CN105737204B - 一种旋风火焰筒及其涡轮发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋风火焰筒，包括火焰筒本体，所述火焰筒本体上连接有进油管，所述火焰筒本体具有头部、尾部；所述火焰筒本体内设置有油气混合室，所述进油管与所述油气混合室相通；所述尾部设置有出火部；所述头部与油气混合室之间设置有两条以上的进风道；所述出火部与所述油气混合室之间设置有两条以上的油气道。将进出空气风道设置在油气混合室的两边，具有明确的方向性，有利于进气及油气混合。另外本发明还公开了具有该旋风火焰筒的燃烧室及其涡轮发电机。

Description

一种旋风火焰筒及其涡轮发电机
技术领域
本发明涉及能源技术领域，具体是一种旋风火焰筒及其涡轮发电机。
背景技术
燃烧室火焰筒是小型涡轮发动机的关键部件之一，主要功能是使压气机出来的压缩空气在燃烧室中和燃料混合，形成可燃混合气进行燃烧，使化学能转变成热能，提高气体的温度使气体急速膨胀，以便推动涡轮做功。燃油在燃烧时需要消耗大量的氧气，环形燃烧室的功率较大，单位时间内燃烧的油料较多，如何使油气充分混合提高燃油效率是节油的关键所在，因此火焰筒的结构对供氧量有非常大的影响。
发明内容
本发明旨在于至少解决上述问题之一，提出一种旋风火焰筒，包括火焰筒本体，所述火焰筒本体上连接有进油管，所述火焰筒本体具有头部、尾部；所述火焰筒本体内设置有油气混合室，所述进油管与所述油气混合室相通；所述尾部设置有出火部；所述头部与油气混合室之间设置有两条以上的进风道；所述出火部与所述油气混合室之间设置有两条以上的油气道。将进出空气风道设置在油气混合室的两边，具有明确的方向性，有利于进气及油气混合。
进一步地，所述火焰筒本体为圆筒形，所述出火部为内部凹陷的圆形出火筒，所述出火筒具有底部，在所述底部设置有连通所述油气混合室的直线喷射油气道，所述直线喷射油气道的出口处喷出的火焰中心方向与所述所述出火筒的轴线平行；在所述直线喷射油气道的周围还设置有斜喷油气道，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。设置直线喷射油气道与斜喷油气道有利于油气进行二次混合，并且将斜喷油气道围绕在直线喷射油气道的周围，斜喷油气道喷出的油气与直线喷射的油气道进行二次紊流混合，使得油气混合更加充分。
进一步地，所述出火筒还具有内壁，所述内壁上设置有与所述油气混合室相通的筒壁油气道，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。
进一步地，所述直线喷射油气道、所述斜喷油气道、所述筒壁油气道均有若干条，各所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向一致。
进一步地，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。
进一步地，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。
进一步地，所述油气混合室为椭球形。
另外，我们提出一种燃烧室，包括前面所述的旋风火焰筒，燃烧室，所述燃烧室内设置有支撑板，所述旋风火焰筒安装在所述支撑板上，燃烧室内还设置有进气腔，所述进气腔与所述支撑板之间还设置有分风板，所述支撑板上设置有过风孔，所述分风板上设置有分风孔。
进一步地，所述旋风火焰筒对应的分风板处的分风孔数量比非旋风火焰筒对应处的分风孔密集。
另外，我们还提出一种涡轮发电机，包括前面所述的燃烧室，还包括涡轮轴、转子、定子、机壳，所述燃烧室包括排气口，所述涡轮轴设置在所述燃烧室排气口，所述转子设置在所述涡轮轴上，所述定子设置在所述机壳上，所述机壳上还设置有冷却水道、冷却水进水管、冷却水出水管，所述进水管设置在靠近燃烧室一侧，所述出水管设置在远离燃烧室的一侧。
附图说明
图1是本发明的旋风火焰筒结构示意图；
图2是本发明燃烧室中分风板结构示意图；
图3是本发明涡轮发电机结构示意图；
其中，1、环形燃烧室；2、进气腔；3、分风板；31、分风孔；4、支撑板；41、过风孔；5、火焰筒；51、头部；52、尾部；53、出火口；54、进风道；55、筒壁油气道；56、筒底斜喷油气道；57、筒底直线喷射油气道；58、油气混合室；59、进油管；6、涡轮轴；7、转子；8、定子；9、机壳；91、冷却水道；92、冷却水进水管；93、冷却水出水管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图3所示，本发明的一种涡轮发电机，包括燃烧室，还包括涡轮轴6、转子7、定子8、机壳9，所述燃烧室包括排气口，所述涡轮轴设置在所述燃烧室排气口，所述转子设置在所述涡轮轴上，所述定子设置在所述机壳上，所述机壳上还设置有冷却水道91、冷却水进水管92、冷却水出水管93，所述进水管设置在靠近燃烧室一侧，所述出水管设置在远离燃烧室的一侧。
