CN108224419A - 一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，包括前法兰、喷嘴、点火棒、火焰筒、机匣筒、火焰筒法兰、温度调节机构、混合段外筒、后法兰，所述火焰筒的尾部固定安装火焰筒法兰，所述机匣筒套接在火焰筒外部，一端与火焰筒法兰连接，另一端与前法兰接触；所述混合段外筒一端与火焰筒法兰的另一侧面连接，另一端与后法兰接触；所述混合段外筒位置设置所述温度调节机构。本发明所述燃烧室，通过在燃烧室出口增加调节机构，通过调节盘引入冷空气，将冷空气与高温燃气混合，拓宽了燃烧室出口温度调节范围。

Description

一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室
技术领域
本发明属于机电技术领域，尤其是涉及一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室。
背景技术
涡轮增压器的研发过程中，需要开展压气机性能试验、涡轮流通特性试验、涡轮效率等试验。试验过程中，某些工况下需要降低涡轮进口的试验温度。常规的涡轮增压器试验台架采用单管燃烧室，由于油气比、燃烧效率等影响因素，燃烧室在非设计工况下燃烧效率低，如果单纯减小燃烧室的供油量而不能相应地减小空气流量,则火焰筒内燃烧状态为非设计工况,燃烧不稳定且容易熄火。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，通过在燃烧室出口增加调节机构，使燃烧室工作在合理的油气比范围之内，能够保持较高的燃烧效率；通过调节盘引入冷空气，将冷空气与高温燃气混合，拓宽了燃烧室出口温度调节范围。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，包括前法兰、喷嘴、点火棒、火焰筒、机匣筒、火焰筒法兰、温度调节机构、混合段外筒、后法兰，所述火焰筒的尾部固定安装火焰筒法兰，所述机匣筒套接在火焰筒外部，一端与火焰筒法兰连接，另一端与前法兰接触；所述混合段外筒一端与火焰筒法兰的另一侧面连接，另一端与后法兰接触；所述混合段外筒位置设置所述温度调节机构；
所述机匣筒上分别固定连接所述喷嘴、所述点火棒的一端，所述点火棒的另一端延伸至所述火焰筒内部，所述喷嘴的另一端固定在所述火焰筒的头部；
进一步的，所述温度调节机构包括调节盘、锥齿轮、传动轴，所述调节盘与所述火焰筒法兰的外侧面接触，调节盘外周是锥齿轮结构，并由所述混合段外筒的内侧安装的多个锥齿轮铰接定位，使所述调节盘与所述火焰筒处于同一中心线，所述锥齿轮通过贯穿所述混合段外筒的传动轴连接电机，驱动调节盘相对于火焰筒法兰旋转；
所述调节盘与所述火焰筒法兰的相同位置均布相同的小孔，调节盘旋转过程中，实现调节盘上的孔与火焰筒法兰上的孔出现完全重合、部分重合、完全错开这3种状态。
进一步的，所述火焰筒法兰开有12个直径为10mm的孔。
相对于现有技术，本发明所述的燃烧室具有以下优势：
本发明的一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，安装在涡轮增压器性能试验台上，用于提供增压器涡轮入口的高温燃气。通过在燃烧室出口增加调节机构，使燃烧室工作在合理的油气比范围之内，使燃烧室能够保持较高的燃烧效率；通过调节盘引入冷空气，将冷空气与高温燃气混合，拓宽了燃烧室出口温度调节范围。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述试验台燃烧室的整体结构图；
图2为本发明实施例所述火焰筒法兰左视图；
图3为本发明实施例所述火焰筒法兰主视图；
图4为本发明实施例所述调节盘左视图；
图5为本发明实施例所述调节盘主视图。
附图标记说明：
1-前法兰、2-螺栓、3-喷嘴、4-拉杆、5-点火棒、6-火焰筒、7-机匣筒、8-火焰筒法兰、9-调节盘、10-锥齿轮、11-传动轴、12-基座、13-混合段外筒、14-后法兰。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，如图1至5所示，包括前法兰1、螺栓2、喷嘴3、拉杆4、点火棒5、火焰筒6、机匣筒7、火焰筒法兰8、温度调节机构、混合段外筒13和后法兰14，
