燃油霧化噴嘴的製作方法
2023-12-05 20:14:31 4
專利名稱：燃油霧化噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃料噴嘴，特別是用於噴氣推進裝置的燃油噴嘴。
目前航空渦輪發動機上所採用的燃油噴嘴為切線式的離心噴射噴嘴，其採用斜孔式的霧化噴射和氣動霧化噴射，無法實現燃油的充分霧化和油氣充分混合的目的。同時由於目前採用的燃油噴嘴油耗大，從而增加了環境的汙染。特別是由於燃油噴嘴噴射的燃油粒徑不均勻，從10～100μm不等，平均粒徑為45～50μm，加之單位橫截面上分布的顆粒數不均勻，從而產生熱點，造成渦輪盤上的葉片加速磨損，使燃燒室壽命縮短。這是目前界上航空世界需要解決的問題之一。
本發明的目的是提供一種燃油霧化噴嘴，其能減小燃油的平均粒徑，使燃油粒徑更加均勻，減小燃油顆粒分布的不均勻度，提高了燃油的霧化程度，使其和空氣的混合更加充分，從而使燃料能完全燃燒。
本發明提供了一種燃油霧化噴嘴，包括主噴嘴和副噴嘴，所述主噴嘴由噴嘴套和裝在其中的副噴嘴的噴嘴體的外壁構成，所述噴嘴套的內孔壁的前部為錐面，其錐面角α為45～55°，所述噴嘴體的外壁與所述噴嘴套內孔相配合的圓柱形凸緣寬為2～20毫米，其上均布有主噴嘴螺旋油槽，所述噴嘴體外壁的前面也為錐形面，其錐面角α也為45～55°，所述噴嘴套和噴嘴體的前端錐面之間形成一主噴油道，所述主噴嘴螺旋油槽的兩端分別與主噴嘴的進油道和主噴油道相通，所述副噴嘴由噴嘴體和裝在其中的針閥構成，所述針閥與所述噴嘴體內孔相配合的圓柱面寬為2～20毫米，其上均布有副噴嘴螺旋油槽，所述噴嘴體內孔前端與所述針閥圓柱面前端之間形成一副噴油道，所述副噴嘴螺旋油槽的兩端分別與進油道和副噴油道相通，所述主、副噴嘴螺旋油槽的條數各為4～30條，槽寬為0.1～2毫米，槽深為0.1～20毫米，螺旋角為20°～50°，所述主噴嘴的主噴油孔和副噴嘴的副噴油孔位於同一平面上。
本發明的燃油霧化噴嘴，可使燃油旋轉地分別從主、副噴嘴噴出，其霧化效果好，霧化後的燃油平均粒徑經測試均在37～43μm之間，霧化後的燃油粒度小，霧化均勻，且單位面積上分布的顆粒數均勻，故使燃油能完全燃燒，從而提高了發動機的效率，減少了對環境的汙染，而且由於單位面積上分布的顆粒數均勻，燃燒時不會產生熱點，因而可延長發動機的使用壽命。
下面通過實施例並參照附圖對本發明進行描述。
圖1是本發明噴嘴的剖視圖；圖2是本發明噴嘴的噴嘴體的剖視圖；圖3是本發明噴嘴的針閥的剖視圖；圖4-8是本發明噴嘴體和針閥上的螺旋槽的示意圖；圖9是裝有本發明噴嘴的火焰筒的噴油角度示意圖。
圖1中顯示了本發明的燃油噴嘴，包括一噴嘴套1，其為一圓筒形，圓筒前端有一內錐面28，前端形成一孔29。噴嘴套1中裝有一噴嘴體2，噴嘴體2一端部具有一個大圓柱形凸緣部分4，其坐落於噴嘴套1的端面上，大凸緣部分4上有均布的油孔8，在噴嘴體2上還有一個小圓柱形凸緣部分5，其外圓周面上有均布的螺旋油槽6。噴嘴體2的前端為一截頭錐體，有一錐面7，錐面7與噴嘴套1前端的內錐面28之間有一間隙，形成一主噴油道33，其前端形成一主噴油孔29。噴嘴體2有一內孔10，內孔10一端有一臺肩9，另一端形成一副噴油孔12。在噴嘴體2的內孔10中裝有一針閥3，在針閥3的尾端有一圓柱形凸緣16，其上有均布的油孔17，在針閥3的前端也有一圓柱形凸緣18，在凸緣外圓周面上有均布的螺旋槽19。針閥3固定地裝在噴嘴體2的內孔10中，在其之間形成進油道和噴油道35和36，針閥凸緣16坐落於噴嘴體2端部的臺肩9中，形成一壓配合。
噴嘴套1內孔前端的錐面28的角度α為45-55°，噴嘴體2前端錐面7的角度與噴嘴套錐面28的角度相同。噴嘴體2上的螺旋油槽6和針閥3上的螺旋油槽19可以是4-30條，其槽的截面形狀可以是例如三角形(如圖4所示)，圓弧形(如圖5所示)，方形(如圖6所示)，梯形(如圖7所示)，和半圓形(如圖8所示)等等，其螺旋角度可以為20°～50°，螺旋油槽的深度為0.1-20mm。
