[发明专利]一种用于预混燃烧的喷嘴、喷嘴阵列和燃烧器

权利要求书

1.一种喷嘴，其特征在于，其包括内层进气结构、外层进气结构和M层中间进气结构，其中：

内层进气结构的靠近流体出口一侧为流体出口端，靠近流体入口一侧为内层圆筒(11)；

外层进气结构的靠近流体出口一侧为外层圆筒(31)；

M层中间进气结构夹设于内层圆筒(11)和外层圆筒(31)之间，沿圆筒四周的径向依次排列，相邻两层中间进气结构之间、最内层中间进气结构与内层圆筒(11)之间、最外层中间进气结构与外层圆筒(31)之间以及内层进气结构的内部为气流通道；

内层进气结构的流体出口端沿流体出口方向突出于M层中间进气结构，外层进气结构的外层圆筒(31)沿流体出口方向突出于内层进气结构的流体出口端，内层进气结构的流体出口端、外层进气结构的外层圆筒(31)和M层中间进气结构的顶端之间形成掺混区(41)，其中，1≤M≤100；

内层进气结构的流体出口端为圆筒形流体出口端(13)，圆筒形流体出口端的顶面开有K圈喷孔；其中1≤K≤100；

中间进气结构的靠近流体出口一侧为波浪旋转结构(21)，波浪旋转结构顶端与内层进气结构流体出口端顶端的轴向距离E为0mm～1000mm；内层进气结构流体出口端顶端与喷嘴出口的轴向距离G为0mm～1000mm；最外层波浪旋转结构与外层圆筒(31)之间的距离A为0mm～1000mm；最内层波浪旋转结构与内层圆筒(11)之间的距离B为0mm～1000mm；

中间进气结构的支撑圆筒的底端连接第一进气结构(26)，第一进气结构的底面开有多个第一气体入口(25)，燃料或空气由第一气体入口(25)进入内侧流道(42)和引流通道，由波浪旋转结构(21)流出至掺混区(41)；外层进气结构的外层圆筒的底端连接第二进气结构(34)，第二进气结构的底面开有多个第二气体入口(33)，燃料或空气由第二气体入口(33)进入外侧流道(43)，由波浪旋转结构(21)流出至掺混区(41)；内层进气结构的内层圆筒底面为第三气体入口(15)，燃料或空气由第三气体入口(15)进入内层进气结构的气流通道(14)，由内层进气结构流体出口端的喷孔流出至掺混区(41)。

2.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，相邻两层波浪旋转结构(21)之间、最内层波浪旋转结构与内层圆筒(11)之间以及最外层波浪旋转结构与外层圆筒(31)之间形成斜流通道，该斜流通道由波浪旋转结构的底端向顶端延伸，并与轴向成一定角度。

3.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，波浪旋转结构(21)由沿径向起伏的N个波峰(22)和N个波谷(23)沿周向相间排列而成，相邻两层波浪旋转结构的波峰(22)和波谷(23)之间、最外层波浪旋转结构的波谷与外层圆筒(31)之间以及最内层波浪旋转结构的波峰与内层圆筒(11)之间形成斜流通道，其中，2≤N≤10000。

4.如权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，中间进气结构还包括支撑圆筒(24)，该支撑圆筒的顶端与波浪旋转结构的波峰和波谷的底端连接，相邻支撑圆筒(24)之间形成引流通道，该引流通道与波浪旋转结构(21)形成的斜流通道连通，最内层支撑圆筒与内层圆筒(11)之间形成内侧流道(42)，该内侧流道(42)与最内层波浪旋转结构的波峰和内层圆筒(11)形成的斜流通道连通，最外层支撑圆筒与外层圆筒(31)之间形成外侧流道(43)，该外侧流道(43)与最外层波浪旋转结构的波谷和外层圆筒(31)形成的斜流通道连通。

5.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，M层中间进气结构的波浪旋转结构(21)在轴向对齐设置，或者，在轴向相互错开一定距离设置。

6.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，波浪旋转结构的斜流通道与轴向夹角为-89゜～89゜，波浪旋转结构的旋转方向为顺时针方向或逆时针方向。

7.一种喷嘴阵列，其包括多个权利要求1-6中任一权利要求所述的喷嘴；

其中，该喷嘴阵列为圆形阵列，该圆形阵列包括P圈喷嘴，每圈喷嘴包括Q个喷嘴，其中1≤P、Q≤100；或者，

该喷嘴阵列为矩形阵列，该矩形阵列包括P行喷嘴，每行喷嘴包括Q个喷嘴，其中1≤P、Q≤100。

8.一种燃烧器，其包括权利要求1-6中任一权利要求所述的喷嘴，或权利要求7所述的喷嘴阵列。