CN114688527A - 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴 - Google Patents

一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴 Download PDF

Info

Publication number
CN114688527A
CN114688527A CN202011641223.8A CN202011641223A CN114688527A CN 114688527 A CN114688527 A CN 114688527A CN 202011641223 A CN202011641223 A CN 202011641223A CN 114688527 A CN114688527 A CN 114688527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
nozzle
channel
type
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011641223.8A
Other languages
English (en)
Inventor
隆武强
田华
崔靖晨
田江平
陈晓瑜
赵成微
于聪
张振先
礼博
董东升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202011641223.8A priority Critical patent/CN114688527A/zh
Publication of CN114688527A publication Critical patent/CN114688527A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383—Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，涉及工业燃烧相关技术领域，包括旋流器、喷嘴外壳、旋流槽、第一通道和第二通道；所述旋流器与所述喷嘴外壳连接；所述喷嘴外壳的内壁构成第二腔体；所述第二腔体上开设有通孔，所述通孔连接有交叉喷孔；所述第一通道和所述第二通道均通过所述旋流槽与第二腔体连通。通过设置预混合室和主混合室使气液在喷嘴内部旋流槽的作用下提高紊流程度，借助气体的剪切作用使气液充分混合，并在出口处碰撞实现动量交换，并在喷孔的狭小空间内剧烈扰动，实现燃油的高质量雾化。

