[發明專利]一種多燃料噴嘴、燃料噴出系統及其渦輪發動機

在審

• 申請號: 201710549489.1
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107166435A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張建勇;胡濱
• 申請（專利權）人: 西安富蘭克石油技術有限公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 龍禮妹

技術領域

本發明涉及渦輪發動機技術領域，尤其是涉及一種多燃料噴嘴、燃料噴出系統及其渦輪發動機。

背景技術

目前，渦輪發動機(Turbine engine，或常簡稱為Turbine)是一種利用旋轉的機件自穿過它的流體中汲取動能的發動機形式，是內燃機的一種。常用作飛機與大型的船舶或車輛的發動機。

渦輪發動機通常設置有壓縮機(Compressor)、燃燒室(Cumbustion)、渦輪機(Turbine)三大部份。壓縮機通常還分成低壓壓縮機(低壓段)和高壓壓縮機(高壓段)，低壓段有時也兼具進氣風扇增加進氣量的作用，進入的氣流在壓縮機內被壓縮成高密度、高壓、低速的氣流，以增加發動機的效率。

氣流進入燃燒室后，由供油噴嘴(Nozzle)噴射出燃料，在燃燒室內與氣流混合并燃燒。燃燒后產生的高熱廢氣，接著會推動渦輪機使其旋轉，然后帶著剩余的能量，經由排氣管排出，至于會有多少的能量被用來推動渦輪，則視渦輪發動機的種類與設計而定，渦輪機和壓縮機一樣可分為高壓段與低壓段。

而目前的渦輪發動機采用單一燃料進行燃燒做功，即要么液體燃油(柴油、航空燃油)或者氣體燃料(天然氣、液化天然氣、合成天然氣,天然氣)，而不同種類的燃料使用的噴嘴也不同，由此限制了渦輪發動機的使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多燃料噴嘴，以解決現有技術中存在的渦輪發動機噴嘴只能適配于單一燃料的技術問題。

本發明的另一目的在于提供一種帶有上述多燃料噴嘴的燃料噴出系統和渦輪發動機，以解決現有技術中存在的渦輪發動機只能采用單一燃料燃燒工作的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種多燃料噴嘴，包括噴嘴本體，噴嘴本體內設置有第一燃料流道和第二燃料流道，在垂直于燃料流動方向的截面上，第一燃料流道設置在中間，若干個所述第二燃料流道設置在第一燃料流道的周向上。

進一步地，所述若干個所述第二燃料流道均勻地設置在所述第一燃料流道的周向上。

進一步地，所述第二燃料流道的數量為一個或多個。

進一步地，所述第一燃料流道在其燃料噴出的末端孔徑收窄。

進一步地，所述第二燃料流道在燃料噴出的末端孔徑收窄。

進一步地，所述第二燃料流道在燃料噴出的末端在所述噴嘴本體的徑向上向所述第一燃料流道靠攏。

現有技術中，渦輪發動機的燃料噴嘴僅能適用于單一的燃料，即僅適用于燃氣或者僅適用于燃油。當使用不同燃料時，僅能通過更換燃料噴嘴；或者，渦輪發動機僅能適用于單一的燃料。

單一燃料噴嘴由一個空心金屬管構成，空心金屬管的末端為錐形的噴嘴，用于將燃料噴入渦輪發動機的燃燒室內。

本發明通過設置多燃料噴嘴，噴嘴本體內設置有多種燃料流道，即第一燃料流道和第二燃料流道通過流體分配裝置與燃料供給管路連接，根據燃料的種類以及渦輪發動機的燃燒需要，可以利用流體分配裝置將燃料按比例分配到第一燃料流道和第二燃料流道，從而能夠滿足多種燃料的燃燒需要。

進一步地，所述噴嘴本體上還設置有若干個第三燃料流道，在垂直于燃料流動方向的截面上，若干個所述第三燃料流道設置在所述第一燃料流道的周向上，在徑向上，所述第二燃料流道設置在所述第一燃料流道和第三燃料流道之間。

即在垂直于燃料流動方向的截面上，所述第一燃料流道、所述第二燃料流道和所述第三燃料流道自內向外依次設置。

進一步地，所述第三燃料流道在燃料噴出的末端在所述噴嘴本體的徑向上向外遠離所述第一燃料流道。

進一步地，所述第三燃料流道的燃料出口設置在所述噴嘴本體的外側壁上。

進一步地，所述噴嘴本體上還設置有若干個輔助燃料流道環圈，每個所述輔助燃料流道環圈包括一個或多個輔助燃料流道；在垂直于燃料流動方向的截面上，同一所述輔助燃料流道環圈上的一個或多個所述輔助燃料流道均勻設置在所述第一燃料流道的周向上；在徑向上，若干個輔助燃料流道環圈自內向外依次設置在所述第二燃料流道外側。

本發明還公開了一種采用上述多燃料噴嘴的燃料噴出系統，其還包括：燃料供給管路和流體分配裝置；

所述燃料供給管路通過所述流體分配裝置與所述多燃料噴嘴連接；

所述流體分配裝置用于將來自所述燃料供給管路的燃料分流進入所述多燃料噴嘴內的各個所述燃料流道；燃料經過各個所述燃料流道噴出。

例如，當只有所述第一燃料流道和所述第二燃料流道時，所述流體分配裝置用于將來自所述燃料供給管路的燃料分流進入所述第一燃料流道和所述第二燃料流道。