專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的特征的具有燃燒器頭部的燃燒器。
背景技術(shù)：
這樣的燃燒器優(yōu)選地適用于點(diǎn)燃燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室。從EP 1389714A1已知的燃 燒器包括旋流發(fā)生器和下游混合管。燃燒器頭部具有用于維持主火焰的引燃器系統(tǒng)。引燃 器系統(tǒng)包括用于混合引燃燃料和輔助空氣的混合腔室。已知的燃燒器的混合腔室是純環(huán)形 的。在這種設(shè)計(jì)的混合腔室中存在引燃火焰在腔室內(nèi)部燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)上述類型的燃燒器頭部，使得將回火的風(fēng)險(xiǎn)即火焰的逆流蔓 延降到最低。在根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的燃燒器中，該目的通過(guò)這一權(quán)利要求的特征 部分的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。位于本發(fā)明燃燒器頭部的混合腔室內(nèi)部的旋流翼在進(jìn)入的輔助空氣流中引起旋 流。受旋流干擾的空氣流強(qiáng)迫燃料停留在出口噴嘴內(nèi)部并且不會(huì)“泄漏”入混合腔室。US-B1-6179608B1展示了一種旋流回火停止裝置，該裝置在分離的通道的出口設(shè) 有定向噴嘴，為了避免火焰的回火，使用了具有多個(gè)定向噴嘴的手段。由于溝流不能進(jìn)一步 混合，這種布置適合設(shè)置在燃燒室主流完全的混合過(guò)程之后。根據(jù)本發(fā)明，引燃混合物流在 形成旋渦后繼續(xù)前進(jìn)通過(guò)出口噴嘴，并形成與噴嘴同軸的旋流以有效地改善混合并避免回 火。EP 1389713A1描述了一種引燃器，其沒(méi)有有效避免回火。


本發(fā)明將通過(guò)參考如下附圖中舉例說(shuō)明的發(fā)明的實(shí)施例來(lái)進(jìn)行闡述。附圖1展示了燃燒器頭部的透視圖；附圖2展示了根據(jù)附圖1的穿過(guò)燃燒器頭部的橫截面；附圖3展示了根據(jù)附圖1的沿空氣通道平面獲得的燃燒器頭部的30°扇形的透視 圖；附圖4展示了根據(jù)附圖1的沿燃料通道平面獲得的燃燒器頭部的15°扇形的透視 圖；附圖5展示了根據(jù)附圖4的15°扇形的燃燒器頂端；和附圖6展示了根據(jù)附圖3的30°扇形的燃燒器頂端。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有的燃燒器包括圓柱狀的燃燒器頭部和逆流旋流發(fā)生器。許多這樣的燃燒器 用于燃燒燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室內(nèi)的燃料/空氣混合物。在附圖中僅僅展示了燃燒器頭部，因?yàn)楸景l(fā)明涉及燃燒器頭部的改進(jìn)，而且旋流發(fā)生器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，例如來(lái)自于EP 1389714A1。沒(méi)有示出的旋流發(fā)生器使得通過(guò)槽進(jìn)入旋流發(fā)生器的空氣流產(chǎn)生旋流。燃料被引 入到空氣流中。在離開(kāi)燃燒器頭部的排出端之前，預(yù)混的空氣和燃料的旋流混合物進(jìn)入混
