[發明專利]燃油霧化噴嘴

有效

• 申請號: 201710414036.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN106996561B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 譚威;付猛;李墨祺;黃章芳;王飛
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄;王衛忠

本發明公開一種燃油霧化噴嘴，燃油霧化噴嘴包括噴嘴殼體、副氣路油路基座、主進氣噴嘴、噴嘴芯以及諧振管，該燃油霧化噴嘴應用于燃燒加熱器，采用超聲波霧化機理與氣泡霧化機理相結合，設計一種諧振式內超聲波?氣泡組合霧化噴嘴，結合兩者的優點得到一種具有低氣液比、霧化效果好、具有自潔凈功能、能對輕質油(例如煤油)和重油均有很好的霧化能力。更進一步地，該燃油霧化噴嘴簡化了霧化過程，縮短了噴嘴長度。更進一步地，該燃油霧化噴嘴能夠通過改變進氣孔和進油孔的數量、開口大小以及副進氣管和燃油導管的壓力來調節氣泡霧化的油氣比，從而減小主氣路氣量的波動以及氣量大小對霧化性能的影響。

技術領域

本發明涉及一種噴嘴，尤其涉及一種燃油霧化噴嘴。

背景技術

在我國現有的航空發動機地面驗證試驗中，采用的燃燒加熱器一般為燃油加熱器。目前，燃燒加熱器的性能參數指標單點化沒有形成系列和加熱器的型號也較少，已經難以滿足我國航空發動機的試驗驗證需求。

一般燃燒加熱器的噴嘴有三種形式：壓力霧化噴嘴、空氣霧化噴嘴、蒸發管型噴嘴。壓力霧化噴嘴(常見形式為離心式噴嘴)長期處于高溫環境中，噴嘴零件易發生變形，影響噴霧效果，從而影響燃燒效率等。目前燃燒重油或原油的鍋爐、窯爐等，大都使用離心式噴嘴，由于加溫后燃料粘性仍很大，影響霧化質量和噴霧錐角，霧化效果不好，嚴重影響燃燒室內油氣分布的均勻性，燃燒效率很低?？諝忪F化噴嘴，雖可以改善霧化質量，但由于需要較多高壓蒸氣(或冷氣)，增加了附加能量消耗，綜合效果仍不理想。蒸發管型噴嘴長期處在火焰包圍之中工作，為了防止其燒蝕和變形，對蒸發管的結構設計要求較高，為了滿足點火需要還需設計配套副燃燒室來提供點火火炬。

20世紀90年代初以來，超聲霧化作為一項新型霧化技術逐漸引起人們的關注。研究結果表明：超聲波燃燒器的霧化性能一般要優于其它類型燃燒器，而且易于實現低氧燃燒，從而減少煙氣中的煙塵和氮氧污染物的排放。目前，超聲波霧化器已經開始應用于工業爐中。

一般的離心式噴嘴和氣動霧化噴嘴對重油和原油的霧化效果較差，在燃燒過程中存在油耗率高等缺陷。

采用超聲波霧化噴嘴可以對重油和原油的霧化能力得到較大提高。但是，流體動力式超聲波霧化噴嘴存在氣液比大(ALR在0.5～1.0)，導致其在小流量燃燒室中的應用受到限制；當空氣流量超過臨界空氣值后超聲波霧化噴嘴的霧化質量將急劇下降，該超聲波霧化噴嘴噴射的液霧的索太爾平均直徑(SMD)從小于50μm急劇升到大于100μm，從而導致燃燒不完全，燃燒效率下降等現象。

現有的氣泡霧化噴嘴對重油的霧化質量較差，油耗率高等缺陷，在工業爐中的應用效果不佳。

現有的超聲波氣泡組合霧化噴嘴其存在以下缺陷：

1)氣泡霧化過程復雜，采用三級空氣摻混，導致噴嘴長度較長。

2)氣液比的調節存在困難，難以滿足多工況燃燒室的油氣比調節需要。燃燒加熱器對整個燃燒室油氣比有要求，對燃燒室頭部的氣量分配也存在要求。該噴嘴的油氣比較高，而且氣流流量難以調節：整個進氣口只有1處，在保證氣泡霧化效果的前提下進氣壓力的調節范圍較小(氣壓最好大于油壓，小于油壓有可能導致燃油從摻混室進入氣路)。

3)噴嘴噴射錐角和油霧噴射形狀難以控制。該噴嘴屬于外超聲波霧化器，油霧經過超聲波霧化后直接射入鍋爐中，油霧的噴射分散，不夠集中，雖然能夠滿足大尺寸的鍋爐使用，但不適合燃燒加熱器對于頭部油霧分布的需要。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本發明的背景的理解。

發明內容

本發明的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種燃油霧化噴嘴，應用于燃燒加熱器，采用了諧振式內超聲波-氣泡組合，以在提高霧化質量的基礎上，降低氣液比。