Description

一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴
技术领域
本发明涉及工业燃烧相关技术领域，更具体的说是涉及一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴。
背景技术
燃油液滴的蒸发速度与液滴直径平方成正比，所以提高雾化质量使燃油雾滴更微细和均匀的分布，从而使燃油具有更高的燃尽性，起到节约能源的效果。传统重油锅炉在含氧量3％的情况下，氮氧化物的排放量在500～700mg/m3的范围内，而该排放量高于大部分石油生产国400mg/m3的限值，更远超欧盟和北美200mg/m3的标准。2014年，我国发布了《锅炉大气污染物排放标准》，其中规定新建锅炉氮氧化物排放限值在250mg/m3，重点地区的锅炉排放限值更是达到200mg/m3，所以，针对燃油锅炉进行低氮燃烧策略研发变得尤为重要。而低氮燃烧器的开发则变成其中的重中之重，燃料的浓淡燃烧则是低氮燃烧器的一种重要开发思路，燃油经过特殊设计的喷孔分成多股浓淡不同的雾化液滴群进入燃烧区域，在近燃烧器区域实现燃料浓淡不同分布，可以使燃烧在偏离理想过量空气系数的条件下进行。燃料淡的区域燃烧温度低，破坏了促进氮氧化物生成的高温条件(大于1500K)；燃料浓的区域，则氧气量少，破坏了氮氧化物生成的富氧条件，实现低氮燃烧。因此如何提高其雾化质量，并通过浓淡燃烧降低氮氧化物排放，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，包括旋流器、喷嘴外壳、旋流槽、第一通道和第二通道；所述旋流器与所述喷嘴外壳连接；所述喷嘴外壳的内壁构成第二腔体；所述第二腔体上开设有通孔，所述通孔连接有交叉喷孔；所述第一通道和所述第二通道均通过所述旋流槽与第二腔体连通。
优选的，所述喷嘴外壳与所述旋流器套接，构成第一腔体，所述第一腔体与所述第二通道连接；所述第一腔体与所述第一通道连接。
优选的，还包括出气孔，所述第一通道通过所述出气孔与所述第一腔体连通，同时所述出气孔与所述旋流槽连通。
其优点在于，通过旋流槽提高紊流程度。
优选的，所述旋流槽至少有一条，所述旋流槽分为渐缩型，渐扩型，缩放型，放缩型。
优选的，所述出气孔与所述旋流槽的数量相等。
优选的，所述所述通孔至少设置两个。
优选的，各个交叉喷孔中轴线与喷嘴中轴线之间的夹角相等时，喷孔的布置型式包括：均匀型、周向浓淡型、三分割周向均匀型、三分割周向浓淡型。
优选的，各个交叉喷孔中轴线与喷嘴中轴线之间的夹角不相等时，喷孔的布置型式包括：包括：均匀外浓内淡型、均匀外淡内浓型、三分割外浓内淡型、三分割外淡内浓型。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，通过设置预混合室和主混合室使气液在喷嘴内部旋流槽的作用下提高紊流程度，借助气体的剪切作用使气液充分混合，并在出口处碰撞实现动量交换，并在喷孔的狭小空间内剧烈扰动，实现燃油的高质量雾化；通过增加喷孔的三分割外浓内淡布置和喷孔的三分割外淡内浓布置，达到了最优的氮氧化物排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴的结构示意图；
图2a附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的均匀型布置图；
图2b附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的周向浓淡型布置图；
图2c附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的三分割周向均匀型布置图；
图2d附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的三分割周向浓淡型布置图；
图2e附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的均匀外浓内淡型布置图；
图2f附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的均匀外淡内浓型布置图；
图2g附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的三分割外浓内淡型布置图；
图2h附图为本发明的具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴6个喷孔的三分割外淡内浓型布置图。
其中，进气道1；旋流器2；喷嘴外壳3；预混合室4；出气孔5；旋流槽6；主混合室7；交叉喷孔8；进液孔9；α、β为交叉喷孔中轴线与喷嘴中轴线之间的夹角；φ1、φ2为其对应的喷孔孔径。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，如附图1所示：包括旋流器2、喷嘴外壳3、旋流槽6、第一通道1和第二通道9；所述旋流器2与所述喷嘴外壳3连接；所述喷嘴外壳3的内壁构成第二腔体7；所述第二腔体7上开设有通孔，所述通孔连接有交叉喷孔8；所述第一通道1和所述第二通道9均通过所述旋流槽6与第二腔体7连通。
本实施例中，第二腔体7为主混合室；第一通道1为进气道；第二通道9为进液通道。
本实施例中，所述喷嘴外壳3与所述旋流器2套接，构成第一腔体4，所述第一腔体4与所述第二通道9连接；所述第一腔体4与所述第一通道1连接。
本实施例中，第一腔体4为预混合室。
本实施例中，还包括出气孔5，所述第一通道1通过所述出气孔5与所述第一腔体4连通，同时所述出气孔5与所述旋流槽6连通。
本实施例中，所述旋流槽6至少有一条，所述旋流槽6分为渐缩型，渐扩型，缩放型，放缩型。
本实施例中，所述通孔至少设置两个。
本实施例中，所述出气孔5与所述旋流槽6的数量相等。
当α＝β时，喷孔的布置型式如附图2a-附图2d所示，包括：均匀型、周向浓淡型、三分割周向均匀型、三分割周向浓淡型。
当α≠β时，喷孔的布置型式如附图2e-附图2h所示，包括：均匀外浓内淡型、均匀外淡内浓型、三分割外浓内淡型、三分割外淡内浓型。
本实施例中，喷孔的布置型式采用三分割外浓内淡型如附图2g所示或三分割外淡内浓型如附图2h所示。
在6MW的燃重油锅炉通过对的本装置增设不同的喷孔的布置型式进行对比，增加喷孔的三分割外浓内淡布置和喷孔的三分割外淡内浓布置的本装置，相比于采用均匀型布置喷孔的本装置，氮氧化物排放降低了100mg/m3(含氧量3％)。
本实施例中，各个交叉喷孔的孔径不同，如附图1所示，即φ1≠φ2。
在另一实施例中，各个交叉喷孔的孔径相同，如附图1所示，即φ1＝φ2。
雾化气和雾化工质分别从第一通道1和第二通道9进入喷嘴外壳3，雾化气经出气孔5进入预混合室，雾化工质经第二通道9直接进入预混合室，两者初步混合随即进入旋流槽6，在旋流槽6的作用下，气液均流进入主混合室实现充分混合，经过收缩段的加速，气液两相流在交叉喷孔8处剧烈碰撞，接触喷孔的狭小高扰动空间，并利用气体的剪切作用实现燃油的高质量雾化。索特平均直径SMD最细可以达到15μm。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，包括旋流器(2)、喷嘴外壳(3)、旋流槽(6)、第一通道(1)和第二通道(9)；所述旋流器(2)与所述喷嘴外壳(3)连接；所述喷嘴外壳(3)的内壁构成第二腔体(7)；所述第二腔体(7)上开设有通孔，所述通孔连接有交叉喷孔(8)；所述第一通道(1)和所述第二通道(9)均通过所述旋流槽(6)与第二腔体(7)连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，所述喷嘴外壳(3)与所述旋流器(2)套接，构成第一腔体(4)，所述第一腔体(4)分别与所述第二通道(9)、所述第一通道(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，还包括出气孔(5)，所述第一通道(1)通过所述出气孔(5)与所述第一腔体(4)连通，同时所述出气孔(5)与所述旋流槽(6)连通。
4.根据权利要求1所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，所述旋流槽(6)至少有一条，所述旋流槽(6)分为渐缩型，渐扩型，缩放型，放缩型。
5.根据权利要求3所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，所述出气孔(5)与所述旋流槽(6)的数量相等。
6.根据权利要求1所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，所述通孔至少设置两个。
7.根据权利要求1所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，各个交叉喷孔中轴线与喷嘴中轴线之间的夹角相等时，喷孔的布置型式包括：均匀型、周向浓淡型、三分割周向均匀型、三分割周向浓淡型。
8.根据权利要求1所述的一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴，其特征在于，各个交叉喷孔中轴线与喷嘴中轴线之间的夹角不相等时，喷孔的布置型式包括：包括：均匀外浓内淡型、均匀外淡内浓型、三分割外浓内淡型、三分割外淡内浓型。
CN202011641223.8A 2020-12-31 2020-12-31 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴 Pending CN114688527A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011641223.8A CN114688527A (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011641223.8A CN114688527A (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114688527A true CN114688527A (zh) 2022-07-01