合管以進(jìn)一步混合。根據(jù)本發(fā)明的燃燒器頭部包括三部分，即燃燒器頂端1、間距環(huán)2和混合管3。這 三部分跨接線A和線B (附圖3、4)接合在一起。沿著線A和線B所述部分可以被部分焊接 或銅焊在一起。其中一種焊接方法在附圖2中示出為焊縫4。當(dāng)裝配時(shí)，燃燒器頂端1的后 端面鄰接間距環(huán)2的前端面，并且間距環(huán)2的后端面鄰接混合管3的前端面。燃燒器頂端1具有圓形的內(nèi)部表面5和圓錐形的前表面6。燃燒器在貧燃料的狀態(tài)下運(yùn)行。如果負(fù)載減少，當(dāng)燃料的供應(yīng)減少時(shí)，燃燒器會(huì)有 變得不穩(wěn)定的趨勢(shì)。為了在低負(fù)載時(shí)也保持穩(wěn)定狀態(tài)，燃燒器設(shè)有引燃器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)將 在下文中詳細(xì)描述。引燃器系統(tǒng)包括設(shè)置在燃燒器頂端1的圓錐形的前表面6上的多個(gè)出口噴嘴7。 這些出口噴嘴7的軸線實(shí)質(zhì)上與圓錐形的前表面6的平面垂直。出口噴嘴7具有筒8的形狀并且可以優(yōu)選地設(shè)置有在出口側(cè)具有削邊的錐體9。 出口噴嘴7的橫截面優(yōu)選地為圓形或任意形狀；例如，錐形的，橢圓形的或任意其他合適的 形狀。由于在出口側(cè)的錐體9的削邊，因此出口噴嘴7避免了可能導(dǎo)致高應(yīng)力集中和可能 隨時(shí)間而破裂的尖銳邊緣。出口噴嘴7與燃燒器頂端1內(nèi)部設(shè)置的環(huán)形混合腔室10連通。傳導(dǎo)氣態(tài)引燃燃料的氣體通道11在燃燒器頭部的間距環(huán)2內(nèi)部沿縱向布置。氣 體通道11形成到混合腔室10中。氣體通道11將混合腔室10連接到環(huán)形的氣體歧管12， 氣體歧管12在燃燒器頭部?jī)?nèi)部布置在間距環(huán)2和混合管3之間的連接部分處。沒(méi)有示出 的管道供應(yīng)的引燃?xì)怏w通過(guò)布置在燃燒器頭部的間距環(huán)2中的開(kāi)口 13進(jìn)入到氣體歧管12 中。用于燃燒引燃?xì)怏w的輔助空氣被引導(dǎo)進(jìn)入并通過(guò)空氣通道14，空氣通道14在燃 燒器頭部的間距環(huán)2的周圍具有空氣入口 15。空氣通道14被設(shè)計(jì)成穿過(guò)燃燒器頭部的間 距環(huán)2的縱向側(cè)壁的鉆孔。每個(gè)空氣通道14以多個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)沖擊孔16結(jié)束。沖擊孔16在引燃?xì)怏w的入口 附近形成到混合腔室10內(nèi)。從所述沖擊孔16出來(lái)的空氣沿著混合腔室10的側(cè)面被轉(zhuǎn)向 90度。多個(gè)沖擊孔16的所述布置改進(jìn)了燃燒器頂端1的冷卻。如果需要，，可以使用替代的引燃燃料，例如，油。引燃油通過(guò)油管17被供應(yīng)，油管 17與在燃燒器頭部?jī)?nèi)部的獨(dú)立的油通道連通。油通道的排出端與出口噴嘴7中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn) 地形成到混合腔室10內(nèi)。本發(fā)明最重要的部分是旋流翼18。多個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)旋流翼18布置在混合腔室10 的內(nèi)部。它們完全地或幾乎完全地在縱向方向上覆蓋混合腔室10的高度并且完全地與燃 燒器頂端1形成整體。兩個(gè)旋流翼18分別地成對(duì)布置。每對(duì)旋流翼18中的一個(gè)旋流翼18 在徑向上布置在混合腔室10的外部并且一個(gè)旋流翼布置在混合腔室10的內(nèi)部。旋流翼18或每對(duì)旋流翼18布置在出口噴嘴7中的一個(gè)出口噴嘴的附近。因此，從混合腔室10流至出口噴嘴7的輔助空氣圍繞著引燃?xì)怏w流被強(qiáng)制產(chǎn)生旋流，引燃?xì)怏w流 來(lái)自氣體通道11并產(chǎn)生已很好限定的混合的引燃?xì)怏w和輔助空氣的旋流。旋流翼18和出 口噴嘴7的筒8被設(shè)計(jì)成通過(guò)控制出口噴嘴7的軸向和切向上的燃料分布和速度分量而使 得回火風(fēng)險(xiǎn)最小化，回火也就是火焰的逆流蔓延。由旋流翼18產(chǎn)生的進(jìn)入的輔助空氣流也 將強(qiáng)制引燃?xì)怏w停留在出口噴嘴7的內(nèi)部并且不會(huì)“泄漏”到在靠近兩個(gè)沖擊孔16的兩對(duì) 旋流翼18之間的混合腔室10內(nèi)。 旋流翼18也被設(shè)計(jì)成用作有效的冷卻翅片，因?yàn)樗鼈儽痪哂懈咚俣鹊睦鋮s空氣 環(huán)繞，這實(shí)質(zhì)上改進(jìn)了熱的燃燒器頂端1的冷卻。旋流翼18的第二作用是均衡混合腔室10 內(nèi)的速度分布，從而產(chǎn)生整個(gè)燃燒器頂端1的更均勻的冷卻。旋流翼18可以使用標(biāo)準(zhǔn)的磨 銑工具以成本有效的方式來(lái)制造。
