本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)，具體涉及一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1、燃?xì)廨啓C(jī)因其效率高、體積小、重量輕、機(jī)動性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、陸用發(fā)電、石油化工及船舶工業(yè)等領(lǐng)域。隨著能源種類的日益多樣化（如天然氣、輕柴油、工業(yè)副產(chǎn)氣、生物質(zhì)能源等），對燃?xì)廨啓C(jī)的燃料適應(yīng)性提出了更高要求，雙燃料噴嘴因此成為研究熱點(diǎn)。
2、現(xiàn)有技術(shù)中的雙燃料噴嘴，多為多層套管結(jié)構(gòu)和旋流葉片的配合，實(shí)現(xiàn)氣液燃料的切換。然而，這類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的噴嘴在實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下不足：首先，為了兼顧氣體和液體兩種燃料模式下的燃燒穩(wěn)定性與排放性能，燃料流道和空氣旋流結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式難以加工內(nèi)部復(fù)雜流道，且多部件裝配易導(dǎo)致泄漏風(fēng)險增加和裝配精度下降；其次，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在氣體模式和液體模式下，燃料與空氣的摻混均勻性有待提高，導(dǎo)致燃燒室出口溫度場分布不均，污染物排放難以進(jìn)一步降低；最后，決定燃料流量特性的精密小孔和決定空氣流動特性的葉片等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，若完全采用增材制造，其尺寸精度和表面光潔度難以保證，從而影響噴嘴的通流特性。
3、綜上所述，現(xiàn)有雙燃料噴嘴燃料流道和空氣旋流結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，導(dǎo)致制造工藝復(fù)雜裝配精度下降，并且無法保證優(yōu)異燃燒性能的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有雙燃料噴嘴燃料流道和空氣旋流結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，導(dǎo)致制造工藝復(fù)雜裝配精度下降，并且無法保證優(yōu)異燃燒性能的問題，而提出一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)。
2、本發(fā)明的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其組成包括噴嘴殼體1、副油路旋流器2、主油路旋流器3、主油路噴管4、冷卻罩5、副氣路管6、主氣路管7、杯型件8、主氣路旋流器9、主氣路集氣蓋10、副氣路集氣蓋11、副氣路旋流器12、夾層進(jìn)氣蓋板13、封蓋14、端蓋15、主氣路壓緊件16和副氣路封蓋17；
3、噴嘴殼體1的一端內(nèi)部沿軸線方向依次設(shè)有主油路旋流器3和主油路噴管4噴嘴殼體1的一端端面與冷卻罩5的一端面焊接固定連接，冷卻罩5的內(nèi)部設(shè)有副油路旋流器2，冷卻罩5的另一端與副氣路集氣蓋11的一端連接，副氣路集氣蓋11的另一端與副氣路旋流器12一端連接，副氣路旋流器12外表面上設(shè)有副氣路封蓋17，副氣路旋流器12的另一端沿軸線方向依次設(shè)有主氣路集氣蓋10和主氣路旋流器9，主氣路集氣蓋10和主氣路旋流器9連接處之間沿圓周方向設(shè)有夾層進(jìn)氣蓋板13，主氣路旋流器9的輸出端上設(shè)有杯型件8，杯型件8的內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)有主氣路壓緊件16，杯型件8的外表面上沿軸線方向依次套設(shè)有封蓋14和端蓋15，噴嘴殼體1的水平段沿軸向方向依次套設(shè)有副氣路管6和主氣路管7；
