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一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置

阅读：812发布：2021-02-27

IPRDB可以提供一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，涉及燃气轮机的进气装置、燃油雾化蒸发掺混装置、组织燃烧和稳定火焰的核心技术，属于航空动力推进系统和地面燃气轮机动力领域。喷嘴1安装在预混室2的进口中心位置；蒸发器3固定在预混室2的内腔；双旋流器4安装在预混室2出口端的内侧，密封连接；离心喷嘴5安装在双旋流器4的中心位置；文氏管6焊接在双旋流器4内外旋流器出口过渡位置；套筒7与预混室2出口外侧密封焊接；燃烧室8头部与套筒7密封焊接。本发明比现有的燃油组合喷嘴，具有改善燃油雾化蒸发掺混特性及油气空间分布的均匀性，提高燃烧性能，缩短火焰长度，降低污染物排放，是高性能燃气轮机较理想的组合式燃油雾化燃烧装置。，下面是一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，该燃气轮机组合式燃油雾化装置包括喷嘴、预混室、蒸发器、双旋流器、离心喷嘴、文氏管、套筒、燃烧室组成；

所述的喷嘴安装在预混室的进口中心位置；

所述的预混室是指与双旋流器外径相同的直管，它在双旋流器的上游，与双旋流器的外端密封连接；

所述的蒸发器指多个细钢管并列焊接而成钝体组件，安装在预混室内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为双旋流器；

所述的双旋流器安装在预混室出口端的内部，并与预混室紧密连接，所述的离心喷组安装在双旋流器的中心位置；

所述的文氏管焊接在双旋流器内外旋流器的出口处，处于燃烧室的上游，所述的套筒内侧与预混室焊接，外侧与燃烧室焊接；

所述的燃烧室焊接在套筒的外侧。

2、根据权利要求1所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述的蒸发器是指多个圆管套装而成；

所述的双旋流器是指由内外旋转方向相反的旋流器组成，每个旋流器有多个叶片，进出口为直段，中间用圆弧连接。

3、根据权利要求1所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述的离心喷组是指小燃油流量的喷嘴或为吹除喷嘴，是指具有一定直径及壁厚的喷嘴，双旋流器的内旋流器叶片焊接其上，喷头的多个圆形喷孔射流用以吹除表面的油膜，进口为中心圆孔，出口为多个发散的小圆孔。

4、根据权利要求1所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述的文氏管是指具有一定壁厚的圆管，进口为减缩形通道，出口为渐扩形通道。

5、根据权利要求1所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述的套筒是指具有一定厚度扩张锥体；

所述的燃烧室是指具有一定直径的中空腔体。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述燃油喷嘴在旋流器前方供油。

7、根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述燃油喷嘴在蒸发器前方供油，蒸发器设置在旋流器前方。

8、一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，包括喷嘴、预混室、蒸发器、轴向旋流器、离心喷嘴、文氏管、固定座、径向旋流器、连接板、套筒、燃烧室组成；

所述的喷嘴是指燃油离心喷组或雾化槽喷嘴，安装在预混室的进口中心位置；

所述的预混室是指与轴向双旋流器外径相同的直管，在轴向旋流器的上游，与轴向旋流器的进口外端密封连接；

所述的蒸发器是指双钝体或螺旋体或多个细钢管并列焊接而成或多个圆管套装而成，安装在预混室内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为轴向旋流器；

所述的轴向旋流器是指由轴向叶片组成的旋流器，安装在预混室出口端的内部，并与预混室紧密连接；

述的离心喷组是指小燃油流量的喷嘴，安装在轴向旋流器的中心位置；

所述的文氏管是指具有一定壁厚的圆管，焊接在轴向旋流器的出口外径处，并与预混室紧密连接，处于燃烧室的上游，所述的套筒是指具有一定厚度扩张锥体，与连接板内侧焊接；

所述的燃烧室是指具有一定直径的中空腔体，与连接板外侧焊接；

所述的固定座是指具有一定厚度的圆环钢板，靠内径处与预混室周向焊接，靠外径处与径向旋流器焊接；

所述的径向旋流器是指由径向叶片组成的旋流器，上游与固定座焊接，下游与连接板焊接；

所述的连接板是指具有一定厚度的圆环钢板，上游与径向旋流器焊接，下游得内侧与套筒焊接，外侧与燃烧室管壁焊接。

9、根据权利要求8所述的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述燃油喷嘴在旋流器前方供油。

10、根据权利要求8所述的一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，其特征在于，所述燃油喷嘴在蒸发器前方供油，蒸发器设置在旋流器前方。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置，一种航空和地面燃气轮机所使用的组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，它属于一种燃气轮机进气装置、燃油雾化蒸发掺混装置、组织燃烧和稳定火焰的核心技术，属于航空动力推进系统和地面燃气轮机动力领域。

