CN107062223B - 点火喷嘴装置 - Google Patents

Abstract

一种点火喷嘴装置，包括喷嘴壁筒、喷嘴管和点火器，所述喷嘴壁筒内形成混合室，所述喷嘴壁筒包括在轴向上相反的前端和后端，所述喷嘴管设置在所述喷嘴壁筒前端，沿所述轴向延伸并与所述混合室连通，所述喷嘴管用以为一待点燃装置点火，所述喷嘴管具有一点火口，所述点火器沿所述轴向延伸，并至少部分收容在所述混合室和所述喷嘴管内，所述点火器的点火端位于所述喷嘴管的点火口以使得所述点火喷嘴装置的点火在所述喷嘴管的点火口进行。

Description

点火喷嘴装置

技术领域

本发明涉及一种点火喷嘴，特别涉及一种火焰易维持且稳定的点火喷嘴装置。

背景技术

目前燃气轮机的点火喷嘴其点燃动作均是在点火喷嘴的燃烧室内进行的，混合气先在燃烧室内燃烧，火焰传递至喷管出口处对燃气轮机进行点火。这就对点火喷嘴的构成材料的耐高温要求较高，且喷管出口处的火焰不稳定，点火成功率有待改善。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种火焰易维持且稳定的点火喷嘴装置。

本发明提供一种点火喷嘴装置，包括喷嘴壁筒、喷嘴管和点火器，所述喷嘴壁筒内形成混合室，所述喷嘴壁筒包括在轴向上相反的前端和后端，所述喷嘴管设置在所述喷嘴壁筒前端，沿所述轴向延伸并与所述混合室连通，所述喷嘴管用以为一待点燃装置点火，所述喷嘴管具有一点火口，所述点火器沿所述轴向延伸，并至少部分收容在所述混合室和所述喷嘴管内，所述点火器的点火端位于所述喷嘴管的点火口以使得所述点火喷嘴装置的点火在所述喷嘴管的点火口进行。

在一实施例中，所述点火喷嘴装置在其后端设有密封盖，所述密封盖具有供所述点火器穿设的轴向穿孔。

在一实施例中，所述点火器包括第一杆体部、第二杆体部、第三杆体部和第四杆体部，所述第一杆体部位于所述喷嘴壁筒的外部，所述第二杆体部位于所述轴向穿孔内，所述第三杆体部位于所述混合室内，所述第四杆体部位于所述喷嘴管内，所述第四杆体部的外壁与所述喷嘴管的内壁之间形成混合气流道，所述混合气流道与所述混合室连通，所述点火端位于所述第四杆体部的末端。

在一实施例中，所述喷嘴壁筒包括在径向上隔开的喷嘴内壁和喷嘴外壁，所述喷嘴内壁内形成所述混合室，所述喷嘴内壁与喷嘴外壁之间形成与外部连通的空气流道，所述喷嘴内壁上设有若干孔，以使得所述空气流道通过所述若干孔与所述混合室连通。

在一实施例中，所述喷嘴内壁在所述喷嘴壁筒前端的一侧设有端板，所述喷嘴管的进气口与所述端板连接并与所述混合室连通，所述点火器穿过所述端板。

在一实施例中，所述待点燃装置为燃气轮机，所述燃气轮机包括燃气轮机燃烧室，所述喷嘴管的点火口伸入所述燃气轮机燃烧室内以为其点火。

在一实施例中，所述密封盖包括盖体，所述盖体抵靠在所述喷嘴外壁和喷嘴内壁的端部，所述盖体自其外缘朝向所述喷嘴壁筒前端的方向垂直延伸出一连接部，所述连接部与所述喷嘴外壁固定连接，所述盖体自其中央位置朝向远离所述喷嘴壁筒前端的方向延伸出一突出部，所述轴向穿孔自所述突出部的端部沿轴向贯穿所述突出部和盖体设置。

