CN108150292B - 宽锥角雾化甩油盘结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种宽锥角雾化甩油盘结构，涉及涡轮发动机技术领域。本发明通过对喷嘴上喷射孔的设计及对甩油盘本体与喷嘴间形成的腔体的设计，在满足小型涡轮发动机结构紧凑特点同时，在发动机较低的转速下能够获得较好的雾化效果，同时能够保证一定的锥角分布，提高火焰筒内温度场均匀性，降低供油压力。本发明能够支撑发动机宽广的空域工作，也就是在不同的供油流量下，甩油盘都能够保证雾化的粒径分布，以保证燃烧室能够高效、稳定燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮发动机技术领域，具体涉及一种宽锥角雾化甩油盘结构。
背景技术
当前使用的甩油盘多采用两排孔或是单排孔作为燃料从甩油盘进入燃烧室内部的出口。现有的离心甩油盘从离散的圆形孔中将油甩出，且孔的尺寸一般超过0.4mm，相对较大，容易导致火焰筒内供油不均匀，从而使火焰筒内存在高温点，影响了火焰筒内温度场的均匀性。另外，单排孔的出口方式难以适应于供油流量变化范围较宽的发动机形式。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种雾化甩油盘结构，在较低的转速下能够获得较好的雾化效果，同时能够保证一定的锥角分布。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽锥角雾化甩油盘结构，包括甩油盘本体1和喷嘴2；所述甩油盘本体1和喷嘴2通过螺纹连接的方式联接在一起，甩油盘本体1设有四处内螺纹，与周向间隔90°分布的四处喷嘴2的外螺纹位置分别对应，且四处喷嘴2中的流动管路与甩油盘本体1中的流动管路形成腔体结构；每处喷嘴2上设置多个喷射孔，作为雾化燃油的几何通道，每处喷嘴2上喷射孔的分布角度不同，角度范围在法向30°～45°。
腔体结构包括圆柱形区域、外环腔、燃油主流路及中心集油腔，外环腔的内径大于圆柱形区域的半径，中心集油腔位于喷嘴的中轴线位置且与四处喷嘴上的喷射孔均连通，燃油从甩油盘本体1的进油口流至圆柱形区域后流至外环腔，而后，燃油从外环腔经过燃油主流路，流至中心集油腔后，分配至四处喷嘴，从各个喷射孔喷出。
优选地，所述喷射孔是长径比为10至20的圆柱形孔。
优选地，所述喷射孔的直径不超过0.25mm。
优选地，每处喷嘴2采用螺纹连接的方式连接在甩油盘本体1的旋转轴上。
(三)有益效果
本发明通过对喷嘴上喷射孔的设计及对甩油盘本体与喷嘴间形成的腔体的设计，在满足小型涡轮发动机结构紧凑特点同时，在发动机较低的转速下能够获得较好的雾化效果，同时能够保证一定的锥角分布，提高火焰筒内温度场均匀性，降低供油压力。本发明能够支撑发动机宽广的空域工作，也就是在不同的供油流量下，甩油盘都能够保证雾化的粒径分布，以保证燃烧室能够高效、稳定燃烧。
附图说明
图1是本发明的甩油盘结构图；
图2是本发明的燃油喷射过程中的流动路径示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种宽锥角雾化甩油盘结构，包括甩油盘本体1和喷嘴2；所述甩油盘本体1和喷嘴2通过螺纹连接的方式联接在一起，每处喷嘴2采用螺纹连接的方式连接在甩油盘本体1的旋转轴上，甩油盘本体1设有四处内螺纹，与周向间隔90°分布的四处喷嘴2的外螺纹位置分别对应，且四处喷嘴2中的流动管路与甩油盘本体1中的流动管路形成腔体结构；每处喷嘴2上设置多个喷射孔，作为雾化燃油的几何通道，每处喷嘴2上喷射孔的分布角度不同，角度范围在法向30°～45°。
如图2所示，腔体结构包括圆柱形区域、外环腔、燃油主流路及中心集油腔，外环腔的内径大于圆柱形区域的半径，中心集油腔位于喷嘴的中轴线位置且与四处喷嘴上的喷射孔均连通，燃油从甩油盘本体1的进油口流至圆柱形区域后流至外环腔，而后，燃油从外环腔经过燃油主流路，流至中心集油腔后，分配至四处喷嘴，从各个喷射孔喷出。在甩油盘本体1的高速旋转的状态下，燃油进入通过喷嘴2的多个小喷射孔喷出，以颗粒形式喷出并进入火焰筒内部。本发明的方案将燃油从流路中心转移至外侧向内侧流动，从而加强了燃油的周向速度，有利于提高燃油的雾化效果。且多个不同方向小孔径喷射孔相对于单一的大孔径圆形孔，能够获得较宽的雾化锥角范围，也即能够将燃油颗粒在燃烧室内部更宽广的空间内分布，避免造成局部富油，燃烧不完全的现象。
所述喷射孔是长径比为10至20的圆柱形孔，直径不超过0.25mm。
本发明的甩油盘主要应用于折流燃烧室，能够实现相对与传统甩油盘锥角的大幅增加，尤其在低转速下的雾化性能相对传统甩油盘显著提高，从而提高油气掺混效果，提高燃烧室燃烧性能。采用此发明的涡轮发动机燃烧室在宽的供油范围内都能够雾化较好，且能够保证锥角较大，从而保证了涡轮发动机火焰筒内温度场均匀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种宽锥角雾化甩油盘结构，其特征在于，包括甩油盘本体(1)和喷嘴(2)；所述甩油盘本体(1)和喷嘴(2)通过螺纹连接的方式联接在一起，甩油盘本体(1)设有四处内螺纹，与周向间隔90°分布的四处喷嘴(2)的外螺纹位置分别对应，且四处喷嘴(2)中的流动管路与甩油盘本体(1)中的流动管路形成腔体结构；每处喷嘴(2)上设置多个喷射孔，作为雾化燃油的几何通道，每处喷嘴(2)上各喷射孔的分布角度不同，角度范围在法向30°～45°；
所述腔体结构包括圆柱形区域、外环腔、燃油主流路及中心集油腔，外环腔的内径大于圆柱形区域的半径，中心集油腔位于喷嘴的中轴线位置且与四处喷嘴上的喷射孔均连通，燃油从甩油盘本体(1)的进油口流至圆柱形区域后流至外环腔，而后，燃油从外环腔经过燃油主流路，流至中心集油腔后，分配至四处喷嘴，从各个喷射孔喷出；从而燃油在甩油盘本体(1)的高速旋转的状态下，进入通过喷嘴(2)的多个喷射孔喷出，实现将燃油从流路中心转移至外侧向内侧流动。
2.如权利要求1所述的宽锥角雾化甩油盘结构，其特征在于，所述喷射孔是长径比为10至20的圆柱形孔。
3.如权利要求1所述的宽锥角雾化甩油盘结构，其特征在于，所述喷射孔的直径不超过0.25mm。
4.如权利要求1或2或3所述的宽锥角雾化甩油盘结构，其特征在于，每处喷嘴(2)采用螺纹连接的方式连接在甩油盘本体(1)的旋转轴上。
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