權(quán)利要求
1.一種具有燃燒器頭部的燃燒器，包括用于預(yù)混合燃燒空氣和燃料的混合管(3)，其 中混合管(3)在其下游部分設(shè)有引燃器系統(tǒng)，其中引燃器系統(tǒng)包括具有輔助空氣和引燃燃 料的入口且具有出口噴嘴(7)的環(huán)形混合腔室(10)，其特征在于，混合腔室(10)設(shè)有布置 在每個(gè)出口噴嘴(7)附近的至少兩個(gè)旋流翼(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，旋流翼(18)相對(duì)于所述出口噴嘴(7)的 軸向至少幾乎完全地覆蓋混合腔室(10)的高度。
3.如權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述旋流翼(18)被布置成成對(duì)的旋流翼 (18)。
4.如權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，在燃燒器的徑向上看，所述成對(duì)旋流翼 (18)中的一個(gè)旋流翼(18)被布置在混合腔室(10)的外部，并且另一個(gè)旋流翼(18)被布置 在混合腔室(10)的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，旋流翼(18)完全與燃燒器頂端(1)形成 整體。
6.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器頭部包括被裝配形成所述燃 燒頭部的燃燒器頂端(1)、間距環(huán)⑵和所述混合管(3)。
7.如權(quán)利要求6所述的燃燒器，其特征在于，在間距環(huán)(2)的外周提供連接空氣通道 (14)的空氣入口(15)。
8.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)沖擊孔(16)被布置在每個(gè)空 氣通道(14)的排出端，并且沖擊孔(16)形成到混合腔室(10)中。
9.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，從燃燒器的徑向上看，至少一個(gè)沖擊孔 (16)在混合腔室(10)的外部伸展，并且至少一個(gè)沖擊孔(16)在混合腔室(10)的內(nèi)部伸 展。
10.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征子在于，出口噴嘴(7)具有筒⑶的形狀，所述 筒具有圓形或者任意的橫截面，例如錐形或橢圓形。
11.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，出口噴嘴⑵設(shè)有在出口側(cè)具有削邊的 錐體(9)。
12.—種具有至少一個(gè)如權(quán)利要求1所述的燃燒器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種具有燃燒器頭部的燃燒器，包括用于預(yù)混燃燒空氣和燃料的混合管(3)?；旌瞎?3)在其下游部分具有引燃器系統(tǒng)。引燃器系統(tǒng)包括具有輔助空氣和引燃燃料的入口且具有出口噴嘴(7)的環(huán)形混合腔室(10)。混合腔室(10)具有至少兩個(gè)布置在每個(gè)出口噴嘴(7)附近的旋流翼(18)。
文檔編號(hào)F23R3/34GK102007341SQ200980113502
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者H·安德森, H·布羅丁, M·珀森, P·奧斯特倫, X·高, Z·武吉西克 申請(qǐng)人:西門子公司