扁形航改燃机燃气喷嘴的制作方法

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种扁形航改燃机燃气喷嘴。

背景技术：

现有的航改燃机的燃气喷嘴混合燃气和空气的效果差，导致发动机燃烧混合气体的效率低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种扁形航改燃机燃气喷嘴。

本发明的所述扁形航改燃机燃气喷嘴包括：

进气部，所述进气部形成有第一燃气通道和与所述第一燃气通道间隔的第二燃气通道；和

与所述进气部连接的本体部，所述本体部形成有：

与所述第一燃气通道连通的第一气腔；

与所述第一气腔间隔的第二气腔，所述第二气腔与所述第二燃气通道连通；

与所述第一气腔连通的第一混气通道，所述第一混气通道形成有连通的第一空气进口和第一混合气出口；

与所述第二气腔连通的第二混气通道，所述第二混气通道形成有连通的第二空气进口和第二混合气出口。

本发明实施方式的第一气腔和第二气腔可以分别降低燃气流入的速率，使得燃气进入混气通道后能够与空气充分混合后分别从第一混合气出口和第二混合气出口流出，以进入发动机内，燃气更加充分。

在某些实施方式中，所述本体部形成有第一燃气进孔，所述第一燃气进孔连通所述第一气腔及所述第一混气通道，所述第一燃气进孔靠近所述第一空气进口设置。

在某些实施方式中，所述第一燃气进孔的横截面为圆形，所述第一燃气进孔的直径范围为1-1.5mm，所述第一混气通道的横截面为圆形，所述第一混气通道的直径范围为5-7mm。

在某些实施方式中，所述本体部形成有第二燃气进孔，所述第二燃气进孔连通所述第二气腔及所述第二混气通道，所述第二燃气进孔靠近所述第二空气进口设置。

在某些实施方式中，所述第二燃气进孔的横截面为圆形，所述第二燃气进孔的直径范围为1-1.5mm，所述第二混气通道的横截面为圆形，所述第二混气通道的直径范围为5-7mm。

在某些实施方式中，所述本体部呈长方体状，在所述本体部的高度方向上，所述本体部包括第一面和与所述第一面相背的第二面，所述进气部连接所述第一面，所述第一混合气出口的数量和所述第二混合气出口的数量均为多个，所述第一混合气出口与所述第二混合气出口靠近设置，所述第一混合气出口与所述第二混合气出口均位于所述第二面；

所述第一空气进口的数量和所述第二空气进口的数量均为多个，在所述本体部的长度方向上，所述本体部包括相背的第三面和第四面，其中若干所述第一空气进口位于所述第三面，另一若干所述第一空气进口位于所述第四面，若干所述第二空气进口位于所述第三面，另一若干所述第二空气进口位于所述第四面。

在某些实施方式中，所述第一混气通道包括第一混气段和连接所述第一混气段的第一出气段，所述第一混气段沿所述本体部的长度方向延伸，所述第一出气段沿所述本体部的高度方向延伸，所述第一混气段形成有所述第一空气进口，所述第一出气段形成有所述第一混合气出口，所述第一混气段的长度与所述第一混气通道的长度的比值范围为75％-85％；

所述第二混气通道包括第二混气段和连接所述第二混气段的第二出气段，所述第二混气段沿所述本体部的长度方向延伸，所述第二出气段沿所述本体部的高度方向延伸，所述第二混气段形成有所述第二空气进口，所述第二出气段形成有所述第二混合气出口，所述第二混气段的长度与所述第二混气通道的长度的比值范围为75％-85％。

在某些实施方式中，所述多个第一混合气出口以中心轴线呈环形分布，所述多个第二混合气出口以所述中心轴线呈环形分布，所述多个第一混合气出口围绕所述多个所述第二混合气出口。

在某些实施方式中，所述本体部的长度范围为90-110mm，

所述本体部的宽度范围为38-44mm。

所述本体部的高度范围为28-32mm。

在某些实施方式中，所述第一出气段的中心轴线的中心轴线与竖直方向的夹角为20-40度；

所述第二出气段的中心轴线与所述竖直方向的夹角为20-40度。

在某些实施方式中，所述第一出气段的中心轴线与所述多个第一混合气出口排列所形成的第一圆形相切，和/或；

所述第二出气段的中心轴线与所述多个第二混合气出口排列所形成的第二圆形相切。

在某些实施方式中，所述第一混气通道的横截面为圆形，所述第一混气通道的长度与所述第一混气通道的直径的比值大于10；

所述第二混气通道的横截面为圆形，所述第二混气通道的长度与所述第二混气通道的直径的比值大于10。

在某些实施方式中，所述扁形航改燃机燃气喷嘴为一体结构。

在某些实施方式中，所述第一气腔的容积和所述第二气腔的容积不同。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的立体示意图。

