一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴的制作方法

本发明发明属于航空发动机燃烧室的技术领域，具体涉及一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴。

背景技术：

目前航空发动机基本性能和发展水平具有很高的水平，对于现在的发动机发展仍然对我们提出了巨大的挑战，燃烧效率、降低对环境的污染、结构尺寸的限制、新技术新要求等都是我们所必须考虑的。

为了节约燃料提高燃烧，对燃料的雾化作用在我们的研究的重中之重，燃油雾化的结果决定着来自旋流器的空气能否与燃油密切接触，关系到燃油能否完全反应，未反应掉的燃油可能生成二次排放物对环境和燃烧室造成伤害，也可是未反应掉的生成积炭附着在火焰筒、喷嘴、旋流器等上面，在火焰筒内部燃烧产生的高温造成积炭部分结构的受热不均而损害该结构。

雾化过程中的对液滴的雾化破碎直接关系到整个航空发动机的动力系统，起着无比重要作用。在当代发动机中，对于喷嘴合理设计，对喷嘴的改进与创新，控制出口喷雾锥角，促进燃烧的烧烧效率，对环境的保护等都成为了我们要研究的内容。

技术实现要素：

本发明主要针对航空发动机燃烧室的技术领域的一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，具体为：在普通的离心式喷嘴前面增加了一个用圆锥壁连接的半球形状的二次雾化喷嘴，实现了对第一次雾化结果后的二次雾化，使燃油液滴达到更低的直径，可与来自旋流器的空气能够更好的接触，达到更好的混合效果，在半球内部有一个“扇子”类型的可调节面积区域大小的转盘，通过控制转盘对半球上小孔的遮蔽作用实现对二次雾化流量的控制，可以使反应接近化学恰当比反应，增加燃烧效率，减少积炭生成。

技术方案

本发明的目的是为了实现一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴。

本发明技术方案如下：

一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：包括带有燃料进口管道的缩口的旋转室，有适当尺寸的第一次雾化燃油喷嘴，有与第一次喷雾锥角大小相等的圆锥壁，有二次雾化的半圆形喷嘴结构与可控制面积大小的“扇形”转盘。

所述的一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：第一喷嘴出口与斜筒壁的完美配合，使斜筒壁的倾斜度等于雾化锥角的角度进行。

所述的一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：使第一喷嘴处的孔径在1～1.5mm，第二喷嘴处的孔径在0.5～0.7mm。

所述的一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：圆锥壁的长2mm，能够沿着壁旋转前进而不发生分离。

所述的一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：由燃料进口进入旋转室的燃油被高速旋转的旋转式带动旋转。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明半球形的燃油喷口结构可有效地使雾化液滴喷洒出去，实现了二次雾化，小直径的液滴能够和来自旋流器的空气更好的混合，增加了燃烧效率，降低了污染物的排放。(2)本发明半球形内部的贴壁的一个“扇子”类型的可调节面积区域大小的转盘，能够很好地控制喷出雾化液滴的流量，使反应接近于接近化学恰当比反应。(3)本发明有与第一次喷雾锥角大小相等的圆锥壁，在任何条件下不会出现流动分离，有利于一次雾化液体的流动稳定。

附图说明

图1：可一种控制流量式强化雾化的离心式喷嘴的整体外观图；

图2：为一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴顶部半圆形二次雾化出口图；

图3：为一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴底部可观察到的转盘控制流量图；

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

结合图1一种控制流量式强化雾化的离心式喷嘴的整体外观图，图2一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴顶部半圆形二次雾化出口图，图3一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴底部可观察到的转盘控制流量图实现了一个可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，该发明可控制雾化的流量使空燃比接近化学恰当比进行，实现高燃烧效率，低排放。

具体过程：燃料在一定的压力下进入到旋流室(图1中的1为旋流室外壁)，旋流室是高速旋转的，同时旋流室中还受一个轴向的力推动旋流室中的旋转燃料向前推进，燃料在这两个力的作用下螺旋前进，在喷口附近的收缩壁(图1中的2)的作用下加速向前到第一次雾化喷口处(图1中的3)向外喷出，使液体破碎成液滴，在第一次雾化喷口的出口界面处燃料液体脱离了壁面的控制，形成旋转的液膜，液膜成圆锥形，正好以斜壁(图1中的4)的方向旋转前进，设计有与第一次喷雾锥角大小相等的圆锥壁，在任何条件下都不会出现流动分离，最终到达半球形外壁(图1中的5)处，从球面上外围圆环上更小的孔(图2中的6)喷出，实现了二次雾化，使液滴的直径再一次减小，在半球形内壁有“扇子”类型的可调节面积区域大小的转盘(图3中的7)，控制转盘的展开的面积对孔的遮挡作用可达到对流量的控制。这样，二次雾化使直径更小的液滴与来自旋流器的空气更好的接触，扇形转盘对流量的控制使燃料与空气按照空燃比混合，使反应接近化学恰当比，提高了燃烧效率，充分燃烧也减少了积炭的生成，保护了燃烧室的结构，延长发动机各机构的寿命。

技术特征：

1.一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：包括带有燃料进口管道的缩口旋转室，有适当尺寸的第一次雾化燃油喷嘴，有与第一次喷雾锥角大小相等的圆锥壁，有二次雾化的半圆形喷嘴结构与一个“扇子”类型的可调节面积区域大小的转盘。

2.根据权利要求1所述一种可控制流量式强化雾化离心式喷嘴，其特征在于：第一喷嘴出口与斜筒壁的完美配合，使斜筒壁的倾斜度等于雾化锥角的角度。

3.根据权利要求1所述一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：使第一喷嘴处的孔径在1～1.5mm，第二喷嘴处的孔径在0.5～0.7mm。

4.根据权利要求1所述一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：圆锥壁的长2mm，能够沿着壁旋转前进而不发生分离。

5.根据权利要求1所述一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，其特征在于：由燃料进口进入旋转室的燃油被高速旋转的旋转式带动旋转。

技术总结
本发明是一种可控制流量式强化雾化的离心式喷嘴，这种喷嘴相比于普通离心式喷嘴，前面出口出多了一个半球式的喷油结构和与第一次喷雾锥角大小相等的圆锥壁，在该球面有孔径区域宽度大于喷雾厚度尺寸的环状分布的孔，在此孔可实现二次雾化，在贴半球内部有个有一个“扇子”类型的可调节面积大小的转盘，可根据要求关闭一部分孔，使燃油通不过，可根据孔开通的面积区域进而控制雾化喷出的流量以及通过小孔的的直径控制燃料液滴的直径，调节空燃比，达到燃料的充分燃烧，减少了火焰筒内部的燃烧所产生的积炭对火焰筒、旋流器、喷嘴的局部温度所导致的热变形，强化了燃烧状况，提高了燃烧效率。

技术研发人员：张群;高耀红;马晓曦;王晓燕;王紫欣
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2020.09.18
技术公布日：2021.01.15