如圖所示，在本發明的燃油霧化噴嘴工作時，來自燃油泵(未示)的燃油通過噴嘴體2凸緣4上的油道8進入噴嘴套1和噴嘴體2之間的間隙32，然後通過噴嘴體2凸緣5上的螺旋油槽6進入噴嘴體前錐面7與噴嘴套1內錐面28之間形成的主噴油道33，然而從主噴孔29處噴出，其燃油噴出的角度為80～110°。另一方面，來自燃油泵的燃油也通過針閥3凸緣16上的油孔17進入針閥3與噴嘴體2之間的進油道35，然後通過針閥凸緣18上的螺旋槽19進入噴嘴體內孔前端的副噴油道空腔36，然後從副噴孔12中噴出。其燃油噴出的角度為60～90°。由於燃油通過噴嘴體2上的螺旋槽6和針閥3上的螺旋油槽19時產生一旋流離心加速作用，並且通過主噴孔29和副噴孔12以不同角度噴出，所以其能降低燃油的平均粒徑，霧化程度更好，能更均勻地噴入燃燒室。圖7為燃油噴入燃燒室時的示意圖。
本發明的燃油噴嘴可用於航空渦輪、渦噴、渦扇、渦槳、渦軸、衝壓等發動機，也可用於汽車柴油發動機和電控汽油發動機，以及其他液體噴射之用。本發明的燃油噴嘴可以不改變現有航空渦輪發動機燃燒室的任何尺寸，即可使用。
本發明的噴嘴也適於噴射煤粉等固體燃料。
本發明可以有許多變型，都在本發明的精神範圍之中。
權利要求
1.一種燃油霧化噴嘴，包括主噴嘴和副噴嘴，其特徵在於所述主噴嘴由噴嘴套和裝在其中的副噴嘴的噴嘴體的外壁構成，所述噴嘴套的內孔壁的前部為錐面，其錐面角α為45～55°，所述噴嘴體的外壁與所述噴嘴套內孔相配合的圓柱形凸緣寬為2～20毫米，其上均布有主噴嘴螺旋油槽，所述噴嘴體外壁的前面也為錐形面，其錐面角α也為45～55°，所述噴嘴套和噴嘴體的前端錐面之間形成一主噴油道，所述主噴嘴螺旋油槽的兩端分別與主噴嘴的進油道和主噴油道相通，所述副噴嘴由噴嘴體和裝在其中的針閥構成，所述針閥與所述噴嘴體內孔相配合的圓柱面寬為2～20毫米，其上均布有副噴嘴螺旋油槽，所述噴嘴體內孔前端與所述針閥圓柱面前端之間形成一副噴油道，所述副噴嘴螺旋油槽的兩端分別與進油道和副噴油道相通，所述主、副噴嘴螺旋油槽的條數各為4～30條，槽寬為0.1～2毫米，槽深為0.1～20毫米，螺旋角為20～50°，所述主噴嘴的主噴油孔和副噴嘴的副噴油孔位於同一平面上。
2.按照權利要求1所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述螺旋油槽的截面為三角形。
3.按照權利要求1所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述螺旋油槽的截面為圓弧形。
4.按照權利要求1所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述螺旋油槽的截面為方形。
5.按照權利要求1所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述螺旋油槽的截面為梯形。
6.按照權利要求1所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述螺旋油槽的截面為半圓形。
7.按照權利要求2～6之一所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴體後部為一圓柱形凸緣，其坐落於噴嘴套的後端面上，其上設有若干個主噴嘴進油孔。
8.按照權利要求7所述的燃油霧化噴嘴，其特徵在於所述針閥的尾端為一圓柱形凸緣，該凸緣壓裝在所述噴嘴體中，其上設有若干個進油孔。
全文摘要
一種燃油霧化噴嘴,包括一噴嘴套,一噴嘴體,一針閥,噴嘴體裝在噴嘴套中,針閥裝在噴嘴體的內孔中,在噴嘴體和針閥的端面凸緣上分別有油孔,噴嘴套和噴嘴體的前端錐面之間形成一油道,在噴嘴體和針閥之間形成另一油道,在噴嘴體一凸緣外圓周面上形成有螺旋油槽,在針閥一凸緣外圓周面上也形成有螺旋油槽,各螺旋油槽的兩端分別與油道相通。其可用於航空渦輪、渦噴、渦扇、渦槳、渦軸、衝壓等發動機上。
文檔編號F02K1/00GK1240882SQ9811568
公開日2000年1月12日 申請日期1998年7月7日 優先權日1998年7月7日
發明者劉茂本 申請人:劉茂本, 王文浩