一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴嘴，特別涉及一種帶有引流結(jié)構(gòu)的燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴，屬于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]一種特定的干式低放的燃燒系統(tǒng)包括多個(gè)燃燒室以環(huán)形陣列圍繞渦輪轉(zhuǎn)子軸線(xiàn)設(shè)置，每個(gè)燃燒室將空氣與燃料在燃燒之前進(jìn)行混合，然后點(diǎn)燃混合物，從而產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。用于各種燃燒室的燃料噴射系統(tǒng)由多個(gè)燃料噴嘴組成，該燃料噴嘴安裝在該燃燒室上游端的端蓋上。如果燃料與空氣在燃燒之前沒(méi)有混合均勻，就會(huì)在燃燒室中形成局部熱點(diǎn)。局部熱點(diǎn)可能會(huì)增加排放量，并會(huì)增大燃燒室內(nèi)的火焰回火到噴嘴中或附著在噴嘴的幾率，從而損壞噴嘴。
[0003]眾所周知，燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的熱效率通常隨燃?xì)鉁囟鹊纳叨岣摺，F(xiàn)在已有多種技術(shù)可用來(lái)提高運(yùn)行溫度，并最小化NOx的排放量，以及回火和火焰附著的幾率。通過(guò)不斷的改進(jìn)噴嘴的設(shè)計(jì)可使燃料和空氣在燃燒之前混合更均勻，從而減少或防止回火或火焰附著。通過(guò)增加噴嘴的數(shù)量可一定程度上增加混合的均勻度，但由于噴嘴設(shè)置在外圍，空氣從噴嘴外流向中心處會(huì)存在一個(gè)半徑方向的速度分量，該速度分量會(huì)影響空氣在空氣旋流器內(nèi)的流動(dòng)，導(dǎo)致空氣與燃料混合不均勻?；旌喜痪鶆驎?huì)增大NOx排放，影響火焰穩(wěn)定性并導(dǎo)致回火/火焰附著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的目的之一是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)整進(jìn)入外圍噴嘴的空氣量，有助于外圍噴嘴和中心噴嘴的空氣分配，改善空氣與燃料的混合效果，從而增強(qiáng)燃燒穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明的另一目的是使進(jìn)入外圍噴嘴的空氣產(chǎn)生小的擾動(dòng)，讓燃料在小渦尺度混合，有效提高燃料與空氣混合的均勻度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，所述噴嘴包括懸掛法蘭、外管、內(nèi)管和空氣旋流器；內(nèi)管和外管之間形成燃料氣通道，內(nèi)管內(nèi)部為空氣通道；所述的空氣旋流器設(shè)置在外管的外部，并與燃料氣通道相連；其特征在于:所述引流結(jié)構(gòu)設(shè)置在懸掛法蘭和空氣旋流器之間，該引流結(jié)構(gòu)包括第一空氣引流板、第二空氣引流板和引流板安裝板；第一空氣引流板和第二空氣引流板的迎風(fēng)面呈弧形狀；第一空氣引流板和第二空氣引流板的一側(cè)分別嵌套在外管上，且相對(duì)于外管的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置；第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端通過(guò)引流板安裝板安裝在空氣旋流器上，第一空氣引流板和第二空氣引流板的另一端懸空放置；所述第一空氣引流板和第二空氣引流板的迎風(fēng)面上分別設(shè)置有鰭狀導(dǎo)流片，并在每個(gè)空氣引流板的迎風(fēng)面和鰭狀導(dǎo)流片上均設(shè)置有擾流結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述噴嘴還包括支架，所述第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端通過(guò)支架固定在引流板安裝板上，引流板安裝板固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線(xiàn)的一側(cè)。
[0009]本發(fā)明的另一技術(shù)特征是:所述的第一空氣引流板和第二空氣引流板的背風(fēng)面布置有加強(qiáng)筋。
[0010]本發(fā)明所述的第一空氣引流板和第二空氣引流板的背風(fēng)面均設(shè)置有加強(qiáng)筋；所述的擾流結(jié)構(gòu)為凹坑、突起或柱肋結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明所述的第一空氣引流板和第二空氣引流板的懸空放置的一端通過(guò)定位銷(xiāo)和定位銷(xiāo)孔連接在一起。
