一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构及其雾化方法与流程

1.本发明属于喷嘴设备技术领域，尤其涉及一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构及其雾化方法。


背景技术：

2.航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的发动机，作为飞行器的心脏，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。但航空发动机的结焦积碳问题一直是困扰着我国航空发动机使用寿命延长的主要难题之一。
3.结焦积碳一旦在喷油嘴、蒸发管口、燃烧室内壁等燃烧系统部件中形成、沉积并积累，将会造成以下影响：(1)阻挡喷雾锥角形成，降低燃烧效率，增加油耗，引起燃油浓度场分布不均；(2)积碳在喷嘴内壁附着，造成喷油嘴一定程度堵塞，进而影响喷嘴流量；(3)缩短发动机的使用寿命，严重时将造成重大的航空飞行事故。然而，现有的雾化喷嘴结构仍无法彻底解决结焦积碳的问题。
4.因此，如何开发出一种结构简单、雾化效果理想且能有效防止结焦积碳的喷嘴结构是解决上述问题的关键。


技术实现要素：

5.针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构及其雾化方法，具有结构简单、雾化效果理想且能有效防止结焦积碳等特点，能够解决现有雾化喷嘴结构无法解决结焦积碳的技术问题。
6.本发明提供一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，包括：
7.安装底座，包括依次设置的连接部和喷嘴部，连接部为空腔结构，喷嘴部上设置多个均布气孔，
8.旋流器，插入空腔结构内部，并与安装底座的连接部形成环形空腔,其上设置多个旋流通道，
9.喷嘴芯，设置于旋流器与喷嘴部之间，其上设置有喷口，
10.压紧通道螺栓，连接旋流器的左端部，其上开设多个第一通孔，
11.消泡过滤器，连接压紧通道螺栓的左端部，并与压紧通道螺栓相互连通，其上设置多个第二通孔，及
12.燃油管，其内部设有柱形腔体，其管壁与安装底座的连接部固定连接。
13.在其中一些实施例中，连接部和喷嘴部为一体化结构。
14.在其中一些实施例中，在旋流器靠近喷嘴部的一端设置多个旋流通道。
15.在其中一些实施例中，喷口位于所述燃油管的轴线上。
16.在其中一些实施例中，第一通孔为四个，其中，两个分设于压紧通道螺栓的顶部和底部，两个设置于压紧通道螺栓的中部位置处。
17.在其中一些实施例中，第一通孔连通环形空腔。
18.在其中一些实施例中，消泡过滤器为开口向右的u型结构。
19.在其中一些实施例中，第二通孔于消泡过滤器上均匀排布。
20.基于上述实施例所述的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，本发明还提供了一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构的雾化方法，包括如下步骤：
21.燃油通过燃油管进入消泡过滤器中，用于过滤燃油中的杂质和气泡；
22.过滤后的燃油流经压紧通道螺栓，并从设置于压紧通道螺栓上的第一通孔进入环形空腔；
23.燃油流经环形空腔进入旋流器中，再从设置于旋流器上的旋流通道进入喷嘴芯中，燃油经喷嘴芯上的喷口喷出，形成锥形空心油雾，同时，经压气机增压后的空气经喷嘴部上的多个均布气孔喷出。
24.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
25.1、本发明提出的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，通过设置消泡过滤器能够过滤掉燃油中的杂质和微小气泡，进而提升燃油的雾化效果，防止结焦积碳；
26.2、本发明提出的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，通过设置旋流器、多个旋流通道等部件，能使过滤后的燃油在高压和旋流离心力的作用下，经喷嘴芯上的喷口喷出，从而形成锥形空心油雾，此种空心油雾具有颗粒小、离散运动空间大，能够更好的与空气混合；
27.3、本发明提出的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，通过在安装底座的喷嘴部上设置多个均布气孔，能使得经压气机增压后的空气通过均布气孔向后喷出，一方面，可作为油气混合的补气孔，保障发动机点火启动阶段的燃油能够快速引燃并稳定燃烧，进而提升燃烧效率；另一方面，由多个气孔喷出的气体能够形成一道气帘，防止油雾喷出后在其他金属部件表面附着形成积碳；再者，还可以提高油雾的运动速率，减小燃油在燃烧室内的停留时间，并保持油雾的自由离散状态，进而降低附着能力，防止结焦积碳；
28.4、本发明提出的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构具有结构简单、安装方便、使用便捷等特点。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
30.图1为本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构一个实施例的整体外观结构示意图；
31.图2为本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构一个实施例的剖面结构示意图；
32.图3为本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构一个实施例的旋流器结构示意图；
33.图4为本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构一个实施例的安装底座喷嘴部结构示意图。
34.以上各图中：
35.1、安装底座；2、旋流器；3、喷嘴芯；4、压紧通道螺栓；5、消泡过滤器；6、燃油管；7、环形空腔；
36.11、连接部；12、喷嘴部；13、气孔；
37.21、旋流通道；
