CN207516033U - 适用于燃烧室试验的燃气耙 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种适用于燃烧室试验的燃气耙，其可采集成分不发生改变的气体成分，以利于燃烧效率的有效评估。其中，壳体内部分隔成进水通道、排水通道、位于所述燃气耙前端面内侧的冷却腔；集气管道设置在所述壳体内，包括多个采样小管、集气腔、集气大管，所述集气腔设置于狭窄的所述冷却腔，多个采样小管穿过所述壳体连通所述集气腔，所述集气大管连通所述集气腔，所述集气大管排布在所述壳体中并延伸到壳体外；其中，所述进水通道末端呈渐缩状，其水流方向指向所述冷却腔的一端。

Description

适用于燃烧室试验的燃气耙

技术领域

本实用新型涉及适用于燃烧室试验的燃气耙，其用于在燃烧室试验件出口采集少量气体。

背景技术

对于燃气轮机和航空发动机燃烧室试验，污染排放和燃烧效率都是重点关注的性能参数。试验中通过测量燃烧室出口的CO和UHC可以反算燃烧室燃烧效率，通过测量不同工况下NOx和CO浓度用来比较污染排放情况。特别是随着贫油燃烧室的技术进步，对于污染排放的标准也越发严苛，污染排放的测量变得格外重要。燃气耙是用于在燃烧室试验件出口采集少量气体的装置。在试验中收集具有代表性的燃气是燃气耙的重要要求。

随着发动机压比的不断提高，燃烧室出口温度也早已超过一般材料的最大使用温度，这对燃气耙内部的冷却提出了更高的要求。由于气冷的燃气耙在高温下冷却效率有限，因此采样耙冷却介质一般为水。耙体内部若没有导流板或导流板设计不合理，会导致耙体受到高温气体冲击的区域不能将热量带走，燃气耙有烧坏的危险。燃气耙收集到的气体如果不能立刻冻结化学反应，会导致收集到的气体与火焰筒出口实际气体排放不一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于燃烧室试验的燃气耙，其可采集成分不发生改变的气体成分，以利于燃烧效率的有效评估。

根据本实用新型的适用于燃烧室试验的燃气耙，包括壳体以及集气管道，其中，壳体内部分隔成进水通道、排水通道、位于所述燃气耙前端面内侧的冷却腔；集气管道设置在所述壳体内，包括多个采样小管、集气腔、集气大管，所述集气腔设置于狭窄的所述冷却腔，多个采样小管穿过所述壳体连通所述集气腔，所述集气大管连通所述集气腔，所述集气大管排布在所述壳体中并延伸到壳体外；其中，所述进水通道末端呈渐缩状，其水流方向指向所述冷却腔的一端。

在一个实施例中，所述燃气耙还包括滑梯型导流板，设置在所述进水通道，用于限定所述末端，与所述进水通道的水流方向呈夹角，其导流方向指向所述冷却腔的一端，所述进水通道自所述滑梯型导流板渐缩。

在一个实施例中，所述滑梯型导流板和所述壳体之间限定出渐缩的流道，所述流道的流向指向所述冷却腔的所述一端。

在一个实施例中，所述壳体内设置隔离层，所述隔离层将所述进水通道、所述排水通道隔离开，所述集气大管排布在隔离层中。

在一个实施例中，所述壳体呈L形，所述采样小管安装在所述L形的一端并伸入到位于该端的所述冷却腔以连通所述集气腔，所述进水通道的入口、排水通道的出口以及所述集气大管的出口设置在所述L形的另一端。

在一个实施例中，所述壳体包括竖直延展部、水平延展部，所述集气腔、所述冷却腔设置在所述水平延展部并从所述水平延展部的上侧延伸到下侧，所述进水通道的入口、所述排水通道、所述集气大管延伸在所述竖直延展部、所述水平延展部分别延伸，所述滑梯型导流板导流方向指向所述冷却腔的上端。

