CN116642204B - 一种带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷气推进技术领域，公开了一种带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室。上述带旋流混合器的微混喷嘴包括：气体通道和旋流混合器；气体通道包括直管段和收缩段；直管段的第一端形成为气体通道的入口端，入口端用于通入燃料和氧化剂；直管段的第二端和收缩段的第一端连通，收缩段的第二端形成为气体通道的出口端；旋流混合器设于直管段，旋流混合器在直管段内限定出旋流通道，旋流通道用于引导燃料和氧化剂流动，并促使燃料和氧化剂进行混合。本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴，既能够确保燃料与氧化剂混合的均匀性，又能改善火焰结构，从而达到较好的燃烧效果。
Description
技术领域
本发明涉及喷气推进技术领域，尤其涉及一种带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室。
背景技术
在喷气推进领域，例如航空发动机，燃料和氧化剂都在燃烧室内进行混合和燃烧，为飞行器提供高温燃气作为动力。因此，燃烧室内的喷嘴混合设计和燃烧组织是决定飞行器喷气推进性能的关键。传统装备主要以碳氢燃料为主要原料，但在低碳清洁目标牵引下，以氢气为主的灵活燃烧成为未来燃料的重要趋势。由于氢气极快的反应速度和较高的火焰温度，传统的燃烧室和喷嘴难以直接燃烧氢气，回火风险加大，燃烧不稳定性风险大增，掺混均匀性也受到影响，必须考虑新的燃烧形式。微混燃烧技术通过缩小燃料和空气混合尺度，强化出口均匀性来实现超低排放，同时出口的高速射流具有很强的抗回火能力和灵活燃料适应性。
传统的燃烧室无法实现以氢燃料为主的灵活燃料安全高效燃烧。目前发展的微混燃烧技术虽然可以实现灵活燃料燃烧，但存在低工况稳定性差、易回火的缺点，且对于大功率氢燃烧室，容易产生燃烧振荡，NOx排放较多。
发明内容
本发明提供一种带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室，用以解决当前灵活燃料在燃烧过程中燃料与氧化剂混合不均匀，火焰结构不合理，难以达到较好的燃烧效果的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种带旋流混合器的微混喷嘴，包括：
气体通道和旋流混合器；
所述气体通道包括直管段和收缩段；所述直管段的第一端形成为所述气体通道的入口端，所述入口端用于通入燃料和氧化剂；所述直管段的第二端和所述收缩段的第一端连通，所述收缩段的第二端形成为所述气体通道的出口端；
所述旋流混合器设于所述直管段，所述旋流混合器在所述直管段内限定出旋流通道，所述旋流通道用于引导所述燃料和所述氧化剂流动，并促使所述燃料和所述氧化剂进行混合。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述旋流混合器包括至少两个旋流叶片；
所述至少两个旋流叶片沿所述直管段的延伸方向依次设置，所述旋流叶片沿螺旋线轨迹延伸，所述旋流叶片和所述直管段的内壁之间形成所述旋流通道，相邻的两个所述旋流叶片的旋向相反。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述旋流叶片的螺距为所述直管段的内径的1.5～6倍；
和/或，所述旋流叶片的旋转角度为45°～180°；
和/或，相邻的两个所述旋流叶片之间的间距为所述直管段的内径的0～1.5倍。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述旋流混合器包括至少两个导流组件；
所述至少两个导流组件沿所述直管段的延伸方向依次设置；所述导流组件包括多个第一导流板，多个所述第一导流板并排设置，相邻的两个所述第一导流板之间形成所述旋流通道；
