一种重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括第一层喷嘴管子和第二层喷嘴管子，所述的喷头中心部位设置有涡流器，在涡流器上设置有切线孔，在涡流器的外部安装有带有第一安装边的内层喷口，在内层喷口的第一安装边上开有均布的斜槽，内层喷口的后端安装有转接器，在内层喷口的外部安装有带有第二安装边的中层喷口，在中层喷口的第二安装边上均布开有与第一安装边上的斜槽倾斜方向一致的斜槽，在中层喷口的外部安装有外层喷口，在外层喷口上均布有小孔。
1.一种重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子和第二层喷嘴管子，其特征在于所述的喷头中心部位设置有涡流器，在圆柱形涡流器的两个端面上开有圆槽，在位于喷头前端一侧的圆槽的槽壁上开有切线孔；在涡流器的外部装配有内层喷口，所述的内层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第一安装边，在第一安装边上均布加工有相对于内层喷口轴线倾斜的斜槽；在内层喷口的后端接有转接器，所述转接器为两段直径不同的圆柱形结构组成，转接器中部为通孔；在内层喷口的第一安装边的外部安装有中层喷口，所述的中层喷口与内层喷口为分体间隙装配结构，中层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第二安装边，在第二安装边上均布加工有相对于中层喷口轴线倾斜并与内层喷口倾斜方向相同的斜槽；在中层喷口的第二安装边的外部接有外层喷口，所述的外层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，并在锥面上均布有法向小孔，所述的内层喷口前端锥形部位内锥角为30°～80°，外锥角为60°～120°，内层喷口的第一安装边宽度为2～5mm，在第一安装边上均布的斜槽数量为4～12个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸α为-60°～-30°或30°～60°，所述的中层喷口的第二安装边宽度为2～5mm，在第二安装边上均布的斜槽数量为10～20个，斜槽宽度为0.6～
2mm，斜槽角向尺寸β为-60°～-30°或30°～60°，所述的外层喷口均布的小孔数量为
10～40个，孔径Φ0.5～2mm；所述喷头与喷管连接在一起，第一层喷嘴管子与喷头的转接器连接，第二层喷嘴管子与喷头的中层喷口连接，第一层喷嘴管子、转接器、内层喷口和涡流器组成内层喷路，即油路；第二层喷嘴管子和中层喷口组成中层喷路，即水路；将喷嘴安装到设备上，设备会在第二层喷嘴管子外层形成封闭结构，与第二层喷嘴管子和外层喷口共同形成外层喷路，即气路。
2.一种重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子、第二层喷嘴管子和第三层喷嘴管子，其特征在于所述的喷头中心部位设置有涡流器，在圆柱形涡流器的两个端面上开有圆槽，在位于喷头前端一侧的圆槽的槽壁上开有切线孔；在涡流器的外部装配有内层喷口，所述的内层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第一安装边，在第一安装边上均布加工有相对于内层喷口轴线倾斜的斜槽；在内层喷口的后端接有转接器，所述转接器为两段直径不同的圆柱形结构组成，转接器中部为通孔；在内层喷口的第一安装边的外部安装有中层喷口，所述的中层喷口与内层喷口为分体间隙装配结构，中层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第二安装边，在第二安装边上均布加工有相对于中层喷口轴线倾斜并与内层喷口倾斜方向相同的斜槽；在中层喷口的第二安装边的外部接有外层喷口，所述的外层喷口中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，并在锥面上均布有法向小孔；在外层喷口的外部接有圆柱形中空的喷嘴端头，所述的第二层喷嘴管子和第三层喷嘴管子之间焊接有工艺支架，所述的内层喷口前端锥形部位内锥角为30°80°，外锥角为60°～120°，内层喷口的第一安装边宽度为2～5mm，在第一安装边上均布的斜槽数量为4～12个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸α为-60°～-30°或30°～60°，所述的中层喷口的第二安装边宽度为2～