4、進(jìn)一步的，所述的噴嘴殼體1的豎直段頂端沿圓周方向依次設(shè)有副燃油路進(jìn)口f1、主燃油路進(jìn)口f2、副燃?xì)饴愤M(jìn)口a1和主燃?xì)饴愤M(jìn)口a2；
5、副燃?xì)饴愤M(jìn)口a1與噴嘴殼體1內(nèi)部的三號通道3-3連通，且三號通道3-3內(nèi)壁上設(shè)有三號連接孔n4，副氣路管6通過管道與三號通道3-3上的三號連接孔n4連接，副氣路管6的外表面均勻的設(shè)有四個彎管，且每個彎管與副氣路集氣蓋11、噴嘴殼體1、副氣路封蓋17和副氣路旋流器12形成的集氣腔內(nèi)部連通，該集氣腔通過葉片底部的四號連接孔n5與葉片通道內(nèi)連通，每個葉片表面上加工有一個副燃料小孔n6；
6、進(jìn)一步的，所述的主燃?xì)饴愤M(jìn)口a2與噴嘴殼體1內(nèi)部的四號通道4-4連通，且四號通道4-4的內(nèi)壁上加工有五號連接孔n7，主氣路管7通過管道與四號通道4-4上的五號連接孔n7連接，主氣路管7外表面均勻的設(shè)有四個彎管，且每個彎管與主氣路集氣蓋10與主氣路旋流器9形成的集氣腔內(nèi)部連通，該集氣腔通過主氣路旋流器9中葉片底部的六號連接孔n8進(jìn)入葉片通道內(nèi)，該葉片上加工有主燃料小孔n9；
7、進(jìn)一步的，所述的副燃油路進(jìn)口f1與噴嘴殼體1內(nèi)部的一號通道1-1連通，一號通道1-1端部通過主油路旋流器3上的一號連接孔n1與主油路旋流器3內(nèi)部葉片m2連通；
8、進(jìn)一步的，所述的主燃油路進(jìn)口f2與噴嘴殼體1內(nèi)部的二號通道2-2連通，二號通道2-2端部與副油路旋流器2端面之間設(shè)有彈簧18，且二號通道2-2端部通過副油路旋流器2的二號連接孔n2與主油路旋流器3的噴口n3連通；
9、進(jìn)一步的，所述的主氣路旋流器9上設(shè)有主空氣旋流空氣進(jìn)口s2，主空氣旋流空氣進(jìn)口s2作為主氣路旋流器9葉片通道，空氣從葉片通道進(jìn)入與從葉片表面上的主燃料小孔n9噴出的主燃?xì)饣旌现罅魅腩A(yù)混流道；
10、進(jìn)一步的，所述的副氣路旋流器12上設(shè)有副空氣旋流空氣進(jìn)口s1，副空氣旋流空氣進(jìn)口s1作為副氣路旋流器12葉片通道，空氣從葉片通道進(jìn)入與從葉片表面上的副燃料小孔n6噴出的副燃?xì)饣旌现罅魅胫髁鞯溃?/p>
11、進(jìn)一步的，所述的噴嘴殼體1上的一號進(jìn)氣孔n10將燃油噴嘴冷卻空氣通過冷卻罩5上的二號進(jìn)氣孔n11吹至主油路噴管4表面，進(jìn)行冷卻；
12、進(jìn)一步的，所述的夾層進(jìn)氣蓋板13上的一號進(jìn)氣孔n10將噴嘴端面冷卻空氣通過杯型件8上的二號進(jìn)氣孔n11，再經(jīng)過主氣路壓緊件16上的一號出氣小孔n12，對端面進(jìn)行冷卻保護(hù)；
13、進(jìn)一步的，所述的封蓋14上的孔道n13將端蓋冷卻空氣通過端蓋15上的二號出氣小孔n14吹至端蓋15上的隔熱板m1，防止角回流區(qū)著火。
14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
15、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，采用噴嘴殼體頂部有四個燃料進(jìn)口，分別為副燃油路進(jìn)口，主燃油路進(jìn)口，副燃?xì)饴愤M(jìn)口，主燃?xì)饴愤M(jìn)口。且噴嘴殼體內(nèi)部的四個流道整體均為斜l型，頭部為圓形，底部為橢方形；由于3d打印為一體成型技術(shù)，噴嘴殼體的流道均為異形，可通過3d打印技術(shù)進(jìn)行一體成型，成型后再通過機(jī)械加工的方式對噴嘴殼體內(nèi)部的流道進(jìn)行精加工，有效的簡化了制造工藝，提高了裝配精度；
16、該噴嘴采用副氣路管通過管道與三號通道上的四號連接孔連接，副氣路管的外表面均勻的設(shè)有四個彎管，且每個彎管與副氣路集氣蓋、噴嘴殼體、副氣路封蓋和副氣路旋流器形成的集氣腔內(nèi)部連通；再配合主氣路管通過管道與四號通道上的七號連接孔連接，主氣路管外表面均勻的設(shè)有四個彎管，且每個彎管與主氣路集氣蓋與主氣路旋流器形成的集氣腔內(nèi)部連通；使噴嘴形成了斜切旋流與徑向旋流相結(jié)合的空氣組織方式，旨在氣體和液體燃料模式下均能形成均勻的貧預(yù)混火焰，保證優(yōu)異燃燒性能，有效降低污染物排放。