在一实施例中，所述第一杆体部的直径大于所述轴向穿孔的直径，使得所述第一杆体部的端面抵靠在所述突出部的端面。

在一实施例中，所述喷嘴壁筒上设有燃料进气装置，所述燃料进气装置靠近所述喷嘴壁筒的后端，所述燃料进气装置的喷射方向偏离所述喷嘴壁筒的直径方向，使得所述燃料进气装置喷射出的燃气撞击到所述混合室的内壁面，从而沿所述混合室周向形成旋转的燃气流场。

在一实施例中，所述点火器贯穿所述混合室，使得所述混合室形成环绕所述点火器的环形空间。

综上所述，本发明提出一种点火喷嘴装置，通过将用以进行点火动作的点火器穿设于点火喷嘴装置的密封盖、混合室和喷嘴管内，使得点火器的点火端位于喷嘴管的点火口处。利用点火器在喷嘴管的点火口处对混合气体点燃，这样点火喷嘴内不会存在火焰，温度降低，对喷嘴材料的要求降低。同时火焰在喷嘴管的点火口处形成，焰根在喷嘴管出口处，使得火焰易维持，相对较稳定，点火成功率大大提高。本发明的点火喷嘴装置结构简单，安装方便，实用性强，适于推广应用。

附图说明

图1为本发明点火喷嘴装置的轴向剖视图。

图2为本发明点火喷嘴装置的径向剖视图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本发明并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

如图1和图2所示，本发明提供一种点火喷嘴装置10，该点火喷嘴装置10包括喷嘴壁筒12、喷嘴管14和点火器16。喷嘴壁筒12在轴向上具有相反的前端18和后端20，喷嘴壁筒12内形成混合室22，喷嘴管14设置在喷嘴壁筒12的前端18并与混合室22连通，用以为一待点燃装置点火，例如为燃气轮机、航空发动机、锅炉、天然气放空火炬等装置点火，在此实施例中，是以燃气轮机为例进行介绍。喷嘴管14具有进气口44和点火口28，点火器16沿喷嘴壁筒12的轴向方向延伸，并至少部分收容在混合室22和喷嘴管14内，点火器16具有点火端56，点火器16的点火端56位于喷嘴管14的点火口28以使得点火喷嘴装置10的点火在喷嘴管14的点火口28进行。

喷嘴壁筒12的后端20设有密封盖24，用以将喷嘴壁筒12的后端20密封，密封盖24上设有供点火器16穿设的轴向穿孔26，点火器16穿设于轴向穿孔26、混合室22和喷嘴管14内。

在所示的实施例中，喷嘴壁筒12包括在径向上隔开的喷嘴内壁30和喷嘴外壁32，喷嘴内壁30内的腔体形成混合室22，喷嘴内壁30与喷嘴外壁32之间形成与点火喷嘴装置10外部连通的空气流道34。

喷嘴内壁30上设有若干孔36，空气流道34通过若干孔36与混合室22连通。本实施例中，所述若干孔36沿喷嘴内壁30的周向上均匀分布，并沿轴向上排布成多圈孔，例如3圈。

空气流道34包括前端和后端，空气流道34的前端用以供外界空气进入空气流道34，空气流道34的后端封闭，以使得进入空气流道34内的空气经若干孔36进入混合室22内与燃气混合。

喷嘴壁筒12上设有贯穿喷嘴外壁32和喷嘴内壁30的燃料进气装置38，燃料进气装置38包括燃料进气口40，进气口40与混合室22连通，以向混合室22内提供燃料气。

燃料进气装置38靠近喷嘴壁筒12的后端20，燃料进气装置38的喷射方向偏离喷嘴壁筒12的直径方向，使得燃料进气装置38喷射出的燃气撞击到混合室22内壁面，从而沿混合室22周向形成旋转的燃气流场，同时进入混合室22的燃气整体上沿轴向朝喷嘴管14的方向移动，促进燃气与空气的均匀混合。

