下游流场和燃烧稳定性的影响，大量的空气流经轴向旋流器(5)进入下游，套筒(6)采用先收缩后扩展的形式，引导气流在其喉道处剪切油膜，套筒(6)收缩段与中轴线的夹角大于40°，提高了外旋空气对液膜的冲击角度，使预膜管(4)出口油膜破碎模式从经典式转化为瞬发雾化；包括了螺旋形导流板(7)的结构，导流板(7)将燃油输运到预膜管切向入口(2)下游，并同时约束空气的流动，增加空气的切向动量，提高空气辅助燃油成膜的效果；中心管(3)上的斜孔(8)中轴线与中心管(3)中轴线有一定的距离，使流经斜孔(8)的气流产生周向的速度；同时斜孔(8)中轴线与中心管(3)中轴线的夹角小于90°，使气流产生向下游的轴向速度，当油膜沿预膜管(4)向下游运动一段距离后，其切向的动量会衰减，导致油膜的厚度增加、均匀性降低，斜孔(8)产生的气流可以维持油膜的高速旋转；中心管(3)底部为小孔(9)结构，采用多个小孔的出口，形成多股均匀的气流，但是每股气流的气量较少，在防止回火现象产生的同时，还可以降低由于直流气自身振荡而对下游流场和燃烧稳定性造成的影响；中心管(3)出口相对于预膜管(4)出口内缩，从小孔(9)流出的多股均匀气流既可以促进预膜管(4)出口处油膜的失稳破碎，提升雾化效果；还可以防止火焰被吹脱；所述的套筒(6)收缩段角度大于40°，气流冲击液膜的角度增大，液膜破碎的机制从经典式转化为瞬发式，可以实现液膜的快速、均匀雾化。