一种带直流孔的轴向叶片式旋流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种带直流孔的轴向叶片式旋流器，包括外环毂、内环毂、带孔圆柱和若干个弯曲叶片，所述若干个弯曲叶片均匀安装在外环毂与内环毂之间，所述带孔圆柱套装在内环毂内，所述带孔圆柱的直径与内环毂的内径相等；所述带孔圆柱的中心设置有一喷油嘴基座，所述喷油嘴基座的外围设置有若干个直流孔，所述直流孔贯穿带孔圆柱的轴向；所述外环毂、内环毂、带孔圆柱和喷油嘴基座具有相同的中心轴线。本实用新型有助于主流燃料的燃烧强化，消除了因回流而产生的中心处温度较低的问题，可以改善着火条件，稳定燃烧，改善燃烧室的工作状况。
【专利说明】一种带直流孔的轴向叶片式旋流器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于旋流燃烧领域，具体涉及一种能够强化旋流燃烧和提高燃烧效率的带直流孔的轴向叶片式旋流器。
【背景技术】
[0002]旋流燃烧是一种强化燃烧的有效手段，旋流器是实现旋流燃烧的重要装置。旋流器是旋流燃烧室最重要的部件之一，它的性能直接影响到燃烧室工作和性能。
[0003]由于强烈旋转的气流产生回流区，使得进入火焰筒的未燃燃料与空气的混合物能够顺利点燃。旋流燃烧室具有结构紧凑、火焰长度短、燃烧稳定性好、燃烧效率高和污染物排放量低等优点。而旋流器作为旋流燃烧室的关键部件之一，对燃烧室的工作性能有直接的影响。
[0004]旋流器安装在火焰筒的前段，其主要作用是:1)在火焰筒头部产生回流区，使高温燃气回流，稳定火焰；2)增大气流与油滴的相对速度，促进燃油的雾化，使空气和燃油能够更好地掺混；3)在回流区形成稳定高效的值班火焰，点燃后续混合气，提高燃烧效率。
[0005]气流流经旋流器时，在旋流叶片的导流作用下发生旋转，形成了三维旋转气流。在空气的粘性作用下，涡流将火焰筒中心附近处的气体给带走，使中心区压力降低，这样就在轴线方向上形成了压力差。在这个压差的作用下，下流就有部分气体逆流过来，从而形成了气体的回流，产生了回流区。回流区可以改善气体与燃料的混合状况，稳定火焰。
[0006]图1所示为现有技术中的单级轴向旋流器，旋流器的中间为圆柱形空腔，此处一般布置喷油嘴基座，若干空间弯曲曲面5叶片围绕内环毂等距排列。旋流器的这种结构迫使气流在叶片之间的通道内流过之后在出口处产生切向速度，从而能产生强大的旋流，旋流使旋流器出口处的空气由于离心力作用而向四周流动，导致旋流器出口的背后会形成一个低压区。这样，在压力差的作用下会在旋流器背后出现一个与主流速度相反的回流区。而现有的技术也有许多不足之处，比如所产生的回流区较短，湍流强度较大，以至于燃油蒸汽在回流区停留的时间较短，不利于火焰的稳定以及高效地燃烧。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带直流孔的轴向叶片式旋流器；该带直流孔的轴向叶片式旋流器在旋流器中心的四周合理地布置部分直流孔并通入直流风，这部分气流会夹带少量油雾进入回流区燃烧，有助于主流燃料的燃烧强化。同时中心风的加入可以使火焰向中心靠拢，消除了因回流而产生的中心处温度较低的问题，可以改善着火条件，稳定燃烧，改善燃烧室的工作状况。
[0008]本实用新型采用的技术方案为:
[0009]一种带直流孔的轴向叶片式旋流器，包括外环毂、内环毂、带孔圆柱和若干个弯曲叶片，所述若干个弯曲叶片均匀安装在外环毂与内环毂之间，所述带孔圆柱套装在内环毂内，所述带孔圆柱的直径与内环毂的内径相等；所述带孔圆柱的中心设置有一喷油嘴基座，所述喷油嘴基座的外围设置有若干个直流孔，所述直流孔贯穿带孔圆柱的轴向；所述外环毂、内环毂、带孔圆柱和喷油嘴基座具有相同的中心轴线。
[0010]进一步的，弯曲叶片的两端面分别与带孔圆柱的两端面处于同一平面内。
[0011]进一步的，所述弯曲叶片的一侧与外环毂连接，另一侧与内环毂连接，两个连接部分形成两条空间曲线。
[0012]进一步的，所述弯曲叶片为12片。
[0013]进一步的，所述直流孔为六个。
[0014]进一步的，所述若干个直流孔均匀分布在带孔圆柱的柱圆上。
[0015]本实用新型所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器通过在旋流器中心的四周合理地布置部分直流孔并通入直流风，回流区的面积明显加大，减小了回流区负压，减弱了主流的填充作用，降低了尾流的湍流强度，使主流的汇合点后移，导致回流区变长，从而增加燃油在回流区的停留时间，改善雾化效果，进而强化燃烧；特别是少量油雾在高温、低速的回流区内形成一个不易熄灭的值班火焰，增强了火焰的稳定能力和提高了燃烧效率。由于湍流强度的降低，流体损失也会有所减小。同时在靠近火焰筒壁面处，带直流孔旋流器燃烧室的温度却又低于无直流孔旋流器燃烧室的温度，这样对燃烧室壁面的冷却十分有利。