在所示的实施例中，进气口40的末端接近混合室22内壁面，以使喷射进入的燃气能沿混合室内壁旋转。当进气口40向混合室22内喷射燃气时，燃气流在喷嘴内壁24的影响下绕喷嘴壁筒12的轴向方向形成旋转的燃气流场，同时与从若干孔30进入的空气均匀混合，缩短燃气与空气的混合时间，提高点火效率。

在所示的实施例中，喷嘴内壁30在喷嘴壁筒前端18的一侧设有端板42，端板42的边缘与喷嘴内壁30密封连接，端板42的中央位置设有供喷嘴管14和点火器16穿设的通孔，以使得混合室22与喷嘴管14内部连通。喷嘴管14包括进气口44和点火口28，其中进气口44与端板42连接并与混合室22连通，点火口28连接至所述燃气轮机，点火器16穿过端板42。具体来说，燃气轮机包括燃气轮机混合室，喷嘴管14的点火口28伸入燃气轮机混合室内以为其点火。

应当理解的是，上述实施例中，待点燃装置实施为燃气轮机仅为例示性，在其他实施例中，待点燃装置也可以实施为其他设备，本发明不对此限定。

点火器16包括第一杆体部46、第二杆体部48、第三杆体部50和第四杆体部52。其中，第一杆体部46位于喷嘴壁筒12的外部，第二杆体部48位于密封盖24的轴向穿孔26内，第三杆体部50位于混合室22内并贯穿混合室22，第四杆体部52位于喷嘴管14内。第四杆体部52的外壁与喷嘴管14的内壁之间形成混合气流道54，混合气流道54与混合室22连通。点火器16的点火端56位于其末端，本实施例中，点火端56位于第四杆体部52的末端，第四杆体部52的末端位于喷嘴管14的点火口28处。进入混合室22的空气与喷入的燃气混合后经混合气流道54流至喷嘴管14的点火口28处，由点火器16的点火端56在喷嘴管14的点火口28处对混合气体进行点燃。

由于点火器16贯穿混合室22，因此，在混合室22内形成一环绕点火器的环形混合空间，使得燃气和空气在此环形混合空间内能够更加均匀地混合。

在所示的实施例中，密封盖24包括盖体58，盖体58抵靠在喷嘴外壁32和喷嘴内壁30位于喷嘴壁筒后端20的端部，以使得混合室22和空气流道34在喷嘴壁筒后端20的一侧密封。盖体58自其外缘朝向喷嘴壁筒前端18的方向垂直延伸出一连接部60，连接部60与喷嘴外壁32固定连接，以将密封盖24固定至喷嘴壁筒12的后端20。盖体58自其中央位置朝向远离喷嘴壁筒前端18的方向延伸出一突出部62，轴向穿孔26自突出部62的端部沿轴向贯穿突出部62和盖体58设置。

第一杆体部46的直径设置为大于轴向穿孔26的直径，使得第一杆体部46的端面抵靠在突出部62的端面，避免混合室22内的气体从密封盖24的轴向穿孔26处漏气。

连接部60与喷嘴外壁32固定连接。在所示的实施例中，连接部60与喷嘴外壁32之间螺纹固定连接。具体而言，连接部60的内侧与喷嘴外壁32对应的外壁面上设有相互配合的螺纹，以使得密封盖24可通过旋转与喷嘴外壁32螺纹连接，便于点火喷嘴装置10的安装和拆卸。

应当注意的是，在其他实施例中，连接部60与喷嘴外壁32也可以通过其他方式固定连接，例如，在连接部60和喷嘴外壁32的对应位置上设置螺孔，利用螺钉将二者固定连接。

综上所述，本发明提出一种点火喷嘴装置，通过将用以进行点火动作的点火器穿设于点火喷嘴装置的密封盖、混合室和喷嘴管内，使得点火器的点火端位于喷嘴管的点火口处。利用点火器在喷嘴管的点火口处对混合气体点燃，这样点火喷嘴内不会存在火焰，温度降低，对喷嘴材料的要求降低。同时火焰在喷嘴管的点火口处形成，焰根在喷嘴管出口处，使得火焰易维持，相对较稳定，点火成功率大大提高。本发明的点火喷嘴装置结构简单，安装方便，实用性强，适于推广应用。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

