燃烧器喷嘴的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于在压缩气体的辅助下使液体燃料雾化的燃烧器喷嘴，该燃烧器喷嘴包括具有中心轴线的用于压缩气体的第一出口和用于液体燃料的第二出口。

背景技术：

在特别是废气排放的环境问题的重要性已经增加的同时，液化气体作为船舶和其他移动和静止动力装置中的原动机的燃料越来越受到关注。

诸如液化天然气这样的液化气体通常被储存在极低的温度下，并且由于例如来自周围的热传递，气体中的一部分被蒸发，这是所谓的蒸发气体。不期望准许蒸发气体通向大气。众所周知的是燃烧过量的气体，以将其转换成对环境的危害明显更小的成分。

这样的液化气体罐和燃料处理系统还需要对与罐、管道等相关的空间进行惰化，例如以进行维护工作。众所周知的是燃烧罐及其辅助装置中存在的气体，以将其转换成非反应性气体(即，惰性气体)的成分。

kr20150096540公开了一种燃烧和提供惰性气体以用惰性气体填充储存罐的方法。作为蒸发气体燃烧装置的示例，它参考的是公开wo00/47463a1。

惰性气体发生器和蒸发气体燃烧装置常常需要辅助燃烧器，辅助燃烧器被配置为燃烧液体燃料以支持稀释的蒸发气体的燃烧。燃烧器中的关键部件是燃料喷嘴。为了确保在燃烧例如柴油或轻质燃料油时燃烧器以最佳性能操作，需要以适当和受控制的方式混合空气与燃料。另外，为了以各种配置使用燃烧器，需要大的调节比；也就是说，能够既保持雾化等级(即，确保单分散性和可预测的喷雾)又保持大输出范围内的喷雾角度。

本发明特别地涉及其中在压缩气体(优选地，空气)的辅助下雾化液体燃料的液体燃料喷嘴。

目的是提供与已知燃料喷嘴相比提供了更好性能的用于燃烧器的燃料喷嘴。

技术实现要素：

可基本上如独立权利要求中和描述本发明的不同实施方式的更多细节的其他权利要求中公开地，满足本发明的目的。

根据本发明的实施方式，一种用于在压缩气体的辅助下使液体燃料雾化的燃烧器喷嘴包括用于压缩气体的第一出口和用于液体燃料的第二出口，所述第一出口具有中心轴线。所述第二出口相对于所述中心轴线绕所述第一出口旋转对称地布置，所述第一出口包括向外延伸的圆锥形部，并且所述燃烧器喷嘴包括气体分散元件，所述气体分散元件被布置于所述中心轴线，在远离所述第一出口的方向上与所述第一出口间隔开并与所述第一出口同轴。

根据本发明的实施方式，所述第二出口包括与所述第一出口同轴布置的环形狭缝。

根据本发明的实施方式，所述第二出口在轴向方向上布置在所述第一出口的端部处。

根据本发明的实施方式，所述分散元件相对于所述中心轴线旋转对称并被布置成在轴向方向上延伸。

根据本发明的实施方式，所述分散元件的径向尺寸被布置成随着与所述第一出口的距离的增加而增加。

根据本发明的实施方式，所述分散元件是顶点朝向所述第一出口的圆锥形。

根据本发明的实施方式，所述燃烧器喷嘴具有包括第一主体部和第二主体部的主体组件，其中，所述第一主体部包括：气体流动通道，其被布置成沿着所述中心轴线从所述第一主体部的第一端到第二端延伸穿过所述第一主体部，所述气体流动通道的所述第二端构成所述第一出口；以及相对于所述中心轴线旋转对称的外表面，并且其中，所述第二主体部包括：套筒段，其在所述第一主体部的外表面上方轴向延伸，其中，所述第二主体部的所述套筒段和所述第一主体部的所述外表面在它们之间形成环形空间，所述环形空间形成燃料导管并终结于所述第二出口。

根据本发明的实施方式，所述第一主体部和所述第二主体部设置有用于使所述第一主体部与所述第二主体部彼此以同轴关系对准和保持的装置。

根据本发明的实施方式，所述第一主体部包括布置在所述第一主体部的所述第一端处的第一凸缘部，并且所述第二主体部包括在所述第二主体部的第一端处的第二凸缘部，并且所述第一凸缘部和所述第二凸缘部设置有配合形式，所述配合形式被配置为将所述第一主体部和所述第二主体部彼此以同轴关系对准和保持。

根据本发明的实施方式，所述气体流动通道在所述气体流动通道的第一端处包括朝向所述第二端收缩的流动通道段，之后是朝向所述气体流动通道的所述第二端延伸的流动通道。

根据本发明的实施方式，所述分散元件被固定到所述第一主体部。

根据本发明的实施方式，所述分散元件被固定到所述第二主体部。

借助本发明，使用压缩气体(典型地，空气)使诸如柴油这样的液体燃料雾化。这提供了使用降低的燃料供应压力的可能性。另外，在大的燃料流量范围内获得了更稳定的单分散喷雾。