5mm，在第二安装边上均布的斜槽数量为10～20个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸β为-60°～-30°或30°～60°，所述的外层喷口均布的小孔数量为10～40个，孔径Φ0.5～2mm，所述喷头与喷管连接在一起，第一层喷嘴管子与喷头的转接器连接，第二层喷嘴管子与喷头的中层喷口连接，第三层喷嘴管子与外层喷口连接，第一层喷嘴管子、转接器、内层喷口和涡流器组成内层喷路，即油路；第二层喷嘴管子和中层喷口组成中层喷路，即水路；第三层喷嘴管子、喷嘴端头和外层喷口组成外层喷路，即气路。
重型燃机用的油水气喷嘴
技术领域
[0001] 本发明涉及一种重型燃机的喷嘴技术。
背景技术
[0002] 目前燃气轮机燃烧室上安装的喷嘴一般为多燃料喷嘴。燃气轮机燃烧室的喷嘴与火焰筒安装主要有两种结构形式，一种是一个火焰筒对应一个多燃料喷嘴，该种结构形式的喷嘴结构简单，方便安装维修，但由于只有一个喷嘴，燃料集中在火焰筒中心区域，火焰相对较长，燃烧室出口温度场品质较差。使用备份的液体燃料工作时，液体燃料调整范围较窄。燃烧室使用液体燃料在低负荷工况下工作时，由于燃料流量较小，供油压力较低，离心式压力雾化喷嘴的雾化效果不佳，使得燃烧室的燃烧效率下降甚至发生熄火现象。另一种是燃气轮机火焰筒头部从原有的一个燃料喷嘴相连的结构改为与多个燃料喷嘴相连的结构，用多燃料喷嘴系统替代单燃料喷嘴系统，可降低燃烧噪声(动态压力)水平，从而减少燃烧系统的磨损，把燃烧系统的检查间隔期从3000小时延长到12000小时。此外采用多燃料喷嘴结构，燃料在火焰筒内分布均匀，有利于缩短火焰长度，改善燃烧室出口温度场品质。使用备份的液体燃料工作时，通过采取喷嘴分组供应燃料等措施，即低负荷工况工作时，只有部分喷嘴参与工作，这样能够在燃料供应总量不变的情况下，提高供油压力，改善液体喷嘴的雾化效果，提高燃烧室燃烧效率，改善燃烧室熄火性能，有效克服了单喷嘴的不足。
[0003] 由于燃气轮机燃烧室中的火焰温度比较高，在高温下产生了一定数量的氮氧化-6物，一般可达200×10 左右，超过了许多工业化国家的环保规定。早期低循环参数的发动机燃烧室氮氧化物排量不严重，但是随着发动机增压比和涡轮前温度提高的要求，早期降低一氧化碳和碳氢化合物的措施对降低排放已不奏效了，氮氧化物排放问题突出。向燃烧室的燃烧区按照一定比例注入水或蒸汽，可以降低最高燃烧温度，有效地抑制氮氧化物的产生量，但由于现有的喷嘴一般不向燃烧区注入水，因此需其它设备向燃烧区注入水，方法繁琐。
发明内容
[0004] 针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种集油水气于一体的重型燃机用的油水气喷嘴，该喷嘴是一种湿低污染的喷嘴。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] 重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子和第二层喷嘴管子，所述的喷头中心部位设置有涡流器，在涡流器上设置有切线孔，在涡流器的外部安装有带有第一安装边的内层喷口，在内层喷口的第一安装边上开有均布的斜槽，内层喷口的后端安装有转接器，在内层喷口的外部安装有带有第二安装边的中层喷口，在中层喷口的第二安装边上均布开有与第一安装边上的斜槽倾斜方向一致的斜槽，在中层喷口的外部安装有外层喷口，在外层喷口上均布有小孔。
[0007] 所述的内层喷口前端锥形部位内锥角为30°～80°外锥角为60°～120°，内层喷口的第一安装边宽度为2～5mm，在第一安装边上均布的斜槽数量为4～12个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸α为-60°～-30°或30°～60°。