图2是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的立体剖面示意图。

图3是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的剖面示意图。

图4是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的另一立体剖面示意图。

图5是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的又一立体剖面示意图。

图6是本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴的再一立体剖面示意图。

图7是本发明实施方式的第一空气进口和第二空气进口的结构示意图。

图8是本发明实施方式的第一混气通道和第二混气通道的结构示意图。

图9是本发明实施方式的第一混合气出口和第二混合气出口的结构示意图。

图10是本发明实施方式的本体部的平面示意图。

图11是本发明实施方式的本体部的另一平面示意图。

图12是本发明实施方式的第一出气段和第二出气段的中心轴线与竖直方向轴线的夹角示意图。

主要元件符号说明：

扁形航改燃机燃气喷嘴100、进气部10、第一燃气通道12、第二燃气通道14、本体部20、第一气腔22、第二气腔24、第一混气通道26、第一混气段261、第一空气进口262、第一出气段263、第一混合气出口264、第二混气通道28、第二混气段281、第二出气段283、第二空气进口282、第二混合气出口284、第一燃气进孔21、第二燃气进孔23、第一面25a、第二面25b、第一面27a、第二面27b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1-4，本发明实施方式提供一种扁形航改燃机燃气喷嘴100。扁形航改燃机燃气喷嘴100包括进气部10和本体部20。进气部10形成有第一燃气通道12和与第一燃气通道12间隔的第二燃气通道14。本体部20形成有第一气腔22、第二气腔24、第一混气通道26和第二混气通道28。第一气腔22与第一燃气通道12连通。第一气腔22与第二气腔24间隔。第二气腔24与第二燃气通道14连通。第一混气通道26与第一气腔22连通。第一混气通道26形成有连通的第一空气进口262和第一混合气出口264。第二气腔24与第二混气通道28连通。第二混气通道28形成有连通的第二空气进口282和第二混合气出口284。

本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100，燃气通过第一燃气通道12进入第一气腔22。空气通过第一空气进口262进入第一混气通道26。由于第一气腔22连通第一混合气通道26，因此燃气和空气在第一混气通道26内混合成均匀的混合气。同时，燃气通过第二燃气通道14进入第二气腔24。空气通过第二空气进口282进入第二混气通道28。由于第二气腔24连通第二混合气通道28，因此，燃气和空气在第二混合气通道28内混合成均匀的混合气。

如此，第一气腔22和第二气腔24可以分别降低燃气流入的速率，使得燃气进入混合气通道后能够与空气充分混合后分别从第一混合气出口264和第二混合气出口284流出，以进入发动机内，燃烧更加充分。

另外，本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100可用于气体燃料航改机的贫油预混合燃烧。本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100在满足燃气替换燃油的各项燃烧和排放指标的前提下，可以通过第一燃气通道12和第二燃气通道22实现对燃气供应的分开控制。

可以理解，本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100可根据不同的工况需求调整第一混气通道26和第二混气通道28的参数(形状、大小、排布和数量等)，以使扁形航改燃机燃气喷嘴100满足航改燃机地面应用的高效节能的控制要求。同时，在保证燃烧效率的情况下，有效降低nox、co等的排放。

可以理解，进气部10的形状可以为圆柱体或长方体或多边形体。

在一个例子中，本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100可通过3d打印制造技术实现扁形航改燃机燃气喷嘴100的内部结构的多样化设计。

请参阅图2及5，在某些实施方式中，本体部20形成有第一燃气进孔21。第一燃气进孔21连通第一气腔22及第一混气通道26，第一燃气进孔21靠近第一空气进口262设置。

如此，燃气可通过第一燃气进孔21进入第一混气通道26的前端与空气进行预混合，燃气与空气混合更加充分。

需要指出的是，第一燃气进孔21的数量为多个。

在某些实施方式中，第一燃气进孔21的横截面为圆形。第一燃气进孔21的直径范围为1-1.5mm。第一混气通道26的横截面为圆形。第一混气通道26的直径范围为5-7mm。

