CN106016361B - 一种用于燃气轮机的高效燃料室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃气轮机的高效燃料室，包括点火装置、燃料管、外壳、设置在外壳一侧的进气口和设置在外壳另一侧的出气口，所述外壳内设有火焰筒，该用于燃气轮机的高效燃料室通过燃料管上的若干燃料控制机构增加了燃料与空气接触部分，保证了更多燃料进行燃烧，从而提高燃烧室的效率，不仅如此，在燃料控制单元内通过驱动电机的转动使调节块在驱动轴的轴向发生位移，改变燃料通管内的燃料流通空间，从而调节燃料流出量，保证了燃料与空气充分燃烧，并利用涡轮器不断的点燃由燃油雾滴蒸发形成的新鲜混合气，进一步加快了燃烧进行，提高了装置的实用性。

Description

一种用于燃气轮机的高效燃料室
技术领域
本发明涉及一种用于燃气轮机的高效燃料室。
背景技术
燃气轮机时一种具有高效率的热机，广泛使用在需要大功率输出的场合，采用天然气作燃料的燃气轮机有二氧化碳排放少、污染少的特点，成为环保发电厂的主要动力设备之一。燃气轮机的燃烧室作为其中最主要的能量转换装置，主要负责将燃料的化学能转变为热能，将压气机压入的高压空气加热到高温以便涡轮膨胀做功。
但是在现有的燃烧室反应过程中，通常燃料管的燃料出口仅有一处，燃烧过程中仅仅从单一的燃料出口处输送燃烧需要的燃料，不仅导致燃烧效率低下，气体膨胀较为缓慢，而且燃烧室中还有不少未参与燃烧仍可利用的空气，进一步降低了燃气轮机的功率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种的用于燃气轮机的高效燃料室。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于燃气轮机的高效燃料室，包括点火装置、燃料管、外壳、设置在外壳一侧的进气口和设置在外壳另一侧的出气口，所述外壳内设有火焰筒；
所述火焰筒包括燃料进口和燃料出口，所述燃料出口与出气口连通，所述火焰筒的外周设有若干通气孔，所述点火装置的一端设置在火焰筒内；
所述燃料管包括主燃料喷嘴和若干燃料控制机构，所述主燃料喷嘴设置在燃料进口上，所述燃料控制机构的数量与通气孔的数量相等且一一对应，所述燃料控制机构设置在通气孔上；
所述燃料控制机构包括辅燃料喷嘴、燃料扩散管、燃料通管和设置在燃料通管外侧的流量计，所述辅燃料喷嘴设置在燃料扩散管的一端且位于火焰筒的内部，所述燃料扩散管的另一端与燃料通管连通，所述燃料通管内设有燃料控制单元，所述燃料通管的内部两侧设有凹槽；
所述燃料控制单元包括调节块、竖向设置的驱动电机、驱动轴、两个限位块和两个连杆，所述调节块的形状为圆锥形，所述驱动电机固定在燃料通管内部的一端，所述限位块固定在燃料通管内部另一端的两侧，所述驱动电机通过驱动轴与调节块传动连接，所述驱动轴上设有外螺纹，所述调节块内设有内螺纹，所述驱动轴的外螺纹与调节块的内螺纹相匹配，两个所述连杆设置在调节块的两侧，所述连杆的一端固定在调节块上，所述连杆的另一端设置在凹槽内。
作为优选，为了加强空气流通促进燃料燃烧，所述燃料控制机构还包括涡轮器，所述涡轮器设置在辅燃料喷嘴的外周，所述涡轮器包括若干叶片，所述叶片沿辅燃料喷嘴的中心轴线周向均匀分布在辅燃料喷嘴的外周。
作为优选，利用步进电机转动精度高的特点，为了保证调节块在驱动轴上轴向位移的精度，所述驱动电机为步进电机。
作为优选，为了精确控制调节块与限位块的距离以控制燃料流通空间，所述调节块的顶角为30°。
作为优选，利用石英耐高温的特点，为了保证调节块在高温条件下的正常工作，所述调节块的材料为石英。
本发明的有益效果是，该用于燃气轮机的高效燃料室通过燃料管上的若干燃料控制机构增加了燃料与空气接触部分，保证了更多燃料进行燃烧，从而提高燃烧室的效率，不仅如此，在燃料控制单元内通过驱动电机的转动使调节块在驱动轴的轴向发生位移，改变燃料通管内的燃料流通空间，从而调节燃料流出量，保证了燃料与空气充分燃烧，并利用涡轮器不断的点燃由燃油雾滴蒸发形成的新鲜混合气，进一步加快了燃烧进行，提高了装置的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于燃气轮机的高效燃料室的结构示意图；
