一种双级轴向叶片式旋流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双级轴向叶片式旋流器，包括同轴布置且由外而内依次套装的筒体、外轮毂、内轮毂以及开缝圆柱体，其中，所述筒体内壁与外轮毂外周壁之间的空隙设置有多个外旋流叶片并从而形成外流道，外轮毂内壁与内轮毂外壁面之间的空隙设置有多个内旋流叶片并从而形成内流道；开缝圆柱体套装在内轮毂内且其直径与内轮毂的内径相等，该开缝圆柱体开有轴向中心通孔且该开缝圆柱体在沿该中心通孔外周沿周向向开有多个轴向通孔作为轴向直流通孔，喷油嘴基座套装在开缝圆柱体的所述中心通孔内。本实用新型的旋流器能改善燃油的雾化质量，加强湍流混合，降低排气污染，更重要的是它有助于主流燃料的燃烧强化，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】一种双级轴向叶片式旋流器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于旋流燃烧器领域，具体涉及一种双级轴向叶片式旋流器。
【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] 燃烧室头部的组织燃烧是一个值得重点研究的方面。几十年来，由于对减少冒烟 和拓宽稳定工作范围的需要，头部旋流器的级数从单级发展到双级。其中双级旋流器是一 种新型旋流器，它的主要功用是：（1)使气流旋转产生离心力从而形成回流区，提高火焰稳 定性能。（2)高速旋转射流增加气流与油滴间相对速度，可改善燃油雾化质量和混气形成， 提高燃烧效率。（3)两级旋流器出口不同的气流速度可加强紊流混合，降低排气污染。
[0005] 图1所示为现有技术中的一种双级轴向旋流器，气流在通过其中的外流道和内流 道之后在出口处都能产生切向速度，并且旋向相反，这样就能增加气流与油滴间的相对速 度，可改善燃油雾化质量，此外还能在旋流器背后出现一个与主流速度相反的回流区。但 是，现有技术的这种旋流器也有许多不足之处，比如所改善的雾化燃油被强大的湍流带到 四周而不能很好的进入中心燃烧区，此外混合气在回流区停留的时间较短，不利于火焰的 稳定和高效地燃烧。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双级轴向叶片式旋流器， 其通过设置同轴布置的双极旋流通道并结合直流通孔，实现改善燃油的雾化质量，强化旋 流燃烧，提高燃烧效率，降低排气污染的目的。
[0007] 为实现上述目的本实用新型采用的技术方案为：
[0008] -种双级轴向叶片式旋流器，包括同轴布置且由外而内依次套装的筒体、外轮毂、 内轮毂以及开缝圆柱体，其中，
[0009] 所述筒体内壁与外轮毂外周壁之间的空隙设置有多个外旋流叶片，并从而形成外 流道；所述外轮毂内壁与内轮毂外壁面之间的空隙设置有多个内旋流叶片，并从而形成内 流道；所述开缝圆柱体套装在所述内环毂内且其直径与内环毂的内径相等，该开缝圆柱体 开有轴向中心通孔且该开缝圆柱体在沿该中心通孔外周沿周向向开有多个轴向通孔作为 轴向直流通孔，所述开缝圆柱体的所述中心通孔内套装有喷油嘴基座。
[0010] 作为本实用新型的改进，所述外旋流叶片轴向上的两边缘分别与筒体内壁和外轮 毂外周壁面连接固定。 toon] 作为本实用新型的改进，所述外旋流叶片轴向端面分别与喷油嘴基座的两端面处 于同一平面内。
[0012] 作为本实用新型的改进，所述外旋流叶片的叶片倾角为45°
[0013] 作为本实用新型的改进，所述内旋流叶片轴向上的两边缘分别与外轮毂内周壁面 和内轮毂外周壁面连接固定。
[0014] 作为本实用新型的改进，所述内旋流叶片轴向端面分别与喷油嘴基座的两端面处 于同一平面内。
[0015] 作为本实用新型的改进，所述内旋流叶片片的叶片倾角为30°。
[0016] 作为本实用新型的改进，所述外旋流叶片为12片。
[0017] 作为本实用新型的改进，所述内旋流叶片为12片。
[0018] 作为本实用新型的改进，所述开缝圆柱体的开缝直流孔数为六个。
[0019] 本实用新型的高效开缝的双级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。
[0020] 与传统的双级旋流器燃烧室相比，高效开缝的双级轴向叶片式旋流器燃烧室中燃 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】
[0021] 图1为现有技术中双级轴向旋流器的立体结构图；
[0022] 图2为本实用新型实施例的双级轴向叶片式旋流器的部分结构图；
[0023] 图3为本实用新型实施例的双级轴向叶片式旋流器的立体结构图。
【具体实施方式】
[0024] 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。
[0025] 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双级旋流器，包括 筒壁1、外环毂3、内环毂5、喷油嘴基座6、开缝圆柱体7、若干个外旋流叶片2和内旋流叶 片4,所述若干个外旋流叶片2均匀安装在筒壁1与外环毂3之间形成的外流道9内，所述 若内旋流叶片4均与安装在外环毂3与内环毂5之间形成内流道10内，所述开缝圆柱体7 套装在内环毂5内，开缝圆柱体7的直径与内环毂5的内径优选相等，所述喷油嘴基座6固 体在开缝圆柱体7的中心轴向通孔内，所述筒壁1、外环毂3、内环毂5、喷油嘴基座6和开缝 圆柱体7具有相同的中心轴线8。