[0008] 所述的中层喷口的第二安装边宽度为2～5mm，在第二安装边上均布的斜槽数量为10～20个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸β为-60°～-30°或30°～60°。
[0009] 所述的外层喷口均布的小孔数量为10～40个，孔径Ф0.5～2mm。
[0010] 重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子、第二层喷嘴管子和第三层喷嘴管子，所述的喷头中心部位设置有涡流器，在涡流器上设置有切线孔，在涡流器的外部安装有带有第一安装边的内层喷口，在内层喷口的第一安装边上开有均布的斜槽，内层喷口的后端安装有转接器，在内层喷口的外部安装有带有第二安装边的中层喷口，在中层喷口的第二安装边上均布开有与第一安装边上的斜槽倾斜方向一致的斜槽，在中层喷口的外部安装有外层喷口，在外层喷口上均布有小孔，在外层喷口的外部安装有喷嘴端头。
[0011] 所述的第二层喷嘴管子和第三层喷嘴管子之间焊接有工艺支架。
[0012] 所述的内层喷口前端锥形部位内锥角为30°～80°，外锥角为60°～120°，内层喷口的第一安装边宽度为2～5mm，在第一安装边上均布的斜槽数量为4～12个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸α为-60°～-30°或30°～60°。
[0013] 所述的中层喷口的第二安装边宽度为2～5mm，在第二安装边上均布的斜槽数量为10～20个，斜槽宽度为0.6～2mm，斜槽角向尺寸β为-60°～-30°或30°～60°。
[0014] 所述的外层喷口均布的小孔数量为10～40个，孔径Ф0.5～2mm。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] 随着发动机增压比和涡轮前温度提高的要求，氮化物排放问题突出，本发明重型燃机用油水气喷嘴，具有水路结构，可向燃烧室的燃烧区按照一定比例注入水，可以降低最高燃烧温度，有效地抑制氮氧化物的产生量，极大的降低了污染，对燃油的简单循环燃气轮机来说，在某些情况下(例如用于尖峰负荷时)用注水可增加大约3％的推力，同时起到助燃的作用。
附图说明
[0017] 图1为本发明的结构示意图；
[0018] 图2为图1的局部放大图；
[0019] 图3为内层喷口结构示意图；
[0020] 图4为图3的A向视图；
[0021] 图5为图4的B-B剖视图；
[0022] 图6为中层喷口结构示意图；
[0023] 图7为图6的C向视图；
[0024] 图8为图7的D-D剖视图；
[0025] 图9为实施例2喷嘴结构示意图；
[0026] 图10为图9的局部放大图；
[0027] 图11为图9的E向视图
[0028] 图中1-涡流器，2-内层喷口，3-中层喷口，4-外层喷口，5-喷嘴端头，6-转接器，7-第一层喷嘴管子，8-第二层喷嘴管子，9-第三层喷嘴管子，10-第二管接头，11-喷嘴第一法兰，12-喷嘴第二法兰，13-第一管接头，14-工艺支架，15-第一安装边，16-第二安装边，
17-斜槽，18-第三管接头，19-切线孔，20-小孔
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明作进一步描述：
[0030] 实施例1：
[0031] 如图1～图8所示，重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子7和第二层喷嘴管子8，所述的喷头中心部位设置有涡流器1，所述的涡流器1为圆柱形，在圆柱形涡流器1的两个端面上开有圆槽，在位于喷头前端一侧的圆槽的槽壁上开有切线孔19；在涡流器1的外部通过过盈配合装配有内层喷口2，所述的内层喷口2中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第一安装边15，在第一安装边15上均布加工有相对于内层喷口2轴线倾斜的斜槽
