一种旋转碰撞雾化喷嘴装置及其雾化方法

本发明涉及一种燃油发动机的燃油雾化，尤其涉及一种旋转碰撞雾化喷嘴装置及其雾化方法。

背景技术：

1、燃油雾化喷嘴是航空发动机及液体火箭发动机的核心子系统。随着航空发动机及液体火箭发动机向更高性能，更低排放方向发展，需要发展在发动机各个不同工况下都具备最佳雾化效果的燃油雾化喷嘴。现常用的喷嘴有离心喷嘴和碰撞雾化喷嘴等。离心喷嘴的结构在航空发动机刚开始起动时，由于供油压力比较低，此时雾化效果差，导致喷嘴结焦、积碳，影响发动机起动、排放和排气温度温度分布，进而影响发动的性能和寿命。碰撞雾化喷嘴主要应用于液体火箭发动机的喷注器，碰撞雾化喷嘴则是通过喷嘴射出的射流互相撞击，然后破碎成液膜液丝液滴，当初始压力比较小的时候，射流出的液柱动量较小，因此碰撞后的雾化效果比较差，雾化效果不好，导致喷嘴结焦、积碳，进而会影响燃烧室的燃烧效率，进而影响发动的性能和寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种旋转碰撞雾化喷嘴装置及其雾化方法，解决了现有技术中燃油雾化喷嘴的雾化效果差，导致喷嘴结焦、积碳，进而会影响燃烧室的燃烧效率，以及影响发动的性能和寿命的问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，包括：

4、电机；

5、密封结构，设置于所述电机，所述密封结构包括主轴，所述主轴沿所述电机的轴向旋转；

6、喷嘴，设置于所述主轴，所述喷嘴沿所述主轴旋转。

7、作为优选，所述电机与所述主轴的连接处通过花键连接。

8、作为优选，所述主轴贯穿设置在所述密封结构的轴向位置，所述主轴的一端通过花键连接所述电机，所述主轴的另一端外周套设所述喷嘴。

9、作为优选，所述密封结构的内部设置有腔室，所述主轴的内部设置有主轴内腔，所述主轴靠近所述腔室的端部外周设置有若干个连通所述主轴内腔的通孔，所述通孔与所述腔室连通；

10、所述腔室的一端延伸至所述密封结构外并连接有接管嘴。

11、作为优选，所述喷嘴包括连接部和喷嘴腔室，所述连接部的一端套设所述主轴的外周，所述连接部的另一端连接所述喷嘴腔室并与所述喷嘴腔室连通；

12、所述喷嘴腔室内设置有匀流器，所述喷嘴腔室的外侧壁设置有若干个喷口。

13、作为优选，所述密封结构的两端均设置有轴承，所述主轴与所述轴承转动连接，所述轴承的外侧设置有通过固定件连接的轴承盖帽。

14、作为优选，所述轴承的外表面设置有若干个密封圈。

15、作为优选，所述电机内设置有通过轴套连接的电机轴，所述电机轴与所述主轴的连接处通过花键连接，所述电机轴的外表面缠绕有电机线圈，所述电机线圈的接线端延伸至所述电机外。

16、本发明还提供一种旋转碰撞雾化喷嘴装置的雾化方法，包括以下步骤：

17、将电机的一端连接密封结构，所述密封结构远离所述电机的一端连接喷嘴；

18、启动所述电机，所述电机驱动所述密封结构的主轴旋转，所述主轴带动所述喷嘴转动；

19、将燃油通过接管嘴进入密封结构的腔室内，燃油通过所述腔室进入主轴内腔内，所述主轴旋转带动燃油在主轴内腔移动进入喷嘴；

20、燃油经过所述喷嘴内的匀流器后从喷口喷出进行雾化。

21、作为优选，所述电机的转速为1000-5000rpm，所述主轴内腔的孔径为2-5mm，所述喷口的孔径为0.2-0.5mm，雾化的燃油雾的粒径为40-80μm。

22、本发明的有益效果至少包括：本发明提供的旋转碰撞雾化喷嘴装置基于电机、密封结构与喷嘴一体化、小型化设计，能够改善发动机燃油喷嘴在全工况条件下的雾化效果，可以改善喷嘴的雾化性能，提高燃烧室的燃烧性能，减少喷嘴结焦、积碳，降低排放，进而提高发动机的寿命。

技术特征：

1.一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述电机(1)与所述主轴(21)的连接处通过花键(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述主轴(21)贯穿设置在所述密封结构(2)的轴向位置，所述主轴(21)的一端通过花键(4)连接所述电机(1)，所述主轴(21)的另一端外周套设所述喷嘴(3)。

4.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述密封结构(2)的内部设置有腔室(22)，所述主轴(21)的内部设置有主轴内腔(211)，所述主轴(21)靠近所述腔室(22)的端部外周设置有若干个连通所述主轴内腔(211)的通孔(212)，所述通孔(212)与所述腔室(22)连通；

5.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴(3)包括连接部(31)和喷嘴腔室(32)，所述连接部(31)的一端套设所述主轴(21)的外周，所述连接部(31)的另一端连接所述喷嘴腔室(32)并与所述喷嘴腔室(32)连通；

6.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述密封结构(2)的两端均设置有轴承(23)，所述主轴(21)与所述轴承(23)转动连接，所述轴承(23)的外侧设置有通过固定件连接的轴承盖帽(24)。

7.根据权利要求6所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述轴承(23)的外表面设置有若干个密封圈(6)。

8.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置，其特征在于，所述电机(1)内设置有通过轴套(11)连接的电机轴(12)，所述电机轴(12)与所述主轴(21)的连接处通过花键(4)连接，所述电机轴(12)的外表面缠绕有电机线圈(13)，所述电机线圈(13)的接线端(131)延伸至所述电机(1)外。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种旋转碰撞雾化喷嘴装置的雾化方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的雾化方法，其特征在于，所述电机(1)的转速为1000-5000rpm，所述主轴内腔(211)的孔径为2-5mm，所述喷口(321)的孔径为0.2-0.5mm，雾化的燃油雾的粒径为40-80μm。

技术总结本发明公开了一种旋转碰撞雾化喷嘴装置及其雾化方法，包括电机；密封结构，设置于所述电机，所述密封结构包括主轴，所述主轴沿所述电机的轴向旋转以推动燃油沿所述电机的轴向移动；喷嘴，设置于所述主轴，所述喷嘴沿所述主轴旋转以推动所述燃油沿所述喷嘴的周向移动。本发明基于电机、密封结构与喷嘴一体化、小型化设计，能够改善发动机燃油喷嘴在全工况条件下的雾化效果，可以改善喷嘴的雾化性能，提高燃烧室的燃烧性能，减少喷嘴结焦、积碳，降低排放，进而提高发动机的寿命。技术研发人员：郑耀,张阳,张继发,尚伟,张虎受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/3/27