Claims (9)

1.一种点火喷嘴装置，包括喷嘴壁筒、喷嘴管和点火器，所述喷嘴壁筒内形成混合室，所述喷嘴壁筒包括在轴向上相反的前端和后端，所述喷嘴管设置在所述喷嘴壁筒前端，沿所述轴向延伸并与所述混合室连通，所述喷嘴管用以为一待点燃装置点火，所述喷嘴管具有一点火口，其特征在于，所述点火器沿所述轴向延伸，并至少部分收容在所述混合室和所述喷嘴管内，所述点火器的点火端位于所述喷嘴管的点火口以使得所述点火器的点火在所述喷嘴管的点火口进行，所述喷嘴管的点火口位于所述喷嘴管远离所述喷嘴壁筒一端的端部开口，使得点火后形成的火焰位于所述喷嘴管外；所述点火器位于所述喷嘴管内的部分的外壁与所述喷嘴管的内壁之间形成混合气流道，所述混合气流道与所述混合室连通；所述喷嘴壁筒包括在径向上隔开的喷嘴内壁和喷嘴外壁，所述喷嘴内壁内形成所述混合室，所述喷嘴内壁与喷嘴外壁之间形成与外部连通的空气流道，所述喷嘴内壁上设有若干孔，以使得所述空气流道通过所述若干孔与所述混合室连通；所述喷嘴壁筒上设有燃料进气装置，所述燃料进气装置与所述混合室连通以向所述混合室内通入燃气。

2.如权利要求1所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述点火喷嘴装置在其后端设有密封盖，所述密封盖具有供所述点火器穿设的轴向穿孔。

3.如权利要求2所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述点火器包括第一杆体部、第二杆体部、第三杆体部和第四杆体部，所述第一杆体部位于所述喷嘴壁筒的外部，所述第二杆体部位于所述轴向穿孔内，所述第三杆体部位于所述混合室内，所述第四杆体部位于所述喷嘴管内，所述混合气流道形成于所述第四杆体部的外壁与所述喷嘴管的内壁之间，所述点火端位于所述第四杆体部的末端。

4.如权利要求3所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴内壁在所述喷嘴壁筒前端的一侧设有端板，所述喷嘴管的进气口与所述端板连接并与所述混合室连通，所述点火器穿过所述端板。

5.如权利要求4所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述待点燃装置为燃气轮机，所述燃气轮机包括燃气轮机燃烧室，所述喷嘴管的点火口伸入所述燃气轮机燃烧室内以为其点火。

6.如权利要求3所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述密封盖包括盖体，所述盖体抵靠在所述喷嘴外壁和喷嘴内壁的端部，所述盖体自其外缘朝向所述喷嘴壁筒前端的方向垂直延伸出一连接部，所述连接部与所述喷嘴外壁固定连接，所述盖体自其中央位置朝向远离所述喷嘴壁筒前端的方向延伸出一突出部，所述轴向穿孔自所述突出部的端部沿轴向贯穿所述突出部和盖体设置。

7.如权利要求6所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述第一杆体部的直径大于所述轴向穿孔的直径，使得所述第一杆体部的端面抵靠在所述突出部的端面。

8.如权利要求1-7任意一项所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述燃料进气装置靠近所述喷嘴壁筒的后端，所述燃料进气装置的喷射方向偏离所述喷嘴壁筒的直径方向，使得所述燃料进气装置喷射出的燃气撞击到所述混合室的内壁面，从而沿所述混合室周向形成旋转的燃气流场。

9.如权利要求8所述的点火喷嘴装置，其特征在于，所述点火器贯穿所述混合室，使得所述混合室形成环绕所述点火器的环形空间。