17；在内层喷口2的后端通过真空钎焊焊接有转接器6，所述转接器6为两段直径不同的圆柱形结构组成，转接器6中部为通孔；在内层喷口2的第一安装边15的外部安装有中层喷口3，所述的中层喷口3与内层喷口2为分体间隙装配结构，最大间隙0.08mm，中层喷口3中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第二安装边
16，在第二安装边16上均布加工有相对于中层喷口3轴线倾斜并与内层喷口2倾斜方向相同的斜槽17；在中层喷口3的第二安装边16的外部通过真空钎焊焊接有外层喷口4，所述的外层喷口4中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，并在锥面上均布有法向小孔20。
[0032] 所述的内层喷口2前端锥形部位内锥角为30°，外锥角为60°，内层喷口2的第一安装边15宽度为2mm，在第一安装边15上均布的斜槽17数量为4个，斜槽17宽度为0.6mm，斜槽17相对于内层喷口2中心线的角向尺寸α为-60°。
[0033] 所述的中层喷口3的第二安装边16宽度为2mm，在第二安装边16上均布的斜槽17数量为10个，斜槽17宽度为0.6mm，斜槽17相对于中层喷口3中心线的角向尺寸β为-60°。
[0034] 所述的外层喷口均布的小孔数量为10个，孔径Ф0.5mm。
[0035] 如图1所示，喷头与喷管通过真空钎焊连接在一起，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子7和第二层喷嘴管子8，在第二层喷嘴管子8的一端通过真空钎焊焊接有中部带有通孔的喷嘴第一法兰11，在喷嘴第一法兰11的后端通过螺纹连接有喷嘴第二法兰12，在喷嘴第二法兰12的后端通过真空钎焊焊接有第一管接头13，第一层喷嘴管子7通过真空钎焊与喷嘴第二法兰12及转接器6连接，喷嘴第二法兰12通过与喷嘴第一法兰11螺纹连接与外层管路形成一体，装配时涂抹螺纹粘结剂保证密封，在装配维护时可拆卸。在喷嘴第一法兰11的下部通过真空钎焊焊接有与第二层喷嘴管子8连通的第二管接头10。第一层喷嘴管子7与与喷头的转接器6连接，第二层喷嘴管子8与喷头的中层喷口3连接。第一管接头13、喷嘴第二法兰12、第一层喷嘴管子7、转接器6、内层喷口2和涡流器1组成内层喷路，即油路；通过第二管接头10、第二层喷嘴管子8和中层喷口3组成中层喷路，即水路；当将喷嘴安装到设备上以后，设备会在第二层喷嘴管子8外层形成封闭结构，与第二层喷嘴管子8和外层喷口4共同形成外层喷路，即气路。油、水、气三路共同作用，在喷口处雾化，供燃烧室燃烧。
[0036] 实施例2：
[0037] 如图3～图10所示，重型燃机用的油水气喷嘴，包括喷管和喷头，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子7、第二层喷嘴管子8和第三层喷嘴管子9，所述的喷头中心部位设置有涡流器1，所述的涡流器1为圆柱形，在圆柱形涡流器1的两个端面上开有圆槽，在位于喷头前端一侧的圆槽的槽壁上开有切线孔19；在涡流器1的外部通过过盈配合装配有内层喷口2，所述的内层喷口2中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第一安装边15，在第一安装边15上均布加工有相对于内层喷口2轴线倾斜的斜槽17；在内层喷口2的后端通过真空钎焊焊接有转接器6，所述转接器6为两段直径不同的圆柱形结构组成，转接器6中部为通孔；在内层喷口2的第一安装边15的外部安装有中层喷口3，所述的中层喷口3与内层喷口2为分体间隙装配结构，最大间隙
0.08mm，中层喷口3中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，在圆柱形结构部位有凸起的第二安装边16，在第二安装边16上均布加工有相对于中层喷口3轴线倾斜并与内层喷口2倾斜方向相同的斜槽17；在中层喷口3的第二安装边16的外部通过真空钎焊焊接有外层喷口4，所述的外层喷口4中部有通孔，前端为锥形结构，后端为圆柱形结构，并在锥面上均布有法向小孔20；在外层喷口4的外部焊接有圆柱形中空的喷嘴端头5。