其中，相邻的两个所述导流组件所对应的所述第一导流板呈夹角设置。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述导流组件还包括多个第二导流板；
多个所述第二导流板设于多个所述第一导流板的一侧，所述第一导流板和所述第二导流板呈夹角设置；
多个所述第二导流板并排设置，相邻的两个所述第二导流板之间形成所述旋流通道；相邻的两个所述导流组件所对应的所述第二导流板呈夹角设置。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述微混喷嘴还包括扰流件；
所述扰流件设于所述气体通道的入口端；所述扰流件用于对通入所述入口端的所述燃料和所述氧化剂进行掺混。
根据本发明提供的一种带旋流混合器的微混喷嘴，所述扰流件包括扰流板和多个扰流棒；
多个所述扰流棒围绕所述扰流板设置；多个所述扰流棒的一端和所述扰流板连接，多个所述扰流棒的另一端和所述气体通道连接。
第二方面，本发明提供一种燃烧室，包括：带旋流混合器的微混喷嘴。
根据本发明提供的一种燃烧室，所述燃烧室还包括燃料缓冲盒；
所述燃料缓冲盒的一侧设有多个燃料喷嘴；所述微混喷嘴设有多个，多个所述微混喷嘴间隔地设于所述燃料缓冲盒的一侧，多个所述燃料喷嘴与多个所述微混喷嘴一一相对设置；
其中，所述燃料喷嘴用于向所述气体通道的入口端喷施燃料，以形成喷施气流；所述氧化剂用于在所述喷施气流的作用下吸入至所述入口端。
根据本发明提供的一种燃烧室，所述燃料喷嘴设有一个，所述燃料喷嘴和所述微混喷嘴同轴设置；或者，所述燃料喷嘴设有多个，多个所述燃料喷嘴围绕所述微混喷嘴的中轴线排布；
和/或，所述燃料喷嘴和所述微混喷嘴之间的间距为所述燃料喷嘴的直径的1.5～3倍。
本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室，通过在直管段设置旋流混合器，可以使燃料和氧化剂流动过程中充分混合，确保燃料和氧化剂的混合均匀度，提高掺混效果；并且通过在气体通道设置收缩段，可提高燃料和氧化剂的出口速度，从而有利于降低燃烧回火风险，提高安全性能。
由上可知，本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴，既能够确保燃料与氧化剂混合的均匀性，又能改善火焰结构，从而达到较好的燃烧效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴的剖视结构示意图；
图2是本发明提供的第一种旋流混合器的结构示意图之一；
图3是本发明提供的第一种旋流混合器的结构示意图之二；
图4是本发明提供的第一种旋流混合器的结构示意图之三；
图5是本发明提供的第二种旋流混合器的结构示意图；
图6是本发明提供的直流叶片的结构示意图；
图7是本发明提供的扰流板的结构示意图之一；
图8是本发明提供的图7的俯视图；
图9是本发明提供的扰流板的结构示意图之二；
图10是本发明提供的扰流棒的结构示意图之一；
图11是本发明提供的扰流棒的结构示意图之二；
图12是本发明提供的扰流棒的结构示意图之三；
图13是本发明提供的基于微混喷嘴的燃烧室的结构示意图；
图14是本发明提供的图13的剖视结构示意图；
图15是本发明提供的燃料喷嘴与微混喷嘴的第一种排布形式的主视图；
图16是本发明提供的图15的轴向视图；
图17是本发明提供的燃料喷嘴与微混喷嘴的第二种排布形式的主视图；
图18是本发明提供的图17的轴向视图；
图19是本发明提供的燃料喷嘴与微混喷嘴的第三种排布形式的主视图；
图20是本发明提供的图19的轴向视图。
附图标记：
1、微混喷嘴；
11、气体通道；111、直管段；112、收缩段；
12、旋流混合器；121、旋流叶片；122、导流组件；1221、第一导流板；1222、第二导流板；
13、扰流件；131、扰流板；132、扰流棒；
14、直流叶片；
