一種預(yù)混噴嘴及燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)混噴嘴及燃?xì)廨啓C(jī)，具體涉及了一種可改善點(diǎn)火性能的預(yù)混噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源緊缺及全世界對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重視，各國(guó)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室排放和燃燒效率的要求越來(lái)越嚴(yán)格，一般要求燃?xì)廨啓C(jī)在50%及以上負(fù)荷區(qū)間，燃燒室排放能維持在較低水平，同時(shí)保持較高的燃燒效率。為了達(dá)到低排放的目的，預(yù)混燃燒技術(shù)被廣泛采用。因此，噴嘴需要實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的預(yù)先混合，并在噴嘴出口處形成混合均勻及有一定速度型的燃料空氣混合氣，進(jìn)而進(jìn)入火焰筒內(nèi)參與燃燒。
[0003]由于從預(yù)混噴嘴噴射出的燃料在燃燒室內(nèi)以預(yù)混火焰的方式燃燒，為達(dá)到極低的污染排放，火焰工作在可燃邊界附近且噴嘴噴射出的燃料空氣混合氣體射流速度較大，燃燒室的可靠點(diǎn)火是比較困難的，現(xiàn)有技術(shù)中解決方法通常是中心體軸向長(zhǎng)度小于預(yù)混噴嘴外壁面的長(zhǎng)度，使得燃料空氣混合氣體從環(huán)形預(yù)混通道流出時(shí)先向中心體頭部端壁下游的中心區(qū)域擴(kuò)張，在中心體頭部端壁下游的中心區(qū)域形成回流區(qū)，然后進(jìn)入火焰筒內(nèi)在火焰筒內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)張，進(jìn)而在火焰筒內(nèi)形成較大的回流區(qū)域，用于火焰的穩(wěn)定，但這兩個(gè)回流區(qū)域易受火焰筒內(nèi)其他氣流的影響作用，這種方法是單純的從形成穩(wěn)定回流區(qū)的氣動(dòng)角度來(lái)改善預(yù)混火焰的穩(wěn)定性，考慮到進(jìn)入回流區(qū)的仍然是不易著火的、當(dāng)量比較低的燃料空氣混合氣，燃燒室仍然存在不能點(diǎn)火成功的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]為了提高火焰的穩(wěn)定性，現(xiàn)有專利文獻(xiàn)(CN1704574)中，采用了在預(yù)混噴嘴出口中心體附近制造與主流流動(dòng)方向相反的撞擊空氣流動(dòng)，形成再循環(huán)渦流，減少了噴射到回流區(qū)中的空氣量，從而降低預(yù)混噴嘴出口附近射流速度，提高了火焰穩(wěn)定性。從氣動(dòng)角度來(lái)看，這種預(yù)混噴嘴只是提高局部回流區(qū)的穩(wěn)定性，只是對(duì)火焰的穩(wěn)定有一定作用，并不能可靠地改善預(yù)混噴嘴的點(diǎn)火性能，且從加工工藝角度來(lái)看，這種預(yù)混噴嘴內(nèi)層擋板等結(jié)構(gòu)加工連接等較為復(fù)雜，且不易于維修更換。
[0005]因此，針對(duì)以上不足，需要一種可改善點(diǎn)火性能的預(yù)混噴嘴及燃?xì)廨啓C(jī)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種預(yù)混噴嘴及燃?xì)廨啓C(jī)，該預(yù)混噴嘴可有效改善點(diǎn)火性能。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供預(yù)混噴嘴包括中心體、環(huán)形內(nèi)壁和旋流裝置，所述環(huán)形內(nèi)壁同軸設(shè)置在中心體的外圍，所述旋流裝置位于中心體與環(huán)形內(nèi)壁之間，所述環(huán)形內(nèi)壁的外圍同軸設(shè)有環(huán)形外壁，在所述環(huán)形內(nèi)壁與環(huán)形外壁之間形成擴(kuò)散燃料通道；所述擴(kuò)散燃料通道與集油腔連通，所述環(huán)形內(nèi)壁上設(shè)有穩(wěn)火鈍體，所述集油腔連通有點(diǎn)火燃料噴射孔和穩(wěn)火燃料噴射孔，所述點(diǎn)火燃料噴射孔朝向火焰筒的點(diǎn)火區(qū)域，所述穩(wěn)火燃料噴射孔朝向穩(wěn)火鈍體的下游區(qū)域。
[0010]其中，所述集油腔通過(guò)噴嘴出口端壁與噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁圍成；所述噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁位于噴嘴出口端壁與穩(wěn)火鈍體之間；所述點(diǎn)火燃料噴射孔開設(shè)于噴嘴出口端壁上，所述穩(wěn)火燃料噴射孔開設(shè)于噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁上。
[0011]其中，所述中心體末端設(shè)置有中心體頭部端壁，所述中心體頭部端壁上設(shè)有中心空氣噴射孔；所述穩(wěn)火鈍體位于中心體頭部端壁的下游。
[0012]其中，所述穩(wěn)火鈍體沿環(huán)形內(nèi)壁的周向設(shè)置，且穩(wěn)火鈍體的周向范圍不大于環(huán)形內(nèi)壁圓周的二分之一。
[0013]其中，所述穩(wěn)火鈍體的橫截面形狀為三角形或矩形或梯形或圓弧形。
[0014]其中，所述點(diǎn)火燃料噴射孔和穩(wěn)火燃料噴射孔開設(shè)的周向范圍均不超過(guò)穩(wěn)火鈍體的周向范圍。
[0015]其中，所述點(diǎn)火燃料噴射孔和穩(wěn)火燃料噴射孔為直孔或斜孔。
