一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴，包括气路组件、等离子放电组件、油过滤组件和气体辅助旋流喷嘴组件；液态燃料通过油过滤组件后沿径向进入到等离子放电组件的环形放电间隙中，通过介质阻挡放电，燃料发生部分裂解，形成等离子微团，掺混于燃料内部，利用等离子微团在喷嘴出口处的瞬间爆破及其易燃性，加强雾化；气态燃料由入口经包围于外电极外部的环形气腔一部分进入到气体辅助旋流喷嘴组件，对液态燃料进行冲击辅助雾化，另一部分经由气体导流板旋流而出，对液态燃料产生剪切作用，使液滴深度雾化。本发明专利技术可以很好地实现燃料深度雾化和稳定旋流，提高了燃烧稳定、完全性，降低了污染物排放。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴，包括气路组件、等离子放电组件、油过滤组件和气体辅助旋流喷嘴组件；液态燃料通过油过滤组件后沿径向进入到等离子放电组件的环形放电间隙中，通过介质阻挡放电，燃料发生部分裂解，形成等离子微团，掺混于燃料内部，利用等离子微团在喷嘴出口处的瞬间爆破及其易燃性，加强雾化；气态燃料由入口经包围于外电极外部的环形气腔一部分进入到气体辅助旋流喷嘴组件，对液态燃料进行冲击辅助雾化，另一部分经由气体导流板旋流而出，对液态燃料产生剪切作用，使液滴深度雾化。本专利技术可以很好地实现燃料深度雾化和稳定旋流，提高了燃烧稳定、完全性，降低了污染物排放。【专利说明】 一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴
本专利技术涉及的是一种燃气轮机，具体地说是燃气轮机的喷嘴机构。
技术介绍
1.介质阻挡放电技术:介质阻挡放电技术是低温等离子催化的一种，目前主要应用在臭氧生产、废气处理、材料表面改性、气态污染物的处理等
。低温等离子催化是实现等离子化学反应过程低能耗、高收率、高选择性的一种极其有效的途径。介质阻挡放电技术多用于气态物体的研究和处理，而对于液态物质的催化研究的较少。2.双燃料燃气轮机技术:燃气轮机是一种典型的常规燃料动力装置。它具有体积小、功率大、重量轻和启动快等特点，被广泛应用在航空、电力、舰船和天然气输送等工业核心领域中。采用双燃料的燃气轮机的正在被越来越广泛的应用，其要求不仅具有单独燃用液态或气态燃料的功能，还具有两种燃料混烧的功能。所以双燃料喷嘴的性能优劣将直接影响到双燃料燃气轮机的点火、燃烧效率和燃烧稳定性等方面，同时也会对燃烧室火焰筒和涡轮叶片的寿命造成影响。传统的双燃料喷嘴存在油路的液态燃料经喷嘴后雾化效果差，气路气态燃料经喷嘴旋流效果不好从而导致了燃料燃烧不完全，火焰被拉长，燃烧效率低，燃烧火焰筒壁面以及大量的未燃尽碳氢化合物，造成了严重污染问题。提高双燃料喷嘴的对液态燃料的雾化效果，改善燃烧状况，提高燃烧稳定性降低排放将有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供提高液态燃料的雾化效果、改善燃烧状况的一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴。本专利技术的目的是这样实现的:本专利技术一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴，其特征是:包括外电极、内电极、陶瓷管、喷射机构，内电极包裹于陶瓷管内，陶瓷管的顶端封闭，外电极安装在陶瓷管的外部并与陶瓷管之间形成环形放电间隙，喷射机构包括旋流器、旋流器支架、喷嘴壳体、支撑弹簧、旋流器壳体、气体导流板，旋流器支架和喷嘴壳体固定在外电极的下端部，旋流器支架的下部、旋流器壳体位于喷嘴壳体里，旋流器安装在旋流器壳体里，旋流器与旋流器支架之间安装支撑弹簧，实现旋流器支架与旋流器之间的刚性连接，外电极外部设置燃料气导管，气体导流板设置在外电极下端部，燃料气导管与外电极、喷嘴壳体、外电极下端部形成燃料气通道，气体导流板为中心开孔的圆盘式结构，围绕中心的孔开有斜切孔，喷嘴壳体上设置燃料气冲击孔，燃料气冲击孔分别于燃料气通道和旋流器的出口相连通，外电极上开有燃料油入口，燃料油入口连通环形放电间隙，燃料油入口处安装油过滤器，燃料油通过油过滤器进入环形放电间隙并通过旋流器喷出。本专利技术还可以包括:1、所述的气体导流板斜切孔为矩形斜切孔，有10个，围绕中心孔与圆盘轴线成45。角。2、所述气体冲击孔有6-10个，沿喷嘴壳体周向均匀布置并与喷嘴壳体轴线成30。角。本专利技术的优势在于:液态燃料经介质阻挡放电催化后，部分燃料裂解为燃料碎片和活化组分，形成气体等离子微团，包含于液态燃料中间。富含等离子微团的液态燃料进入气体辅助旋流器喷嘴组件后，喷出瞬间等离子微团发生爆破使得燃油产生非常细小的液雾，同时通过气态燃料流过冲击孔对液态燃料的冲击作用和气体导流板流出气体的剪切作用使得喷出液态燃料破碎为更为细小的液滴，进而使得燃料易于燃烧，提高火焰传播速度，保证低工况及稀薄情况下燃烧的稳定性与完全性，降低污染物的排放。