2、燃料缓冲盒；3、燃料喷嘴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1至图20，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的带旋流混合器的微混喷嘴及燃烧室进行详细地说明。
第一方面，如图1和图14所示，本实施例提供一种带旋流混合器的微混喷嘴，该带旋流混合器的微混喷嘴1包括：气体通道11和旋流混合器12。
气体通道11包括直管段111和收缩段112；直管段111的第一端形成为气体通道11的入口端，入口端用于通入燃料和氧化剂；直管段111的第二端和收缩段112的第一端连通，收缩段112的第二端形成为气体通道11的出口端。
旋流混合器12设于直管段111，旋流混合器12在直管段111内限定出旋流通道，旋流通道用于引导燃料和氧化剂流动，并促使燃料和氧化剂进行混合。
可理解的是，气体通道11设置为中空结构，气体通道11用于供燃料和氧化剂的流通，并为旋流混合器12提供容纳空间。
与此同时，沿着直管段111至收缩段112的延伸方向，收缩段112的内径逐渐减小，从而收缩段112的第一端的内径大于收缩段112的第二端的内径，使得收缩段112呈收缩状。收缩角度α是指收缩段112的内壁的延伸方向和水平方向的夹角。收缩角度α和收缩段112的第二端的内径，可根据燃料和氧化剂的性质经过计算和调整获得。
其中，收缩段112的内壁既可以设置为直线型，也可以设置为弧线形。
本实施例通过在气体通道11设置收缩段112，在燃料和氧化剂流量不变的情况下，基于燃料和氧化剂流通面积的减小，改变燃料和氧化剂预混合气体的流场，增大射流速度与射流长度，从而有效改变火焰结构，降低燃烧回火风险，使安全性能进一步提高。
进一步地，旋流混合器12主要通过旋流结构促进燃料和氧化剂的混合，燃料和氧化剂在旋流混合器12中受迫作旋转运动，相对于直管段111的中轴线，燃料和氧化剂除了具有一般射流的径向和轴向速度分量外，还具有切向的速度分量，使得旋流混合器12出口的燃料和氧化剂具有较强的卷吸作用和掺混作用。
其中，根据混合需求，旋流混合器12可以设置一组，也可以设置多组，最多可以设置五组。
本实施例通过在直管段111设置旋流混合器12，使得燃料和氧化剂能够在经旋流混合器12时沿旋流通道做旋转运动，从而燃料和氧化剂能够充分混合，有利于提高气体之间的冲击力度，使得掺混的均匀性和掺混效率进一步提高。
在燃料和氧化剂流经微混喷嘴1的过程中，首先，燃料和氧化剂从直管段111的第一端进入微混喷嘴1，经过直管段111中旋流混合器12的旋流通道，进行燃料和氧化剂的混合，然后，混合后的燃料和氧化剂从直管段111的第二端进入至收缩段112的第一端，在收缩段112的内部通道的引导下，燃料和氧化剂从收缩段112的第二端喷出。
本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴1，通过在直管段111设置旋流混合器12，可以使燃料和氧化剂流动过程中充分混合，确保燃料和氧化剂的混合均匀度，提高掺混效果；并且通过在气体通道11设置收缩段112，可提高燃料和氧化剂的出口速度，从而有利于降低燃烧回火风险，提高安全性能。
由上可知，本发明提供的带旋流混合器的微混喷嘴1，既能够确保燃料与氧化剂混合的均匀性，又能改善火焰结构，从而达到较好的燃烧效果。
在一些实施例中，如图1至图4所示，本实施例的旋流混合器12包括至少两个旋流叶片121。
至少两个旋流叶片121沿直管段111的延伸方向依次设置，旋流叶片121沿螺旋线轨迹延伸，旋流叶片121和直管段111的内壁之间形成旋流通道，相邻的两个旋流叶片121的旋向相反。
可理解的是，至少两个旋流叶片121从直管段111的第一端到直管段111的第二端依次设置，旋流叶片121的中心线沿直管段111的中轴线呈螺旋线的轨迹延伸。
其中，每根微混喷嘴1可以设置2-10个旋流叶片121。
本实施例通过在直管段111设置旋流叶片121，燃料与氧化剂进入直管段111的第一端后，旋流叶片121引导气流的流动，使得气流产生一定旋转强度的旋转运动，使得燃料与氧化剂混合的更为均匀。
