[發明專利]一種多尺度旋流霧化的噴嘴及燃燒器

有效

• 申請號: 201710259636.1
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107036089B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 李鋼;朱俊強;徐綱;盧新根;尹娟;杜薇;穆勇;劉存喜;劉富強;楊金虎;殷曉霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 方丁一

1.一種多尺度旋流霧化的噴嘴，其特征在于，包括軸對稱筒狀外壁、及設置在所述外壁內的N級子噴嘴結構和N級燃料管結構，所述N級子噴嘴結構包括第N，N-1，……，1級子噴嘴，所述N級燃料管結構包括第N，N-1，……，1級燃料管，第i級燃燒管末端設有第i級噴頭，所述第i級噴頭一一對應的伸入第i級子噴嘴中，所述第i級子噴嘴為筒狀結構，i＝1,2,3,……，N；

包括N級子噴嘴結構和N級燃料管結構的噴嘴在包括N-1級子噴嘴結構和N-1級燃料管結構的噴嘴的基礎上形成；

包括一級子噴嘴結構和一級燃料管結構的噴嘴的第1級燃料管位于噴嘴軸線位置，第1級燃料管末端的第1級噴頭伸入至第1子噴嘴內，所述第1子噴嘴與所述噴嘴及外壁共軸；

包括二級子噴嘴結構和二級燃料管結構的噴嘴由包括一級子噴嘴結構和一級燃料管結構的噴嘴的第1級燃料管分叉延伸出M個第2級燃料管，其末端的第2級噴頭分別伸入至M個第2級子噴嘴內，所述M個第2級子噴嘴圍繞第一子噴嘴呈圓周排布；

包括N級子噴嘴結構和N級燃料管結構的噴嘴，由包括N-1級子噴嘴結構和N-1級燃料管結構的噴嘴的每一個第N-1級燃料管分叉延伸出2個第N級燃料管，分別向該第N-1級燃料管對應的第N-1級子噴嘴垂直遠離和靠近軸的兩側延伸，其中N≥2，M、N為正整數。

2.根據權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，對于包括一級子噴嘴結構和一級燃料管結構的噴嘴，所述外壁由噴嘴入口至噴嘴出口方向包括順序連接的第一外壁平直段、第一外壁擴張段、第二外壁平直段、第二外壁擴張段以及第三外壁平直段，第1級子噴嘴為筒狀結構，包括由噴嘴入口至噴嘴出口方向包括順序連接的第1級子噴嘴的第一筒壁平直段、筒壁擴張段、第二筒壁平直段、筒壁收縮段以及第三筒壁平直段，所述第1級子噴嘴的第一筒壁平直段、筒壁擴張段、第二筒壁平直段、筒壁收縮段以及第三筒壁平直段分別與所述外壁的第一外壁平直段、第一外壁擴張段、第二外壁平直段、第二外壁擴張段以及第三外壁平直段處于相同軸向位置；

對于包括N級子噴嘴結構和N級燃料管結構的噴嘴，包括N-1級子噴嘴結構和N-1級燃料管結構的噴嘴的外壁向噴嘴出口方向依次延伸出新增外壁擴張段及新增外壁平直段，第N-1，N-2，……，1級子噴嘴的筒壁向噴嘴出口方向依次延伸出新增筒壁平直段，每一第N-1級子噴嘴垂直遠離和靠近軸的兩側分別設置一第N級子噴嘴，所述每一第N級子噴嘴具有與由噴嘴入口至噴嘴出口方向包括順序連接的第N級子噴嘴的第一筒壁平直段、筒壁擴張段、第二筒壁平直段、筒壁收縮段以及第三筒壁平直段；

所述第N級子噴嘴的筒壁收縮段及筒壁擴張段分別與第N-1，N-2，……，1級子噴嘴的從噴嘴出口開始向噴嘴入口出現的前兩個收縮段以及外壁從噴嘴出口開始向噴嘴入口出現的前兩個擴張段處于相同軸向位置，所述第N級子噴嘴的第三筒壁平直段、第二筒壁平直段及第一筒壁平直段分別與第N-1，N-2，……，1級子噴嘴及外壁的從噴嘴出口開始向噴嘴入口出現的前三個平直段處于相同軸向位置。

3.根據權利要求2所述的噴嘴，其中，第i+1級燃料管比所述第i級燃料管細，第i+1級子噴嘴比所述第i級子噴嘴流道截面縮小。

4.根據權利要求2所述的噴嘴，其中，所述第N，N-1，……，1級燃料管內均設有網孔板，第i+1級燃料管的網孔板的開孔率比所述第i級燃料管的網孔板的開孔率大。

5.根據權利要求1所述的噴嘴，其中，所述第i級子噴嘴內設置有整流球體。

6.根據權利要求5所述的噴嘴，其中，所述整流球體為橢球體。

7.根據權利要求1所述的噴嘴，其中所述第i級子噴嘴與第i+1級子噴嘴不位于相同周向位置。

8.根據權利要求1所述的噴嘴，其中，所述第N，N-1，……，1級子噴嘴內設置有旋流葉片，第i+1級子噴嘴的旋流葉片的偏轉角度大于所述第i級子噴嘴的旋流葉片的偏轉角度。

9.根據權利要求1所述的噴嘴，其中，N＝3，M＝8。

10.一種燃燒器，包括至少一個權利要求1-9任一所述的噴嘴。