借助本发明，喷嘴可被模块化，使得例如一个第二主体部可与不同地形成的多个第一主体部相结合地使用。这样，可通过仅改变燃料喷嘴的第一主体部来改变燃料喷嘴的容量。

本专利申请中提出的本发明的示例性实施方式不应被解释为对所附权利要求书的适用性构成限制。动词“包括”在本专利申请中用作开放性限制，并不排除也存在未列举的特征。根据本发明的燃料喷嘴可用于除了这里针对在压缩空气的辅助下雾化和燃烧液体燃料描述的之外的任何实际燃烧器应用。除非另有明确说明，否则从属权利要求中阐述的特征能被相互自由组合。在所附权利要求书中具体阐述了被视为本发明特征的新颖特征。

附图说明

以下，将参照所附的示例性示意图来描述本发明，在附图中：

图1例示了根据本发明的实施方式的燃烧器喷嘴，

图2例示了根据本发明的实施方式的燃烧器喷嘴的第一主体部，以及

图3例示了根据本发明的实施方式的燃烧器喷嘴的第二主体部。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据本发明的实施方式的用于在压缩气体的辅助下使液体燃料雾化的燃烧器喷嘴10。该喷嘴被配置为附接到单独的燃烧器主体或燃烧器主体中的喷嘴管(未示出)，可将液体燃料和压缩空气(有利地，空气)经由喷嘴管引入喷嘴10中，如相应箭头12、14所描绘的，箭头12、14还示出了流体的大体流动方向。然后，从喷嘴10喷射出燃料和压缩空气，以雾化燃料并在此后燃烧燃料。燃烧器喷嘴10是双流体雾化器。喷嘴利用了所谓的“空气中心液环(aircentreliquidring)”，在该空气中心液环中形成了薄的环形液膜，并且使用离开中心出口的膨胀空气将离开时的薄的环形液膜雾化。

燃烧器喷嘴10包括用于压缩气体的第一出口16。第一出口同轴地布置在喷嘴10的中心轴线18中。压缩气体用于辅助经由喷嘴10引入的液体燃料的雾化。因此，喷嘴10还设置有用于液体燃料的第二出口20，第二出口20相对于中心轴线18绕第一出口16旋转对称地布置。在图1的实施方式中，第二出口20是与第一出口同轴布置的环形狭缝20。另外在本发明的范围内可行的是，作为完全连续的狭缝的替代，第二出口20包括被多个主体部(未示出)中的任一个中的狭窄的径向支撑突起分开的多个部分狭缝。狭缝的目的是提供最初从喷嘴10流出然后受压缩气体的流动影响的环形液体燃料膜。

第一出口16包括向外延伸的圆锥形部22，借助圆锥形部22使压缩气体的流变宽并将其引导成包括径向速率分量。换句话说，圆锥形部22的径向横截面尺寸被布置成朝向实际出口增大。这样，压缩气体的流与液体燃料的环形膜彼此重合，并且燃料膜被雾化成液滴和/或雾。燃料燃烧器10还包括气体分散元件24，气体分散元件24布置于中心轴线18，在远离第一出口16的方向上与第一出口16间隔开并与其同轴。气体分散元件24被形成为进一步将压缩气体的流引导成空心圆锥体的形式，这有助于形成液体燃料液滴和/或雾的圆锥状流图案。分散元件24相对于中心轴线18旋转对称。分散元件24的径向横截面尺寸被布置成随着与第一出口16的距离的增加而增加。更精确地，图1中的分散元件是圆锥形的，其顶点指向第一出口16。这样将把燃料喷雾设置为所期望的角度并且在喷嘴的整个流范围内保持该角度并且确保燃料喷雾在大范围内是单分散性的，从而进一步有助于使空气/燃料混合物保持最佳。

如图1中可看到的，第一出口16和第二出口20被布置成在共同轴向位置处敞口，即，第二出口20轴向地布置在第一出口16的端部处。在图1中示出的位置处或者当中心轴线18竖直定向时，这意味着第一出口16和第二出口20被布置成在相同的水平高度处敞口。

燃烧器喷嘴包括具有不同部分的主体组件26。参照图2和图3更详细地描述主体组件26。该组件包括在图2中示出的第一主体部30和在图3中示出的第二主体部32。如图1中可看到的，在第一主体部和第二主体部被组装使得第二主体部部分地包围第一主体部时，第一主体部和第二主体部形成燃烧器喷嘴10。图2a示出了第一主体部30的侧视图，使得右侧示出了第一主体部的截面图而左侧示出了第一主体部的正视图。图2b在图2a的方向b上(即，从图中的上方)示出了第一主体部。图3a示出了第二主体部的侧视图，使得右侧示出了第二主体部的截面图而左侧示出了第二主体部的正视图。图3b在图3a的方向b上示出了第二主体部。

