CN114046537A - 一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，包括输油结构、第一旋流结构、第二旋流结构和壳体；所述输油结构和壳体之间设有喷油环板；所述第一旋流结构设置在所述喷油环板和输油结构之间；所述第二旋流结构设置在所述喷油环板和壳体之间；所述喷油环板的顶端设有油腔；所述油腔的内外两侧均设有多个交错设置的油膜喷口；本发明的微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，结构简单，使用方便，通过油腔和设置在油腔两侧的油膜喷口，保证均匀持续的喷油效果，通过油腔，当输油量变化时起到缓冲作用，保证较好的喷油效果；内外两侧的油膜喷口交错设置，保证每个油膜喷口都喷出同等油压的油，确保较好的喷油效果。
Description
技术领域
本发明涉及喷嘴领域，具体涉及一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴。
背景技术
液体燃料燃气涡轮，燃料的雾化及与空气的预混是影响点火及燃烧性能的关键因素。随着微小型燃气涡轮的发展，燃烧性能及排放要求越来越受到重视。但微小型航空发动机因燃烧室尺寸小，很少同大型燃气涡轮一样采用结构复杂的复合式喷嘴，而是多采用如压力式，蒸发式等单一形式。
压力式(直射、离心)喷嘴在微小型燃气轮机上广泛应用。为了保证合格的燃烧室出口温度分布，喷嘴数量不可太少。由此导致的低功率状态，供油压力很低，燃油雾化质量差，燃烧效率很低，甚至无法稳定燃烧，为此多采用双路离心喷嘴或周向分级供油。但压力式喷嘴仍是要求在较高的供油压力下才能实现雾化。随着燃烧室压比的不断提升，压力式喷嘴喷雾锥角变小影响主燃区燃油分布，使得燃烧室出口温度场品质变差。
基于上述情况，本发明提出了一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴。本发明的微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，结构简单，使用方便，通过油腔和设置在油腔两侧的油膜喷口，保证均匀持续的喷油效果，通过油腔，当输油量变化时起到缓冲作用，保证较好的喷油效果；内外两侧的油膜喷口交错设置，保证每个油膜喷口都喷出同等油压的油，确保较好的喷油效果。
本发明通过下述技术方案实现：
一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，包括输油结构、第一旋流结构、第二旋流结构和壳体；所述输油结构和壳体之间设有喷油环板；所述第一旋流结构设置在所述喷油环板和输油结构之间；所述第二旋流结构设置在所述喷油环板和壳体之间；所述喷油环板的顶端设有油腔；所述油腔的内外两侧均设有多个交错设置的油膜喷口。
本发明通过所述油腔和设置在油腔两侧的所述油膜喷口，保证均匀持续的喷油效果，通过所述油腔，当输油量变化时起到缓冲作用，保证较好的喷油效果；内外两侧的所述油膜喷口交错设置，保证每个所述油膜喷口都喷出同等油压的油，确保较好的喷油效果。
优选的，所述输油结构包括第一油管和设置在所述第一油管内的第二油管；所述第一油管的顶部设有由隔板构成的离心腔室；所述第二油管连通至离心腔室；所述离心腔室的顶部设有离心喷嘴；所述第一油管设有多个连通至所述油腔的支管。
优选的，所述喷油环板的表面对应每个所述油膜喷口均固定设有挡板。
优选的，所述第一旋流结构包括多个围绕所述输油结构等距设置的第一旋流叶片；且所述第一旋流叶片呈螺旋扭曲状。
优选的，所述第二旋流结构包括多个围绕所述喷油环板等距设置的第二旋流叶片；且所述第二旋流叶片呈螺旋扭曲状。
优选的，所述第一油管底端的外侧还设有螺纹。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，结构简单，使用方便，通过油腔和设置在油腔两侧的油膜喷口，保证均匀持续的喷油效果，通过油腔，当输油量变化时起到缓冲作用，保证较好的喷油效果；内外两侧的油膜喷口交错设置，保证每个油膜喷口都喷出同等油压的油，确保较好的喷油效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明另一角度的结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为图3中A—A处的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1至4所示，一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，包括输油结构1、第一旋流结构2、第二旋流结构3和壳体4；所述输油结构1和壳体4之间设有喷油环板5；所述第一旋流结构2设置在所述喷油环板5和输油结构1之间；所述第二旋流结构3设置在所述喷油环板5和壳体4之间；所述喷油环板5的顶端设有油腔51；所述油腔51的内外两侧均设有多个交错设置的油膜喷口52。
