燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種使用氣體燃料預(yù)混燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，在近年來(lái)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中越來(lái)越多地使用預(yù)混燃燒的方式來(lái)降低氮氧化物(NOx)的排放。
[0003]如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的采用預(yù)混燃燒方式的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。值班噴嘴I布置在中心，多個(gè)主噴嘴2均勻地布置在值班噴嘴I周圍，主噴嘴2均采用預(yù)混燃燒模式以減少污染物排放，值班噴嘴I采用擴(kuò)散燃燒模式或者預(yù)混燃燒模式，在擴(kuò)張段11內(nèi)形成穩(wěn)定的火焰，作為主噴嘴2生成預(yù)混火焰的火種使用，由此維持預(yù)混燃燒，預(yù)混火焰的溫度一般在1800K以上，擴(kuò)張火焰一般在2200K以上，由于火焰存在擴(kuò)張段11內(nèi)，需要對(duì)噴嘴的擴(kuò)張段進(jìn)行熱防護(hù)，為了保證值班噴嘴I的壽命，除了在擴(kuò)張段11內(nèi)壁面噴涂隔熱涂層外，往往還需要使用冷氣進(jìn)行冷卻。
[0004]為了減少氮氧化物的排放，先進(jìn)的預(yù)混燃燒室用燃料預(yù)先混合了最大數(shù)量的空氣，所以只有很少的空氣可以用來(lái)冷卻。如何提高冷氣的利用效率是先進(jìn)預(yù)混燃燒燃燒室要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。在圖1顯示的一種典型的采用預(yù)混燃燒方式的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻方案有三個(gè)顯著的問(wèn)題:其一，冷氣通過(guò)對(duì)流冷卻的方式來(lái)冷卻擴(kuò)張段11，冷卻效率比較低；其二，空氣在繞過(guò)罩帽3進(jìn)入到頭部結(jié)構(gòu)中，以及在罩帽3內(nèi)部無(wú)規(guī)則流動(dòng)的過(guò)程中都有較大的壓力損失，進(jìn)一步降低冷卻效率；其三，該冷卻結(jié)構(gòu)不能有效地控制冷卻氣的進(jìn)出口面積而不能有效地控制冷卻氣的流量，從而導(dǎo)致冷卻氣的浪費(fèi)?？偠灾?，現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻方案還存在較大的改進(jìn)空間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室頭部冷卻氣更加有效的控制，從而提高燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室頭部的冷卻效率。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括罩帽以及設(shè)在所述罩帽內(nèi)的值班噴嘴和主噴嘴；所述罩帽包括外殼以及設(shè)在所述外殼前部的擋板，所述外殼上設(shè)有多個(gè)空氣進(jìn)口，所述擋板分別與所述外殼、值班噴嘴和主噴嘴連接，所述值班噴嘴與所述罩帽同軸，所述值班噴嘴包括值班噴嘴直段和擴(kuò)張段，所述主噴嘴為多個(gè)且均勻排列在所述值班噴嘴外圍，所述主噴嘴包括主噴嘴直段和過(guò)渡段；所述擋板的下游設(shè)有限流板，所述限流板分別與所述外殼、值班噴嘴和主噴嘴連接，所述擴(kuò)張段的外側(cè)設(shè)有多個(gè)均勻排列的導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板的前端與所述限流板連接。
[0009]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流板的前端設(shè)有導(dǎo)流孔。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流孔與軸向方向的夾角為10°?50°，所述導(dǎo)流孔的方向與所述值班噴嘴的旋流方向相同。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述擴(kuò)張段上設(shè)有多個(gè)均勻排列的發(fā)散冷卻孔。
[0012]優(yōu)選地，所述發(fā)散冷卻孔的直徑為0.8mm?1.5mm。
[0013]優(yōu)選地，所述限流板上設(shè)有多個(gè)的限流孔。
[0014]優(yōu)選地，所述限流孔的直徑為Imm?5mm。
[0015]優(yōu)選地，所述限流板到所述值班噴嘴的出口的距離大于所述擴(kuò)張段軸向長(zhǎng)度的50%。
[0016]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流板的后端與所述值班噴嘴或主噴嘴的出口的軸向距離為O?20mmo
[0017]優(yōu)選地，所述空氣進(jìn)口的總面積大于所述限流孔與所述導(dǎo)流孔的總面積之和，所述限流孔的總面積占所述空氣進(jìn)口的總面積的10%?40%。
[0018](三)有益效果
[0019]本實(shí)用新型的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)通過(guò)引入限流板、導(dǎo)流板、帶有旋流角度的導(dǎo)流孔以及發(fā)散冷卻孔等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室頭部冷卻氣更加有效的控制，提高了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室頭部的冷卻效率。其具有以下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)罩帽外殼上的空氣進(jìn)口引入空氣相比于傳統(tǒng)的前端進(jìn)氣方式可以減小壓力損失；通過(guò)帶有旋流角度的導(dǎo)流孔可以促使冷卻氣形成螺旋形運(yùn)動(dòng)，從而延長(zhǎng)冷卻氣在擴(kuò)張段表面的停留時(shí)間，加強(qiáng)冷卻；另一方面，擴(kuò)張段表面的發(fā)散冷卻孔也可以進(jìn)一步地提高冷卻效率；限流板的引入也加強(qiáng)了對(duì)罩帽中空氣流動(dòng)的控制，降低冷氣的壓力損失；通過(guò)控制導(dǎo)流孔，限流孔以及發(fā)散冷卻孔的面積可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻氣流量的精確控制，避免冷卻氣的浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用預(yù)混燃燒方式的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的截面示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的截面示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
[0024]圖中，1:值班噴嘴；2:主噴嘴；3:罩帽；10:值班噴嘴直段；11:擴(kuò)張段；13:發(fā)散冷卻孔；21:主噴嘴直段；22:過(guò)渡段；31:外殼；32:擋板；33:導(dǎo)流板；34:限流板；35:空氣進(jìn)口 ；36:導(dǎo)流孔；37:限流孔；38:清吹空氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0026]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0027]如圖2-4所示，本實(shí)施例的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)包括:罩帽3以及設(shè)在罩帽內(nèi)的值班噴嘴I和主噴嘴2。
[0028]罩帽3包括:外殼31以及設(shè)在外殼31前部的擋板32，外殼31上設(shè)有多個(gè)空氣進(jìn)口 35，擋板32分別與外殼31、值班噴嘴I和主噴嘴2的外壁密封連接；值班噴嘴I與罩帽3同軸，即設(shè)在罩帽3的中心位置，值班噴嘴I包括:值班噴嘴直段10和擴(kuò)張段11 ;主噴嘴2為多個(gè)且沿周向均勻排列在值班噴嘴I外圍，主噴嘴2包括:主噴嘴直