图2是本发明的用于燃气轮机的高效燃料室的火焰筒的结构示意图；
图3是本发明的用于燃气轮机的高效燃料室的燃料控制机构的结构示意图；
图4是本发明的用于燃气轮机的高效燃料室的燃料控制单元的结构示意图；
图5是本发明的用于燃气轮机的高效燃料室的涡轮器的结构示意图；
图中：1.外壳，2.进气口，3.出气口，4.点火装置，5.燃料管，6.主燃料喷嘴，7.燃料控制机构，8.通气孔，9.火焰筒，10.燃料出口，11.燃料进口，12.涡轮器，13.燃料扩散管，14.燃料通管，15.燃料控制单元，16.调节块，17.限位块，18.连杆，19.凹槽，20.驱动轴，21.驱动电机，22.流量计，23.叶片，24.辅燃料喷嘴。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种用于燃气轮机的高效燃料室，包括点火装置4、燃料管5、外壳1、设置在外壳1一侧的进气口2和设置在外壳1另一侧的出气口3，所述外壳1内设有火焰筒9；
所述火焰筒9包括燃料进口11和燃料出口10，所述燃料出口10与出气口3连通，所述火焰筒9的外周设有若干通气孔8，所述点火装置4的一端设置在火焰筒9内；
所述燃料管5包括主燃料喷嘴6和若干燃料控制机构7，所述主燃料喷嘴6设置在燃料进口11上，所述燃料控制机构7的数量与通气孔8的数量相等且一一对应，所述燃料控制机构7设置在通气孔8上；
所述燃料控制机构7包括辅燃料喷嘴24、燃料扩散管13、燃料通管14和设置在燃料通管14外侧的流量计22，所述辅燃料喷嘴24设置在燃料扩散管13的一端且位于火焰筒9的内部，所述燃料扩散管13的另一端与燃料通管14连通，所述燃料通管14内设有燃料控制单元15，所述燃料通管14的内部两侧设有凹槽19；
所述燃料控制单元15包括调节块16、竖向设置的驱动电机21、驱动轴20、两个限位块17和两个连杆18，所述调节块16的形状为圆锥形，所述驱动电机21固定在燃料通管14内部的一端，所述限位块17固定在燃料通管14内部另一端的两侧，所述驱动电机21通过驱动轴20与调节块16传动连接，所述驱动轴20上设有外螺纹，所述调节块16内设有内螺纹，所述驱动轴20的外螺纹与调节块16的内螺纹相匹配，两个所述连杆18设置在调节块16的两侧，所述连杆18的一端固定在调节块16上，所述连杆18的另一端设置在凹槽19内。
作为优选，为了加强空气流通促进燃料燃烧，所述燃料控制机构7还包括涡轮器12，所述涡轮器12设置在辅燃料喷嘴24的外周，所述涡轮器12包括若干叶片23，所述叶片23沿辅燃料喷嘴24的中心轴线周向均匀分布在辅燃料喷嘴24的外周。
作为优选，利用步进电机转动精度高的特点，为了保证调节块16在驱动轴20上轴向位移的精度，所述驱动电机21为步进电机。
作为优选，为了精确控制调节块16与限位块17的距离以控制燃料流通空间，所述调节块16的顶角为30°。
作为优选，利用石英耐高温的特点，为了保证调节块16在高温条件下的正常工作，所述调节块16的材料为石英。
该燃烧室运行时，从压气机压缩的高压空气通过进气口2进入外壳1的内部，在外壳1的内部设有火焰筒9，空气分别从火焰筒9的燃料进口11和外周的若干通气孔8进入火焰筒9的内部，同时装置往燃料管5中注入燃料，大部分燃料从主燃料喷嘴6中流出，经过点火装置4的作用，燃料进口11出的燃料在空气中燃烧，气体膨胀做功，为了进一步加强该燃烧室的效率，充分利用从通气孔8处进入的空气，在通气孔8处设有燃料控制机构7，燃料从燃料控制机构7中流入到火焰筒9内部，充分燃烧，提高了燃烧效率，提高了该燃烧室的燃烧效率。