本发明通过所述油腔51和设置在油腔51两侧的所述油膜喷口52，保证均匀持续的喷油效果，通过所述油腔51，当输油量变化时起到缓冲作用，保证较好的喷油效果；内外两侧的所述油膜喷口52交错设置，保证每个所述油膜喷口52都喷出同等油压的油，确保较好的喷油效果。
所述油腔51的截面呈半月型；所述输油结构1与喷油环板5之间为内腔空气流道；所述喷油环板5与壳体4之间为外腔空气流道。
进一步地，在另一个实施例中，所述输油结构1包括第一油管11和设置在所述第一油管1内的第二油管12；所述第一油管11的顶部设有由隔板13构成的离心腔室14；所述第二油管12连通至离心腔室14；所述离心腔室14的顶部设有离心喷嘴15；所述第一油管1设有多个连通至所述油腔51的支管16。
通过所述离心腔室14的喷嘴15和所述油膜喷口52的配合，实现双油路雾化的功能，保证喷出的油可以更好的与空气混合，实现更好的点火效果，确保燃气涡轮高效稳点的运行。
进一步地，在另一个实施例中，所述喷油环板5的表面对应每个所述油膜喷口52均固定设有挡板53。
通过所述挡板53，更好的引导喷出的油形成油膜，确保较好的雾化和点火效果。
进一步地，在另一个实施例中，所述第一旋流结构2包括多个围绕所述输油结构1等距设置的第一旋流叶片；且所述第一旋流叶片呈螺旋扭曲状。
进一步地，在另一个实施例中，所述第二旋流结构3包括多个围绕所述喷油环板5等距设置的第二旋流叶片；且所述第二旋流叶片呈螺旋扭曲状。
所述第一旋流叶片和第二旋流叶片均呈螺旋扭曲状，确保在不增加空气气动损失的前提下，强化空气旋流效果，保证较好的雾化和点火效果。
进一步地，在另一个实施例中，所述第一油管11底端的外侧还设有螺纹17。
通过所述螺纹17，将喷嘴与其他结构连接，保证较好的连接效果。
本发明采用增材制造技术一体成型，整个喷嘴为一个整体，具有较好的机械强度。
本发明一个实施例的工作原理如下：
一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，扩压器出口的高压空气经过第二旋流器3及第一旋流器2形成旋转气流后流外腔空气流道及内腔空气流道。起动工况及低工况运行时，燃烧需要的燃油流量低，燃油通过第二油管12已切向进入离心腔室14中，燃油在切向离心力及隔板13的双向作用下在紧贴离心腔室14内壁形成油膜，并在一定油压的作用下，通过喷嘴15喷出。喷出的油膜在油腔51内侧表面处形成油膜。油膜在外腔空气流道及内腔空气流道内的旋流空气作用剪切雾化。但燃气轮机转速提高，第一油管11开启，燃油通过3个支管16流入油腔51内，燃油在较低的油压下通过油腔51内外壁上设置的油膜喷口52流出，在内外壁上形成油膜，并在在外腔空气流道及内腔空气流道内的旋流空气作用剪切雾化。
依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：包括输油结构(1)、第一旋流结构(2)、第二旋流结构(3)和壳体(4)；所述输油结构(1)和壳体(4)之间设有喷油环板(5)；所述第一旋流结构(2)设置在所述喷油环板(5)和输油结构(1)之间；所述第二旋流结构(3)设置在所述喷油环板(5)和壳体(4)之间；所述喷油环板(5)的顶端设有油腔(51)；所述油腔(51)的内外两侧均设有多个交错设置的油膜喷口(52)。
2.根据权利要求1所述的一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：所述输油结构(1)包括第一油管(11)和设置在所述第一油管(1)内的第二油管(12)；所述第一油管(11)的顶部设有由隔板(13)构成的离心腔室(14)；所述第二油管(12)连通至离心腔室(14)；所述离心腔室(14)的顶部设有离心喷嘴(15)；所述第一油管(1)设有多个连通至所述油腔(51)的支管(16)。
3.根据权利要求1所述的一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：所述喷油环板(5)的表面对应每个所述油膜喷口(52)均固定设有挡板(53)。
4.根据权利要求1所述的一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：所述第一旋流结构(2)包括多个围绕所述输油结构(1)等距设置的第一旋流叶片；且所述第一旋流叶片呈螺旋扭曲状。
5.根据权利要求1所述的一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：所述第二旋流结构(3)包括多个围绕所述喷油环板(5)等距设置的第二旋流叶片；且所述第二旋流叶片呈螺旋扭曲状。
6.根据权利要求1所述的一种微小型燃气涡轮的组合式预混喷嘴，其特征在于：所述第一油管(11)底端的外侧还设有螺纹(17)。
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