在一个实施例中，所述壳体内的流道方向设置成由所述进水通道由上往下然后再水平流动到所述冷却腔，再于所述冷却腔中由上往下再到所述排水通道，由所述排水通道由水平流动然后再向上流动到出口。

在一个实施例中，所述多个采样小管在所述壳体上等间距或等环面布置。

在一个实施例中，所述壳体为扁平状。

根据前述方案，所述进水通道末端呈渐缩状，其水流方向指向所述冷却腔的一端，因此燃气耙的内部结构使水流冲击燃气耙前端面内部，即冲击重点冷却高温区域，使得冷却水利用效率更高，耙体温度分布更均匀，热应力小，延长燃气耙使用寿命，燃气从采样小管进入集气腔产生突扩，使得化学反应迅速冻结。因此根据前述方案可以有效冷却燃气耙体最热的上边的角落；还可以使得收集到的气体化学反应迅速冻结，可采集成分不发生改变的气体成分可以准确测量火焰筒出口组分，以利于燃烧效率的有效评估；例还可以使得燃气耙迎风面冷侧水流速度上升，提高高温区域换热效率。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据本实用新型的适用于燃烧室试验的燃气耙的示意图。

图2是该燃气耙的集气管道的示意图。

图3为该燃气耙的半剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

如图1至图3所示，适用于燃烧室试验的燃气耙包括壳体1，壳体1为扁平状，包括竖直延展部11和水平部分延展部12，二者呈90度相交，壳体1内部由隔离层13区隔成进水通道14和排水通道15以及冷却腔16，进水通道14和排水通道15分别在竖直延展部11和水平部分延展部12均有延伸，或者说，其流道方向设置成由进水通道14由上往下然后再水平流动到冷却腔16，再于冷却腔16中由上往下再到排水通道14，由排水通道14水平流动然后再向上流动到出口150。在另一实施例中，壳体1可以不是扁平形状，流道方向也可以存在变化，例如冷却介质在一个水平方向流动。结合后面的描述，还可以理解到，壳体1不限于呈L形，还可以存在其他变化。

适用于燃烧室试验的燃气耙还包括壳体集气管道2，如图2所示，集气管道2包括多个采样小管4、集气腔5、集气大管10，集气腔5设置于狭窄的冷却腔16中，多个采样小管4穿过壳体1连通集气腔5，布置采样小管4的壳体1的端面可定义为壳体1的前段，其深入火焰筒出口。集气大管10连通集气腔5，集气大管10排布在壳体1中并延伸到壳体1外，在图3中，其出口150位于壳体1的壁体上。

适用于燃烧室试验的燃气耙还包括滑梯型导流板3，设置在进水通道14中，与进水通道14的水流方向呈夹角，其导流方向指向冷却腔16的上端，进水通道14自滑梯型导流板3渐缩。

多个采样小管4可采用等间距或等环面布置在壳体1上，由采样小管4采集的燃气在集气腔5中气流突扩汇集，突扩产生的压损使得化学反应冻结，使得收集到的气体能够准确反映火焰筒内的燃气组分，燃气之后经过集气大管10输送至燃气出口100，可以在出口100连接图中未示出的燃气分析仪器，分析燃气成分，计算污染排放及燃烧效率。

如图3所示，进水通道14由滑梯型导流板3与壳体1之间形成一个水流加速区域142，由于流道变窄，水流速度加快，水流冲击燃气耙的壳体1的前端面9的角落热区，即冷却腔16的上端，然后水流由重力和水压的共同作用快速流过燃气耙前端面9内侧的狭窄的冷却腔16。虽然燃气耙前端面9受到火焰筒高温气流的冲击，是最难冷却的区域，但由于水流速很快，可以有效冷却该部分。水流然后沿壳体1与集气管道2所形成的通道通过水流出口8流出。

在图1所示的实施例中，壳体1内设置隔离层13，隔离层13将进水通道14、排水通道15隔离开，集气大管10排布在隔离层13中。燃气在集气大管10中可以得到进一步的冷却。这样的排布方式还可以获得紧凑的结构。

