一種雙油路三氣路多旋流空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒領(lǐng)域，是一種減小液態(tài)燃料霧化直徑、提高燃燒室燃燒效率、減少NOx排放的裝置，具體來(lái)說(shuō)是一種應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的雙油路三氣路空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃油霧化直徑對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的燃燒性能有著至關(guān)重要的影響，液體燃料在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃燒之前要經(jīng)歷先霧化再蒸發(fā)的過(guò)程，減小液體燃料的霧化直徑可以有效減小燃料的蒸發(fā)時(shí)間及化學(xué)反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)燃燒室燃燒效率及優(yōu)化出口溫度分布的目的。針對(duì)軍機(jī)上的燃?xì)廨啓C(jī)而言，減小液體燃料霧化直徑可以有效縮短燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的軸向長(zhǎng)度，增加燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)推重比；針對(duì)民機(jī)上的燃?xì)廨啓C(jī)而言，減小液體燃料霧化直徑則可以增強(qiáng)燃燒溫度的均勻性，減少NOx排放。
[0003]多級(jí)旋流空氣霧化噴嘴目前廣泛的應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室液體燃料的霧化。早期空氣霧化噴嘴的典型結(jié)構(gòu)是離心噴嘴+多級(jí)旋流器:燃油從中心的離心噴嘴中噴出，沖擊在文氏管上，形成一個(gè)薄的油膜，在文氏管出口邊緣上，油膜破碎成條，然后迅速地進(jìn)入了內(nèi)外旋向相反的兩股旋流的剪切層中霧化。剪切層中，破碎成條的油膜被進(jìn)一步霧化，形成油霧。近些年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，燃?xì)廨啓C(jī)的污染物排放以及相關(guān)的控制技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。傳統(tǒng)的多級(jí)旋流空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了燃油分級(jí)技術(shù)，燃油從相鄰兩股旋流空氣中的夾縫中噴嘴，其在向下游的流動(dòng)過(guò)程中受到內(nèi)、外兩股旋流空氣剪切力的作用，形成比較小的霧化顆粒。這種空氣霧化噴嘴的不足之處在于其對(duì)加工工藝要求較高，如果由于某些原因造成燃油出口環(huán)縫在結(jié)構(gòu)上與噴嘴本體結(jié)構(gòu)不同心，極易造成燃油霧化質(zhì)量惡化，進(jìn)而導(dǎo)致溫度分布不均勻，燃燒室出口溫度分布品質(zhì)下降。
[0004]本發(fā)明采用雙級(jí)燃油直射與三級(jí)旋流空氣組合的空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)。燃油先從主、副油路在內(nèi)壁面末端沿周向以一定夾角均勻布置的小孔噴出，在橫向氣流的作用下形成比較小的霧化顆粒，然后再在內(nèi)、外兩股旋流空氣的作用下進(jìn)一步霧化，形成更細(xì)的霧化顆粒。由于小孔加工相對(duì)簡(jiǎn)單，這可以使本發(fā)明的空氣霧化噴嘴在降低液體燃料霧化直徑的同時(shí)，大大降低噴嘴結(jié)構(gòu)，避免由于加工工藝問(wèn)題所造成的燃料空間分布不均。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的是提供一種雙油路三氣路多旋流空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)，用以減小液體燃料的霧化直徑，該結(jié)構(gòu)具有多氣路及主、副油路單獨(dú)控制的特點(diǎn)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)可以有效減少液體燃料的霧化直徑，提高燃燒室燃燒效率，減少NOx排放。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種雙油路三氣路多旋流空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)，所述空氣霧化噴嘴包括噴嘴本體，其特征在于，
[0008]所述噴嘴本體為雙層筒體結(jié)構(gòu)，包括帶有環(huán)形夾層的外筒體和帶有環(huán)形夾層的內(nèi)筒體，所述外筒體的環(huán)形夾層構(gòu)成主油路通道，所述內(nèi)筒體的環(huán)形夾層構(gòu)成副油路通道，所述外筒體和內(nèi)筒體在沿軸向的第一端基本平齊，所述內(nèi)筒體沿軸向的第二端短于所述外筒體沿軸向的第二端；在所述外筒體的靠近其第二端的內(nèi)壁上沿周向開設(shè)至少一排主油路燃料噴射孔，所述主油路燃料噴射孔與所述主油路通道聯(lián)通；在所述內(nèi)筒體的靠近其第二端的內(nèi)壁上沿周向開設(shè)至少一排副油路燃料噴射孔，所述副油路燃料噴射孔與所述副油路通道聯(lián)通；