[0016]其中，所述點(diǎn)火燃料噴射孔和穩(wěn)火燃料噴射孔的開孔面積比在0.5-10之間。
[0017]其中，所述旋流裝置包括沿中心體周向設(shè)置的旋流葉片，所述旋流葉片上設(shè)有葉片內(nèi)部通道，所述葉片內(nèi)部通道上設(shè)置有燃料孔，所述中心體內(nèi)設(shè)有與所述葉片內(nèi)部通道連通的預(yù)混燃料通道。
[0018]本實(shí)用新型還提供一種燃?xì)廨啓C(jī)，其包括所述的預(yù)混噴嘴。
[0019](三)有益效果
[0020]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:本實(shí)用新型提供一種預(yù)混噴嘴，通過(guò)在預(yù)混噴嘴環(huán)壁上設(shè)置獨(dú)立的擴(kuò)散燃料通道，使部分燃料從點(diǎn)火燃料噴射孔直接噴射進(jìn)入火焰筒，極大地提高了預(yù)混噴嘴的點(diǎn)火性能；而且，通過(guò)在噴嘴靠近出口處的環(huán)形內(nèi)壁面上設(shè)置鈍體結(jié)構(gòu)，從而形成穩(wěn)定的回流區(qū)，且擴(kuò)散燃料通道中部分燃料可直接噴射進(jìn)入鈍體后回流區(qū)，形成穩(wěn)定的穩(wěn)火區(qū)域，其緊鄰點(diǎn)火燃料噴射孔的位置，大大提高了火焰的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步提高了噴嘴的點(diǎn)火性能。該預(yù)混噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，并且不受燃燒室其他部件的限制，沒有匹配等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例預(yù)混噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例預(yù)混噴嘴出口的局部放大示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例預(yù)混噴嘴的正面示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例預(yù)混噴嘴的立體圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例預(yù)混噴嘴的使用狀態(tài)示意圖。
[0026]其中，1:中心體；2:環(huán)形內(nèi)壁；3:環(huán)形外壁；4:旋流裝置；5:旋流葉片；6:中心體頭部端壁；7:穩(wěn)火鈍體；8:噴嘴出口端壁；9:噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁；10:預(yù)混燃料通道；11:擴(kuò)散燃料通道；12:葉片內(nèi)部通道；13:預(yù)混燃料噴射孔；14:集油腔；15:點(diǎn)火燃料噴射孔；16:穩(wěn)火燃料噴射孔；17:鈍體后穩(wěn)火區(qū)；18:中心空氣噴射孔；19:預(yù)混噴嘴；20:火焰筒壁面;21:點(diǎn)火器；22:火花。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0028]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0029]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0030]如圖1-5所示，本實(shí)施例預(yù)混噴嘴包括中心體1、環(huán)形內(nèi)壁2和旋流裝置4，環(huán)形內(nèi)壁2同軸設(shè)置在中心體I的外圍，旋流裝置4位于中心體I與環(huán)形內(nèi)壁2之間且靠近中心體I進(jìn)口的一端，用于產(chǎn)生旋流空氣；而且，在環(huán)形內(nèi)壁2的外圍同軸設(shè)有環(huán)形外壁3，并在環(huán)形內(nèi)壁2與環(huán)形外壁3之間形成擴(kuò)散燃料通道11 ;而且，擴(kuò)散燃料通道11與集油腔14連通。同時(shí)，在環(huán)形內(nèi)壁2上設(shè)有穩(wěn)火鈍體7，該集油腔14位于預(yù)混噴嘴的末端位置，并連通有點(diǎn)火燃料噴射孔15和穩(wěn)火燃料噴射孔16。其中，點(diǎn)火燃料噴射孔15朝向火焰筒的點(diǎn)火區(qū)域(即，點(diǎn)火燃料噴射孔15的開口方向與該預(yù)混噴嘴的軸向一致)，對(duì)應(yīng)的，穩(wěn)火燃料噴射孔16朝向穩(wěn)火鈍體7的下游區(qū)域(即，穩(wěn)火燃料噴射孔16的開口方向與預(yù)混噴嘴的徑向一致)。
[0031]如圖2所示，集油腔14通過(guò)噴嘴出口端壁8與噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁9圍成，并位于預(yù)混噴嘴的末端。其中，噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁9位于噴嘴出口端壁8與穩(wěn)火鈍體7之間。而且，穩(wěn)火燃料噴射孔16開設(shè)于噴嘴出口內(nèi)環(huán)壁9上，并使穩(wěn)火燃料噴射孔16朝向穩(wěn)火鈍體7的下游區(qū)域；同時(shí)，點(diǎn)火燃料噴射孔15開設(shè)于噴嘴出口端壁8上，并使點(diǎn)火燃料噴射孔15朝向火焰筒的點(diǎn)火區(qū)域。
[0032]穩(wěn)火燃料噴射孔16可使部分燃料直接噴射進(jìn)入穩(wěn)火鈍體7下游的局部低速區(qū)或回流區(qū)，從而形成局部的富燃料區(qū)域，更容易被點(diǎn)火燃料噴射孔15噴出的燃料形成的擴(kuò)散火焰引燃，且火焰能夠穩(wěn)定在該區(qū)域形成鈍體后穩(wěn)火區(qū)17。
[0033]此外，在中心體I末端設(shè)置有中心體頭部端壁6，中心體頭部端壁