一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒

本发明涉及发动机燃烧，尤其涉及一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒。

背景技术：

1、面对日益严峻的环境污染问题，在民用航空领域内对航空发动机燃烧排放标准也不断提升。如何降低污染排放，提高燃烧效率，改善燃烧室点熄火性能成为了未来重点发展方向。而影响燃烧性能较关键的因素之一是燃油雾化性能的好坏，影响燃油雾化性能最主要的是喷嘴，通常的离心喷嘴设计旋流器搭配使用并安装在燃烧室头部，沿轴向的喷雾在旋流空气作用下雾化蒸发，能够和旋流空气快速掺混，并在旋流空气的气动作用下获得一个较好的燃烧性能。

2、但在小型航空发动机的应用上例如辅助动力装置等，由于不断地追求降低发动机整体体积(缩短整体发动机尺寸)，减小发动机轴距，这就导致了喷嘴布置方式由轴向布置转变为径向布置，进而导致在结构上无法适应原先搭配旋流器的结构，从而必须在喷嘴空间喷射角度上进行调整，由原先的直接喷射转变为和空间成三维复杂角度的喷射方式，这样就可以在不使用旋流器的情况下于燃烧室内形成大的环涡流动。然而，喷嘴面临的复杂工作条件仍然不会发生改变，在燃烧前喷嘴燃油雾化性能的好坏也依然是决定燃烧稳定性和污染排放的重要指标。

3、现有技术中，隔热套筒结构只是针对该复杂结构的喷嘴进行简单包裹和雾化气量开孔，套筒结构上的进气孔采用径向进气，导致雾化性能不佳且隔热不足，从而降低点火性能和燃烧效率，并增加污染物排放。

技术实现思路

1、本发明提供一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，用以解决现有技术中雾化性能不佳且隔热不足的缺陷。

2、本发明提供一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，包括：

3、套筒本体，所述套筒本体包括内壳和套设于所述内壳外侧的外壳，所述内壳具有一端开口的安装腔，所述内壳和外壳之间形成副气腔；所述套筒本体构造有与所述安装腔和所述副气腔分别连通的进气孔，所述进气孔的中心线不经过所述套筒本体的中心轴；所述套筒本体与喷嘴的喷头配合位置开设有雾化出口，所述雾化出口形成有唇口结构。

4、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述内壳和外壳通过连接部连接，以使所述内壳的外壁、所述外壳的内壁和所述连接部之间形成所述副气腔。

5、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述进气孔包括：

6、多个主进气孔，沿周向设置于所述连接部，所述多个主进气孔均与所述安装腔连通；

7、多个副进气孔，沿周向设置于所述外壳，所述多个副进气孔均与所述副气腔连通。

8、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述主进气孔和所述副进气孔均为切向孔，和/或，

9、所述副进气孔的数量大于所述主进气孔的数量，所述副进气孔的孔径小于所述主进气孔的孔径。

10、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述进气孔包括：

11、多个主进气孔，沿周向设置于所述连接部，所述多个主进气孔均与所述安装腔连通；

12、多个轴向进气孔，沿周向设置于所述连接部，所述多个轴向进气孔的第一端分别与所述多个主进气孔连通，所述多个轴向进气孔的第二端与所述副气腔连通。

13、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述雾化出口包括：

14、第一出口，设置于所述内壳，所述第一出口呈所述唇口结构；

15、第二出口，设置于所述外壳，并与所述第一出口同轴。

16、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述唇口结构包括相连通的环形渐缩口和直口，所述直口靠近所述第二出口并与所述第二出口同轴设置。

17、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述第二出口呈环形锥状，且第二出口的小端靠近所述直口，和/或，

18、所述第二出口的横截面尺寸大于所述直口的横截尺寸。

19、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，还包括：

20、多个导流板，沿周向间隔设置于所述副气腔。

21、根据本发明实施例提供的一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，所述外壳靠近雾化出口的一端开设有与所述副气腔连通的冷却孔。

22、本发明实施例提供的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，套筒本体采用内壳和外壳形成的双层结构，通过内壳和外壳之间引入的流动空气可以降低换热系数，从而降低热量的传递，进而有效隔绝传递到内壳内部安装腔的热量；并通过套筒本体上进气孔的进气方向采用非径向，使得进入套筒本体内的空气流动为有序旋流方式，利用气动力和离心力使喷嘴处喷出的燃油雾化更加彻底，同时使其和空气预混的更加充分，从而提高燃油的雾化质量，进而提高点火性能和燃烧效率，降低污染物排放。

技术特征：

1.一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述内壳(12)和外壳(13)通过连接部(14)连接，以使所述内壳(12)的外壁、所述外壳(13)的内壁和所述连接部(14)之间形成所述副气腔(16)。

3.根据权利要求2所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述进气孔(11)包括：

4.根据权利要求3所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述主进气孔(111)和所述副进气孔(112)均为切向孔，和/或，

5.根据权利要求2所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述进气孔(11)包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述雾化出口(17)包括：

7.根据权利要求6所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述唇口结构包括相连通的环形渐缩口(1711)和直口(1712)，所述直口(1712)靠近所述第二出口(172)并与所述第二出口(172)同轴设置。

8.根据权利要求7所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述第二出口(172)呈环形锥状，且第二出口(172)的小端靠近所述直口(1712)，和/或，

9.根据权利要求1至5任一项所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求1至5任一项所述的辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，其特征在于，所述外壳(13)靠近雾化出口(17)的一端开设有与所述副气腔(16)连通的冷却孔(131)。

技术总结
本发明属于发动机燃烧技术领域，提供一种辅助燃油喷嘴气动雾化的隔热套筒，该隔热套筒包括套筒本体，套筒本体包括内壳和套设于内壳外侧的外壳，内壳具有一端开口的安装腔，内壳和外壳之间形成副气腔；套筒本体构造有与安装腔和副气腔分别连通的进气孔，进气孔的中心线不经过套筒本体的中心轴；套筒本体与喷嘴的喷头配合位置开设有雾化出口，雾化出口形成有唇口结构。本发明套筒通过套筒本体上进气孔的进气方向采用非径向，使得进入套筒本体内的空气流动为有序旋流方式，利用气动力和离心力使喷嘴处喷出的燃油雾化更加彻底，同时使其和空气预混的更加充分，从而提高燃油的雾化质量，进而提高点火性能和燃烧效率，降低污染物排放。

技术研发人员：李林,姜宇涵,张弛,林宇震
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13