背景技术

目前，国内外燃气轮机动力装置中的燃油喷嘴大多使用液膜式空气雾化喷嘴和组合式空气雾化装置。随高性能发动机的发展，要求在更短的燃烧区内完全燃烧，缩短燃烧室长度，减轻重量，更好地组织好燃料的浓度场，更高要求的点火性能及贫油熄火范围，更低的污染物排放。同时耐高温燃油喷嘴是一个新的课题，要防止喷嘴燃油积焦，因为喷嘴高温积焦对喷嘴的雾化质量和寿命有很大影响，而发展低污染燃烧室燃油供给技术又是燃气轮机研究中的热门课题。因此，这就迫切需要燃油雾化技术，大大改善燃油雾化蒸发性能和油气分布的均匀性。
现有的燃油喷嘴技术主要有：
①直射式喷嘴燃油雾化差，喷雾锥角小，工作范围窄。
②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，但高压下易冒烟，高温下易积焦。
③蒸发管供油方式的燃油和空气预混、预蒸发，低NOx发散，无排气冒烟，燃烧性能和温度分布比较稳定，但存在自动点火、回火、熄火的危险、稳定燃烧范围窄、高温下可靠性差。
④液膜式空气雾化喷嘴，是燃油雾化技术的一次重大突破，如图1所示。该喷嘴引入是引入喷嘴当地(燃烧室如口)的气流雾化燃油，唇口的油膜受到内外高速气流冲击雾化，气流动能越大，气液比越大，燃油雾化愈好，SMD愈小。在高压比、高温升的发动机上，液膜式空气雾化喷嘴保证了燃油和气流的充分均匀地混合，出口温度场均匀，排烟少，因而取代了离心喷嘴在较高性能发动机上的地位。英国在RB211发动机上使用这种喷嘴。
⑤组合式空气雾化装置，是又一次燃油雾化技术重大突破，如图2为其中的一种。其采用轴向双旋流器与喷嘴一体化设计，燃油经喷嘴形成一次雾化，文氏管上的油膜被两侧高速气流再次雾化。内外旋流器、喷嘴、文氏管、套筒对燃油的雾化和掺混都有重要影响，文氏管类似液膜式空气雾化喷嘴。它具有良好点火性能、完全燃烧，宽广稳定的燃烧范围，良好的出口温度场以及低排放发散的要求。GE公司E3在发动机上得到成功应用。
其中④和⑤两种喷嘴是目前先进的燃油雾化技术，但没有燃油的初级雾化预混预蒸发过程，液膜空间分布窄，在燃烧室内完成燃油雾化和与空气的逐步掺混，存在液雾燃烧和较高的NOx排放。
以汽油为燃料的脉冲爆震发动机的热态试验证明：爆震管内径60mm，采用轴向双旋流气动阀后方供油(属先进的航空组合式雾化装置中的一种)，如图3 所示。产生的爆震波峰值压力1.78Mpa。当把离心喷嘴移到双旋流器前方供油时，如图4所示，产生的爆震波峰值压力2.43Mpa，峰值压力提高了0.65Mpa。这说明前方供油比后方供油(现有航空组合空气雾化喷嘴)改善了燃油雾化蒸发和掺混特性，提高了爆震燃烧效果。主要是因为离心喷嘴在旋流器前方供油，油雾锥颗粒均匀散布于旋流叶片间形成的收敛通道内，小油珠和油蒸汽可以随气流运动，大油珠在每个叶片转弯处内侧形成油膜，在叶片出口处的油膜被叶片两侧高速气流作用雾化。这样旋流器就相当于有多少个液膜式气动雾化喷嘴，比普通液膜式喷嘴，叶片唇口面积大，油膜薄，燃油雾化掺混好，能够很快形成均匀的油气混合物。而离心喷嘴在双旋流器后方供油，燃油的雾化主要靠文氏管的作用，并二级纯空气与一级油气混和物在燃烧室内逐步掺混的，油气浓度存在一定的差别。
燃油喷嘴是发动机的关键部件，对决定发动机性能有着重要作用。高性能发动机燃烧室的工作压力和温度大幅度提高，冒烟、积焦和NOx排放问题日益突出，解决的关键依赖于先进燃油供给技术的成功应用，改善燃油雾化蒸发质量和分布。在降低冒烟措施方面，最有效的是燃油供给方式的改进，用空气雾化喷嘴及蒸发管取代压力雾化喷嘴。在降低NOx排放方面，常规燃烧室的喷嘴喷射的燃料直接进入主燃区，很少或没有与空气进行预先混合，因此燃烧产生在接近化学计算温度的局部区，相应形成高的NOx排放。所有干式燃烧室共同特点是努力消除这些局部的高温区，首先是干式低排放(DLE)燃烧室，DLE燃烧技术主要集中于燃料供给方案的创新。其次，国外超低NOx燃烧技术，其共同特点是供给均匀混气，合理控制主燃区油气比，保持在较低温度下燃烧。因此，针对高性能发动机的要求，迫切需要发展新型的燃油雾化技术。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种燃气轮机组合式燃油蒸发雾化燃烧装置。本发明的组合式燃油雾化蒸发燃烧装置充分利用和保留了先进的组合式空气雾化组合装置的功能，在旋流器前方供油和设置蒸发器，增加了燃油预混预蒸发功能，燃油雾化掺混性能好，提高了气相油气比。该装置能够适应高性能发动机发展的要求，可以解决发动机冒烟、积焦、高NOx排放问题，提高燃烧性能及缩短燃烧室长度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，增加了燃油预混预蒸发过程，充分利用气体动能，增大油膜的空间分布，旋流器相当于多个液膜式气动雾化喷嘴，改善了燃油雾化掺混特性，使油气空间分布均匀，提高燃烧性能，减少冒烟、积焦和NOx排放，能适合高性能发动机发展的需要。
