一種自吸式氣泡霧化燃油噴嘴的製作方法
2023-04-27 17:20:36 1
專利名稱：一種自吸式氣泡霧化燃油噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於燃燒領域的燃油噴嘴，尤其涉及一種採用氣泡霧化增強霧化效果的燃油噴嘴。
背景技術：
燃油噴嘴是航空航天發動機、內燃機等燃燒裝置的關鍵設備之一。其主要作用是把燃油霧化成微小的液滴，並噴入燃燒室中燃燒。除壓力霧化和氣動霧化外，今年來氣泡霧化噴嘴收到了廣泛關注。氣泡霧化是通過在燃油中注入少量氣體，這些氣體在噴嘴內部與燃油混合，在噴嘴出口出現爆裂，從而產生非常細小的液霧。中國專利「氣泡霧化噴嘴」(ZL95201702. 4)、中國專利「撞擊內混式氣泡霧化噴嘴」(ZL200720019255. 8)、專利「一種氣泡霧化噴嘴」(CN201900063U)、專利「可調式螺旋氣泡霧化噴嘴」(CN201503015U)等均公布了不同形式和用途的氣泡霧化噴嘴。這些方案的缺點在於採用氣泡霧化需要增加一套供氣裝置以在燃油中注入氣體，這套供氣裝置不僅系統複雜，也降低了可靠性。專利「氣泡式霧化噴嘴」(CN101966495A)公布了一種不需要外界氣體，實現閉式循環的噴嘴(A裝置)，其原理在於通過加快流速，使液體壓力低於飽和蒸汽壓而汽化，這些汽化的蒸汽與未汽化的液體混合，達到氣泡霧化的目的。上述方案的缺點在於(1)蒸汽與液體的轉換是可逆的，當壓力低於飽和蒸汽壓時出現蒸汽，壓力高於飽和蒸汽壓時，蒸汽消失；噴嘴在噴注前的壓力遠高於飽和蒸汽壓， 因此，是否能夠達到氣泡霧化效果完全依賴於蒸汽消失的速度，當蒸汽在高壓下消失的速度很快時，出口就不能實現氣泡霧化；(2)為產生高速流體需要較高的壓降，通常比噴嘴本身所需要的壓強高1 2倍以上，從而對上遊壓力提出了很高要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種氣泡霧化燃油噴嘴，其具有不需要專用的氣體供應系統，與A裝置相比，用於霧化的氣體為自動吸入的氣體，不存在蒸汽變回液體的問題，同時， 對上遊壓力沒有特別的要求。為達到上述目的，本發明的技術方案如下一種氣泡霧化燃油噴嘴，由噴嘴本體、連接管、文氏管和氣體導管組成，噴嘴入口與文氏管出口通過連接管相連，文氏管為先收縮後擴張的旋成體結構，收縮段較急，擴張段較緩，文氏管喉部周圍開有一圈小孔；文氏管喉部外密封集氣套管，通過氣體導管或與高壓氣源、或與燃燒室相連，或直接敞開於大氣中。噴嘴本體結構在前述專利或相關文獻中均有公布，具體可參見「液體火箭發動機設計(上)」(朱寧昌，宇航出版社，1994年，PP370 380)；文氏管是一種根據泊努利方程製造的先收縮後膨脹的通道，其原理和設計方法為流體力學領域公知；泊努利方程反應了流體中壓力能和動能之間的相互轉換關係，表達式為
權利要求
1.一種氣泡霧化燃油噴嘴，由噴嘴本體、連接管、文氏管和氣體導管組成，噴嘴入口與文氏管出口通過連接管相連，文氏管為先收縮後擴張的旋成體結構，收縮段較急，擴張段較緩，文氏管喉部周圍開有一圈小孔；文氏管喉部外密封集氣套管，通過氣體導管或與高壓氣源、或與燃燒室相連，或直接敞開於大氣中。
2.權力要求1所述的一種氣泡霧化燃油噴嘴，其特徵在於收縮段的半角選取30 60度，擴張段的半角一般應較小，選取為8 15度；文氏管前後端的直徑選取為一樣大，大於3 5倍喉部直徑。
3.權力要求1或2所述的一種氣泡霧化燃油噴嘴，其特徵在於所述文氏管喉部周圍開有的對稱分布的一圈小孔，選擇小孔個數nh為3 12個。
4.權力要求3所述的一種氣泡霧化燃油噴嘴，其特徵在於文氏管喉部小孔直徑dh由如下關係式確定
5.權力要求1或2所述的一種氣泡霧化燃油噴嘴，其特徵在於氣體導管直徑為文氏管喉部小孔當量直徑的2 3倍。
全文摘要
本發明涉及一種應用於燃燒領域的燃油噴嘴，尤其涉及一種採用氣泡霧化增強霧化效果的燃油噴嘴。本發明由噴嘴本體、連接管、文氏管和氣體導管組成，噴嘴入口與文氏管出口通過連接管相連，文氏管為先收縮後擴張的旋成體結構，收縮段較急，擴張段較緩，文氏管喉部周圍開有一圈小孔；文氏管喉部外密封集氣套管，通過氣體導管或與高壓氣源、或與燃燒室相連，或直接敞開於大氣中。無需改變現有供油系統的上遊壓力，可實現有效霧化。本發明可以應用到各類採用液體燃料的燃燒裝置。
文檔編號F23D11/38GK102563642SQ20121003271
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者丁猛, 劉衛東, 吳先宇, 周進, 李大鵬, 李慶, 梁劍寒, 潘餘, 王振國, 王翼, 範曉檣, 譚建國, 陳暉 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學