[0016]与无直流孔旋流器燃烧室相比，带直流孔旋流器燃烧室中燃油雾化效果更好，燃烧温度更高，高温的面积也明显偏大，因此带直流孔旋流器燃烧室的容强更大，燃烧的效率也更高。另外，与无直流孔旋流器燃烧室相比，在旋流器出口处，带直流孔旋流器燃烧室的高温段向后移动了一些，这样避免了旋流器和喷嘴被烧坏。本实用新型通过这种设计实现了强化燃烧，同时使火焰稳定，并获得了更高的燃烧效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中轴向旋流器的立体结构图；
[0018]图2为本实用新型所述带直流孔的轴向叶片式旋流器的部分结构图；
[0019]图3为本实用新型所述带直流孔的轴向叶片式旋流器的立体结构图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此夕卜，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0021]如图2、3所示，本实用新型提供了一种带直流孔的轴向叶片式旋流器，包括外环毂5、内环毂1、带孔圆柱6和若干个弯曲叶片2，所述若干个弯曲叶片2均匀安装在外环毂5与内环毂I之间，所述带孔圆柱6套装在内环毂I内，所述带孔圆柱6的直径与内环毂I的内径相等；所述带孔圆柱6的中心设置有一喷油嘴基座4，所述喷油嘴基座4的外围设置有若干个直流孔3，所述直流孔3贯穿带孔圆柱6的轴向；所述外环毂5、内环毂1、带孔圆柱6和喷油嘴基座4具有相同的中心轴线7。
[0022]优选的，所述弯曲叶片2为12片，12片弯曲叶片2均匀安装在外环毂5与内环毂I之间，弯曲叶片2围绕中心轴线7径向定位。每一个弯曲叶片2的一侧均与外环毂5连接，另一侧均与内环毂I连接，两个连接部分形成两条空间曲线。
[0023]优选的，弯曲叶片2的两端面分别与带孔圆柱6的两端面处于同一平面内。
[0024]优选的，所述直流孔3为六个，六个直流孔3均匀分布在带孔圆柱6的柱圆上。当然也可以根据实际需要选择更多或更少的直流孔3。
[0025]优选的，所述弯曲叶片2的叶片倾角达到45°，即所述弯曲叶片2的弯曲部分具有45°圆弧角，所述圆弧角的圆弧特征是以内环毂I高度的1.414倍为半径。
[0026]本实用新型在保持现有结构基本不变的情况下，在喷油嘴基座4的周围沿周向均匀打若干直流孔3，引进一定量的直流风。直流风的加入改变了回流区的逆压梯度，这样就改变了回流区的形态，带来一系列性能的改善。
[0027]以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，包括外环毂(5)、内环毂(I)、带孔圆柱(6 )和若干个弯曲叶片(2 )，所述若干个弯曲叶片(2 )均匀安装在外环毂(5 )与内环毂(1)之间，所述带孔圆柱(6)套装在内环毂(I)内，所述带孔圆柱(6)的直径与内环毂(I)的内径相等；所述带孔圆柱(6)的中心设置有一喷油嘴基座(4)，所述喷油嘴基座(4)的外围设置有若干个直流孔(3)，所述直流孔(3)贯穿带孔圆柱(6)的轴向；所述外环毂(5)、内环毂(I)、带孔圆柱(6)和喷油嘴基座(4)具有相同的中心轴线(7)。
2.根据权利要求1所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，弯曲叶片(2)的两端面分别与带孔圆柱(6)的两端面处于同一平面内。
3.根据权利要求1所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，所述弯曲叶片(2)的一侧与外环毂(5)连接，另一侧与内环毂(I)连接，两个连接部分形成两条空间曲线。
4.根据权利要求1所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，所述弯曲叶片(2)为12片。
5.根据权利要求1所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，所述直流孔(3)为六个。
6.根据权利要求1所述的带直流孔的轴向叶片式旋流器，其特征在于，所述若干个直流孔(3)均匀分布在带孔圆柱(6)的柱圆上。
【文档编号】F23R3/38GK203586284SQ201320727294
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】李仁府, 张鹏, 钱壬章, 包建业, 朱旭仁, 马柳昊, 李博书, 赵建锋 申请人:华中科技大学