燃油喷嘴的制作方法

[0001]
本实用新型涉及燃气轮机，特别涉及一种燃油喷嘴。


背景技术：

[0002]
燃油喷嘴是燃用液体燃料的燃气轮机的重要组成部分。典型的燃机轮机包括压气机、燃烧室和涡轮三大部件。燃油喷嘴的作用是将液体燃料喷入燃烧室中燃烧，释放能量，再通过涡轮向外输出动力。这就导致燃油喷嘴的特性对燃烧室性能和工作寿命影响很大。例如，喷嘴雾化性能不好，燃油液滴平均直径大，有可能导致点火困难和排气冒烟，大液滴还容易附着在喷嘴或燃烧室壁面上，造成局部温度过热或者结焦积碳问题；燃油喷射的均匀性不好，容易造成温度分布不均匀，影响燃烧室和涡轮的寿命。
[0003]
近年来，随着环保标准的逐渐提高，对燃气轮机的污染物排放的限制也越来越严格，特别是对于地面燃气轮机来说，尤为如此。为了降低污染物，特别是氮氧化物(nox)的排放，干式低污染燃烧技术是一种比较常用的技术手段。该技术要求燃料与空气在燃烧前尽量混合均匀，这样在燃烧时就不会产生局部高温，大大减少了热力型nox的生成，以此来降低nox的排放。这就对燃油喷嘴的雾化、蒸发和掺混性能都提出了更高的要求。为了达到这一点，喷嘴结构的越来越复杂，制造加工难度越来越高。相应地，制造成本也随之提高。另外，复杂的结构对后期维护也带来了更多的困难。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃油喷嘴，结构简单紧凑，拆装方便，便于替换损坏的零件或加工超差的零件，制造成本低，同时又不降低喷嘴的雾化、蒸发、掺混性能。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型提供的燃油喷嘴，其包括外侧壁101、内侧壁102、背板103、安装座104、主路雾化器105及值班路雾化器106；
[0006]
所述内侧壁102，分为同轴连接为一体的圆管状内上冠部体120及内下中心体109；
[0007]
所述外侧壁101，分为同轴连接为一体的圆管状外上冠部体130及外下中心体140；
[0008]
所述外侧壁101的内径大于内下中心体109的外径；
[0009]
所述外侧壁101同轴套设固定在内下中心体109外，上端抵靠在内上冠部体120下端；
[0010]
外侧壁101外下中心体140和内侧壁102内下中心体109一起构成环形流道112；
[0011]
外侧壁101外上冠部体130同内侧壁102内下中心体109之间设置有旋流叶片107；
[0012]
旋流叶片107之间形成连通外部空气的径向流道；
[0013]
所述背板103为圆环状，其内外缘之间沿周向均匀布置有至少2个主路雾化器105；
[0014]
所述背板103同轴扣合固定在所述内侧壁102上端，各主路雾化器105出口连通到旋流叶片107之间形成的径向流道；
[0015]
值班路雾化器106上端可拆卸地装配到所述安装座104的中心处；
[0016]
值班路燃料管113下部套设在值班路雾化器106内，并且同值班路雾化器106流体地联通；
[0017]
所述安装座104同轴扣合固定在所述背板103上，值班路雾化器106下端探入到所述内侧壁102的内下中心体109。
[0018]
较佳的，所述内侧壁102内上冠部体120管壁设置有内通气孔110；
[0019]
内上冠部体120的内径为内下中心体109的内径的1.5～2.5倍；
[0020]
外上冠部体130的内径为外下中心体140的内径的1.5～2.0倍；
[0021]
内上冠部体120的外径等于外上冠部体130的外径。
[0022]
较佳的，内下中心体109下部中心处固定设置有导流管111；
[0023]
值班路雾化器106的下端部外径小于导流管111上部的内径，其他部分的外径大于导流管111上部的内径；
[0024]
值班路雾化器106的下端出口探入到导流管111上部内；
[0025]
导流管111和安装座104共同限制值班路雾化器106的位置。
[0026]
较佳的，值班路雾化器106出口到导流管111出口的轴向距离l4与导流管111内径l3之比介于0.9到1.5之间。
[0027]
较佳的，安装座104后部中心处设置有后盖板115；
[0028]
安装座104和后盖板115之间形成外部空气供给槽116。
[0029]
较佳的，值班路燃料管113穿过后盖板115中心，通过法兰114与后盖板115可拆卸地连接。
[0030]
较佳的，安装座104中还设置有环形燃料槽117；
[0031]
环形燃料槽117与主路雾化器105流体地联通。
[0032]
较佳的，主路雾化器105与背板103可拆卸地设置，且只能从背板103上侧拆装；
[0033]
所述安装座104下侧面对应各主路雾化器105设置有多个连通所述环形燃料槽117的限位孔；
