[发明专利]一种采用叶片级间喷油三次雾化的空气雾化喷嘴

说明书

本发明公开了一种采用叶片级间喷油三次雾化的空气雾化喷嘴，预燃级采用级间喷油，三次雾化的方式，用来解决预燃级燃油雾化不充分的问题。空气雾化喷嘴由三个旋流器组成，其中，燃油由第一径向旋流器级间喷出，在叶片两侧空气的作用下第一次雾化，继而在内腔中与轴向旋流空气相互剪切，进行二次雾化和掺混，再通过文氏管的收缩扩张，调整喷油角度后与从第二径向旋流器喷出的旋流气体进行三次雾化，有效地增强了燃油的空气雾化效果，拓宽了燃烧室的点熄火工作边界。

技术领域

本发明属于航空燃气轮机燃烧室领域，涉及一种采用叶片级间喷油三次雾化的空气雾化喷嘴，采用三股旋流空气对燃油进行三次雾化，有效地增强了燃油的空气雾化效果，提高了燃烧效率，拓宽了燃烧室的点熄火工作边界。

背景技术

航空发动机燃烧室的燃油雾化和掺混特性决定了燃烧室的燃烧性能，包括燃烧效率、燃烧稳定性和燃烧室出口温度分布质量等。喷嘴对于雾化质量的好坏至关重要。现阶主要应用的喷嘴有离心喷嘴、空气雾化喷嘴、甩油盘喷嘴和蒸发管喷嘴，空气雾化喷嘴主要依靠通过喷嘴的空气速度与油膜发生撞击、挤压、剪切撕裂等作用将油膜破碎，达到雾化效果。与其他喷嘴相比，空气雾化喷嘴具有燃油和气流实现充分而又均匀地混合、较低供油压力、出口温度场对燃油变化不太敏感以及显著降低污染物排放的优势。

但目前航空发动机燃烧室所采用的空气雾化喷嘴，仅在内外两股旋流空气之间进行一次雾化，有一定局限性，例如在低工况下，空气流量较低，空气对燃油的剪切力小，因此雾化效果较差。

发明内容

本发明提供了一种采用叶片级间喷油三次雾化的空气雾化喷嘴，用以解决现有航空发动机燃烧室所采用的空气雾化喷嘴所存在的预燃级燃油空气雾化不充分、雾化效果较差、燃烧室的点熄火工作边界较窄的技术问题，本发明的空气雾化喷嘴由三个旋流器组成，其中，燃油由第一径向旋流器级间喷出，在叶片两侧空气的作用下第一次雾化，继而在内腔中与轴向旋流空气相互剪切，进行二次雾化和掺混，再通过文氏管的收缩扩张，调整喷油角度后与从第三径向旋流器喷出的旋流气体进行三次雾化，可以有效增强燃油的空气雾化效果，拓宽燃烧室的点熄火工作边界。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案为：

一种采用叶片级间喷油三次雾化的空气雾化喷嘴，包括第一筒状体、第二筒状体、第三筒状体，所述第一筒状体、第二筒状体、第三筒状体均包括一筒体以及一设置在筒体底部的环状板，所述第一筒状体、第二筒状体、第三筒状体的筒体管径依次增大，所述第二筒状体同心套设在第一筒状体上，所述第三筒状体同心套设在第二筒状体上，且所述第一筒状体、第二筒状体、第三筒状体在轴向上和径向上均具有间隙，所述第一筒状体底部的环状板形成为喷嘴的前侧端板，所述第一筒状体与第二筒状体的环状板之间沿周向均布设置多个第一旋流器叶片，所述第二筒状体与第三筒状体的环状板之间沿周向均布设置多个第二旋流器叶片，所述第一筒状体、第二筒状体以及设置在二者之间的第一旋流器叶片形成为第一径向旋流器，所述第二筒状体、第三筒状体以及设置在二者之间的第二旋流器叶片形成为第二径向旋流器，所述第一筒状体的筒体内设置一第三轴向旋流器，其特征在于，

所述第二筒状体的筒体后端在轴向上至少与所述第三筒状体的筒体后端平齐，且在轴向上位于所述第一筒状体下游的所述第二筒状体的筒体内壁形成为先收缩后扩张的文丘里管结构，

所述第一筒状体的环状板内设有一环形储油腔，所述环形储油腔与设置在所述第一筒状体的环状板外端面上的至少一进油孔连通，各所述第一旋流器叶片均为带有叶片空腔的空心叶片，且各所述第一旋流器叶片的尾缘处均设有与所述叶片空腔连通的喷油狭缝，各所述第一旋流器叶片的空腔均通过其根部的连通孔与所述环形储油腔连通。

优选地，所述第二筒状体的筒体后端在轴向上伸出所述第三筒状体的筒体后端.

优选地，所述进油孔与外部供油管路连通。