如此，第一燃气进孔21和第一混气通道26的直径尺寸可以使扁形航改燃机燃气喷嘴100的油气比大小满足航改发动机的要求。

可以理解，第一燃气进孔21和第一混气通道26的直径尺寸可以根据航改燃机的单个喷嘴的油气比要求进行设计。

请参阅图2及6，在某些实施方式中，本体部20形成有第二燃气进孔23。第二燃气进孔23连通第二气腔24及第二混气通道28，第二燃气进孔23靠近第二空气进口282设置。

如此，燃气可通过第二燃气进孔23进入第二混气通道28的前端与空气进行预混合，燃气与空气混合更加充分。

需要指出的是，第二燃气进孔23的数量为多个。

在某些实施方式中，第二燃气进孔23的横截面为圆形。第二燃气进孔23的直径范围为1-1.5mm。第二混气通道28的横截面为圆形。第二混气通道28的直径范围为5-7mm。

如此，第二燃气进孔23和第二混气通道28的直径尺寸可以使扁形航改燃机燃气喷嘴100的油气比大小满足航改发动机的要求。

可以理解，第二燃气进孔23和第二混气通道28的直径尺寸可以根据航改燃机的单个喷嘴的油气比要求进行设计。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，本体部20呈长方体状。在本体部20的高度方向上，本体部20包括第一面25a和与第一面25a相背的第二面25b。进气部10连接第一面25a。第一混合气出口264的数量和第二混合气出口284的数量均为多个。第一混合气出口264与第二混合气出口284靠近设置。第一混合气出口264与第二混合气出口284均位于第二面25b。

第一空气进口262的数量和第二空气进口282的数量均为多个。在本体部20的长度方向上，本体部20包括相背的第三面27a和第四面27b。其中若干第一空气进口262位于第三面27a，另一若干第一空气进口262位于第四面27b。其中若干第二空气进口282位于第三面27a，另一若干第二空气进口282位于所述第四面。

第一混合气出口264和第二混合气出口284位于同一面，如此，可以使混合气在同一个方向喷出。另外，若干第一空气进口262和若干第二空气进口282位于第三面27a，若干第一空气进口262和若干第二空气进口282位于第四面27b，如此，可以使第一空气进口262沿长度方向上对称分布，第二空气进口282沿长度方向上对称分布，从而可以保证扁形航改燃机燃气喷嘴100在工作的过程中受载均匀。

可以理解，分布在第三面27a的第一空气进口262的数量与分布在第四面27b的第一空气进口262的数量一致，并且分布在第三面27a的第一空气进口262与分布在第四面27b的第一空气进口262沿扁形航改燃机燃气喷嘴100的中心轴线l对称分布。分布在第三面27a的第二空气进口282的数量与分布在第四面27b的第二空气进口282的数量一致，并且分布在第三面27a的第二空气进口282与分布在第四面27b的第二空气进口282沿扁形航改燃机燃气喷嘴100的中心轴线l对称分布。

请参阅图7，在一个实施方式中，分布在第三面27a的第一空气进口262的数量为6个，分布在第四面27b的第一空气进口262的数量为6个。分布在第三面27a的第二空气进口282的数量为3个，分布在第四面27b的第二空气进口282的数量为3个。

可以理解，在其他实施方式中，第一空气进口262和第二空气进口282的数量或排布等可以根据不同的工况需求进行调整。

请参阅图2及8，在某些实施方式中，第一混气通道26包括第一混气段261和连接第一混气段261的第一出气段263。第一混气段261沿本体部20的长度方向延伸。第一出气段263沿本体部20的高度方向延伸。第一混气段261形成有第一空气进口262。第一出气段263形成有第一混合气出口264。第一混气段261的长度与第一混气通道26的长度的比值范围为75％-85％。第二混气通道28包括第二混气段281和连接第二混气段281的第二出气段283。第二混气段281沿本体部20的长度方向延伸。第二出气段283沿本体部20的高度方向延伸。第二混气段281形成有第二空气进口282。第二出气段283形成有第二混合气出口284。第二混气段281的长度与第二混气通道28的长度的比值范围为75％-85％。

如此，燃气和空气可以在第一混气段261和第二混气段281进行充分的预混合，从而使混合气能充分燃烧，有效降低nox、co等的排放。

可以理解，第一混气段261沿水平方向分布。第二混气段281沿水平方向分布。第一出气段263沿竖直方向分布。第二出气段283沿竖直方向分布。第一混气段261与第一出气段263之间近似垂直。第二混气段281和第二出气段283之间近似垂直。