[0034]
各主路雾化器105上端对应探入到相应限位孔内。
[0035]
较佳的，所述外上冠部体130轴向高度l1同外下中心体140的轴向高度l2之比在0.6到0.9之间。
[0036]
较佳的，所述值班路雾化器106包括值班路雾化器壳体201、第一值班路芯体202及第二值班路芯体203；
[0037]
第一值班路芯体202从上侧可拆卸地装配到值班路雾化器壳体201下部内；
[0038]
第一值班路芯体202与值班路雾化器壳体201之间构成环形空气通道204；
[0039]
环形空气通道204内设置有空气轴向螺旋槽205，用以使辅助雾化空气产生旋流；
[0040]
第二值班路芯体203从上侧可拆卸地装配到第一值班路芯体202下部内；
[0041]
第二值班路芯体203下端与第一值班路芯体202下端之间构成燃料旋流槽206；
[0042]
值班路燃料管113下端同第二值班路芯体203流体地联通；
[0043]
值班路燃料管113同第一值班路芯体202之间通过密封件207密封；
[0044]
第二值班路芯体203侧壁上形成有燃料通孔208；
[0045]
燃料依次经值班路燃料管113、第二值班路芯体203内腔、燃料通孔208进入燃料旋流槽206，在值班路雾化器106出口处形成空心锥型的雾化锥。
[0046]
较佳的，所述值班路雾化器壳体201中部的侧壁形成有辅助通孔210；
[0047]
所述值班路雾化器壳体201同所述值班路燃料管113之间腔体作为辅助雾化空气通道209；
[0048]
所述辅助雾化空气通道209，与内侧壁102的内腔通过值班路雾化器壳体201中部侧壁上的辅助通孔210流体地联通，同时与外部空气供给槽116流体地联通。
[0049]
较佳的，在第一值班路芯体202同值班路雾化器壳体201的轴向接触面之间安置第二调整件211；
[0050]
所述第二调整件211，用于调整第一值班路芯体202相对值班路雾化器壳体201的轴向位置。
[0051]
较佳的，所述主路雾化器105包括主路雾化器壳体301及主路芯体302；
[0052]
所述主路芯体302从上侧可拆卸地装配到主路雾化器壳体301，主路雾化器105只能从主路雾化器壳体301上侧拆卸。
[0053]
较佳的，主路雾化器壳体301和主路芯体302下部之间形成环形燃油通道303；
[0054]
在环形燃油通道303内设置有燃油轴向螺旋槽304；
[0055]
主路燃油经过环形燃油通道303，通过燃油轴向螺旋槽304在使主路燃油产生旋流。
[0056]
较佳的，主路雾化器105的主路雾化器壳体301下端处与内侧壁102之间形成有锥形槽道305；
[0057]
空气从内侧壁102内腔通过锥形槽道305进入旋流叶片107间的流道。
[0058]
较佳的，在主路雾化器105的主路雾化器壳体301同背板103的轴向接触面之间安置第一调整件306；
[0059]
所述第一调整件306，用于调整主路雾化器105相对内侧壁102的轴向位置。
[0060]
本实用新型的燃油喷嘴，其101外侧壁、内侧壁102、背板103及安装座104依次可拆卸地连接。安装时，可以先将主路雾化器105从上向下连接到背板103，再将值班路雾化器106从下向上连接到安装座104，最后将外侧壁101、内侧壁102、背板103和安装座104依次连接。该燃油喷嘴，结构简单紧凑，拆装方便，便于替换损坏的零件或加工超差的零件，制造成本低，同时又不降低喷嘴的雾化、蒸发、掺混性能。
附图说明
[0061]
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0062]
图1是本实用新型的燃油喷嘴一实施例的横截面示意图；
[0063]
图2是本实用新型的燃油喷嘴一实施例的值班路雾化器横截面示意图；
[0064]
图3是本实用新型的燃油喷嘴一实施例的值班路雾化器局部放大横截面示意图；
[0065]
图4是本实用新型的燃油喷嘴一实施例的主路雾化器的横截面示意图。
[0066]
图中附图标记说明：
[0067]
101外侧壁；102内侧壁；103背板；104安装座；105主路雾化器；106值班路雾化器；
120内上冠部体；109内下中心体；130外上冠部体；140外下中心体；112环形流道；107旋流叶片；113值班路燃料管；108燃油喷嘴出口；110内通气孔；111导流管；115后盖板；116外部空气供给槽；114法兰；117环形燃料槽；201值班路雾化器壳体；202第一值班路芯体；203第二值班路芯体；204环形空气通道；205空气轴向螺旋槽；206燃料旋流槽；207密封件；208燃料通孔；210辅助通孔；209辅助雾化空气通道；211第二调整件；301主路雾化器壳体；302主路芯体；303环形燃油通道；304燃油轴向螺旋槽；305锥形槽道；306第一调整件。
