[發明專利]具有分形葉片的噴嘴、噴嘴陣列和燃燒器

有效

• 申請號: 201710023516.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106838905B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 李鋼;徐綱;杜薇;盧新根;朱俊強;穆勇;尹娟;劉存喜;楊金虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23D14/48
• 分類號: F23D14/48;F23D14/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種具有分形葉片的噴嘴，其特征在于，包括內層圓筒、外層圓筒和分形葉片，其中，

所述內層圓筒和外層圓筒同軸設置，所述內層圓筒圍成內層流道，所述內層圓筒和外層圓筒之間形成外層流道，所述分形葉片夾設于所述內層圓筒和外層圓筒之間；

可燃混合物進入所述內層流道和外層流道，或，燃料或空氣進入所述內層流道和外層流道后形成可燃混合物，在所述分形葉片的作用下，所述外層流道的可燃混合物同時沿軸向和圓周方向運動，并與所述內層流道的可燃混合物匯合后噴出；

其中，所述分形葉片包括由上游至下游方向分布的多級分形葉片，第一級所述分形葉片靠近所述外層流道的入口端，最后一級所述分形葉片靠近所述外層流道的出口端，每級分形葉片包括多個葉片，所述葉片具有相對于軸向的傾角；

所述多級分形葉片的數目按照2n-1倍的規律增多，上一級分形葉片的每個葉片對應下一級分形葉片的兩個葉片，下一級分形葉片的所述兩個葉片對稱布置在上一級分形葉片的所述葉片的兩側；

其中，所述n為所述分形葉片的級數，1≤n≤100。

2.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，還包括：網孔板，其設置于內層流道，可燃混合物經網孔板進入內層流道。

3.如權利要求2所述的噴嘴，其特征在于，還包括：在所述分形葉片、網孔板和內層圓筒上涂覆有催化劑涂層。

4.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述葉片的上游端修形為燕尾形、鋸齒形、圓弧形或多圓弧形。

5.如權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，

所述外層圓筒的上游段為中空腔體；

所述分形葉片為中空結構，形成一內部燃料通道，所述分形葉片的尾緣和/或前緣開有第一燃料噴射孔，其連接外層圓筒中空腔體內壁的側面開口；

外層圓筒中空腔體內壁與分形葉片側面開口對應的位置也具有開口，中空腔體與分形葉片的內部燃料通道連通；

燃料或空氣進入中空腔體，然后進入分形葉片的內部燃料通道，并由分形葉片的第一燃料噴射孔噴射至外層流道，與進入外層流道的空氣或燃料摻混形成可燃混合物。

6.如權利要求5所述的噴嘴，其特征在于，

所述分形葉片連接內層圓筒的側面開有第二燃料噴射孔；

內層圓筒與第二燃料噴射孔對應的位置開有通孔，通過第二燃料噴射孔與通孔，分形葉片的內部燃料通道與內層流道連通；

燃料或空氣經中空腔體進入分形葉片的內部燃料通道，一部分燃料或空氣由第一燃料噴射孔噴射至外層流道，與進入外層流道的空氣或燃料摻混形成可燃混合物，另一部分燃料或空氣通過第二燃料噴射孔進入內層流道，與進入內層流道的空氣或燃料進行摻混，形成可燃混合物。

7.一種噴嘴陣列，其特征在于，包括多個權利要求1至6中任一項權利要求所述的噴嘴，其中，

所述噴嘴陣列為圓形陣列，所述圓形陣列包括P圈噴嘴，每圈噴嘴包括Q個噴嘴，其中1≤P、Q≤100；或者，

所述噴嘴陣列為矩形陣列，所述矩形陣列包括P行噴嘴，每行噴嘴包括Q個噴嘴，其中1≤P、Q≤100。

8.一種燃燒器，其特征在于，其包括權利要求1-6中任一項權利要求所述的噴嘴，或者權利要求7所述的噴嘴陣列。