CN111609424B - 一种组合式甩油盘 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合式甩油盘。使用甩油盘燃油喷嘴的发动机，燃烧效率较高，且对高速旋转的轴有冷却作用，也使燃油得到预热，从而对雾化、蒸发以及组织燃烧都有利。本发明通过在空腔内设置扰流支柱和采用互击式喷口，实现燃油雾化水平提高和改善出口温度场分布的目的。液体工质通过扰流支柱装置，多次碰撞、分叉、变向，薄液膜撕扯、断裂得更加彻底；高速甩离燃油在喷口碰撞，最终雾化效果更佳。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机燃烧室技术领域，具体涉及一种组合式甩油盘。
背景技术
甩油盘是一种特殊形式的燃油喷嘴，主要是用于高转速、小流量的折流环形燃烧室的供油装置。最著名的甩油盘是法国透博梅卡公司的甩油盘系统，WP11发动机燃烧室也采用了这种供油装置。燃油经空心压气机——涡轮轴中心供油，在甩油盘的圆周边上开有若干小孔，当发动机中心轴高速旋转时，燃油从甩油盘边缘小孔中甩至环形燃烧室的头部，由于轴的高速旋转，燃油受到离心力的作用，与空气相互作用，破碎雾化。使用甩油盘燃油喷嘴的发动机，燃烧效率较高，且对高速旋转的轴有冷却作用，也使燃油得到预热，从而对雾化、蒸发、组织燃烧及部件保护都有利。
现有的甩油盘喷嘴缺点是燃油雾化锥角不大，各喷口甩油量不够均匀，破碎雾化效果有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种组合式甩油盘，提高燃油在甩油盘腔体内的雾化效果并改变甩出主体圆盘时的形态。通过在空腔内设置扰流支柱和采用互击式喷口，实现燃油雾化水平提高和改善出口温度场分布的目的。
技术方案
本发明的目的在于提供一种组合式甩油盘。
本发明技术方案如下：
一种组合式甩油盘，其特征在于：所述组合式甩油盘包括甩油盘主体圆盘、均流片、扰流柱以及互击式喷口；该结构的主体圆盘为常规的圆盘结构，均流片以及扰流柱均位于主体圆盘内，沿圆盘径向布置有三级扰流柱，主体圆盘中心为输油管进口位置，主体圆盘最外侧为互击式喷口出口位置，喷口喷射角度分别为45°和30°，两个不同喷射角度的喷口为一组，沿周向均匀分布24组，从主体圆盘中心到主体圆盘最外侧分别布置有第一级扰流柱—均流片，呈月牙状，位于输油管进口位置周围并沿周向均匀布置，数目为6个，第二级扰流柱与第一级扰流柱叶型弯曲方向相反，数目为12 个，第三级扰流柱与第二级扰流柱叶型弯曲方向相反，数目为18个。
所述的组合式甩油盘，其特征在于：主体圆盘的直径为200mm，输油管进口直径为20mm，旋转转速为20000～60000r/min。均流片呈月牙状，设置在输油管进口位置外圈，叶型弯曲方向与主体圆盘旋转方向相同，沿甩油盘主体圆盘周向均匀分列，相当于一级扰流柱。
所述的组合式甩油盘，其特征在于：扰流柱与均流片叶型相似，第二级扰流柱叶型弯曲方向与均流片相反；扰流柱沿主体圆盘直径方向设置为三级，后一级叶型弯曲方向与前一级弯曲方向相反；一级扰流柱即均流片数量为6个，二级三级扰流柱数量分别为12个和18个。
所述的组合式甩油盘，其特征在于：互击式喷口直径为2mm，喷射角度分别为45°和30°，沿甩油盘主体圆盘周向均匀分列，数量为24组。
本发明具有以下有益效果：
为提高火焰筒头部燃油的有效掺混进而提高折流燃烧室的燃烧效率，本发明提出一种组合式甩油盘，在空腔内设置扰流支柱和采用互击式喷口。与现有的离心甩油盘相比，本发明优点突出，主要表现在：利用扰流支柱装置，改变高速转动的液体工质的流动状态，多次碰撞、分叉、变向，使得薄液膜撕扯、断裂得更加彻底；喷口处采用互击式设计，相较于普通的单喷口，甩油喷口高速双液柱碰撞，最终雾化效果和出口温度场分布更佳。
附图说明
图1：一种组合式甩油盘整体结构剖面图
图2：一种组合式甩油盘扰流柱局部示意图
图3：一种组合式甩油盘互击式喷口局部示意图
图4：一种组合式甩油盘三维结构示意图
主要元件符号说明：
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
结合图1，本发明提供了一种组合式甩油盘。
具体过程：液态燃油通过输油管进口2流入甩油盘腔体，经均流片3即一级扰流柱，以确保各油孔甩喷油量均等，保证燃烧室出口温度场分布均匀。此后依次流过二级扰流柱4和三级扰流柱5，由于甩油盘主体圆盘1的高速旋转，腔体内的燃油被展开成薄膜片。当薄膜片冲击扰流支柱装置时，液体工质的流动状态被多次改变，碰撞、分叉、变向、撕裂，薄液膜形态变化得更加彻底，小液滴和液雾占比更大。液滴群从互击式喷口6甩出时，甩油喷口高速双液流相互碰撞，最终雾化效果更佳，扩张锥角更大。与折流环形燃烧室内的空气掺混更加充分，组织燃烧更加充分，出口温度场分布更加均匀。
Claims (5)
1.一种组合式甩油盘，其特征在于：所述组合式甩油盘包括甩油盘主体圆盘、第一级扰流柱—均流片、第二级扰流柱、第三级扰流柱以及互击式喷口；该结构的主体圆盘为常规的圆盘结构，主体圆盘内沿圆盘径向布置有第一级扰流柱—均流片、第二级扰流柱、第三级扰流柱，主体圆盘中心为输油管进口位置，主体圆盘最外侧为互击式喷口出口位置，喷口喷射角度分别为45°和30°，两个不同喷射角度的喷口为一组，沿周向均匀分布24组，从主体圆盘中心到主体圆盘最外侧分别布置有第一级扰流柱—均流片，呈月牙状，位于输油管进口位置周围并沿周向均匀布置，数目为6个，第二级扰流柱与第一级扰流柱叶型弯曲方向相反，数目为12个，第三级扰流柱与第二级扰流柱叶型弯曲方向相反，数目为18个。
2.根据权利要求1所述的组合式甩油盘，其特征在于：主体圆盘的直径为200mm，输油管进口直径为20mm，旋转转速为20000～60000r/min。
3.根据权利要求1所述的组合式甩油盘，其特征在于：均流片，即第一级扰流柱，呈月牙状，设置在输油管进口位置外圈，叶型弯曲方向与主体圆盘旋转方向相同，沿甩油盘主体圆盘周向均匀分列。
4.根据权利要求1所述的组合式甩油盘，其特征在于：扰流柱与均流片叶型相似。
5.根据权利要求1所述的组合式甩油盘，其特征在于：互击式喷口直径为2mm，沿甩油盘主体圆盘周向均匀排列。
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