一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，该燃气轮机组合式燃油雾化装置包括喷嘴、预混室、蒸发器、双旋流器、离心喷嘴、文氏管、套筒、燃烧室组成；
所述的喷嘴安装在预混室的进口中心位置；
所述的预混室是指与双旋流器外径相同的直管，它在双旋流器的上游，与双旋流器的外端密封连接；
所述的蒸发器指多个细钢管并列焊接而成钝体组件，安装在预混室内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为双旋流器；
所述的双旋流器安装在预混室出口端的内部，并与预混室紧密连接，
所述的离心喷组安装在双旋流器的中心位置；
所述的文氏管焊接在双旋流器内外旋流器的出口处，处于燃烧室的上游，
所述的套筒内侧与预混室焊接，外侧与燃烧室焊接；
所述的燃烧室焊接在套筒的外侧。
一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，进一步包括：
所述的蒸发器是指多个圆管套装而成；
所述的双旋流器是指由内外旋转方向相反的旋流器组成，每个旋流器有多个叶片，进出口为直段，中间用圆弧连接；
所述的离心喷组是指小燃油流量的喷嘴或为吹除喷嘴，是指具有一定直径及壁厚的喷嘴，双旋流器的内旋流器叶片焊接其上，喷头的多个圆形喷孔射流用以吹除表面的油膜，进口为中心圆孔，出口为多个发散的小圆孔；
所述的文氏管是指具有一定壁厚的圆管，进口为减缩形通道，出口为渐扩形通道；
所述的套筒是指具有一定厚度扩张锥体；
所述的燃烧室是指具有一定直径的中空腔体。
一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，包括喷嘴、预混室、蒸发器、轴向旋流器、离心喷嘴、文氏管、固定座、径向旋流器、连接板、套筒、燃烧室组成；
所述的喷嘴是指燃油离心喷组或雾化槽喷嘴，安装在预混室的进口中心位置；
所述的预混室是指与轴向双旋流器外径相同的直管，在轴向旋流器的上游，与轴向旋流器的进口外端密封连接；
所述的蒸发器是指双钝体或螺旋体或多个细钢管并列焊接而成或多个圆管套装而成，安装在预混室内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为轴向旋流器；
所述的轴向旋流器是指由轴向叶片组成的旋流器，安装在预混室出口端的内部，并与预混室紧密连接；
所述的离心喷组是指小燃油流量的喷嘴，安装在轴向旋流器的中心位置；
所述的文氏管是指具有一定壁厚的圆管，焊接在轴向旋流器的出口外径处，并与预混室紧密连接，处于燃烧室的上游，
所述的固定座是指具有一定厚度的圆环钢板，靠内径处与预混室周向焊接，靠外径处与径向旋流器焊接；
所述的径向旋流器是指由径向叶片组成的旋流器，上游与固定座焊接，下游与连接板焊接；
所述的连接板是指具有一定厚度的圆环钢板，上游与径向旋流器焊接，下游得内侧与套筒焊接，外侧与燃烧室管壁焊接。
所述的套筒是指具有一定厚度扩张锥体，与连接板内侧焊接；
所述的燃烧室是指具有一定直径的中空腔体，与连接板外侧焊接；
本发明的有益效果，充分利用先进的组合式空气雾化组合装置的功能，采用在双旋流器前方供油，燃油喷嘴下游设置蒸发器，利用旋流叶片雾化预混燃油，具有如下优点：
①.增加了燃油初级雾化预混预蒸发过程，大大改善了燃油雾化蒸发和掺混性能，提高了气相油气比。
②.旋流器相当于多个液膜式气动雾化喷嘴，实现了燃油分级雾化和掺混，大大改善燃油雾化掺混质量和油气空间分布得均匀性。
③.扩展文氏管雾化燃油的功能，油雾可在文氏管的内外表面形成油膜，并得到良好的燃油雾化质量。
④.利用旋流器前后喷嘴的切换，扩展稳定燃烧范围，实现“软点火”。
⑤.提高燃烧性能，缩短火焰长度，避免高温积焦，实现低污染排放。
因此，本发明的一种组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，具有改善燃油雾化蒸发掺混性能和油气空间分布得均匀性，提高燃烧性能，实现高效清洁燃烧的优点，是高性能发动机较理想的新一代组合式燃油雾化装置。

