本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴。
背景技术：
预混合气为由燃料和氧气(或空气)预先混合成均匀的可燃混合气体，预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为预混燃烧。预混燃烧是相对于扩散燃烧的另一种典型燃烧方式，预混燃烧在燃烧前燃料与氧气已经在燃烧器内充分混合，根据预混氧化剂的含量分为将预混燃烧分为部分预混和完全预混燃烧两类，若氧化剂的含量能够使燃料完全燃烧则称为完全预混，反之，则称为部分预混。
贫油预混燃烧是在保证燃料充分燃烧的情况下，增大空气的供给量，从而降低燃烧室的温度，满足较低的污染物排放标准(可以做到低nox的排放)。与常规的扩散燃烧技术相比，贫油预混燃烧是在偏离正常化学当量比下进行的，这就会产生燃烧的不稳定性，从而导致火焰吹熄现象的发生，这种现象发生的时间很短，被称为静态不稳定，火焰吹熄是因为燃烧室内当量比被控制在接近贫燃熄火极限，以便尽量降低火焰温度以及的排放，而在这种燃烧状况下，火焰传播速度很低，在相对高速的火焰流场中导致的火焰熄灭现象，火焰吹熄现象严重阻碍了贫油预混燃烧技术的发展。维持贫油预混燃烧室内的正常燃烧，其关键之一就在于避免火焰的吹熄，避免火焰吹熄，维持预混火焰的稳定燃烧，关键就在于保持火焰燃烧速度与流场速度的平衡，可从以下两种方法着手：①提高燃烧速度；②降低燃气供给速度。旋流因为其特殊的流动特性，也常用于稳定湍流火焰。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种结构简单、能够提高预混火焰稳定性，避免发生火焰吹熄现象的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴，包括：
喷嘴本体，其内设置有贯穿该喷嘴本体的预混管，所述预混管包括彼此连通的进气管段和预混管段；
燃料管，其与所述喷嘴本体采用增材制造技术一体成型，所述燃料管位于所述喷嘴本体内部的管壁上设置有混流孔；
混流细管，其一端与所述预混管连通，另一端通过所述混流孔与所述燃料管连通。
作为优选，所述喷嘴本体包括依次同轴连接的第一圆柱体、圆台和第二圆柱体。
作为优选，所述进气管段沿所述喷嘴本体径向设置。
作为优选，所述进气管段一端与所述预混管段一端固定连接，所述进气管段远离所述预混管段的一端与所述第一圆柱体侧面相交形成空气入口。
作为优选，所述预混管段远离所述进气管段的一端与所述第二圆柱体底面相交形成预混出口，且所述预混管段的轴线与所述喷嘴本体轴线呈一定夹角。
作为优选，所述预混管段上设置有连通孔，所述混流细管通过该连通孔与所述预混管段连通。
作为优选，所述燃料管垂直连接于所述第一圆柱体顶面中心处。
作为优选，所述预混管个数为多个，呈多层均匀分布在所述喷嘴本体内部。
作为优选，所述预混管直径小于5mm。
本发明的有益效果：
本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴包括喷嘴本体、燃料管和混流细管，喷嘴本体内部设置有贯穿该喷嘴本体的预混管，预混管包括彼此连通的进气管段和预混管段,燃料管与喷嘴本体采用增材制造技术一体成型，燃料管位于喷嘴本体内部的管壁上设置有混流孔,混流细管一端与预混管连通，另一端通过混流孔与燃料管连通。本发明通过在喷嘴本体内部设置预混管，将空气和燃料在预混管段内预混充分形成预混燃油，预混燃油以与喷嘴本体轴线呈一定角度喷出，在喷嘴外形成回流区，从而降低了火焰区峰值温度和有害气体的排放量、缩减了火焰长度，有效地提高了预混燃油火焰的稳定性，避免了在进行贫油预混燃烧时火焰吹熄现象的发生，除此之外，本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴还具有结构简单、尺寸紧凑、体积小和重量轻等优点。
附图说明
图1是本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴的结构示意图；
图2是本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴的剖视图；
图3是本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴的俯视图；
图4是本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴的仰视图；
图5是本发明所提供的径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴的工作原理示意图。