进一步地，相邻的两个旋流叶片121可采用正旋-反旋交替设计，使得燃料与氧化剂在流经一个正旋的旋流叶片121后，产生了绕直管段111中轴线的正螺旋线轨迹，而后流经一个反旋的旋流叶片121，从上一个旋流叶片121流出的气流的流动方向和下一个旋流叶片121流出的气流的流动方向相反，燃料和氧化剂依惯性保持与上一个旋流叶片121旋向相同的旋转运动，进入下一个旋流叶片121时，突然改变的旋向使燃料与氧化剂产生强烈的冲击混合，基于相邻的两个旋流叶片的旋向相反，燃料和氧化剂的在旋流混合器12中的旋转方向依次交替，提高了冲击力度，从而使得燃料与氧化剂混合的更加均匀。
在一些实施例中，如图1所示，本实施例的旋流叶片121的螺距为直管段111的内径的1.5～6倍。
本实施例可以设置旋流叶片121的螺距A为直管段111的内径D的1.5倍至6倍，例如，螺距可以是直管段111的内径的1.5倍，螺距也可以是直管段111的内径的4倍，螺距还可以是直管段111的内径的6倍。本实施例通过设置旋流叶片121的螺距为直管段111的内径的1.5倍至6倍，能够确保旋流叶片121和直管段111的内壁之间的旋流通道大小适中，并且能够实现燃料与氧化剂的较好的混合效果。
在一些实施例中，本实施例的旋流叶片121的旋转角度为45°～180°。
可理解的是，旋流叶片121的旋转角度是指旋流叶片121沿螺旋线轨迹扭转的角度。
本实施例可以设置旋流叶片121的旋转角度为45°～180°，例如，旋转角度可以是45°，也可以是90°，还可以是180°，本实施例通过设置旋流叶片121的旋转角度，使得燃料与氧化剂的气流有稳定的回流区，以达到较好的绕流效果。
在一些实施例中，如图1和图2所示，本实施例的相邻的两个旋流叶片121之间的间距L2为直管段111的内径的0～1.5倍。
本实施例可以设置两个旋流叶片121之间的间距L2是直管段111的内径的0倍至1.5倍，例如，间距L2可以是直管段111的内径的1倍，也可以是1.5倍，还可以是两个旋流叶片121之间没有间距。如此，旋流叶片121之间可以不设置间距，也可以间隔设置。
其中，在两个旋流叶片121间隔设置时，两个旋流叶片121之间形成间隔段，燃料与氧化剂经某一旋向的旋转运动后，在间隔段即直管段111的内壁中继续向前流动，再进入相反旋向的旋流叶片121。本实施例通过相邻两个旋流叶片121之间的间隔设置，使得燃料与氧化剂的混合气流从上一个旋流叶片121流出后，经过一端直管段，然后进入下一个旋向相反的旋流叶片121，以实现燃料与氧化剂的混合气流的流场的调整，从而可以根据不同特性的燃料与氧化剂，设计适应其流场的间隔长度，以确保燃料与氧化剂的充分混合。
在实际应用中，旋流叶片121的厚度为0.4～2mm，例如，旋流叶片121的厚度可以是0.4mm，也可以是1mm，还可以是2mm。
具体地，如图2所示，旋流混合器12包括两个旋流叶片121，两个旋流叶片121沿直管段111的中轴线间隔设置；如图3所示，旋流混合器12中包括两个旋流叶片121，两个旋流叶片121沿直管段111的中轴线依次连接；如图4所示，旋流混合器12中包括四个旋流叶片121，四个旋流叶片121沿直管段111的中轴线依次连接。
其中，每组旋流叶片121的间距为直管段111的内径的0～2.5倍。例如，每组旋流叶片121的间距可以是直管段111的内径的1倍，也可以是2.5倍，还可以是每组旋流叶片121之间没有间距。
在一些实施例中，如图5所示，本实施例的旋流混合器12包括至少两个导流组件122。
至少两个导流组件122沿直管段111的延伸方向依次设置；导流组件122包括多个第一导流板1221，多个第一导流板1221并排设置，相邻的两个第一导流板1221之间形成旋流通道。
其中，相邻的两个导流组件122所对应的第一导流板1221呈夹角设置。
可理解的是，在一个导流组件122中，多个第一导流板1221彼此间隔，并呈并排设置。
其中，相邻的两个导流组件122对应的第一导流板1221之间的夹角为20°～90°，例如，夹角可以是90°。