1.一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：它包括噴嘴殼體（1）、副油路旋流器（2）、主油路旋流器（3）、主油路噴管（4）、冷卻罩（5）、副氣路管（6）、主氣路管（7）、杯型件（8）、主氣路旋流器（9）、主氣路集氣蓋（10）、副氣路集氣蓋（11）、副氣路旋流器（12）、夾層進(jìn)氣蓋板（13）、封蓋（14）、端蓋（15）、主氣路壓緊件（16）和副氣路封蓋（17）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的噴嘴殼體（1）的豎直段頂端沿圓周方向依次設(shè)有副燃油路進(jìn)口（f1）、主燃油路進(jìn)口（f2）、副燃?xì)饴愤M(jìn)口（a1）和主燃?xì)饴愤M(jìn)口（a2）；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的主燃?xì)饴愤M(jìn)口（a2）與噴嘴殼體（1）內(nèi)部的四號通道（4-4）連通，且四號通道（4-4）的內(nèi)壁上加工有五號連接孔（n7），主氣路管（7）通過管道與四號通道（4-4）上的五號連接孔（n7）連接，主氣路管（7）外表面均勻的設(shè)有四個彎管，且每個彎管與主氣路集氣蓋（10）與主氣路旋流器（9）形成的集氣腔內(nèi)部連通，該集氣腔通過主氣路旋流器（9）中葉片底部的六號連接孔（n8）進(jìn)入葉片通道內(nèi)，該葉片上加工有主燃料小孔（n9）。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的副燃油路進(jìn)口（f1）與噴嘴殼體（1）內(nèi)部的一號通道（1-1）連通，一號通道（1-1）端部通過主油路旋流器（3）上的一號連接孔（n1）與主油路旋流器（3）內(nèi)部葉片（m2）連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的主燃油路進(jìn)口（f2）與噴嘴殼體（1）內(nèi)部的二號通道（2-2）連通，二號通道（2-2）端部與副油路旋流器（2）端面之間設(shè)有彈簧（18），且二號通道（2-2）端部通過副油路旋流器（2）的二號連接孔（n2）與主油路旋流器（3）的噴口（n3）連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的主氣路旋流器（9）上設(shè)有主空氣旋流空氣進(jìn)口（s2），主空氣旋流空氣進(jìn)口（s2）作為主氣路旋流器（9）葉片通道，空氣從葉片通道進(jìn)入與從葉片表面上的主燃料小孔（n9）噴出的主燃?xì)饣旌现罅魅腩A(yù)混流道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的副氣路旋流器（12）上設(shè)有副空氣旋流空氣進(jìn)口（s1），副空氣旋流空氣進(jìn)口（s1）作為副氣路旋流器（12）葉片通道，空氣從葉片通道進(jìn)入與從葉片表面上的副燃料小孔（n6）噴出的副燃?xì)饣旌现罅魅胫髁鞯馈?/p>
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的噴嘴殼體（1）上的一號進(jìn)氣孔（n10）將燃油噴嘴冷卻空氣通過冷卻罩（5）上的二號進(jìn)氣孔（n11）吹至主油路噴管（4）表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的夾層進(jìn)氣蓋板（13）上的一號進(jìn)氣孔（n10）將噴嘴端面冷卻空氣通過杯型件（8）上的二號進(jìn)氣孔（n11），再經(jīng)過主氣路壓緊件（16）上的一號出氣小孔（n12），對端面進(jìn)行冷卻保護(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于中小型燃機(jī)燃燒室的雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的封蓋（14）上的孔道（n13）將端蓋冷卻空氣通過端蓋（15）上的二號出氣小孔（n14）吹至端蓋（15）上的隔熱板（m1）。