请参阅图1及9，在某些实施方式中，多个第一混合气出口264以中心轴线l呈环形分布。多个第二混合气出口284以中心轴线l呈环形分布。多个第一混合气出口264围绕多个第二混合气出口284。

多个第一混合气出口264及多个第二混合气出口284以中心轴线l呈环形分布，如此，可以保证扁形航改燃机燃气喷嘴100在工作过程中受载均匀。

可以理解，第一混合气出口264排布成外圆环状；第二混合气出口284排布成内圆环状。

可以理解，在一个实施方式中，控制燃气从第一燃气通道12进入第一混气通道26与空气混合，通过第一混合气出口264排出混合气进行燃烧。在另一个实施方式中，控制燃气从第二燃气通道14进入第二混气通道28与空气混合，通过第二混合气出口284排出混合气进行燃烧。在又一个实施方式中，同时控制燃气从第一燃气通道12进入第一混气通道26与空气混合和第二燃气通道14进入第二混气通道28与空气混合。最终，第一混合气出口264和第二混合气出口284同时排出混合气进行燃烧。

请参阅图10-11，在某些实施方式中，本体部20的长度a范围为90-110mm。本体部20的宽度b范围为38-44mm。本体部20的高度c范围为28-32mm。

如此，由于本体部20的总体尺寸较小，从而使扁形航改燃机燃气喷嘴100可以应用于各类航改燃机中。

可以理解，由于航改燃机的空间受限，航改燃机的燃气喷嘴的尺寸不能太大，但是尺寸较小的燃气喷嘴不容易满足燃烧和排放要求。本实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100满足航空发动机改燃气轮机的燃烧及排放要求的同时可以完全克服空间尺寸约束，从而使扁形航改燃机燃气喷嘴100可广泛应用于各类航改燃机中空间受限的燃气喷嘴改型设计。

请参阅图12，在某些实施方式中，第一出气段263中心轴线r1与竖直方向轴线l1的夹角θ1为20-40度。第二出气段283的中心轴线r2与竖直方向轴线l2的夹角θ2为20-40度。

如此，可以满足第一混合气体及第二混合气燃烧时的流型要求，并且保证火焰不会灼伤火焰筒侧壁。

请再次参阅图12，在某些实施方式中，第一出气段263的中心轴线r1与多个第一混合气出口264排列所形成的第一圆形相切。第二出气段283的中心轴线r2与多个第二混合气出口284排列所形成的第二圆形相切。

如此，使得第一混合气出口264和第二混合气出口284的混合气燃烧时能够形成螺旋状火焰，对外部空气形成卷吸效果，增加了二次空气供给量，提高了燃烧效率。

较佳地，第一圆形的圆心与第二圆形的圆心重合。

在某些实施方式中，第一混气通道26的横截面为圆形。第一混气通道26的长度与第一混气通道26的直径的比值大于10。第二混气通道28的横截面为圆形。第二混气通道28的长度与第二混气通道28的直径的比值大于10。

由于第一混气通道26的长度与第一混气通道26的直径的比值大于10，如此，可以满足燃气和空气的预混合要求，从而使排出的第一混合气体满足燃烧和排放的要求。

由于第二混气通道28的长度与第二混气通道28的直径的比值大于10，如此，可以满足燃气和空气的预混合要求，从而使排出的第一混合气体满足燃烧和排放的要求。

在某些实施方式中，扁形航改燃机燃气喷嘴100为一体结构。

本发明实施方式的扁形航改燃机燃气喷嘴100结合实际使用的工况和燃料种类选择合适的进孔尺寸及混合通道的规格，通过3d打印技术一体化成型，从而最大限度实现扁形航改燃机燃气喷嘴100的减重、减排及缩小尺寸的要求。

在某些实施方式中，第一气腔22的容积和第二气腔24的容积不同。

如此，可以通过第一气腔22的容积和第二气腔24的容积控制燃气的流速。

可以理解，第一气腔22的容积与第一混气通道26的数量有关。第一混气通道26的数量的数量越多，第一气腔22的容积越大。第二气腔24的容积大小与第二混气通道28的数量有关。第二混气通道28的数量越多，第二气腔24的容积越大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。