CN105066173A - 一种带燃料喷射孔的轴向旋流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带燃料喷射孔的轴向旋流器，包括轮毂、燃料通道和旋流器叶片，其特征在于，所述的燃料通道设于轮毂内，燃料通道与轮毂之间形成有环形的空气腔室，所述的燃料通道的侧壁上设置多个燃料通道孔，旋流器叶片的一端固定于燃料通道外壁上，另一端固定于轮毂的内壁上，旋流器叶片的内部形成有燃料供给通道，旋流器叶片的前缘两侧或单侧布设置多个喷射孔，所述的喷射孔通过燃料供给通道与燃料通道孔相连通，其中，所述的喷射孔和燃料通道孔皆为圆形。本发明将叶片旋流器和燃料喷射孔结合起来，合理布置叶片前缘燃料喷射孔的位置和数量，达到提高空气与燃料预混效果，控制燃烧室火焰温度、减少氮氧化物排放的目的。

Description

一种带燃料喷射孔的轴向旋流器

技术领域

本发明涉及燃气轮机或者航空器的燃烧室的旋流器装置。

背景技术

燃烧室是燃气轮机装置的三大核心部件之一，燃烧室的工作情况直接影响着整台机组的性能，因此，不断改善燃烧室的设计，提高其性能参数是十分重要的。燃烧室头部的流场形式、空气与燃料的混合效果，对燃烧室的性能参数起决定作用。通过提高空气与燃料的混合效果，可以实现控制燃烧室最高温度、降低氮氧化物排放的目的。

预混燃烧是在点燃前将空气与燃料预先混合，在点燃后使空气与燃料反应完全、燃烧完全，并通过预混技术有效控制空气过剩系数，来控制燃烧温度，从而可以减少氮氧化物的排放。目前，工业应用的燃汽轮机燃烧器的结构采用空气燃料的预混技术应用还不成熟，即使是应用了预混技术的燃烧器在结构设计上，由于缺乏检测和模拟等手段和措施，对气体的流迹和分布的理解和认识还存在有误区、盲点，以致于预混的效果不能达到预期的目的。本发明提出了一种带燃料喷射孔的旋流器装置，使空气与燃料的预混效果达到最佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种预混效果好的燃烧器旋流装置，以达到控制燃烧室火焰温度、减少氮氧化物排放的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带燃料喷射孔的轴向旋流器，包括轮毂、燃料通道和旋流器叶片，其特征在于，所述的燃料通道设于轮毂内，燃料通道与轮毂之间形成有环形的空气腔室，所述的燃料通道的侧壁上设置多个燃料通道孔，旋流器叶片的一端固定于燃料通道外壁上，另一端固定于轮毂的内壁上，旋流器叶片的内部形成有燃料供给通道，旋流器叶片的前缘两侧或单侧布设置多个喷射孔，所述的喷射孔通过燃料供给通道与燃料通道孔相连通，其中，所述的喷射孔和燃料通道孔皆为圆形。

优选地，所述的旋流器叶片为直叶片、弯叶片或者扭叶片。

优选地，所述的燃料通道孔的孔径为5mm～30mm。

优选地，所述的喷射孔的孔径为0.2mm～3mm。

优选地，所述的旋流器叶片的安装角为30°～60°。

优选地，所述的旋流器叶片的高度为在60mm～120mm。

优选地，每个旋流器叶片上设有3-5个喷射孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将叶片旋流器和燃料喷射孔结合起来，合理布置叶片前缘燃料喷射孔的位置和数量，达到提高空气与燃料预混效果，控制燃烧室火焰温度、减少氮氧化物排放的目的。

2、本发明在环形进气通道中布置有旋流器，空气经过旋流叶片后产生强烈的旋转流动。环形通道内孔为燃料通道，燃料流至旋流器位置时通过燃料通道孔流入叶片内部，再通过布置在旋流叶前缘的喷射孔流出并与空气均匀混合。该布置方式结构简单，空气与燃料混合均匀，达到了预混燃烧的目的。