附图说明

图1现有技术的液膜空气雾化喷嘴示意图；
图2现有技术的双轴向组合式空气雾化装置；
图3现有技术的喷嘴在双旋流器后方供油的组合喷嘴(气动阀)示意图。
图4现有技术的喷嘴在双旋流器前方供油的组合喷嘴(气动阀)示意图。
图5为燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置方案一结构示意图；
图6为组合式燃油雾化蒸发燃烧装置方案二结构示意图；
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例1：
一种燃气轮机组合式燃油雾化装置，包括喷嘴1、预混室2、蒸发器3、双旋流器4、离心喷嘴5、文氏管6、套筒7、燃烧室8组成。
所述的喷嘴1是指燃油离心喷组或其它喷嘴(如雾化槽喷嘴)，它安装在预混室2的进口中心位置；所述的预混室2是指与双旋流器4外径相同的直管，它在双旋流器4的上游，与双旋流器4的外端密封连接；所述的蒸发器3是指多个细钢管并列焊接而成(或多个圆管套装而成或钝体等)，安装在预混室2内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为双旋流器4；所述的双旋流器4是指由内外旋转方向相反的旋流器组成，每个旋流器有多个叶片，进出口为直段，中间用圆弧连接，它安装在预混室2出口端的内部，并与预混室2紧密连接，所述的离心喷组5是指小燃油流量的喷嘴(或为吹除喷嘴，是指具有一定直径及壁厚的喷嘴，双旋流器4的内旋流器叶片焊接其上，喷头的多个圆形喷孔射流用以吹除表面的油膜，进口为中心圆孔，出口为多个发散的小圆孔)，它安装在双旋流器4的中心位置；所述的文氏管6是指具有一定壁厚的圆管，进口为减缩形通道，出口为渐扩形通道，它焊接在双旋流器4内外旋流器的出口处，处于燃烧室8的上游，所述的套筒7是指具有一定厚度扩张锥体，它内侧与预混室2焊接，外侧与燃烧室8焊接；所述的燃烧室8是指具有一定直径的中空腔体，它焊接在套筒7的外侧。
安装顺序：蒸发器3固定在预混室2的内腔；喷嘴1固定在预混室2的进口中心位置；文氏管6焊接在双旋流器4内外旋流器的过渡位置；离心喷嘴5 安装在双旋流器4的中心位置；双旋流器4安装在预混室2出口端内侧，紧密连接；套筒7与预混室2出口外侧密封焊接；燃烧室8头部与套筒7密封焊接。
实施例2：
一种燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置，包括喷嘴1、预混室2、蒸发器3、轴向旋流器12、离心喷嘴5、文氏管6、固定座7、径向旋流器8、连接板9、套筒10、燃烧室11组成。
所述的喷嘴1是指燃油离心喷组或其它喷嘴(如雾化槽喷嘴)，它安装在预混室2的进口中心位置；所述的预混室2是指与轴向双旋流器4外径相同的直管，它在轴向旋流器12的上游，与轴向旋流器12的进口外端密封连接；所述的蒸发器3是指双钝体(或螺旋体或多个细钢管并列焊接而成或多个圆管套装而成)，安装在预混室2内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为轴向旋流器12；所述的轴向旋流器12是指由轴向叶片组成的旋流器，它安装在预混室 