[0012]本發(fā)明提供的一種預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):①可有效降低空氣的徑向速度，在空氣進(jìn)入空氣旋流器之前有較均勻的軸向速度分布，改善空氣與燃料的均勻混合；②增加外圍噴嘴的空氣量，有助于外圍噴嘴和中心噴嘴的空氣分配擾流結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的小擾動(dòng)，讓燃料在小渦尺度混合，有效提高燃料與空氣混合的均勻度。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的預(yù)混合燃料噴嘴實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視圖)。
[0014]圖2為圖1所示的實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖2所示的實(shí)施例的三維局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4a和圖4b分別為圖1所不的第一空氣引流板的迎風(fēng)面和背風(fēng)面的三維結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]圖5a和圖5b分別為圖1所示的第二空氣引流板的迎風(fēng)面和背風(fēng)面的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-外管；2_懸掛法蘭；3_第一空氣引流板；4_第二空氣引流板；5-引流板安裝板；6_支架；7_加強(qiáng)筋；8_定位銷(xiāo)；9_定位銷(xiāo)孔；10_空氣旋流器；11_鰭狀導(dǎo)流片；12-擾流結(jié)構(gòu)；14_內(nèi)管；15_波紋管；16_杯套；17_燃料噴射柱；18_燃料噴射孔。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0020]如圖1?圖3所示，本發(fā)明提供的燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴包括外管1、懸掛法蘭2、空氣旋流器10、內(nèi)管14、波紋管15、杯套16、燃料噴射柱17、燃料噴射孔18和引流結(jié)構(gòu)，內(nèi)管14和外管I之間形成燃料氣通道，內(nèi)管14內(nèi)部為空氣通道，空氣旋流器設(shè)置在外管I的外部，并與燃料氣通道相連；所述引流結(jié)構(gòu)設(shè)置在懸掛法蘭2和空氣旋流器10之間，該引流結(jié)構(gòu)包括第一空氣引流板3、第二空氣引流板4和引流板安裝板5 ;第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的迎風(fēng)面呈弧形狀；第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的一側(cè)為半圓弧，分別嵌套在外管I上，且相對(duì)于外管I的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置；第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的一端通過(guò)引流板安裝板5安裝在空氣旋流器上，第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的另一端懸空放置。所述第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的迎風(fēng)面上分別設(shè)置有鰭狀導(dǎo)流片11，并在每個(gè)空氣引流板的迎風(fēng)面和鰭狀導(dǎo)流片11上均設(shè)置有擾流結(jié)構(gòu)12。本實(shí)施例中，所述噴嘴還包括支架6，所述第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的一端通過(guò)支架6固定在引流板安裝板5上，引流板安裝板5固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線(xiàn)的一側(cè)。
[0021]在第一空氣引流板3和第二空氣引流板4的的迎風(fēng)面上設(shè)置有鰭狀導(dǎo)流片11，該鰭狀導(dǎo)流片可對(duì)空氣起到導(dǎo)流作用；在空氣引流板和鰭狀導(dǎo)流片11上均設(shè)置有擾流結(jié)構(gòu)12，本實(shí)施例中的擾流結(jié)構(gòu)12為凹坑結(jié)構(gòu)，但不限于凹坑，也可為柱肋、突起等，以增大空氣的湍流度，有效降低引流板表面上的附面層的厚度，提高氣流的均勻性，并降低流動(dòng)阻力；另外擾流結(jié)構(gòu)12產(chǎn)生的小擾動(dòng)，讓燃料在小渦尺度混合，有效提高燃料與空氣混合的均勻度。
[0022]如圖4a、圖4b、圖5a和圖5b所不，每個(gè)空氣引流板的背風(fēng)面均布置有加強(qiáng)筋7，可顯著增大空氣引流板的剛度，防止工作過(guò)程中發(fā)生共振，增強(qiáng)其可靠性。第一空氣引流板3和第二空氣引流板4在遠(yuǎn)離支架6的一側(cè)分別布置有定位銷(xiāo)8和定位銷(xiāo)孔9，安裝時(shí)將定位銷(xiāo)8插入定位銷(xiāo)孔9中，通過(guò)定位銷(xiāo)約束，防止第一空氣引流板與第二空氣引流板錯(cuò)開(kāi)，并可方便拆裝。兩個(gè)空氣引流板另一端通過(guò)螺栓或其它方式固定在空氣旋流器上。