Family

ID=82136001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011641223.8A Pending CN114688527A (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114688527A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172505A (ja) * 2001-12-03 2003-06-20 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd 内部混合形高圧気流噴霧式燃焼方法並びに油バーナ
CN101294533A (zh) * 2008-05-27 2008-10-29 大连理工大学 内燃机交叉喷孔式喷油嘴
CN101333993A (zh) * 2008-07-15 2008-12-31 大连理工大学 带扰动区的内燃机交叉喷孔式喷油嘴
JP2009138710A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 燃料噴射弁
CN102720615A (zh) * 2012-07-07 2012-10-10 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 交叉喷孔喷油嘴
CN110449283A (zh) * 2019-09-12 2019-11-15 河北工业大学 一种基于气泡切割的新型雾化喷嘴
CN110454811A (zh) * 2019-08-01 2019-11-15 沈阳航空航天大学 一种采用离心-高燃动交叉孔结构的燃油喷嘴

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172505A (ja) * 2001-12-03 2003-06-20 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd 内部混合形高圧気流噴霧式燃焼方法並びに油バーナ
JP2009138710A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 燃料噴射弁
CN101294533A (zh) * 2008-05-27 2008-10-29 大连理工大学 内燃机交叉喷孔式喷油嘴
CN101333993A (zh) * 2008-07-15 2008-12-31 大连理工大学 带扰动区的内燃机交叉喷孔式喷油嘴
CN102720615A (zh) * 2012-07-07 2012-10-10 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 交叉喷孔喷油嘴
CN110454811A (zh) * 2019-08-01 2019-11-15 沈阳航空航天大学 一种采用离心-高燃动交叉孔结构的燃油喷嘴
CN110449283A (zh) * 2019-09-12 2019-11-15 河北工业大学 一种基于气泡切割的新型雾化喷嘴

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7083122B2 (en) Integrated fluid injection air mixing system
CN100545434C (zh) 将混合物喷射到涡轮机燃烧室的空气力学系统的喷射器
US5934555A (en) Pressure atomizer nozzle
JP4998581B2 (ja) ガスタービン燃焼器およびガスタービン燃焼器の運転方法
US8348180B2 (en) Conical swirler for fuel injectors and combustor domes and methods of manufacturing the same
US5461865A (en) Tangential entry fuel nozzle
JPH0587340A (ja) ガスタービン燃焼器用空気燃料混合器
US6895759B2 (en) Premix burner and method of operation
WO2023273305A1 (zh) 一种基于自激发扫掠振荡燃油喷嘴的中心分级燃烧室
CN106594800A (zh) 一种双油路喷射及支板射流的一体化加力燃烧室
US5586878A (en) Premixing burner
US6047551A (en) Multi-nozzle combustor
JP2006189252A (ja) ガスタービン燃焼器およびガスタービン燃焼器の運転方法
US6550696B2 (en) Integrated fuel injection and mixing system with impingement cooling face
CN114234234A (zh) 燃气轮机集成式压力旋流雾化喷嘴及带有该喷嘴的燃烧器
CN114688527A (zh) 一种具有交叉喷孔结构的气体辅助雾化喷嘴
CN115342379B (zh) 一种具有波瓣旋流叶片的天然气同轴分级低排放燃烧室头部
JPH08200623A (ja) バーナ
JPS6038518A (ja) ガスタービンエンジン用燃料バーナー
US5908160A (en) Centerbody for a two stream tangential entry nozzle
JPH05264018A (ja) ガスバーナ
KR100363765B1 (ko) 유류버너용 2단 와류 압력분사식 노즐
JP3456274B2 (ja) 予蒸発予混合燃焼装置
CN218723168U (zh) 一种低NOx燃气烧嘴
CN114688526A (zh) 一种具有花瓣型出口的预膜式气体辅助雾化喷嘴

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination