CN109611888A - 一种直射喷嘴 - Google Patents

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    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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Abstract

本申请公开了一种直射喷嘴，所述喷嘴包括：喷嘴本体，所述喷嘴本体内部具有一喷油孔；和导流柱，所述导流柱设置于所述喷嘴本体内且伸入所述喷油孔中，所述导流柱的轴线与所述喷油孔轴线重合，其中，所述导流柱直径与所述喷油孔直径的比值范围为0.6～0.9。本申请的直射喷嘴在保留直射喷嘴空间结构紧凑的基础上，通过设置的导流柱充分利用油膜雾化的原理，一方面提高了直射喷嘴的雾化效果，同时明显增大喷雾角度，非常有利于燃油的雾化和燃烧，可明显提高燃烧室性能。

Description

一种直射喷嘴
技术领域
本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种直射喷嘴。
背景技术
喷嘴是燃烧设备中最重要的组成部分之一，喷嘴的作用是使液体燃料雾化，形成直径很小的液雾，以增加液体燃料与周围介质的接触面积，达到快速蒸发、掺混和燃烧的目的。由于液体燃料的燃烧一般都使用喷嘴，喷嘴设计的好坏对液体燃料的燃烧影响非常大。
常用喷嘴类型包括直射式喷嘴、离心式喷嘴、旋转杯喷嘴、气动雾化喷嘴和特殊喷嘴等，其中直射式喷嘴和离心式喷嘴称为压力雾化喷嘴。
在航空发动机领域的主燃烧室喷嘴上，通常采用双油路的气动雾化喷嘴，然而随着多点喷射的低污染/高温升燃烧室技术成为主流发展方向，直射式喷嘴也越来越受到重视。
现有的直射喷嘴一般是液体燃料在压力作用下直接通过一个小孔射出的雾化装置(如图1所示)，其主要依靠液体通过小孔后高速喷出后扩张，然后和空气作用，形成液滴并不断破碎成更小的液滴，最终形成液雾。在空间足够的情况下，直射式喷嘴的综合性能较空气雾化喷嘴差，因此在主燃烧室应用上较少，但由于直射式喷嘴结构简单，占用空间位置小，成为多点喷射燃烧室、加力燃烧和冲压发动机燃烧室的不二选择。
在加力燃烧室、冲压燃烧室和基于多点喷射的主燃烧室中，由于多点喷射燃油的需要或者燃烧室尺寸的限制，燃油喷嘴只能为结构简单而且占用空间小的直射式喷嘴。但由于现有技术中的直射式喷嘴结构过于简单，雾化效果较差，雾化性能不满足使用要求，一般来说明显劣于空气雾化喷嘴，而且喷雾角度较小(通常在15～20°)，直射喷嘴的关键性能在一定程度上影响了燃烧室燃烧性能。
发明内容
本申请的目的是提供了一种直射喷嘴，以解决上述任一问题。
本申请的技术方案是：一种直射喷嘴，所述雾化喷嘴包括：喷嘴本体，所述喷嘴本体内部具有一喷油孔；和导流柱，所述导流柱设置于所述喷嘴本体内且伸入所述喷油孔中，所述导流柱的轴线与所述喷油孔轴线重合，其中，所述导流柱直径与所述喷油孔直径的比值范围为0.6～0.9。
在本申请一实施例中，在所述喷油孔出口还具有一漏斗型锥面，所述漏斗型锥面的轴心与所述喷油孔轴心重合。
在本申请一实施例中，所述漏斗型锥面的角度范围在15度～60度。
在本申请一实施例中，所述导流柱与所述喷嘴本体为一体式结构。
在本申请一实施例中，所述喷油孔的孔径范围为0.3mm～6mm。
本申请的直射喷嘴在保留直射喷嘴空间结构紧凑的基础上，通过设置的导流柱充分利用油膜雾化的原理，一方面提高了直射喷嘴的雾化效果，同时明显增大喷雾角度，非常有利于燃油的雾化和燃烧，可明显提高燃烧室性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为现有技术中的直射式喷嘴示意图。
图2为本申请中的直射喷嘴示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
本申请主要针对在加力燃烧室、多点喷射燃烧室和冲压燃烧室等结构紧凑需而采用的直射喷嘴喷雾锥角小、雾化效果不佳的问题，提出了一种新的直射喷嘴，可有效改进传统直射喷嘴的缺点，有效提高燃烧室性能。
本申请与传统直射喷嘴相同，仍然采用压力雾化，液体燃料通过喷油孔3喷出后成一定角度喷出，并在和空气作用或雾化。
本申请的直射喷嘴包括一喷嘴本体1，喷嘴本体1内有喷油孔3和联通压力装置的压力腔5，在喷油孔3内设置一个导流柱4，其可以与喷嘴本体1一体式加工得到，导流柱4截面为圆形，燃油进入压力腔5后，顺着导流柱4进入喷油孔3后形成环形流(环形孔)，而不是传统直射喷嘴的圆柱流，在喷油孔3内，燃油液体的表面积大大增加，在已经形成油膜的情况下再进入漏斗型锥面2，有利于后续的雾化；
更进一步的，在喷油孔3的出口位置设置一个漏斗型锥面2。液体状态的燃油由环形通道内流出后，通过锥面的引导下喷出并形成液体颗粒，在环形流通型面和锥面出口共同作用，增加喷嘴的喷雾锥角。
需要什么的是，上述两个构型可以组合出现，同时增强雾化效果和喷雾锥角，如果结构和工艺不允许，也可以单独采用一种构型提高性能。
在本申请中，喷油孔3的尺寸范围在0.3mm-6mm之间。
在本申请中，导流柱4直径与喷油孔3内径的尺寸百分比范围在0.6-0.9之间。
本申请的直射喷嘴通过在喷油孔内增加圆柱，以形成环形的油膜，利于后续增强雾化效果和扩大喷雾锥角；通过在喷油孔的喷口处设置锥形扩张出口，可以增加喷雾锥角。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种直射喷嘴，其特征在于，所述雾化喷嘴包括
喷嘴本体(1)，所述喷嘴本体(1)内部具有一喷油孔(3)；和
导流柱(4)，所述导流柱(4)设置于所述喷嘴本体(1)内且伸入所述喷油孔(3)中，所述导流柱(4)的轴线与所述喷油孔(3)轴线重合，其中，所述导流柱(4)直径与所述喷油孔(3)直径的比值范围为0.6～0.9。
2.如权利要求1所述的直射喷嘴，其特征在于，在所述喷油孔(3)出口还具有一漏斗型锥面(2)，所述漏斗型锥面(2)的轴心与所述喷油孔(3)轴心重合。
3.如权利要求2所述的直射喷嘴，其特征在于，所述漏斗型锥面(2)的角度范围在15度～60度。
4.如权利要求1所述的直射喷嘴，其特征在于，所述导流柱(4)与所述喷嘴本体(1)为一体式结构。
5.如权利要求1所述的直射喷嘴，其特征在于，所述喷油孔(3)的孔径范围为0.3mm～6mm。
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