具体实施方式
[0068]
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0069]
实施例一
[0070]
如图1所示，燃油喷嘴包括外侧壁101、内侧壁102、背板103、安装座104、主路雾化器105及值班路雾化器106；
[0071]
所述内侧壁102，分为同轴连接为一体的圆管状内上冠部体120及内下中心体109；
[0072]
所述外侧壁101，分为同轴连接为一体的圆管状外上冠部体130及外下中心体140；
[0073]
所述外侧壁101的内径大于内下中心体109的外径；
[0074]
所述外侧壁101同轴套设固定在内下中心体109外，上端抵靠在内上冠部体120下端；
[0075]
外侧壁101外下中心体140和内侧壁102内下中心体109一起构成环形流道112；
[0076]
外侧壁101外上冠部体130同内侧壁102内下中心体109之间设置有旋流叶片107；
[0077]
旋流叶片107之间形成连通外部空气的径向流道；
[0078]
所述背板103为圆环状，其内外缘之间沿周向均匀布置有至少2个主路雾化器105；
[0079]
所述背板103同轴扣合固定在所述内侧壁102上端，各主路雾化器105出口连通到旋流叶片107之间形成的径向流道；
[0080]
值班路雾化器106上端可拆卸地装配到所述安装座104的中心处；
[0081]
值班路燃料管113下部套设在值班路雾化器106内，并且同值班路雾化器106流体地联通；
[0082]
所述安装座104同轴扣合固定在所述背板103上，值班路雾化器106下端探入到所述内侧壁102的内下中心体109。
[0083]
实施例一的燃油喷嘴，其101外侧壁、内侧壁102、背板103及安装座104依次可拆卸地连接。安装时，可以先将主路雾化器105从上向下(从远离燃油喷嘴出口108的位置沿d2方向，d2方向为平行于燃油喷嘴的轴线并且指向燃油喷嘴出口108的方向)连接到背板103，再将值班路雾化器106从下向上(沿d1方向，d1方向为平行于燃油喷嘴的轴线并且背离燃油喷嘴出口108的方向)连接到安装座104，最后将外侧壁101、内侧壁102、背板103和安装座104依次连接。该燃油喷嘴，结构简单紧凑，拆装方便，便于替换损坏的零件或加工超差的零件，制造成本低，同时又不降低喷嘴的雾化、蒸发、掺混性能。
[0084]
实施例二
[0085]
基于实施例一的燃油喷嘴，所述内侧壁102内上冠部体120管壁设置有内通气孔110。
[0086]
较佳的，内上冠部体120的内径为内下中心体109的内径的1.5～2.5倍。
[0087]
较佳的，外上冠部体130的内径为外下中心体140的内径的1.5～2.0倍。
[0088]
较佳的，内上冠部体120的外径等于外上冠部体130的外径。
[0089]
实施例三
[0090]
基于实施例一的燃油喷嘴，内下中心体109下部中心处固定设置有导流管111；
[0091]
值班路雾化器106的下部外径小于导流管111上部的内径，中部外径大于导流管111上部的内径；
[0092]
值班路雾化器106的下端出口探入到导流管111上部内；
[0093]
导流管111和安装座104共同限制值班路雾化器106的位置。
[0094]
较佳的，如图2所示，值班路雾化器106出口到导流管111出口的轴向距离l4与导流管111内径l3之比介于0.9到1.5之间(例如为1、1.1)。在这一比例下，值班路燃油在燃油喷嘴出口有较好的雾化效果。
[0095]
实施例三的燃油喷嘴，值班路雾化器106的下部外径小于导流管111上部的内径，中部外径大于导流管111上部的内径，导流管111和安装座104共同限制值班路雾化器106的位置，保证了即使值班路雾化器106松动脱落，也会被限制在燃油喷嘴内部，不会脱出进入燃烧室。
[0096]
实施例四
[0097]
基于实施例一的燃油喷嘴，安装座104后部中心处设置有后盖板115；
[0098]
安装座104和后盖板115之间形成外部空气供给槽116。
[0099]
较佳的，值班路燃料管113穿过后盖板115中心，通过法兰114与后盖板115可拆卸地连接。
[0100]
实施例五
[0101]
基于实施例一的燃油喷嘴，安装座104中还设置有环形燃料槽117；
[0102]
环形燃料槽117与主路雾化器105流体地联通。
[0103]
较佳的，主路雾化器105与背板103可拆卸地设置，且只能从背板103上侧拆装；
[0104]
所述安装座104下侧面对应各主路雾化器105设置有多个连通所述环形燃料槽117的限位孔；
[0105]
各主路雾化器105上端对应探入到相应限位孔内；
[0106]
