[实用新型]一种自吸式旋流气动雾化喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自吸式旋流气动雾化喷嘴，它属于全自动燃烧机用的燃油喷嘴，通过喷嘴内的旋转气流产生负压核区，用油管将油箱里的燃油吸入喷嘴内，经过旋转气流的气动力，燃油开始雾化，并随气流送出喷嘴，从而产生一定空间分布的油雾场。本实用新型属于工业燃烧系统领域。

背景技术

在工业燃油燃烧装置中，都涉及将液体燃料雾化成细小油珠，并具有合理的空间油气分布，使燃烧效率最高的同时，能够降低有害气体的排放，而其关键是燃油雾化喷嘴的雾化性能。喷嘴的基本原理是使燃油形成良好的薄膜或射流，通过增强液流与气流的相对运动，使薄膜或射流产生不稳定、破碎而雾化形成液滴群，最后以某种规定的型态和方向喷向燃烧区进行燃烧。喷嘴将液体燃油破碎成细小油滴，目的是加大燃料的表面积，加快燃烧过程，提高燃烧性能。液雾的雾化质量不仅影响燃烧效率，还影响火焰稳定，以及冒烟、一氧化碳和未燃碳氢的水平、以及出口温度分布等等。因此，喷嘴是影响燃油燃烧器燃烧性能的关键设备之一。

目前，工业用喷嘴最为常用的有：(1)压力雾化离心喷嘴；(2)内混或外混气动喷嘴；(3)气泡雾化喷嘴；(4)组合式雾化喷嘴等。第(1)喷嘴是通过高压旋转燃油产生的离心力，使燃油失稳雾化。第(2)种喷嘴是利用空气或蒸汽作为雾化介质，将其压力能转化为高速气流的动能，使液体喷散成雾化炬。由于雾化介质压力高，雾化介质喷出速度接近或超过声速，通过高速气流产生的气动力使燃油雾化，并产生合理的空间分布。分为直流式、旋流式、内混式和外混式。第(3)种是通过气泡破碎的动能来雾化燃油。第(4)种是高压油喷嘴和双旋流器的组合形式。以上这些喷嘴的燃油都需要油泵提供一定的燃油压力，在烧重质油或废油时，使用离心喷嘴雾化质量差，容易堵塞、积焦，油泵易磨损。

离心喷嘴结构如图1、2、3所示。液体燃料在一定的压差作用下沿切向孔或槽21、22、31进入喷嘴旋流室20、30，在其中产生高速旋转获得转动量，这个旋转动量可以保持到喷嘴出口32。当燃油流出喷口时，壁面的约束突然消失，于是在离心力的作用下射流迅速扩展，从而雾化成许多细小油滴。其主要由分流片、旋流片和雾化片组成。液体燃料经过分配器被分割成几股小液流，由背面的斜槽21、31进入旋流片的小孔，再进入中间的旋流室20、30，在旋流室20、30中产生旋转运动，最后由雾化片的中间小孔喷出，从而达到雾化燃油的目的。其优点是：离心喷嘴具有良好的雾化质量，合理的油雾空间分布，点火性能好，稳定燃烧范围广，结构简单、紧凑；不需要雾化介质；噪音小。缺点：加工精度要求高，小流量喷嘴容易积碳堵塞；雾化细度受液压影响大，要求高油压下工作。

内混式气动雾化喷嘴结构如图4所示。中心为油管，燃油由中间小孔喷出，被外环多股高压空气初级雾化，进入混合室，再由喷头将油气混和物喷入燃烧区，达到燃油的充分雾化和具有一定的空间分布。其燃油的雾化质量要好于离心喷嘴，特别适合重渣油的燃烧，缺点是要消耗高压空气或蒸汽，不宜控制，调节比小，存在附加用能。

旋流式气动雾化喷嘴结构如图5所示。燃油从喷嘴中心的喷孔喷入旋流腔中，雾化介质分成两路，一路油51由气孔切向方向进入油腔，另一路汽52在环缝处达到音速，高速喷出，进入一级旋流腔的油51射流首先受旋转气流的剪切作用，进行第一次雾化，形成一个喷雾锥，当喷雾锥进入第二级旋流腔时再次受到旋转气流的剪切作用，进行第二次雾化。尺寸较大的油珠在离心力作用下处于喷雾锥喷嘴芯50的外层，受环缝高速气流的作用进行第三次雾化，从而形成合理的油气空间分布。

图6是另一种典型结构旋流式气动雾化喷嘴。空气从中心气管沿径向喷孔喷出，与周围油孔喷出的油射流在油气混合室相互撞击、掺混，形成第一次雾化。油气混和物经过喷头的旋流通道螺旋喷出，并与炉膛内空气、掺混，形成第二次雾化。

液膜式空气雾化喷嘴如图7所示。该喷嘴是引入喷嘴当地(燃烧室入口)的气流雾化燃油，利用火焰筒内外有较大的气体压力差，来形成喷嘴内较高的空气流速。气流71分成两路，内环气流经过中心锥体和旋流室之间的收敛形通道加速以后，从唇口喷出去，外环空气经唇边与内环空气掺混。油膜受到内外高速气流冲击雾化，油雾喷入燃烧室主燃区。该喷嘴主要是由气流动能与燃油70相互作用，促使燃油雾化，气流动能越大，气液比越大，气液相互作用就愈激烈、愈充分，燃油雾化愈好，SMD愈小。