本实施例通过设置相邻的两个导流组件122对应的第一导流板1221呈夹角设置，可以使得燃料与氧化剂进入直管段111的第一端后，流经至少两个导流组件122，产生一定旋转强度的旋转运动，使得燃料与氧化剂混合的更为均匀。
在一些实施例中，如图5所示，本实施例的导流组件122还包括多个第二导流板1222。
多个第二导流板1222设于多个第一导流板1221的一侧，第一导流板1221和第二导流板1222呈夹角设置。
多个第二导流板1222并排设置，相邻的两个第二导流板1222之间形成旋流通道；相邻的两个导流组件122所对应的第二导流板1222呈夹角设置。
可理解的是，其中，第一导流板1221和第二导流板1222之间的夹角为20°～90°，例如，夹角可以是90°，相邻的两个导流组件122所对应的第二导流板1222之间的夹角为20°～90°，例如，夹角可以是90°。
本实施例通过设置第一导流板1221和第二导流板1222呈夹角设置，并且在两个相邻的导流组件122中，第二导流板1222呈夹角设置，使得在相邻的两个导流组件122中，第一导流板1221和第二导流板1222两侧均可以形成旋流通道，使得在同一截面有更多的流道，并且流道多样化，燃料与氧化剂的混合效果更好。
在一些实施例中，如图6所示，本实施例的微混喷嘴1还包括直流叶片14，直流叶片14设置在旋流混合器12与收缩段112之间。直流叶片14包括多个叶片，多个叶片设置在微混喷嘴1内，多个叶片沿微混喷嘴1的中轴线相交，多个叶片间隔出多个直流通道，用以引导燃料与氧化剂在微混喷嘴1内流动。本实施例通过设置直流叶片14，可使得燃料与氧化剂在流经旋流混合器12进行混合后，输出的旋流气体通过直流叶片14消旋，再进入收缩段112并喷出。
本实施例通过设置直流叶片14，可以减弱从旋流混合器12输出的燃料与氧化剂混合气体的旋流强度，从而减轻旋流对收缩段112的内壁造成的烧蚀，以增加微混喷嘴1的使用寿命。
在一些实施例中，如图1所示，本实施例的微混喷嘴1还包括扰流件13。
扰流件13设于气体通道11的入口端；扰流件13用于对通入入口端的燃料和氧化剂进行掺混。
可理解的是，根据燃料与氧化剂的物理性质与流量，可以对扰流件13的位置、形状和类型进行设计。
其中，扰流件13可以是金属网，也可以是多孔的板状结构，还可以是板状结构与杆状结构构成的组合件。
本实施例通过设置扰流件13，使得进入微混喷嘴1的燃料与氧化剂在流动过程中，接触到扰流件13后改变流动方向，不同的流动方向相互交叉，有利于燃料与氧化剂更好的掺混。
在一些实施例中，如图7至图12所示，本实施例的扰流件13包括扰流板131和多个扰流棒132。
多个扰流棒132围绕扰流板131设置；多个扰流棒132的一端和扰流板131连接，多个扰流棒132的另一端和气体通道11连接。
可理解的是，扰流板131设置在气体通道11的中轴线上，多个扰流棒132沿扰流板131的外壁间隔的设置。多个扰流棒132沿扰流板131的中轴线围绕扰流板131呈圆周均布，多个扰流棒132也可以沿扰流板131的中轴线围绕扰流板131不呈圆周均布的方式。
其中，扰流板131的形状可以是圆形，也可以是正方形，还可以是多边形，扰流板131的厚度S为1～4mm。
在一些示例中，如图7至图9所示，扰流板131设置为圆形，扰流板131的直径D2为直管段111的内径的0.2～0.8倍。
与此同时，扰流棒132的数量可以根据微混喷嘴1的直径进行调整，取值范围为6～20个；扰流棒132的长度l2为直管段111的内径的0.1～0.4倍，确保扰流棒132的一端和扰流板131接触，另一端和气体通道11的内壁接触。
具体地，如图7和图8所示，扰流棒132的数量设置为8个，如图9所示，扰流棒132的数量设置为12个。
其中，扰流棒132的形状可以通过流场优化调整来进行设计，扰流棒132的迎风截面可以是圆形，也可以是多边形，还可以是钝体、抛物线形和流线型。
在一些示例中，如图10所示，扰流棒132的迎风截面设置为圆形，扰流棒132的直径D3为0.5～2mm。