2出口端的内部，并与预混室2紧密连接；所述的离心喷组5是指小燃油流量的喷嘴，它安装在轴向旋流器12的中心位置；所述的文氏管6是指具有一定壁厚的圆管，它焊接在轴向旋流器12的出口外径处，并与预混室2紧密连接，处于燃烧室8的上游，所述的固定座7是指具有一定厚度的圆环钢板，靠内径处与预混室2周向焊接，靠外径处与径向旋流器8焊接；所述的径向旋流器8是指由径向叶片组成的旋流器，它上游与固定座7焊接，下游与燃烧室11焊接：所述的连接板9是指具有一定厚度的圆环钢板，它上游与径向旋流器8焊接，下游得内侧与套筒10焊接，外侧与燃烧室11管壁焊接：所述的套筒10是指具有一定厚度扩张锥体，它与连接板9内侧焊接；所述的燃烧室11是指具有一定直径的中空腔体，它与连接板9外侧焊接。
安装顺序：蒸发器3固定在预混室2的内腔；喷嘴1固定在预混室2的进口中心位置；文氏管6焊接在轴向旋流器12出口外径处；离心喷嘴5安装在轴向旋流器 12的中心位置；轴向旋流器12安装在预混室2出口的内侧，紧密连接；固定座7 与径向旋流器8焊接，连接板7与径向旋流器8焊接；套筒10与连接板9密封焊接；燃烧室11与连接板9密封焊接；固定座7与预混室2密封焊接。
实施例3：如图5所示为燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置方案一结构示意图。其由喷嘴1、预混室2、蒸发器3、双旋流器4、离心喷嘴5、文氏管 6、套筒7、燃烧室8组成。喷嘴1安装在预混室2的进口中心位置；预混室2 是与双旋流器4外径相同的直管，它在双旋流器4的上游，与双旋流器4的外端密封连接；蒸发器3安装在预混室2内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为双旋流器4；双旋流器4安装在预混室2出口端的内部，并与预混室2 紧密连接，离心喷嘴5安装在双旋流器4的中心位置；文氏管6焊接在双旋流器4内外旋流器的出口处，处于燃烧室8的上游；套筒7的内侧与预混室2焊接，外侧与燃烧室8焊接；燃烧室8焊接在套筒7的外侧。
本发明方案一采用喷嘴1安装在蒸发器3上游，通过相对位置的调节，保证喷嘴1在蒸发器3上游行成均匀油雾场，油雾在蒸发器3诸表面体上(包括预混室内表面)形成油膜，油膜在气流作用下向下游运动，在蒸发器3出口被高速气流雾化，使油气混和均匀；预混室2既要减小进气阻力，又要保证足够的进气通道面积，控制合理的气流速度，在保证良好雾化的同时，又要防止回火，它与旋流器密封连接；蒸发器3为多个只管并联相互固定在一起(或采用多个不同直径的只管组装一体件或采用钝体的组合型式)，外缘可以和预混室2 内壁接触，直管得直径和数量要根据堵塞比和气流速度确定，大量油雾在其表面形成油膜并雾化和蒸发；双旋流器4安装在预混室2出口处和蒸发器3的下游，油雾在旋流叶片上再次形成油膜，油膜被叶片两侧气流雾化掺混，使进入燃烧室8头部为均匀的油气混和物，气相油气比提高；离心喷嘴5安装在双旋流器4的中心位置，在燃烧起动和小负荷时，只有离心喷嘴5供油，能保证良好的点火性能和宽宽广的贫油稳定燃烧边界，减小污染物的排放；文氏管6安装在双旋流器4内外旋流器的出口处，让离心喷嘴5的油雾在其上形成油膜，或只有喷嘴1供油时，叶片雾化的油雾部分在其上形成油膜，油膜被两侧高速气流雾化，同时改变回流区作用；套筒7的内侧与预混室2焊接，外侧与燃烧室8焊接，改变流场结构，对其上的油膜有蒸发作用；燃烧室8头部与套筒7 密封焊接，是油气混和物的燃烧空间。