图中：1、径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴；2、燃料管；3、喷嘴本体；301、第一圆柱体；302、圆台；303、第二圆柱体；4、混流孔；5、预混管；501、进气管段；502、预混管段；6、混流细管；7、预混出口；8、火焰；9、回流区。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至5所示，径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1包括喷嘴本体3、燃料管2和混流细管6，喷嘴本体3包括固定连接的第一圆柱体301、圆台302和第二圆柱体303，第一圆柱体301的轴线、圆台302的轴线和第二圆柱体303的轴线共轴，在本实施例中，第一圆柱体301的直径大于第二圆柱体303的直径，圆台302的大直径端直径与第一圆柱体301的直径相等，圆台302的小直径端直径与第二圆柱体303的直径相等。喷嘴本体3内部设置有贯穿喷嘴本体3的预混管5，预混管5个数为多个，呈多层均匀分布在喷嘴本体3内部，预混管5的个数和具体分层情况可以根据该燃油喷嘴在发动机内的具体情况设置，在本实施例中，预混管5的个数为15个，呈两层均匀分布在喷嘴本体3内部，内层设置有5根预混管5，外层设置有10根预混管5，每一层的预混管5均以喷嘴本体3的轴线为中心轴线呈圆形阵列排布。预混管5直径小于5mm，小直径预混管5可以实现细管预混，保证混合充分，预混管5的具体管径和长度等参数可以根据实际使用工况和燃料的不同种类选择，以便最大限度满足燃油喷嘴的减重、减排和缩尺要求。预混管5包括彼此连通的进气管段501和预混管段502，预混管段502一端与进气管段501的一端固定连接，预混管段502可以根据具体使用要求设置为直管或者弯管，预混管段502上设置有连通孔，进气管段501沿喷嘴本体3径向设置，进气管段501远离预混管段502的一端与第一圆柱体301侧面相交形成空气入口，预混管段502远离进气管段501的一端与第二圆柱体303底面相交形成预混出口7，根据产品的不同需要，预混管段502的轴线可与喷嘴本体3的轴线呈一定的角度以保证预混燃油气体离开喷嘴后形成旋流，增强火焰的稳定性，该夹角的大小可以根据实际使用工况和燃料的种类决定。燃料管2与喷嘴本体3可采用增材制造技术一体成型，增材制造技术又称3d打印技术，相较于传统加工工艺方法，增材制造技术能够制造任意形状的预混管道，并按照实际需要对预混管道进行排布，进而保证油气混合的充分性。燃料管2位于喷嘴本体3内部的管壁上均匀设置有多个混流孔4。在本实施例中，燃料管2垂直连接与第一圆柱体301顶面中心处，混流孔4排列成层状结构，总共为七层，每一混流孔4对应一个设置在预混管段502上的连通孔，混流孔4和连接孔之间通过一混流细管6连通，混流细管6一端通过混流孔4与燃料管2连通，混流细管6远离燃料管2一端通过连接孔与预混管5连通。
在使用过程中，燃料从燃料管2进入径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1后，经过预混管5侧壁的混流孔4进入混流细管6，进而经过连接孔进入预混管5的预混管段502内，与从进气管段501进入预混管段502内空气汇合，在直径小于5mm的预混管段502充分混合形成预混燃油，最后经预混出口7排出径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1，由于预混管段502的轴线与喷嘴本体3的轴线呈一定角度，故喷射出径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1时形成旋流。如图4所示，形成的旋流呈逆时针方向排布。如图5所示，将预混燃油点火后，径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1出口处的旋流会在火焰8中间形成回流区9，回流区9的存在可大幅增强火焰8的稳定性，缩短火焰8的长度，有利于燃料的充分燃烧，降低有害气体nox和co的排放。
径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴可适用于气体燃料燃气轮机的贫油预混燃烧。径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴1的使用有效地降低了贫油预混燃烧火焰区峰值温度和有害气体的排放量、缩减了火焰长度以及减小了燃烧室体积，在极大程度上提高了预混燃油火焰的稳定性，避免了在进行贫油预混燃烧时火焰吹熄现象的发生，除此之外，径向进气旋流式细管预混燃油喷嘴还具有结构简单、尺寸紧凑、体积小和重量轻等优点。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。