[0023]本發(fā)明的工作原理如下:空氣經(jīng)過(guò)空氣旋流器10產(chǎn)生旋流，空氣從燃料噴嘴外部向上游方向流動(dòng)，遇到燃燒室端部的端蓋后向中心流動(dòng)，進(jìn)入燃料噴嘴，在空氣引流板的作用下，可以有效降低空氣的徑向速度，使空氣在軸向上有較均勻的速度分布，從而改善空氣與燃料的混合。燃料氣從懸掛法蘭2進(jìn)入燃料氣通道，通過(guò)燃料噴射柱17上的燃料噴射孔18噴出，在杯套16與外管I之間的區(qū)域內(nèi)與旋流空氣發(fā)生混合，在下游產(chǎn)生火焰進(jìn)行燃燒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，所述噴嘴包括懸掛法蘭(2)、外管(1)、內(nèi)管(14)和空氣旋流器(10);內(nèi)管(14)和外管(I)之間形成燃料氣通道，內(nèi)管(14)內(nèi)部為空氣通道；所述的空氣旋流器(10)設(shè)置在外管(I)的外部，并與燃料氣通道相連；其特征在于:所述引流結(jié)構(gòu)設(shè)置在懸掛法蘭(2)和空氣旋流器(10)之間，該引流結(jié)構(gòu)包括第一空氣引流板(3)、第二空氣引流板(4)和引流板安裝板(5);第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的迎風(fēng)面呈弧形狀；第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一側(cè)分別嵌套在外管(I)上，且相對(duì)于外管(I)的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置；第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一端通過(guò)引流板安裝板(5)安裝在空氣旋流器上，第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的另一端懸空放置； 所述第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的迎風(fēng)面上分別設(shè)置有鰭狀導(dǎo)流片(11)，并在每個(gè)空氣引流板的迎風(fēng)面和鰭狀導(dǎo)流片(11)上均設(shè)置有擾流結(jié)構(gòu)(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述噴嘴還包括支架(6)，所述第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的一端通過(guò)支架(6)固定在引流板安裝板(5)上，引流板安裝板(5)固定在空氣旋流器外部靠近燃燒室中心線(xiàn)的一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的背風(fēng)面均設(shè)置有加強(qiáng)筋(7)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的擾流結(jié)構(gòu)(12)為凹坑、突起或柱肋結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的第一空氣引流板(3)和第二空氣引流板(4)的懸空放置的一端通過(guò)定位銷(xiāo)(8)和定位銷(xiāo)孔(9)連接在一起。
【專(zhuān)利摘要】一種燃燒室預(yù)混合燃料噴嘴的引流結(jié)構(gòu)，該噴嘴含有懸掛法蘭、外管、內(nèi)管、空氣旋流器和引流結(jié)構(gòu)；引流結(jié)構(gòu)設(shè)置在懸掛法蘭和空氣旋流器之間，包括第一空氣引流板、第二空氣引流板和引流板安裝板；空氣引流板的迎風(fēng)面呈弧形狀，且在迎風(fēng)面上設(shè)置有鰭狀導(dǎo)流片；空氣引流板和鰭狀導(dǎo)流片上均設(shè)有擾流結(jié)構(gòu)。兩個(gè)空氣引流板分別嵌套在外管上，且相對(duì)于外管的軸線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置。第一空氣引流板和第二空氣引流板的一端安裝在空氣旋流器上，其另一端懸空放置。該結(jié)構(gòu)一方面可有效降低空氣旋流器入口的空氣徑向速度，改善該處空氣軸向速度分布，另一方面是空氣產(chǎn)生小的擾動(dòng)，有助于改善燃料和空氣的混合，從而有效降低NOx排放，防止回火和火焰附著的發(fā)生。
【IPC分類(lèi)】F23R3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104654359
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510080615
【發(fā)明人】劉小龍, 張珊珊, 查筱晨, 張龍
【申請(qǐng)人】北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日