本发明的方案一组合式燃油雾化蒸发燃烧装置的工作过程如下：首先为燃烧室供气，在起动和小负荷时，只有离心喷嘴5供油，雾化的燃油在文氏管内表面形成油膜，被两侧高速气流雾化，在燃烧室8形成具有一定雾化质量和空间分布的油气混和物，点火成功，改善贫油熄火边界。在大功率和满负荷时，关闭离心喷嘴5，只喷嘴1供油，燃油由喷嘴1喷出雾化，与空气气流掺混，形成一定的油雾场，油雾在蒸发器3和预混室2表面形成油膜并蒸发，在气流的作用下，油膜运动至蒸发器3出口，被高速气流再次雾化。小油珠惯性小，随气流流出旋流器4，较大油珠在旋流器4叶片的内表面再次形成油膜，在叶片出口被两侧高速气流雾化。少部分油珠会在文氏管6内表面形成油膜被两侧高速气流雾化，全部油雾和油蒸汽随气流进入燃烧区。旋流器4有多少个叶片就有多少个雾化唇口，也就相当于有多少个液膜式气动雾化喷嘴，燃油雾化颗粒细，空间分布均匀，同时高温叶片对油膜有蒸发作用。小部分油珠在套筒7上形成油膜蒸发，并被燃烧室8的气流雾化，从而形成高的气相油气比和雾化良好的油雾及合理的空间分布。燃烧室工作时，所有部件温度升高，大大改善燃油的蒸发性，从而燃烧室具有良好的燃烧性能，低油气比工作能够实现低NOx排放，避免喷嘴1结焦堵塞。
实施例4：
图6为燃气轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置方案二结构示意图。其由喷嘴1、预混室2、蒸发器3、轴向旋流器12、离心喷嘴5、文氏管6、套筒7、燃烧室8、固定座9、径向旋流器10、连接板11组成。
喷嘴1安装在预混室2的进口中心位置；预混室2是与轴向旋流器12外径相同的直管，它在轴向旋流器12的上游，与轴向旋流器12的外端密封连接；蒸发器3安装在预混室2内部，其上游一定距离为喷嘴，下游一定距离为轴向旋流器12；轴向旋流器12安装在预混室2出口端的内部，并与预混室2紧密连接，离心喷嘴5安装在轴向旋流器12的中心位置；所述的离心喷嘴5是指小燃油流量的喷嘴，它安装在轴向旋流器12的中心位置；文氏管6焊接在轴向旋流器12的出口处，并与预混室2紧密连接，处于燃烧室11的上游；固定座9靠近内径处与预混室2周向焊接，靠外径处与径向旋流器8焊接；径向旋流器10 上游与固定座9焊接，下游与燃烧室11焊接：燃烧室8上游与径向旋流器10 焊接，下游得内侧与套筒10焊接，外侧与径向旋流器10管壁焊接：固定座9 与连接板11内侧焊接；径向旋流器10与燃烧室8外侧焊接。
本发明方案二采用喷嘴1安装在蒸发器3上游，通过相对位置的调节，保证喷嘴1在蒸发器3上游行成均匀油雾场，油雾在蒸发器3诸表面体上(包括预混室内表面)形成油膜，油膜在气流作用下向下游运动，在蒸发器3出口被高速气流雾化，使油气混和均匀；预混室2既要减小进气阻力，又要保证足够的进气通道面积，控制合理的气流速度，在保证良好雾化的同时，又要防止回火，它与旋流器密封连接；蒸发器3为双钝体结构(或采用多个不同直径的直管组装一体件)，根据需要的气流速度，确定钝体堵塞比，大量的油雾在其表面形成油膜并雾化和蒸发；轴向旋流器12安装在预混室2出口处内侧和蒸发器3 