其中，如图2所示，燃烧室包括一旋风火焰筒，燃烧室1，所述燃烧室内设置有支撑板4，所述旋风火焰筒安装在所述支撑板上，燃烧室内还设置有进气腔2，所述进气腔与所述支撑板之间还设置有分风板3，所述支撑板上设置有过风孔41，所述分风板上设置有分风孔31，所述旋风火焰筒对应的分风板处的分风孔数量比非旋风火焰筒对应处的分风孔密集。
其中，如图1所示，旋风火焰筒包括火焰筒本体，所述火焰筒本体上连接有进油管59，所述火焰筒本体具有头部51、尾部52；所述火焰筒本体内设置有油气混合室58，所述油气混合室为椭球形。
所述进油管与所述油气混合室相通；所述尾部设置有出火部53；所述头部与油气混合室之间设置有两条以上的进风道54；所述出火部与所述油气混合室之间设置有两条以上的油气道。所述火焰筒本体为圆筒形，所述出火部为内部凹陷的圆形出火筒，所述出火筒具有底部，在所述底部设置有连通所述油气混合室的直线喷射油气道57，所述直线喷射油气道的出口处喷出的火焰中心方向与所述所述出火筒的轴线平行；在所述直线喷射油气道的周围还设置有斜喷油气道56，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。所述出火筒还具有内壁，所述内壁上设置有与所述油气混合室相通的筒壁油气道55，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。
所述直线喷射油气道、所述斜喷油气道、所述筒壁油气道均有若干条，各所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向一致。所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种旋风火焰筒，其特征在于，包括火焰筒本体，所述火焰筒本体上连接有进油管(59)，所述火焰筒本体具有头部(51)、尾部(52)；所述火焰筒本体内设置有油气混合室(58)，所述进油管与所述油气混合室相通；所述尾部设置有出火部(53)；所述头部与油气混合室之间设置有两条以上的进风道(54)；所述出火部与所述油气混合室之间设置有两条以上的油气道，所述火焰筒本体为圆筒形，所述出火部为内部凹陷的圆形出火筒，所述出火筒具有底部，在所述底部设置有连通所述油气混合室的直线喷射油气道(57)，所述直线喷射油气道的出口处喷出的火焰中心方向与所述所述出火筒的轴线平行；在所述直线喷射油气道的周围还设置有斜喷油气道(56)，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。
2.根据权利要求1所述的旋风火焰筒，其特征在于，所述出火筒还具有内壁，所述内壁上设置有与所述油气混合室相通的筒壁油气道(55)，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰朝向所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰且不朝向出火筒轴线。
3.根据权利要求2所述的旋风火焰筒，其特征在于，所述直线喷射油气道、所述斜喷油气道、所述筒壁油气道均有若干条，各所述直线喷射油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向一致，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向一致。
4.根据权利要求1至3任一所述的旋风火焰筒，其特征在于，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述斜喷油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。
5.根据权利要求2或3所述的旋风火焰筒，其特征在于，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向成30-60°的锐角，所述筒壁油气道出口处喷出的火焰中心方向与所述出火筒的轴线出火方向的垂直平面成30-60°的锐角。
6.根据权利要求1至3任一所述的旋风火焰筒，其特征在于，所述油气混合室为椭球形。
7.一种燃烧室，其特征在于，包括权利要求1至6任一所述的旋风火焰筒，燃烧室(1)，所述燃烧室内设置有支撑板(4)，所述旋风火焰筒安装在所述支撑板上，燃烧室内还设置有进气腔(2)，所述进气腔与所述支撑板之间还设置有分风板(3)，所述支撑板上设置有过风孔(41)，所述分风板上设置有分风孔(31)。
8.根据权利要求7所述的燃烧室，其特征在于，所述旋风火焰筒对应的分风板处的分风孔数量比非旋风火焰筒对应处的分风孔密集。
9.一种涡轮发电机，其特征在于，包括权利要求7或8中任一所述的燃烧室，还包括涡轮轴(6)、转子(7)、定子(8)、机壳(9)，所述燃烧室包括排气口，所述涡轮轴设置在所述燃烧室排气口，所述转子设置在所述涡轮轴上，所述定子设置在所述机壳上，所述机壳上还设置有冷却水道(91)、冷却水进水管(92)、冷却水出水管(93)，所述进水管设置在靠近燃烧室一侧，所述出水管设置在远离燃烧室的一侧。
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