一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴

本发明属于航空发动机燃烧室领域，具体涉及一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴。

背景技术：

0、技术背景

1、飞机的发明至今已经100多年了，而飞机身上最重要的装置航空发动机的研制也经历数十年，产生了很多型号的航空发动机，无论哪种航空发动机，燃烧室是必不可少的一环，而燃气的燃烧又离不开燃油喷嘴。喷嘴的好坏对燃烧室中燃料燃烧的效率，乃至发动机整体性能的影响至关重要。喷嘴从雾化原理上可分为两大类：压力雾化和空气雾化。本发明主要涉及空气雾化喷嘴。空气雾化是以空气为介质，与液体燃料之间发生撞击，挤压、剪切、撕裂等作用，最终将液体燃料破碎。

2、空气雾化喷嘴可以保证燃油与气流实现充分、均匀混合，并且有着低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感等优点。航空发动机燃烧室中的空气雾化喷嘴是利用火焰筒内外较大的压差，来形成空气雾化喷嘴内较高的空气流速，来对燃油进行雾化。根据燃油喷出方式和空气流相互作用分为：液柱式、液膜式、扇片式、冲击式等。

3、本发明采用三气路和油路结合的方法，主油路的燃油经过冲击孔与来自中心空气管壁上冲击孔的气流进行第一次雾化，又与经过副空气路空气实现第二次雾化，剩余燃油和混合燃气与衬套扩张段冲击孔喷出空气进行第三次雾化，更有效提高燃油雾化效果，从而提高航空发动机的燃烧效率，减少污染物的排放。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提出一种新型的三气路燃烧室空气雾化喷嘴。本技术中，燃油经过燃油管的冲击孔喷出与经过中心空气管冲击孔喷出的空气相互冲击，形成第一次雾化；再与通过副空气路的高速气流冲击剪切，形成第二次雾化；混合燃气和剩余燃油在中心空气管气流的高速吹动下，向下游衬套扩张段移动，混合气经过狭窄通道，速度得到提升，在扩张段收到冲击孔气流的冲击，产生碰撞撕裂，进行第三次雾化；三次雾化后的燃油，分布均匀，雾化效果提高，降低了污染物的排放和冒烟、火焰辐射，燃烧效率得到提高。

2、技术方案

3、本发明目的在于提供一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴。

4、本发明技术方案如下：

5、一种新型的三气路燃烧室空气雾化喷嘴，采用三次雾化方案，其特征在于：喷嘴主体呈锥状，并在出口处与衬套连接，衬套出口段分为平直段和扩张段，扩张段分布倾斜45°空气冲击孔；喷嘴上游包含中心空气管和燃油管，两种管道间为副空气路；同时两种管壁均匀分布倾斜45°对流冲击孔，由冲击孔喷出空气与燃油冲击进行第一次雾化；燃油沿喷嘴轴向方向被分解成小液滴进入副空气路；副空气路的轴向空气对小液滴有剪切碰撞作用，进行第二次雾化；喷嘴轴向直径缩小，混合后燃气和剩余燃油加速通过喷嘴内腔，在燃油管路出口处混合，并且被中心气路吹入衬套喉部；在衬套扩张段形成油膜前被冲击孔中空气再次冲击，形成第三次雾化。

6、所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：喷嘴中心空气管和燃油管壁上均匀分布倾斜45°对流冲击孔，冲击孔的出口互相对冲；每排冲击孔在空间0°～360°均匀分布，孔径1mm。

7、所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：衬套和锥体连接处呈收缩段、平直段、扩张段；锥体收缩段的角度20°～50°。

8、所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：衬套扩张段均匀分布倾斜45°空气冲击孔，孔径1mm。

9、所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：燃油路、中心空气路、副空气路圆柱段长度相同，具体长度以实际情况为准；燃油路、中心空气路、副空气路圆锥收缩段长度以燃油流速、空气流速及油气混合情况而定。

10、本发明具有以下有益效果：

11、本发明的优点突出表现在：经过冲击孔互相冲击的气流和燃油，雾化质量更高，并且冲击后的小液滴还受到副空气路气流的横向剪切冲击作用，使小液滴进一步雾化，同时向下游流动时，受到收缩段的作用，使液滴速度得到提高，有利于燃油吹到衬套喉部，并且在衬套扩张段冲击孔气流的作用下，再一次雾化，使油气混合效果提高，燃烧效率也随着提高。

技术特征：

1.一种新型的三气路燃烧室空气雾化喷嘴，采用三次雾化方案，其特征在于：喷嘴主体呈锥状，并在出口处与衬套连接，衬套出口段分为平直段和扩张段，扩张段分布倾斜45°空气冲击孔；喷嘴上游包含中心空气管和燃油管，两种管道间为副空气路；同时两种管壁均匀分布倾斜45°对流冲击孔，由冲击孔喷出空气与燃油冲击进行第一次雾化；燃油沿喷嘴轴向方向被分解成小液滴进入副空气路；副空气路的轴向空气对小液滴有剪切碰撞作用，进行第二次雾化；喷嘴轴向直径缩小，混合后燃气和剩余燃油加速通过喷嘴内腔，在燃油管路出口处混合，并且被中心气路吹入衬套喉部；在衬套扩张段形成油膜前被冲击孔中空气再次冲击，形成第三次雾化。

2.根据权利要求1所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：喷嘴中心空气管和燃油管壁上均匀分布倾斜45°对流冲击孔，冲击孔的出口互相对冲；每排冲击孔在空间0°～360°均匀分布，孔径1mm。

3.根据权利要求1所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：衬套和锥体连接处呈收缩段、平直段、扩张段；锥体收缩段的角度20°～50°。

4.根据权利要求1所述的一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，其特征在于：衬套扩张段均匀分布倾斜45°空气冲击孔，孔径1mm。

技术总结发明名称一种新型三气路燃烧室空气雾化喷嘴，涉及航空发动机燃烧室领域。本发明对传统燃气空气雾化喷嘴进行改进，采用三气路和主油路相互配合的方式，加强燃油雾化的能力；通过主油路的燃油经过对流冲击孔喷出后，与通过对流冲击孔气流产生冲击后进行第一次雾化，雾化后的小液滴与来自副空气通路的空气剪切碰撞，实现第二次雾化，燃气和剩余燃油通过喷嘴末端收缩段后，速度得到提高，并在主空气路高速气流吹动下向衬套喉部移动，在衬套喉部混合，并在衬套扩张段受到外气流孔冲击进行第三次雾化，得到油气混合合适的燃气；本发明介绍的结构可以提高燃油雾化效果，有效提高燃烧室的燃烧效率。技术研发人员：张群,徐晓晨,张昊民,李寒琼,吴润东受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11