[0038] 所述的第二层喷嘴管子8和第三层喷嘴管子9之间焊接有工艺支架14。
[0039] 所述的内层喷口2前端锥形部位内锥角为30°，外锥角为60°，内层喷口2的第一安装边15宽度为2mm，在第一安装边15上均布的斜槽17数量为4个，斜槽17宽度为0.6mm，斜槽17相对于内层喷口2中心线的角向尺寸α为-60°。
[0040] 所述的中层喷口3的第二安装边16宽度为2mm，在第二安装边16上均布的斜槽17数量为10个，斜槽17宽度为0.6mm，斜槽17相对于中层喷口3中心线的角向尺寸β为-60°。
[0041] 所述的外层喷口均布的小孔数量为10个，孔径Ф0.5mm。
[0042] 如图9和图11所示，喷头与喷管通过真空钎焊连接在一起，所述的喷管包括由内向外依次设置的第一层喷嘴管子7、第二层喷嘴管子8和第三层喷嘴管子9，在第二层喷嘴管子8和第三层喷嘴管子9的一端通过真空钎焊焊接有中部带有通孔的喷嘴第一法兰11，在喷嘴第一法兰11的后端通过螺纹连接有喷嘴第二法兰12，在喷嘴第二法兰12的后端通过真空钎焊焊接有第一管接头13，第一层喷嘴管子7通过真空钎焊与喷嘴第二法兰12及转接器6连接，喷嘴第二法兰12通过与喷嘴第一法兰11螺纹连接与外层管路形成一体，装配时涂抹螺纹粘结剂保证密封，在装配维护时可拆卸。在喷嘴第一法兰11的侧面通过真空钎焊焊接有与第三层喷嘴管子9连通的第二管接头10和与第二层喷嘴管子8连通的第三管接头18。第一层喷嘴管子7与与喷头的转接器6连接，第二层喷嘴管子8与喷头的中层喷口3连接，第三层喷嘴管子9与外层喷口4连接。第一管接头13、喷嘴第二法兰12、第一层喷嘴管子7、转接器6、内层喷口2和涡流器1组成内层喷路，即油路；第三管接头18、第二层喷嘴管子8和中层喷口3组成中层喷路，即水路；第二管接头10、第三层喷嘴管子9、喷嘴端头5和外层喷口4组成外层喷路，即气路。油、水、气三路共同作用，在喷口处雾化，供燃烧室燃烧。
[0043] 实施例3：
[0044] 在实施例1和2的结构基础上，所述的内层喷口2前端锥形部位内锥角为45°，外锥角为80°，内层喷口2的第一安装边15宽度为3mm，在第一安装边15上均布的斜槽17数量为7个，斜槽17宽度为0.9mm，斜槽17相对于内层喷口2中心线的角向尺寸α为-30°。
[0045] 所述的中层喷口3的第二安装边16宽度为3mm，在第二安装边16上均布的斜槽17数量为14个，斜槽17宽度为0.9mm，斜槽17相对于中层喷口3中心线的角向尺寸β为-50°。
[0046] 所述的外层喷口均布的小孔数量为20个，孔径Ф1mm。
[0047] 其它结构与实施例1和2相同。
[0048] 实施例4：
[0049] 在实施例1和2的结构基础上，所述的内层喷口2前端锥形部位内锥角为60°，外锥角为100°，内层喷口2的第一安装边15宽度为4mm，在第一安装边15上均布的斜槽17数量为9个，斜槽17宽度为1.2mm，斜槽17相对于内层喷口2中心线的角向尺寸α为
30°。
[0050] 所述的中层喷口3的第二安装边16宽度为4mm，在第二安装边16上均布的斜槽数17量为16个，斜槽17宽度为1.2mm，斜槽17相对于中层喷口3中心线的角向尺寸β为30°。
[0051] 所述的外层喷口均布的小孔数量为30个，孔径Ф1.5mm。
[0052] 其它结构与实施例1和2相同。
[0053] 实施例5：
[0054] 在实施例1和2的结构基础上，所述的内层喷口2前端锥形部位内锥角为80°，外锥角为120°，内层喷口2的第一安装边15宽度为5mm，在第一安装边15上均布的斜槽17数量为12个，斜槽17宽度为2mm，斜槽17相对于内层喷口2中心线的角向尺寸α为60°。
[0055] 所述的中层喷口3的第二安装边16宽度为5mm，在第二安装边16上均布的斜槽数17量为20个，斜槽17宽度为2mm，斜槽17相对于中层喷口3中心线的角向尺寸β为60°。
[0056] 所述的外层喷口均布的小孔数量为40个，孔径Ф2mm。
[0057] 其它结构与实施例1和2相同。
