一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴

本发明涉及燃烧器，尤其涉及一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴。

背景技术：

1、目前，微混燃烧技术虽然能够实现氢燃料燃烧，但仍存在一定的局限性，难以保障氢燃料燃烧的平稳运行，采用预混燃烧由于氢燃料的活泼性和高火焰速度会加剧回火风险，扩散燃烧虽可以避免氢燃料燃烧“回火”问题，但会伴随更高的氮氧化物排放，并且燃空比的失衡可能对燃烧的稳定性产生负面影响。

2、因此，如何提供一种氢燃料喷嘴，能够提高氢燃料燃烧的效率，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，用以解决现有技术中氢燃料预混燃烧易回火、稳定性差的缺陷。

2、本发明提供一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，包括：

3、第一进气通道，所述第一进气通道一端设置有喷嘴板；

4、花瓣型喷嘴，设置在所述喷嘴板上，所述花瓣型喷嘴包括多个空气通孔，多个所述空气通孔沿周向均匀分布，用于将所述第一进气通道中的空气沿第一方向向外喷出；

5、第二进气通道，设置在所述第一进气通道中，所述第一进气通道的一端设置有氢燃料喷嘴，所述氢燃料喷嘴设置在所述花瓣型喷嘴中，所述氢燃料喷嘴的外侧沿周向均布有多个喷射微孔，所述喷射微孔与所述空气通孔一一对应设置，所述喷射微孔用于将所述第二进气通道中的氢燃料沿第二方向向外喷出，所述第一方向垂直于所述第二方向。

6、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，每个所述空气通孔中设置有涡流发生器。

7、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述空气通孔为正n边形，所述氢燃料喷嘴的截面为正n边形，n=n，所述氢燃料喷嘴的每个侧面均设置有所述喷射微孔。

8、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述涡流发生器的高度h为所述空气通孔长度h的1/3。

9、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述喷射微孔的直径为0.5~1mm。

10、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述氢燃料喷嘴的截面设置为正六边形，所述空气通孔为正六边形。

11、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述喷射微孔与所述空气通孔均设置六个，相邻两个空气通孔的间距l=√3b-√3b，其中，b为氢燃料喷嘴的截面宽度，b为空气通孔的宽度。

12、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，相邻两个空气通孔的间距l为2~5mm。

13、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，还包括火焰筒，所述火焰筒的内腔形成燃烧室，所述火焰筒与所述第一进气通道轴向连接，所述第一进气通道通过多个所述空气通孔与所述燃烧室连通，所述第二进气通道通过多个所述喷射微孔与所述燃烧室连通。

14、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述氢燃料喷嘴与所述喷嘴板的高度差0＜y＜2mm时，所述喷射微孔位于所述空气通孔中，且所述氢燃料喷嘴与所述喷射微孔的高度差的范围为2＜y＜3mm。

15、根据本发明提供的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，所述氢燃料喷嘴与所述喷嘴板的高度差y＞2mm时，所述喷射微孔位于所述空气通孔中，且所述氢燃料喷嘴与所述喷射微孔的高度差的范围为1.5＜y＜2.5mm。

16、本发明提供的一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，包括第一进气通道、花瓣型喷嘴和第二进气通道，第一进气通道的一端设置有喷嘴板；花瓣型喷嘴设置在喷嘴板上，花瓣型喷嘴包括多个空气通孔，多个空气通孔沿周向均匀分布，用于将第一进气通道中的空气沿第一方向向外喷出；第二进气通道设置在第一进气通道中，第二进气通道的一端设置有氢燃料喷嘴，氢燃料喷嘴设置在花瓣型喷嘴中，氢燃料喷嘴的外侧沿周向均布有多个喷射微孔，喷射微孔与空气通孔一一对应设置，喷射微孔用于将第二进气通道中的氢燃料沿第二方向向外喷出，第一方向垂直于第二方向；如此设置，喷嘴设计采用周向规律分布整体呈花瓣状，空气与通过喷射微孔喷出的高速氢燃料横向射流混合，从而氢燃料和空气掺混燃烧，形成多个离散火焰，这种设计能够减小火焰尺度，提高燃烧效率，有效规避了氢燃料燃烧中可能出现的“回火”问题，降低氮氧化物排放，提高了燃烧效率和稳定性。

技术特征：

1.一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，每个所述空气通孔（4）中设置有涡流发生器（7）。

3.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述空气通孔（4）为正n边形，所述氢燃料喷嘴（5）的截面为正n边形，n=n，所述氢燃料喷嘴（5）的每个侧面均设置有所述喷射微孔（6）。

4.根据权利要求2所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述涡流发生器（7）的高度h为所述空气通孔（4）长度h的1/3。

5.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述喷射微孔（6）的直径为0.5~1mm。

6.根据权利要求3所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述氢燃料喷嘴（5）的截面设置为正六边形，所述空气通孔（4）为正六边形，所述喷射微孔（6）与所述空气通孔（4）均设置六个，相邻两个空气通孔（4）的间距l=√3b-√3b，其中，b为氢燃料喷嘴（5）的截面宽度，b为空气通孔（4）的宽度。

7.根据权利要求6所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，相邻两个空气通孔（4）的间距l为2~5mm。

8.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，还包括火焰筒（8），所述火焰筒（8）的内腔形成燃烧室，所述火焰筒（8）与所述第一进气通道（1）轴向连接，所述第一进气通道（1）通过多个所述空气通孔（4）与所述燃烧室连通，所述第二进气通道（2）通过多个所述喷射微孔（6）与所述燃烧室连通。

9.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述氢燃料喷嘴（5）与所述喷嘴板（3）的高度差y＜2mm时，所述喷射微孔（6）位于所述空气通孔（4）中，且所述氢燃料喷嘴（5）与所述喷射微孔（6）的高度差的范围为2＜y＜3mm。

10.根据权利要求1所述的花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，其特征在于，所述氢燃料喷嘴（5）与所述喷嘴板（3）的高度差y＞2mm时，所述喷射微孔（6）位于所述空气通孔（4）中，且所述氢燃料喷嘴（5）与所述喷射微孔（6）的高度差的范围为1.5＜y＜2.5mm。

技术总结本发明涉及燃烧器技术领域，提供一种花瓣型微扩散氢燃料喷嘴，包括：第一进气通道的一端设置有喷嘴板，花瓣型喷嘴设置在喷嘴板上，花瓣型喷嘴包括多个空气通孔，多个空气通孔沿周向均匀分布，用于将第一进气通道中的空气沿第一方向向外喷出；第二进气通道设置在第一进气通道中，第二进气通道的一端设置有氢燃料喷嘴，氢燃料喷嘴设置在花瓣型喷嘴中，氢燃料喷嘴的外侧沿周向均布有多个喷射微孔，喷射微孔与空气通孔一一对应设置，喷射微孔用于将第二进气通道中的氢燃料沿第二方向向外喷出，第一方向垂直于第二方向；本发明有效规避了氢燃料燃烧中可能出现的“回火”问题，降低氮氧化物排放，提高了燃烧效率和稳定性。技术研发人员：林宇震,李笑靥,昌运鑫,韩啸,张弛受保护的技术使用者：北京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2