3、本发明达到了很好的预混效果，可用于重型燃机、航空发动机的燃烧室头部装置。

附图说明

附图1为燃烧室火焰筒透视图；

附图2为带燃料喷射孔的轴向旋流器透视图；

附图标号说明：

1轮毂；2空气腔室；3旋流器叶片；4燃料通道；5喷射孔；6燃料通道孔，11火焰筒头部、12火焰筒、13过渡段。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

如图2所示，本发明的带燃料喷射孔的轴向旋流器，包括轮毂1、燃料通道4和旋流器叶片3，所述的燃料通道4设于轮毂1内，燃料通道4与轮毂1之间形成有环形的空气腔室2，所述的燃料通道4的侧壁上设置多个燃料通道孔6，旋流器叶片3的一端固定于燃料通道4外壁上，另一端固定于轮毂1的内壁上，旋流器叶片3的内部形成有燃料供给通道，旋流器叶片3的前缘的单侧布设置多个喷射孔5，所述的喷射孔5通过燃料供给通道与燃料通道孔6相连通，其中，所述的喷射孔5和燃料通道孔6皆为圆形。

所述的旋流器叶片3为弯叶片。所述的燃料通道孔6的孔径为20mm。所述的喷射孔5的孔径为2m。，所述的旋流器叶片3的安装角为45°。所述的旋流器叶片3的高度为在90mm。每个旋流器叶片3上设有4个喷射孔5。燃料通道孔6和喷射孔5的孔径可依据燃料流量调节。

使用时，压气机排气通过轮毂1与燃料通道4之间的空气腔室2进入旋流器叶片3之间的叶栅通道，空气通过旋流器叶片3时形成强烈的旋转流动，为空气与燃料的均匀混合创造有利条件。燃料由燃料通道4进入旋流器，由燃料通道孔6流入旋流器叶片3中，并从旋流器叶片3前缘的喷射孔5喷射而出，与空气混合，形成均匀的混合燃料气。

如图1所示，燃烧室火焰筒由火焰筒头部11、火焰筒12、过渡段13组成，火焰筒头部11是决定燃烧室性能的重要结构，燃烧空气与燃料由火焰筒头部11进入火焰筒12燃烧，在进入燃料室前在火焰筒头部11混合，形成均匀的混合燃料气再喷入燃烧室燃烧。本发明中的旋流器位于火焰筒头部，用于形成均匀的混合燃料气。

Claims (7)

1.一种带燃料喷射孔的轴向旋流器，包括轮毂(1)、燃料通道(4)和旋流器叶片(3)，其特征在于，所述的燃料通道(4)设于轮毂(1)内，燃料通道(4)与轮毂(1)之间形成有环形的空气腔室(2)，所述的燃料通道(4)的侧壁上设置多个燃料通道孔(6)，旋流器叶片(3)的一端固定于燃料通道(4)外壁上，另一端固定于轮毂(1)的内壁上，旋流器叶片(3)的内部形成有燃料供给通道，旋流器叶片(3)的前缘两侧或单侧布设置多个喷射孔(5)，所述的喷射孔(5)通过燃料供给通道与燃料通道孔(6)相连通，其中，所述的喷射孔(5)和燃料通道孔(6)皆为圆形。

2.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，所述的旋流器叶片(3)为直叶片、弯叶片或者扭叶片。

3.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，所述的燃料通道孔(6)的孔径为5mm～30mm。

4.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，所述的喷射孔(5)的孔径为0.2mm～3mm。

5.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，所述的旋流器叶片(3)的安装角为30°～60°。

6.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，所述的旋流器叶片(3)的高度为在60mm～120mm。

7.如权利要求1所述的带燃料喷射孔的轴向旋流器，其特征在于，每个旋流器叶片(3)上设有3-5个喷射孔(5)。