在本发明的另一实施例中，滑梯型导流板还可以是壳体本身的一部分，其至少使得流体通道变窄，并且导流方向指向冷却腔16的上端，即壳体1的前端面9的上角落即可。例如取消图中示出的导流板3，而与导流板3相对的壳体1上侧整体逐渐向下位移，相应地，冷却腔16的上端也向下位移，如此壳体1上形成一个斜坡，也能起到滑梯型导流板的作用。在另一实施例中，渐缩末端通道还可以是通过上下两个斜坡或者滑梯型导流板来限定。

如图3所示，壳体1呈L形，采样小管4安装在该L形的一端并伸入到位于该端的冷却腔16以连通集气腔5，集气腔5从壳体1的上侧向下侧延伸，并未整体占据壳体1的内部空间，水流可以绕其外侧流动，进水通道14的入口140、排水通道15的出口150以及集气大管10的出口100设置在L形的另一端，即图3中位于高处的水平端，而采样小管位于低处的垂直端。

根据前述实施例，燃气耙的内部结构使水流冲击燃气耙迎风面内部，即冲击重点冷却高温区域，使得冷却水利用效率更高，耙体温度分布更均匀，热应力小，延长燃气耙使用寿命，燃气从采样小管进入集气腔产生突扩，使得化学反应迅速冻结。

根据前述实施例可以有效冷却燃气耙体最热的上边的角落；

根据前述实施例还可以使得收集到的气体化学反应迅速冻结，可以准确测量火焰筒出口组分；

根据前述实施例还可以使得燃气耙迎风面冷侧水流速度上升，提高高温区域换热效率。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.适用于燃烧室试验的燃气耙，其特征在于，包括：

壳体，内部分隔成进水通道、排水通道、位于所述燃气耙前端面内侧的冷却腔；

集气管道，设置在所述壳体内，包括多个采样小管、集气腔、集气大管，所述集气腔设置于狭窄的所述冷却腔，多个采样小管穿过所述壳体连通所述集气腔，所述集气大管连通所述集气腔，所述集气大管排布在所述壳体中并延伸到壳体外；

其中，所述进水通道末端呈渐缩状，其水流方向指向所述冷却腔的一端。

2.如权利要求1所述的燃气耙，其特征在于，所述燃气耙还包括滑梯型导流板，设置在所述进水通道，用于限定所述末端，与所述进水通道的水流方向呈夹角，其导流方向指向所述冷却腔的一端，所述进水通道自所述滑梯型导流板渐缩。

3.如权利要求2所述的燃气耙，其特征在于，所述滑梯型导流板和所述壳体之间限定出渐缩的流道，所述流道的流向指向所述冷却腔的所述一端。

4.如权利要求2所述的燃气耙，其特征在于，所述壳体内设置隔离层，所述隔离层将所述进水通道、所述排水通道隔离开，所述集气大管排布在隔离层中。

5.如权利要求1所述的燃气耙，其特征在于，所述壳体呈L形，所述采样小管安装在所述L形的一端并伸入到位于该端的所述冷却腔以连通所述集气腔，所述进水通道的入口、排水通道的出口以及所述集气大管的出口设置在所述L形的另一端。

6.如权利要求4所述的燃气耙，其特征在于，所述壳体包括竖直延展部、水平延展部，所述集气腔、所述冷却腔设置在所述水平延展部并从所述水平延展部的上侧延伸到下侧，所述进水通道的入口、所述排水通道、所述集气大管延伸在所述竖直延展部、所述水平延展部分别延伸，所述滑梯型导流板导流方向指向所述冷却腔的上端。

7.如权利要求6所述的燃气耙，其特征在于，所述壳体内的流道方向设置成由所述进水通道由上往下然后再水平流动到所述冷却腔，再于所述冷却腔中由上往下再到所述排水通道，由所述排水通道由水平流动然后再向上流动到出口。

8.如权利要求1所述的燃气耙，其特征在于，所述多个采样小管在所述壳体上等间距或等环面布置。

9.如权利要求6所述的燃气耙，其特征在于，所述壳体为扁平状。