背板103和安装座104共同限制主路雾化器105的位置。
[0107]
实施例五的燃油喷嘴，背板103和安装座104共同限制主路雾化器105的位置，即使可拆卸的主路雾化器105松动脱落，也不会进入燃烧室，避免对燃烧室和涡轮造成损坏。
[0108]
实施例六
[0109]
基于实施一的燃油喷嘴，所述外上冠部体130轴向高度l1同外下中心体140的轴向高度l2之比l1/l2在0.6到0.9之间(例如为0.7、0.75、0.76、0.77或0.8等)。
[0110]
实施六的燃油喷嘴，使设置于外侧壁101外上冠部体130同内侧壁102内下中心体109之间的旋流叶片107的轴向高度为l1，使外侧壁101外下中心体140和内侧壁102内下中心体109一起构成环形流道112的轴向高度为l2，当l1/l2在0.6到0.9之间时，从主路雾化器
中注入的燃油能够在空气流道中达到理想的蒸发和掺混程度。
[0111]
实施例七
[0112]
基于实施一的燃油喷嘴，如图2所示，所述值班路雾化器106包括值班路雾化器壳体201、第一值班路芯体202及第二值班路芯体203；
[0113]
第一值班路芯体202从上侧可拆卸地装配到值班路雾化器壳体201下部内；
[0114]
第一值班路芯体202与值班路雾化器壳体201之间构成环形空气通道204；
[0115]
环形空气通道204内设置有空气轴向螺旋槽205，用以使辅助雾化空气产生旋流；
[0116]
第二值班路芯体203从上侧可拆卸地装配到第一值班路芯体202下部内；
[0117]
第二值班路芯体203下端与第一值班路芯体202下端之间构成燃料旋流槽206；
[0118]
值班路燃料管113下端同第二值班路芯体203流体地联通；
[0119]
值班路燃料管113同第一值班路芯体202之间通过密封件207密封；
[0120]
第二值班路芯体203侧壁上形成有燃料通孔208；
[0121]
燃料依次经值班路燃料管113、第二值班路芯体203内腔、燃料通孔208进入燃料旋流槽206，在值班路雾化器106出口处形成空心锥型的雾化锥。
[0122]
较佳的，所述值班路雾化器壳体201中部的侧壁形成有辅助通孔210；
[0123]
所述值班路雾化器壳体201同所述值班路燃料管113之间腔体作为辅助雾化空气通道209；
[0124]
所述辅助雾化空气通道209，与内侧壁102的内腔通过值班路雾化器壳体201中部侧壁上的辅助通孔210流体地联通，同时与外部空气供给槽116流体地联通。
[0125]
较佳的，如图3所示，在第一值班路芯体202同值班路雾化器壳体201的轴向接触面之间安置第二调整件211；所述第二调整件211，用于调整第一值班路芯体202相对值班路雾化器壳体201的轴向位置。这样，即使存在加工误差，也能通过第二调整件211来保证各值班路雾化器106中的第一值班路芯体202相对值班路雾化器壳体201的轴向位置基本相同，进而保证各值班路雾化器106的雾化性能基本一致。
[0126]
实施例七中的值班路雾化器106，由于辅助雾化空气的存在，即使在值班路燃料流量较小、雾化锥没有完全打开的工况下，也能保证良好的雾化效果。
[0127]
实施例八
[0128]
基于实施一的燃油喷嘴，如图4所示，所述主路雾化器105包括主路雾化器壳体301及主路芯体302；所述主路芯体302从上侧可拆卸地装配到主路雾化器壳体301，主路雾化器105只能从主路雾化器壳体301上侧拆卸。这一结构保证了即使主路雾化器105松动脱落，也会被限制在燃油喷嘴内部，不会脱出进入燃烧室。
[0129]
较佳的，主路雾化器壳体301和主路芯体302下部之间形成环形燃油通道303；
[0130]
在环形燃油通道303内设置有燃油轴向螺旋槽304；
[0131]
主路燃油经过环形燃油通道303，通过燃油轴向螺旋槽304在使主路燃油产生旋流。
[0132]
较佳的，主路雾化器105的主路雾化器壳体301下端处与内侧壁102之间形成有锥形槽道305；
[0133]
空气从内侧壁102内腔通过锥形槽道305进入旋流叶片107间的流道，促进主路雾化器105的雾化性能。
[0134]
较佳的，在主路雾化器105的主路雾化器壳体301同背板103的轴向接触面之间安置第一调整件306；所述第一调整件306，用于调整主路雾化器105相对内侧壁102的轴向位置。这样，即使存在加工误差，也能通过第一调整件306来保证各主路雾化器105的轴向相对位置相同，进而保证了燃油喷嘴的出口燃料均匀性。
[0135]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

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