在一些示例中，如图11所示，扰流棒132的迎风截面设置为钝体，钝体的横截面上的直线段的尺寸l3的取值范围是0.4～2.5mm。
在一些示例中，如图12所示，扰流棒132的迎风截面设置为正方形，正方形的边长l4的取值范围是0.4～2.5mm。
第二方面，如图13和图14所示，本实施例提供一种燃烧室，包括：上述任一项实施例所述的带旋流混合器的微混喷嘴1。
可理解的是，燃烧室利用带旋流混合器的微混喷嘴1对燃料与氧化剂进行充分的混合，燃料与氧化剂进入微混喷嘴1后，先经过扰流板131进行掺混，再通过旋流混合器12充分混合，随后经过直流叶片14消旋，最后通过收缩段112喷出。
本实施例通过在燃烧室中设置带旋流混合器的微混喷嘴1，能够通过扰流板131与旋流混合器12的设计提高燃料与氧化剂的混合均匀程度，通过直流叶片14对燃料与氧化剂进行消旋，通过收缩段112增大射流速度，从而能够有效地控制火焰外形，缩小火焰尺寸，改善燃烧特性，防止回火，缩短高温区停留时间有效降低燃烧NOx排放，避免产生燃烧振荡现象，增长燃烧室的使用寿命。
相应地，本发明提供的燃烧室可用于喷气推进的航空发动机燃烧室，或者航改型燃气轮机及重型燃气轮机。
在一些实施例中，如图13和图14所示，本实施例的燃烧室还包括燃料缓冲盒2。
燃料缓冲盒2的一侧设有多个燃料喷嘴3；微混喷嘴1设有多个，多个微混喷嘴1间隔地设于燃料缓冲盒2的一侧，多个燃料喷嘴3与多个微混喷嘴1一一相对设置。
其中，燃料喷嘴3用于向气体通道11的入口端喷施燃料，以形成喷施气流；氧化剂用于在喷施气流的作用下吸入至入口端。
可理解的是，微混喷嘴1还配置有安装结构，安装结构包括安装板和安装架，安装架的一端和燃料缓冲盒2连接，另一端和安装板连接，安装板上设有多个安装孔，安装孔设置有内螺纹，微混喷嘴1的入口端的周壁设置有外螺纹，微混喷嘴1的入口端通过内螺纹和外螺纹与安装板螺纹连接，微混喷嘴1在安装板上呈阵列排布，燃料喷嘴3设置于燃料缓冲盒2的一侧，与微混喷嘴1相对设置。
本实施例的安装板为微混喷嘴1提供固定依托，安装架为燃料喷嘴3和微混喷嘴1提供相对设置的间隔空间，便于燃料和氧化剂进入微混喷嘴1的入口端。
燃料从进口流入燃料缓冲盒2，经燃料喷嘴3喷射进入微混喷嘴1，在直管段111的入口端形成喷施气流，由于燃烧室外的环境充满氧化剂，燃料气流形成的负压环境使得氧化剂也被吸入直管段111的入口端，氧化剂进入微混喷嘴1后与燃料混合。
其中，燃料可以是灵活燃料，例如氢气，氧化剂可以是氧气，也可以是空气。
对于氢气等灵活燃料，本实施例通过设置燃料缓冲盒2，可减小燃料的压力脉动，抑制燃料的燃烧不稳定现象。燃料缓冲盒2的尺寸大小可根据具体工况与微混喷嘴1的阵列数目进行设计。
在一些实施例中，如图15至图20所示，本实施例的燃料喷嘴3设有一个，燃料喷嘴3和微混喷嘴1同轴设置；或者，燃料喷嘴3设有多个，多个燃料喷嘴3围绕微混喷嘴1的中轴线排布。
可理解的是，微混喷嘴1与燃料喷嘴3的排布形式有多种设置方式，对于单根微混喷嘴1，可以设置1～4个燃料喷嘴3与之对应。
其中，微混喷嘴1的内径D为4～20mm，燃料喷嘴3的直径D1为0.4～3mm。l1为燃料喷嘴3的间距，取值范围为微混喷嘴1的内径的0.1～0.4倍。
在一些示例中，如图15和图16所示，本实施例设置一个微混喷嘴1和一个燃料喷嘴3，燃料喷嘴3和微混喷嘴1同轴设置。
在一些示例中，如图17和图18所示，本实施例设置一个微混喷嘴1和三个燃料喷嘴3，三个燃料喷嘴3围绕微混喷嘴1的中轴线排布。
在一些示例中，如图19和图20所示，本实施例设置一个微混喷嘴1和四个燃料喷嘴3，四个燃料喷嘴3围绕微混喷嘴1的中轴线排布。
其中，如图15、图17和图19所示，L1为燃料喷嘴3与微混喷嘴1之间的间距，取值范围为燃料喷嘴3的直径的1.5～3倍。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解、其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，包括：气体通道和旋流混合器；