第一主体部30包括气体流动通道34，气体流动通道34被布置成从第一端30’(即，燃烧器喷嘴的入口端)到燃烧器喷嘴的第二端30”沿着中心轴线18延伸穿过第一主体部。气体流动通道34具有特定的形式，使得通道34的横截面面积首先从第一端开始逐渐(在图2a中以虚线显示)或逐步收缩，使得在通道34中存在局部狭窄部36。在狭窄部36之后，在气体的流动方向上，气体流动通道的第二端构成第一出口16，该第一出口在第一主体部30中具有相对于中心轴线旋转对称的表面16’。外表面是旋转对称的，有利地呈圆锥形的形状，其横截面尺寸随着与局部狭窄部36的距离的增加而增加。

第一主体部30和第二主体部32设置有用于使第一主体部与第二主体部彼此以同轴关系对准和保持的装置40。为此目的，第一主体部30在其第一端30’处设置有凸缘部38。第一主体部30包括布置在第一主体部30的第一端30’处的第一凸缘部38。第一凸缘部38设置有一个或更多个对准突起40。突起40可具有不同的形式。在图1和图2的实施方式中，突起40包括两个或更多个销钉或类似物，该销钉或类似物被布置成从凸缘部38的原本大体平坦的表面朝向第一主体部30的第二端30’延伸。突起也可以是例如环状环突起。用于将第一主体部与第二主体部彼此以同轴关系对准和保持的装置40还可被构造为凸缘部42的特定形式，以通过该形式提供对准效果。在图1中，可看到当销钉40位于空腔40’内且凸缘部38、42彼此紧密面对时第一主体部与第二主体部如何彼此对准。

第一主体部30设置有大体向内渐缩的外表面44，外表面44在从第一端30’到第二端30”的方向上从第一凸缘部36延伸。更具体地，在附图中，外表面为锥台的形式。外表面44部分地界定在第一主体部30和第二主体部32之间形成的燃料导管的边界。

第一主体部30设置有被布置于第一凸缘部38的轴向开口50。所述开口被布置于在第一主体部30的外表面44的径向外侧的位置，以在第一主体部30和第二主体部32按预期被组装时通向在第一主体部30和第二主体部32之间形成的环形燃料导管。开口50形成在第一凸缘部38中，使得实际上在外表面44周围存在环形开口。

对应地，第二主体部32在第二主体部32的第一端30’处设置有第二凸缘部42。第一凸缘部38和第二凸缘部42设置有配合形式，该配合形式被配置为将第一主体部30与第二主体部32彼此以同轴关系对准和保持。因此，第二凸缘部包括一个或更多个凹口40’，凹口40’间隔开并被成形为与第一主体部30中的第一凸缘部38中的突起配合。在图1和图3的实施方式中，凹口40包括被布置于凸缘部42的原本大体平坦的表面的两个或更多个圆柱形空腔或类似物。

第二主体部32还包括从第二主体部32的第二凸缘部42轴向延伸的套筒段46。套筒段具有大体圆柱形的外表面，该外表面具有倒圆的第二端30”的边缘。第二主体部的内表面48是大体向内渐缩的圆形表面，该表面在从第一端30’到第二端30”的方向上从第二凸缘部42延伸。更具体地，在附图中，内表面48为锥台的形式。第二主体部32的锥台相对于中心轴线18的角度大于第一主体部30的锥台的角度。

第二主体部32的套筒段46在如图1中所示被组装到第一主体部30时在第一主体部30的外表面44上方。第二主体部32具有在凸缘部42和套段46的径向内侧的开口52，第一主体部30能被组装到开口52中，使得第一凸缘部36轴向抵靠第二凸缘部42。当如图1中所示第一主体部30和第二主体部32被组装在一起时，第二主体部32的套筒段48和第一主体部30的外表面44在它们之间形成环形空间54，该环形空间将第一主体部30中的轴向开口50连接到喷嘴10的第二出口20并形成被形成在第一主体部和第二主体部之间的燃料导管。

如在图1和图2中可看到的，借助轴向定向的杆或类似物28从喷嘴支撑分散元件24。存在被固定到分散元件24的三个旋转对称布置的杆28，杆28布置在第一主体部中。自然地，杆28的数量可根据情况而变化。还可设想到，可从第二主体部46由杆支撑分散元件24。然而，从第一主体部30支撑分散元件是更有利的。这是因为：当仅气体而非液体燃料需要流过杆28时，杆28对燃料膜形成的干扰较少。分散元件24在呈圆锥形的形式时有利地具有圆形底。然而，可以通过使用呈具有不止5个规则边(五边形)的多边形的锥状分散元件来获得本发明的益处(至少某种程度上)。在图中，分散元件24被描绘为空心圆锥体。

虽然本文中通过结合目前被视为最优选实施方式的内容的示例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的实施方式，但是旨在涵盖所附权利要求书中限定的本发明范围内包括的其特征和多个其他应用的各种组合或变型。当结合以上任何实施方式提及的细节与另一个实施方式的组合在技术上可行时，这些细节可与另一个实施方式结合使用。

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