[0026] 优选的，所述外旋流叶片2为12片，但本实用新型对外旋流叶片的数量不作限定。 本实施例的12片外旋流叶片2均匀安装在筒壁1与外环毂3之间，外旋流叶片2围绕中心 轴线8径向定位。每一个外旋流叶片2的一侧均与筒壁1连接，另一侧均与外环毂3连接。 叶片与筒壁1以及叶片与外环毂3外周面的交线形成两条空间曲线。
[0027] 优选的，所述内旋流叶片4为12片，但本实用新型对内旋流叶片的数量不作限定。 本实施例的12片内旋流叶片4均匀安装在外环毂3与内环毂5之间，内旋流叶片4围绕中 心轴线8径向定位。每一个内旋流叶片4的一侧均与外环毂3连接，另一侧均与内环毂5 连接。
[0028] 优选的，外旋流叶片2和内旋流叶片4的两端面分别与喷油嘴基座6的两端面处 于同一平面内。
[0029] 优选的，所述开缝圆柱体7的开缝直流孔为六个，六个直流孔均匀分布在开缝圆 柱体7的四周上。当然也可以根据实际需要选择更多或更少的直流孔。
[0030] 优选的，所述外旋流叶片2和内旋流4的叶片倾角达到45°和30°，即所述外旋 流叶片2的气流进口速度角为90°，气流出口速度角为45°，所述内旋流叶片4的气流进 口速度角为90°，气流出口速度角为-30°。但本实用新型中对外旋流叶片2和内旋流4 的叶片倾角不限于上述实施例的具体值，可以根据实际需要进行具体选择。
[0031] 本实用新型在保持现有结构基本不变的情况下，在开缝圆柱体7的周围沿周向均 匀打若干直流孔，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。
[0032] 本实用新型的高效开缝的双级轴向叶片式旋流器在旋流器中心的四周合理地布 置部分开缝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。此外内外旋 流通道中进入的旋转气流也能更好的掺混燃油和空气，加强紊流混合，旋流强度更强，这就 使中心风加入的作用更加明显，因此不仅改善燃油雾化质量和混气形成，并进一步改善着 火条件，稳定燃烧，提高燃烧效率，降低排气污染。
[0033] 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. 一种双级轴向叶片式旋流器，包括同轴布置且由外而内依次套装的筒体（1)、外轮 毂（3)、内轮毂（5)以及开缝圆柱体（7)，其中， 所述筒体（1)内壁与外轮毂（3)外周壁之间的空隙设置有多个外旋流叶片（2)，并从 而形成外流道；所述外轮毂（3)内壁与内轮毂（5)外壁面之间的空隙设置有多个内旋流叶 片（4)，并从而形成内流道；所述开缝圆柱体（7)套装在所述内轮毂（5)内且其直径与内轮 毂（5)的内径相等，该开缝圆柱体（7)开有轴向中心通孔且该开缝圆柱体（7)在沿该中心 通孔外周沿周向向开有多个轴向通孔作为轴向直流通孔，所述开缝圆柱体（7)的所述中心 通孔内套装有喷油嘴基座（6)。
2. 根据权利要求1所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述外旋流叶片（2)轴向 上的两边缘分别与筒体（1)内壁和外轮毂（3)外周壁面连接固定。
3. 根据权利要求2所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述外旋流叶片（2)轴向 端面分别与喷油嘴基座（6)的轴向两端面处于同一平面内。
4. 根据权利要求3所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述外旋流叶片（2)的叶 片倾角为45°。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述内旋流 叶片（4)轴向上的两边缘分别与外轮毂（3)内周壁面和内轮毂（5)外周壁面连接固定。
6. 根据权利要求5所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述内旋流叶片（4)轴向 端面分别与喷油嘴基座（6)的轴向两端面处于同一平面内。
7. 根据权利要求6所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述内旋流叶片（4)的叶 片倾角为30°。
8. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述外旋流 叶片⑵为12片。
9. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述内旋流 叶片⑷为12片。
10. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种双级轴向叶片式旋流器，其中，所述开缝圆 柱体（7)的开缝直流孔数为六个。
【文档编号】F23R3/58GK203848335SQ201420264412
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】李仁府, 李博书, 马柳昊, 赵建锋, 李红仁, 朱旭仁, 杨力 申请人:华中科技大学