38.41、第一通孔。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.如附图1
‑
4所示，在本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构的一个示意性实施例中，该涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构包括：
44.安装底座1，包括依次设置的连接部11和喷嘴部12，连接部11为空腔结构，喷嘴部12上设置多个均布气孔13，
45.旋流器2，插入空腔结构内部，并与安装底座1的连接部11形成环形空腔7,其上设置多个旋流通道21，
46.喷嘴芯3，设置于旋流器2与喷嘴部12之间，其上设置有喷口(图中未示出)，
47.压紧通道螺栓4，连接旋流器2的左端部，其上开设多个第一通孔41，
48.消泡过滤器5，连接压紧通道螺栓4的左端部，并与压紧通道螺栓4相互连通，其上设置多个第二通孔(图中未示出)，及
49.燃油管6，其内部设有柱形腔体，其管壁与安装底座1的连接部11固定连接。
50.在上述示意性实施例中，该涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构通过设置消泡过滤器能够过滤掉燃油中的杂质和微小气泡，进而提升燃油的雾化效果，防止结焦积碳；通过设置旋流器、多个旋流通道等部件，能使过滤后的燃油在高压和旋流离心力的作用下，经喷嘴芯上的喷口喷出，从而形成锥形空心油雾，此种空心油雾具有颗粒小、离散运动空间大，能够更好的与空气混合。
51.进一步地，本发明实施例设置压紧通道螺栓4以及在压紧通道螺栓4上开设多个第一通孔41的原因在于：改变流体流向，使压紧通道螺栓4在压紧喷嘴芯3的同时，使液体沿周边第一通道41孔进入环形空腔7，形成均匀的稳压流体。
52.更进一步地，本发明实施例在旋流器2与安装底座1的连接部11形成环形空腔的原因在于：便于流体在进入旋流器2、喷嘴芯3前形成稳定稳压流体，让流体从旋流器2外侧进入。
53.此外，本发明实施例在在安装底座1的喷嘴部12上设置多个均布气孔13的原因在于：能使得经压气机增压后的空气通过均布气孔向后喷出，一方面，可作为油气混合的补气孔，保障发动机点火启动阶段的燃油能够快速引燃并稳定燃烧，进而提升燃烧效率；另一方面，由多个气孔喷出的气体能够形成一道气帘，防止油雾喷出后在其他金属部件表面附着形成积碳；再者，还可以提高油雾的运动速率，减小燃油在燃烧室内的停留时间，并保持油雾的自由离散状态，进而降低附着能力，防止结焦积碳。
54.在一些实施例中，连接部11和喷嘴部12为一体化结构。
55.在上述实施例中，连接部11和喷嘴部12为一体化成型结构，具有良好的结构稳定性、可靠性高，便于与其他部件进行组装。
56.在一些实施例中，在旋流器2靠近喷嘴部12的一端设置多个旋流通道21。
57.在上述实施例中，将多个旋流通道21设置于旋流器2靠近喷嘴部12的一端，能使得过滤后的燃油在高压和旋流离心力的作用下，经喷嘴芯上的喷口喷出，从而形成锥形空心油雾。
58.在一些实施例中，喷口位于燃油管6的轴线上。
59.在上述实施例中，将喷口位于燃油管6的轴线上的原因在于：在同一轴线上，流体在相同界面直径上度流速相同，减小湍流的形成。
60.在一些实施例中，第一通孔41为四个，其中，两个分设于压紧通道螺栓4的顶部和底部，两个设置于压紧通道螺栓4的中部位置处。
61.在上述实施例中，将第一通孔41分别设置于上述不同位置的原因在于：均布设计。
62.在一些实施例中，第一通孔41连通环形空腔7。
63.在一些实施例中，消泡过滤器5为开口向右的u型结构。
64.在上述实施例中，将消泡过滤器5设置为开口向右的u型结构的原因在于：增大消泡过滤器5的表面积，提高消泡效率和液体流通速率。
65.此外，关于消泡过滤器5的外观结构还可采用多层微孔板结构设计或者金属颗粒滤芯结构。
66.在一些实施例中，第二通孔于消泡过滤器5上均匀排布。
67.在上述实施例中，通过在消泡过滤器5上均匀排布第二通孔，能够实现燃油中杂质和微小气泡的高效过滤。
68.基于上述的涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构，本发明还提供一种涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构的雾化方法，该雾化方法包括如下步骤：
69.s1、燃油通过燃油管6进入消泡过滤器5中，用于过滤燃油中的杂质和气泡；
70.s2、过滤后的燃油流经压紧通道螺栓4，并从设置于压紧通道螺栓4上的第一通孔41进入环形空腔7；
71.s3、燃油流经环形空腔7进入旋流器2中，再从设置于旋流器2上的旋流通道21进入喷嘴芯3中，燃油经喷嘴芯3上的喷口喷出，形成锥形空心油雾，同时，经压气机增压后的空气经喷嘴部12上的多个均布气孔13喷出。
72.通过对本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构及其雾化方法的多个实施例的说明，可以看到本发明涡喷发动机燃油雾化喷嘴结构及其雾化方法实施例至少具有以下一种或多种优点：
73.1、防止结焦积碳。本发明实施例通过设置消泡过滤器过滤掉燃油中的杂质和微小气泡；通过设置旋流器、多个旋流通道等部件使得过滤后的燃油在高压和旋流离心力的作用下，经喷嘴芯上的喷口喷出，能够形成颗粒小、离散运动空间大的锥形空心油雾；通过在安装底座的喷嘴部上设置多个均布气孔，能使得经压气机增压后的空气通过均布气孔向后喷出从而形成一道气帘，防止油雾喷出后在其他金属部件表面附着形成积碳，同时，还可以提高油雾的运动速率，减小燃油在燃烧室内的停留时间，并保持油雾的自由离散状态，进而降低附着能力，防止结焦积碳；
74.2、提升燃油燃烧效率。本发明实施例通过在安装底座的喷嘴部上设置多个均布气孔，这些气孔可作为油气混合的补气孔，保障发动机点火启动阶段的燃油能够快速引燃并稳定燃烧，进而提升燃烧效率。
75.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
76.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。