所述气体通道包括直管段和收缩段；所述直管段的第一端形成为所述气体通道的入口端，所述入口端用于通入燃料和氧化剂；所述直管段的第二端和所述收缩段的第一端连通，所述收缩段的第二端形成为所述气体通道的出口端；
所述旋流混合器设于所述直管段，所述旋流混合器在所述直管段内限定出旋流通道，所述旋流通道用于引导所述燃料和所述氧化剂流动，并促使所述燃料和所述氧化剂进行混合；
还包括：直流叶片；
所述直流叶片设于所述旋流混合器与所述收缩段之间，所述直流叶片包括多个叶片，多个所述叶片设于所述微混喷嘴内，多个所述叶片沿所述微混喷嘴的中轴线相交，多个所述叶片间隔出多个直流通道，以引导所述燃料与所述氧化剂在所述微混喷嘴内流动；
其中，所述燃料为灵活燃料。
2.根据权利要求1所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述旋流混合器包括至少两个旋流叶片；
所述至少两个旋流叶片沿所述直管段的延伸方向依次设置，所述旋流叶片沿螺旋线轨迹延伸，所述旋流叶片和所述直管段的内壁之间形成所述旋流通道，相邻的两个所述旋流叶片的旋向相反。
3.根据权利要求2所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述旋流叶片的螺距为所述直管段的内径的1.5～6倍；
和/或，所述旋流叶片的旋转角度为45°～180°；
和/或，相邻的两个所述旋流叶片之间的间距为所述直管段的内径的0～1.5倍。
4.根据权利要求1所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述旋流混合器包括至少两个导流组件；
所述至少两个导流组件沿所述直管段的延伸方向依次设置；所述导流组件包括多个第一导流板，多个所述第一导流板并排设置，相邻的两个所述第一导流板之间形成所述旋流通道；
其中，相邻的两个所述导流组件所对应的所述第一导流板呈夹角设置。
5.根据权利要求4所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述导流组件还包括多个第二导流板；
多个所述第二导流板设于多个所述第一导流板的一侧，所述第一导流板和所述第二导流板呈夹角设置；
多个所述第二导流板并排设置，相邻的两个所述第二导流板之间形成所述旋流通道；相邻的两个所述导流组件所对应的所述第二导流板呈夹角设置。
6.根据权利要求1至5任一项所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述微混喷嘴还包括扰流件；
所述扰流件设于所述气体通道的入口端；所述扰流件用于对通入所述入口端的所述燃料和所述氧化剂进行掺混。
7.根据权利要求6所述的带旋流混合器的微混喷嘴，其特征在于，所述扰流件包括扰流板和多个扰流棒；
多个所述扰流棒围绕所述扰流板设置；多个所述扰流棒的一端和所述扰流板连接，多个所述扰流棒的另一端和所述气体通道连接。
8.一种燃烧室，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的带旋流混合器的微混喷嘴。
9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，所述燃烧室还包括燃料缓冲盒；
所述燃料缓冲盒的一侧设有多个燃料喷嘴；所述微混喷嘴设有多个，多个所述微混喷嘴间隔地设于所述燃料缓冲盒的一侧，多个所述燃料喷嘴与多个所述微混喷嘴一一相对设置；
其中，所述燃料喷嘴用于向所述气体通道的入口端喷施燃料，以形成喷施气流；所述氧化剂用于在所述喷施气流的作用下吸入至所述入口端。
10.根据权利要求9所述的燃烧室，其特征在于，所述燃料喷嘴设有一个，所述燃料喷嘴和所述微混喷嘴同轴设置；或者，所述燃料喷嘴设有多个，多个所述燃料喷嘴围绕所述微混喷嘴的中轴线排布；
和/或，所述燃料喷嘴和所述微混喷嘴之间的间距为所述燃料喷嘴的直径的1.5～3倍。
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