的下游，油雾在旋流叶片上再次形成油膜，油膜被叶片两侧高速气流雾化掺混，使轴向旋流器12出口为均匀的油气混和物；离心喷嘴5安装在轴向旋流器12 的中心位置；在燃烧起动和小负荷时，只有离心喷嘴5供油，能保证良好的点火性能和宽宽广的贫油稳定燃烧边界，减小污染物的排放；文氏管6安装在轴向旋流器12出口处，让离心喷嘴5的油雾在其上形成油膜，或只有喷嘴1供油时，叶片雾化的油雾部分在其上形成油膜，油膜被两侧高速气流雾化，同时改变回流区作用；固定座9与预混室2焊接；径向旋流器10与固定座9焊接，保证径向旋流器10出口气流空间，形成文氏管6的外部旋转气流，气流的旋转方向与轴向旋流器12的气流的旋转方向相反，保证文氏管6出口燃油的雾化质量；连接板11与径向旋流器10焊接；套筒10与连接板11内侧焊接，改变流场结构，对其上的油膜有蒸发作用；燃烧室10与连接板11外侧焊接，是油气混和物的燃烧空间。
本发明的方案二组合式燃油雾化蒸发燃烧装置的工作过程如下：首先为燃烧室供气，在起动和小负荷时，只有离心喷嘴5供油，雾化的燃油在文氏管内表面形成油膜，被两侧高速气流雾化，在燃烧室8形成具有一定雾化质量和空间分布得油气混和物，点火成功，改善贫油熄火边界。在大功率和满负荷时，关闭离心喷嘴5，只喷嘴1供油，燃油由喷嘴1喷出雾化，与预混室2内的气流掺混，形成一定的油雾场，油雾在蒸发器3和预混室2表面形成油膜并蒸发，在气流的作用下，油膜运动至蒸发器3出口，被高速气流再次雾化。小油珠惯性小，随气流流出轴向旋流器12，较大油珠在轴向旋流器12叶片的内表面再次形成油膜，在叶片出口被两侧高速气流雾化。少部分油珠会在文氏管6内表面形成油膜被两侧高速气流雾化，全部油雾随气流进入燃烧区。轴向旋流器12就相当于多个液膜式气动雾化喷嘴，燃油雾化颗粒细，空间分布均匀，同时高温叶片对油膜有蒸发作用。径向旋流器10为文氏管6提供外部旋转气流，改变流场结构，防止火焰筒壁面产生积焦积碳。小部分油珠在套筒10上形成油膜蒸发，并被径向旋流器10的气流雾化。从而形成高的气相油气比和雾化良好的油雾及合理的空间分布。燃烧室工作时，所有部件温度升高，大大改善燃油的蒸发性，从而燃烧室具有良好的燃烧性能，低油气比工作能够实现低NOx排放，避免喷嘴 1结焦堵塞。
从以上叙述可知，本发明通过在旋流器前方供油及设置蒸发器，增加了燃油预混预蒸发功能，通过在蒸发器、预混室、旋流器、文氏管及套筒上，燃油多次形成油膜并雾化蒸发，逐步提高了气相油气比和燃油雾化蒸发掺混效果，使得油气空间分布均匀。离心喷嘴5与喷嘴1的匹配，扩展了稳定燃烧工作范围。本发明通过合理设计，能够满足高性能发动机及干式燃烧室的需要。
本发明的燃汽轮机组合式燃油雾化蒸发燃烧装置。适用范围为燃油流量 10-100g/s，最小喉道气流速度大于50m/s，进口气流温度小于700摄氏度，改善燃油雾化蒸发掺混质量，提高燃烧性能，并可实现低NOx燃烧。本发明可作为高性能燃气轮机或干式燃烧室理想的组合式燃油雾化装置。

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