CN113294808A - 一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴 - Google Patents

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张群
高耀红
王晓燕
马晓曦
王紫欣
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    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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Abstract

本发明是一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，这种喷嘴由外路空气管、油路管、内路空气管、内路空气管旋流叶片、外路空气管旋流叶片等组成，来自于外路空气管路与内路空气管路的旋转空气对燃油进行双重的空气剪切作用，使燃油雾化为小液滴，在经过缩口处时实现了燃油与为进入油路管的空气加速，使燃油再次在空气剪切的作用下从喷口吹出，实现了燃油的二次雾化，能够保证燃油和气流实现充分而又均匀地混合，并且具有低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感的优点，该喷嘴的良好雾化效果有利于燃气轮机燃烧室内部进行组织燃烧，并且会强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。

Description

一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴
技术领域
本发明属于燃气轮机燃烧室的技术领域，具体涉及一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴。
背景技术
目前燃气轮机作为一种能源转换的动力装置，在军事、航空与发电等领域占据着主导的地位，人们为改善燃气轮机某些属性上一直在做着重大的改变与努力，使得燃气轮机技术一直在改善与发展。但是现在的燃气轮机发展仍然对我们提出了巨大的挑战，燃烧效率、降低对环境的污染、结构尺寸的限制、新技术新要求等都是我们所必须考虑的。
随着航空发动机燃烧室压比、温升的不断提高，离心式喷嘴使用中暴露出一些问题。比如，在高压下喷雾锥角度变小影响了主燃区的燃油分布，增加了冒烟和火焰辐射，也使燃烧室出口温度场品质变差。而且，由于燃气轮机的燃油规范放宽，燃烧室的冒烟、积炭和壁温高等问题尤为严重。与之相比，空气雾化喷嘴能够保证燃油和气流实现充分而又均匀地混合，并且具有低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感等优点，因而取代了离心喷嘴在较高性能发动机中的地位。
一般来说，地面动力装置的气动雾化喷嘴都需要一套专门的供气系统，然而如果航空燃气轮机再另外配备一套供气系统，就会使质量增加，结构复杂。因此，航空燃气轮机燃烧室中的空气雾化喷嘴是利用火焰筒内外较大的压差，来形成空气雾化喷嘴内较高的空气流速，对燃油进行雾化。
发明内容
本发明主要针对燃气轮机燃烧室的技术领域的一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴。具体为：来自于外路空气管路与内路空气管路的旋转空气分别经过外路空气管旋流叶片与内路空气管旋流叶片进入到油路管，实现了对燃油进行双重的空气剪切作用，使燃油雾化为小液滴，在经过缩口处时实现了燃油与未进入到油路管的空气加速，使燃油再次在空气剪切的作用下从喷口吹出，实现了燃油的二次雾化，能够保证燃油和气流实现充分而又均匀地混合，并且具有低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感的优点，该喷嘴的良好雾化效果有利于燃气轮机燃烧室内部进行组织燃烧，并且会强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。
技术方案
本发明的目的是为了实现一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴。
本发明技术方案如下：
一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，包括外路空气管、油路管、内路空气管、内路空气管出口、油路管出口、外路空气管出口、内路空气管旋流叶片、外路空气管旋流叶片、内路空气管旋流通道和外路空气管旋流通道，其特征在于：来自外路空气管与内路空气管的旋转气流对油路燃油进行双向剪切作用，使得燃油第一次雾化为直径更小的液滴，在喷口处再次实现二次空气剪切，实现二次雾化，从喷口吹出最终实现了燃油的破碎雾化。
所述的一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：外路空气管与内路空气管的旋向相反，具体各自的旋流强度与压差可根据实际雾化质量效果来确定。
所述的一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：外路空气管流进外路空气管旋流通道与内路空气管流进内路空气管旋流通道均为切向流进，内路空气管旋流叶片与外路空气管旋流叶片的旋转角可根据实际雾化质量效果来确定，内路空气管旋流叶片与外路空气管旋流叶片的轴向长度可根据实际雾化质量效果来确定。
所述的一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：，其特征在于：外路空气管、油路管以及内路空气管空气通道的缩口几何尺寸以及各个出口直径根据实际情况确定。
本发明具有以下有益效果：
(1)来自外路空气管路与内路空气管路的旋转空气对燃油进行双重的空气剪切作用，使燃油雾化为小液滴，增加了燃烧效率，降低了污染物的排放。(2)缩口处时实现了燃油与未进入到油路管的空气加速，使燃油再次在空气剪切的作用下从喷口吹出，实现了燃油的二次雾化，更有利于燃油的吹出喷口，保证了雾化的效果(3)结构简单，设计简单，雾化效果良好，可方便应用于其它各行各业。
附图说明
图1：为一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的整体外观图；
图2：为一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的中心剖视图；
图3：为一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的背面图；
图4：为一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴旋流叶片剖视图；
图5：为一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的旋流叶片整体外观图；
图中：1、外路空气管 2、油路管 3、内路空气管 4、内路空气管出口 5、油路管出口6、外路空气管出口 7、内路空气管旋流叶片 8、外路空气管旋流叶片 9、内路空气管旋流通道10、外路空气管旋流通道
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
结合图1一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的整体外观图，图2一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的中心剖视图，图3一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的背面图，图4一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴旋流叶片剖视图，图5一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴的旋流叶片整体外观图实现了一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，该发明可强化雾化效果，实现高燃烧效率，低排放。
具体过程：空气在一定的压力下旋转流过外路空气管(图2中的1)和内路空气管(图2中的3)分别流到外路空气管旋流叶片(图2中的8)与内路空气管旋流叶片(图2中的7)处，通过外路空气管旋流通道(图4中的10)和内路空气管旋流通道(图4中的9)与来自于油路管(图2中的2)的燃油相遇，内外部空气对燃油进行双重反向的剪切作用，使燃油雾化为小液滴，实现了第一次雾化。未进入到油路管的内外管空气经过收缩段加速，将一次雾化后的小液滴再次空气剪切，实现二次雾化，从喷口吹出，最终实现了燃油的两次破碎雾化，该喷嘴的良好雾化效果有利于燃气轮机燃烧室内部进行组织燃烧，并且会强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。