所述火焰筒6的尾部固定安装火焰筒法兰8，所述机匣筒7套接在火焰筒6外部，一端与火焰筒法兰8连接，另一端与前法兰1接触；所述混合段外筒13一端与火焰筒法兰8的另一侧面连接，另一端与后法兰14接触，前法兰1与后法兰14之间通过拉杆4配合螺栓2紧固；所述混合段外筒13位置设置所述温度调节机构；
所述机匣筒7上分别固定连接所述喷嘴3、所述点火棒5的一端，所述点火棒5的另一端延伸至所述火焰筒6内部，所述喷嘴3的另一端固定在所述火焰筒6的头部。
所述温度调节机构包括调节盘9、锥齿轮10、传动轴11、基座12，所述调节盘9与所述火焰筒法兰8的外侧面接触，调节盘9外周是锥齿轮结构，并由所述混合段外筒13的内侧安装的4个锥齿轮10铰接定位，使所述调节盘9与所述火焰筒6处于同一中心线，所述锥齿轮10通过贯穿所述混合段外筒13的传动轴11连接电机，所述混合段外筒13安装传动轴11处设置基座12，驱动调节盘9相对于火焰筒法兰8旋转；
所述调节盘9与所述火焰筒法兰8的相同位置均布相同的小孔，调节盘9旋转过程中，实现调节盘9上的孔与火焰筒法兰8上的孔出现完全重合、部分重合、完全错开这3种状态。
所述火焰筒法兰8开有12个直径为10mm的孔，具有这种火焰筒法兰8的涡轮增压器试验台燃烧室的总的流量范围大致在0～1.8kg/s之间。在该尺寸下，这种流量范围的燃烧室结构最优，燃烧室出口温度调节范围较大。调节盘9有均布的12个直径为10mm的圆孔，该参数下，燃烧室出口温度调节范围较大。
当燃烧室工作时，压缩空气从前法兰1进入，燃油从喷嘴3喷入，点火棒5点火后，燃油在火焰筒6内对空气进行加热。调节盘9与火焰筒法兰8接触，4个锥齿轮10同时转动时，调节盘9发生旋转；
旋转时，当火焰筒法兰8的12个孔与调节盘9的12个孔完全重合，此时，机匣筒7与火焰筒6之间的空气可以通过这12个孔直接进入后法兰14，掺混的冷空气流量最大。
当火焰筒法兰8的12个孔与调节盘9的12个孔完全错开，没有缝隙，机匣筒7与火焰筒6之间的空气不能经过火焰筒法兰与调节盘之间的间隙通过，这时保持原燃烧室的工作性能。
当火焰筒法兰8的12个孔与调节盘9的12个孔部分重合，允许机匣筒7与火焰筒6之间一定流量的冷空气直接进入后法兰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，其特征在于：包括前法兰(1)、喷嘴(3)、点火棒(5)、火焰筒(6)、机匣筒(7)、火焰筒法兰(8)、温度调节机构、所述混合段外筒(13)、后法兰(14)，
所述机匣筒(7)套接在火焰筒(6)外部，一端与火焰筒法兰(8)连接，另一端与前法兰(1)接触；所述混合段外筒(13)一端与火焰筒法兰(8)的另一侧面连接，另一端与后法兰(14)接触；前法兰(1)与后法兰(14)之间通过拉杆(4)配合螺栓(2)固定连接；所述混合段外筒(13)位置设置所述温度调节机构；
所述机匣筒(7)上分别固定连接所述喷嘴(3)、所述点火棒(5)的一端，所述点火棒(5)的另一端延伸至所述火焰筒(6)内部，所述喷嘴(3)的另一端固定在所述火焰筒(6)的头部。
2.根据权利要求1所述的一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，其特征在于：所述温度调节机构包括调节盘(9)、锥齿轮(10)、传动轴(11)，所述调节盘(9)与所述火焰筒法兰(8)的外侧面接触，调节盘(9)外周是锥齿轮结构，并由所述混合段外筒(13)的内侧安装的4个锥齿轮(10)铰接定位，使所述调节盘(9)与所述火焰筒(6)处于同一中心线，所述锥齿轮(10)通过贯穿所述混合段外筒(13)的传动轴(11)连接电机，驱动调节盘(9)相对于火焰筒法兰(8)旋转；
所述调节盘(9)与所述火焰筒法兰(8)的相同位置均布相同的小孔，调节盘(9)旋转过程中，实现调节盘(9)上的孔与火焰筒法兰(8)上的孔出现完全重合、部分重合、完全错开这3种状态。
3.根据权利要求1所述的一种出口温度可调的涡轮增压器试验台燃烧室，其特征在于：所述火焰筒法兰(8)开有12个直径为10mm的孔。
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