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为A-A视图；图3为喷嘴头部局部放大图；图4为带冲击孔的喷嘴壳体示意图；图5为燃料气切向导流板示意图。【具体实施方式】下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述:结合图1?5，低温等离子组件通过电源连接螺母I的外螺纹连接到等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴上，提供介质阻挡放电所需高电压，其中内电极3连接高压端，外电极5接零。液态燃料通过焊接与外电极5上的液态燃料入口接头18进入到由挡油板14、滤油网15、油过滤器壳体16和支撑弹簧17所构成的燃油过滤组件当中，经过滤后沿径向进入到环形放电间隙21内，在高电压下液态燃料部分裂解形成等离子活性微团，包含于液态燃料内部随液态燃料一同流入由旋流器支架7、密封垫圈8、喷嘴壳体9、支撑弹簧10、旋流器11和旋流器壳体12所构成的气体辅助旋流组件中，在压力作用下形成旋流，喷射而出。与此同时，气态燃料由通过与进气系统采用法兰连接的燃料气进口 19沿燃料气导管6进入喷嘴中，当经过气体辅助旋流组件时会通过喷嘴壳体9上的气体冲击孔进入喷嘴壳体内对液态燃料造成冲击作用进而加强其雾化。液态燃料在等离子和气态燃料的双重作用下实现燃油液滴的超细雾化，并保证了低工况及稀薄燃烧条件下的易燃性，降低NOx的排放。气态燃料除一部分用于冲击作用外，大部分都经气体导流板13旋流而出，一方面实现气态燃料的稳定旋流，稳定燃烧；另一方面对由喷嘴壳体9所喷出的液态燃料造成剪切作用进一步雾化液滴。气体导流板13与喷嘴壳体9之间为紧密配合方式连接，与燃料气导管6采用的螺纹连接方式。介质阻挡放电组件由外电极5、内电极3、陶瓷管2、电源连接螺母I和石墨密封垫圈4构成。内电极完全被包裹于陶瓷管内，由于其介电常数比较大，可有效防止点击穿而造成危险。电源连接螺母内外均有螺纹，外螺纹与电源相连，内螺纹用于固定套件管，防止因陶瓷管歪斜而造成的放电不稳定。墨密封圈4用于内外电极之间的密封，防止等离子泄漏，影响电离效果。整个放电组件伸入到燃料气导管6内采用焊接方式相连，可有效节省空间。密封垫8用于保证喷油嘴和外电极之间的密封性。支撑弹簧10用于压紧旋流器11、旋流器壳体12、及喷嘴壳体9，从而保证雾化效果良好。旋流器11和旋流器壳体12用来保证燃油的旋流效果，提高雾化性能。通过等离子和气体燃料的双重作用可从分提高燃油的雾化颗粒细度，提高燃烧效率，降低污染物排放。本专利技术一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴，主要包括气路组件、低温等离子放电组件、油过滤组件、气体辅助旋流喷嘴组件；液态燃料通过油过滤组件后沿径向进入到等离子放电组件的环形放电间隙中，通过介质阻挡放电，燃料发生部分裂解，形成等离子微团，掺混于燃料内部，利用等离子微团在喷嘴出口处的瞬间爆破及其易燃性，加强雾化；气态燃料由入口经包围于外电极外部的环形气腔一部分进入到气体辅助旋流喷嘴组件，对液态燃料进行冲击辅助雾化，另一部分经由气体导流板旋流而出，对液态燃料产生剪切作用，使液滴深度雾化。气路组件由气路管道和气体导流板构成。气体导流板为中心开孔的圆盘式结构，围绕中心孔有10个与圆盘轴线成45°角大小为2X7mm的矩形斜切孔，且盘端面有六面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子和气体辅助雾化燃烧的双燃料喷嘴，其特征是：包括外电极、内电极、陶瓷管、喷射机构，内电极包裹于陶瓷管内，陶瓷管的顶端封闭，外电极安装在陶瓷管的外部并与陶瓷管之间形成环形放电间隙，喷射机构包括旋流器、旋流器支架、喷嘴壳体、支撑弹簧、旋流器壳体、气体导流板，旋流器支架和喷嘴壳体固定在外电极的下端部，旋流器支架的下部、旋流器壳体位于喷嘴壳体里，旋流器安装在旋流器壳体里，旋流器与旋流器支架之间安装支撑弹簧，实现旋流器支架与旋流器之间的刚性连接，外电极外部设置燃料气导管，气体导流板设置在外电极下端部，燃料气导管与外电极、喷嘴壳体、外电极下端部形成燃料气通道，气体导流板为中心开孔的圆盘式结构，围绕中心的孔开有斜切孔，喷嘴壳体上设置燃料气冲击孔，燃料气冲击孔分别于燃料气通道和旋流器的出口相连通，外电极上开有燃料油入口，燃料油入口连通环形放电间隙，燃料油入口处安装油过滤器，燃料油通过油过滤器进入环形放电间隙并通过旋流器喷出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪涛，刘潇，齐秀龙，邓博阳，李智明，杨仁，杨洪磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23