[0009]在所述噴嘴本體的沿軸向的第一端的側(cè)壁上設(shè)置有液態(tài)燃料供油管，該供油管為雙層管路結(jié)構(gòu)，包括同軸布置的內(nèi)管路和外管路，所述外管路構(gòu)成主燃油供應(yīng)管路，所述內(nèi)管路構(gòu)成副燃油供應(yīng)管路，且所述主燃油供應(yīng)管路與所述主油路通道聯(lián)通，所述副燃油供應(yīng)管路與所述副油路通道聯(lián)通；
[0010]所述內(nèi)筒體的空腔構(gòu)成一級(jí)氣流通道，該氣流通道包括橫截面積逐漸縮小的進(jìn)口段和橫截面積基本保持不變的出口段，并且在該一級(jí)氣流通道的進(jìn)口段的第一端設(shè)置有一級(jí)氣路旋流器；所述外筒體和內(nèi)筒體之間的空腔部分構(gòu)成二級(jí)氣流通道，并且在該二級(jí)氣流通道靠近所述內(nèi)筒體的第二端的位置上設(shè)有二級(jí)氣路旋流器；所述空氣霧化噴嘴還包括一導(dǎo)風(fēng)罩，該導(dǎo)風(fēng)罩同軸套設(shè)在所述外筒體的第二端，該導(dǎo)風(fēng)罩包括橫截面積基本保持不變的進(jìn)口段和橫截面積逐漸縮小的出口段，該導(dǎo)風(fēng)罩的出口段基本完全處于所述外筒體的第二端的外側(cè)，所述外筒體和導(dǎo)風(fēng)罩之間的空腔部分構(gòu)成三級(jí)氣流通道，并且在該三級(jí)氣流通道中設(shè)有三級(jí)氣路旋流器；
[0011]在所述外筒體的靠近其第一端的位置處沿周向開設(shè)若干徑向進(jìn)氣孔，所述主油路通道在該位置處呈現(xiàn)為若干周向分布的扇形燃料通道，這些徑向進(jìn)氣孔與扇形燃料通道間隔布置；
[0012]所述一級(jí)、三級(jí)氣流通道的氣流以軸向直接進(jìn)入噴嘴，所述二級(jí)氣流通道的氣流通過(guò)所述徑向進(jìn)氣孔進(jìn)入噴嘴。
[0013]優(yōu)選地，所述一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)氣路旋流器均為軸向旋流葉片。
[0014]優(yōu)選地，所述主燃油供應(yīng)管路通過(guò)所述若干扇形燃料通道與所述主油路通道聯(lián)通。。
[0015]優(yōu)選地，所述主、副油路燃料噴射孔均設(shè)置為多排，且多排燃料噴射孔順排或叉排布置。
[0016]優(yōu)選地，所述一級(jí)、三級(jí)氣路旋流器的旋流葉片的旋轉(zhuǎn)方向相同并與二級(jí)氣路旋流器的旋流葉片旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0017]優(yōu)選地，所述一級(jí)氣路旋流器旋流數(shù)范圍為0.6?1.0。
[0018]優(yōu)選地，所述徑向進(jìn)氣孔為徑向矩形進(jìn)氣孔，相鄰兩所述徑向矩形進(jìn)氣孔周向夾角范圍為α = 30°?120°。
[0019]優(yōu)選地，所述主、副油路燃料噴射孔直徑范圍為d = 0.5mm?1.0mm。
[0020]優(yōu)選地，所述主、副油路燃料噴射孔排數(shù)為I?5。
[0021]優(yōu)選地，所述主、副油路燃料噴射孔周向夾角范圍為β =5°?30°。
[0022]優(yōu)選地，所述二級(jí)氣路旋流器旋流數(shù)范圍為1.0?1.2。
[0023]優(yōu)選地，所述三級(jí)氣路旋流器旋流數(shù)范圍為1.2?1.5。
[0024]本發(fā)明的空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)相比于現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的技術(shù)效果，能夠有效降低液態(tài)燃料的霧化直徑，提高燃燒室燃燒效率，降低NOx排放。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的多旋流空氣霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的多旋流空氣霧化噴嘴的中心截面剖視圖；
[0027]圖3為本發(fā)明的多旋流空氣霧化噴嘴A-A截面剖視圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的多旋流空氣霧化噴嘴B-B截面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]如圖1-4所示，本發(fā)明的雙油路三氣路多旋流空氣霧化噴嘴結(jié)構(gòu)，用以減小液體燃料的霧化直徑，提高燃燒室燃燒效率，減少NOx排放；所述燃燒室采用液態(tài)燃料，所述空氣霧化噴嘴包括噴嘴本體100，噴嘴本體100為雙層筒體結(jié)構(gòu)，包括帶有環(huán)形夾層的外筒體101和帶有環(huán)形夾層的內(nèi)筒體102，外筒體101的環(huán)形夾層構(gòu)成主油路通道1，內(nèi)筒體102的環(huán)形夾層構(gòu)成副油路通道102，外筒體101和內(nèi)筒體102在沿軸向的第一端基本平齊，內(nèi)筒體102沿軸向的第二端短于外筒體101沿軸向的第二端；在外筒體101的靠近其第二端的內(nèi)壁上沿周向開設(shè)至少I?5排主油路燃料噴射孔10，主油路燃料噴射孔10與主油路通道I聯(lián)通；在內(nèi)筒體102的靠近其第二端的內(nèi)壁上沿周向開設(shè)至少I?5排副油路燃料噴射孔9，副油路燃料嗔射孔9與副油路通道2聯(lián)通。
[0031]如圖2所示，在噴嘴本體100的沿軸向的第一端(圖中顯示為左端)的側(cè)壁上設(shè)置有液態(tài)燃料供油管103，該供油管103為雙層管路結(jié)構(gòu)，包括同軸布置的內(nèi)管路和外管路，外管路構(gòu)成主燃油供應(yīng)管路，內(nèi)管路構(gòu)成副燃油供應(yīng)管路，且主燃油供應(yīng)管路與主油路通道I聯(lián)