Claims (4)

1.一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，包括外路空气管、油路管、内路空气管、内路空气管出口、油路管出口、外路空气管出口、内路空气管旋流叶片、外路空气管旋流叶片、内路空气管旋流通道和外路空气管旋流通，其特征在于：来自外路空气管与内路空气管的旋转气流对油路燃油进行双向剪切作用，使得燃油第一次雾化为直径更小的液滴，在喷口处再次实现二次空气剪切，实现二次雾化，从喷口吹出最终实现了燃油的破碎雾化。
2.根据权利要求1所述一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：外路空气管与内路空气管的旋向相反，具体各自的旋流强度与压差可根据实际雾化质量效果来确定。
3.根据权利要求1所述一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：外路空气管流进外路空气管旋流通道与内路空气管流进内路空气管旋流通道均为切向流进，内路空气管旋流叶片与外路空气管旋流叶片的旋转角可根据实际雾化质量效果来确定，内路空气管旋流叶片与外路空气管旋流叶片的轴向长度可根据实际雾化质量效果来确定。
4.根据权利要求1所述一种燃气轮机燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：外路空气管、油路管以及内路空气管空气通道的缩口几何尺寸以及各个出口直径根据实际情况确定。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114278477A (zh) * 2021-11-22 2022-04-05 启东通润润滑液压设备有限公司 一种双油路喷嘴结构及其喷嘴系统
CN114646077A (zh) * 2022-03-23 2022-06-21 西北工业大学 一种环腔开孔的空气雾化喷嘴

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