为了保证燃料和空气均充分反应，在通气孔8出的燃料控制机构7中设有流量计22，用以监控流入通气孔8中的空气含量，根据流入的空气量，燃料控制机构7中的燃料控制单元15做出相应的调整用以控制流入火焰筒9内的燃料量，保证燃料充分燃烧，该燃料控制单元15的运行原理是，利用驱动电机21的转动带动驱动轴20转动，由于驱动轴20上的外螺纹与调节块16内的内螺纹相匹配，调节块16根据驱动电机21的转向在驱动轴20的轴向发生位移，远离或者靠近限位块17，当调节块16远离限位块17时，燃料通管14内的燃料流通空间增加，导致从该燃料控制单元15流出的燃料增加，反之，当调节块16靠近限位块17时，燃料通管14内的燃料流通空间减小，导致从该燃料控制单元15流出的燃料减小。该燃料控制单元15通过驱动电机21的转动使调节块16根据驱动轴20的轴向发生位移，改变燃料通管14内的燃料流通空间，从而调节燃料流出量，保证了燃料与空气充分燃烧。
为了进一步加强反应进行，燃料控制单元15的辅燃料喷嘴24的外周还设有涡轮器12，利用涡轮器12上的叶片23，气流通过叶片23时产生旋转并在火焰筒9的通气孔8处形成旋涡，旋涡中心处为低压区，使一部分已经燃烧的高温燃气倒流回来形成回流区，不断的点燃由燃油雾滴蒸发形成的新鲜混合气，进一步加快了燃烧进行。
与现有技术相比，该用于燃气轮机的高效燃料室通过燃料管5上的若干燃料控制机构7增加了燃料与空气接触部分，保证了更多燃料进行燃烧，从而提高燃烧室的效率，不仅如此，在燃料控制单元15内通过驱动电机21的转动使调节块16在驱动轴20的轴向发生位移，改变燃料通管14内的燃料流通空间，从而调节燃料流出量，保证了燃料与空气充分燃烧，并利用涡轮器12不断的点燃由燃油雾滴蒸发形成的新鲜混合气，进一步加快了燃烧进行，提高了装置的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种用于燃气轮机的高效燃料室，其特征在于，包括点火装置(4)、燃料管(5)、外壳(1)、设置在外壳(1)一侧的进气口(2)和设置在外壳(1)另一侧的出气口(3)，所述外壳(1)内设有火焰筒(9)；
所述火焰筒(9)包括燃料进口(11)和燃料出口(10)，所述燃料出口(10)与出气口(3)连通，所述火焰筒(9)的外周设有若干通气孔(8)，所述点火装置(4)的一端设置在火焰筒(9)内；
所述燃料管(5)包括主燃料喷嘴(6)和若干燃料控制机构(7)，所述主燃料喷嘴(6)设置在燃料进口(11)上，所述燃料控制机构(7)的数量与通气孔(8)的数量相等且一一对应，所述燃料控制机构(7)设置在通气孔(8)上；
所述燃料控制机构(7)包括辅燃料喷嘴(24)、燃料扩散管(13)、燃料通管(14)和设置在燃料通管(14)外侧的流量计(22)，所述辅燃料喷嘴(24)设置在燃料扩散管(13)的一端且位于火焰筒(9)的内部，所述燃料扩散管(13)的另一端与燃料通管(14)连通，所述燃料通管(14)内设有燃料控制单元(15)，所述燃料通管(14)的内部两侧设有凹槽(19)；
所述燃料控制单元(15)包括调节块(16)、竖向设置的驱动电机(21)、驱动轴(20)、两个限位块(17)和两个连杆(18)，所述调节块(16)的形状为圆锥形，所述驱动电机(21)固定在燃料通管(14)内部的一端，所述限位块(17)固定在燃料通管(14)内部另一端的两侧，所述驱动电机(21)通过驱动轴(20)与调节块(16)传动连接，所述驱动轴(20)上设有外螺纹，所述调节块(16)内设有内螺纹，所述驱动轴(20)的外螺纹与调节块(16)的内螺纹相匹配，两个所述连杆(18)设置在调节块(16)的两侧，所述连杆(18)的一端固定在调节块(16)上，所述连杆(18)的另一端设置在凹槽(19)内。
2.如权利要求1所述的用于燃气轮机的高效燃料室，其特征在于，所述燃料控制机构(7)还包括涡轮器(12)，所述涡轮器(12)设置在辅燃料喷嘴(24)的外周，所述涡轮器(12)包括若干叶片(23)，所述叶片(23)沿辅燃料喷嘴(24)的中心轴线周向均匀分布在辅燃料喷嘴(24)的外周。
3.如权利要求1所述的用于燃气轮机的高效燃料室，其特征在于，所述驱动电机(21)为步进电机。
4.如权利要求1所述的用于燃气轮机的高效燃料室，其特征在于，所述调节块(16)的顶角为30°。
5.如权利要求1所述的用于燃气轮机的高效燃料室，其特征在于，所述调节块(16)的材料为石英。
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