CN216769482U - 燃烧室及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃烧室，包括第一壳体和蒸发管，所述第一壳体围绕成燃烧腔并设有与所述燃烧腔连通的气孔；燃烧腔具有排气口；蒸发管位于燃烧腔内，蒸发管的一端与第一壳体固定连接而另一端悬空；蒸发管的固定端具有端盘，相应地，第一壳体在与蒸发管连接处具有与所述端盘匹配的阶梯孔。本实用新型的燃烧室及燃气轮机，在蒸发管的固定端设置端盘，该结构便于蒸发管的固定与安装，并且易于定位蒸发管的自由端，从而能够更好地按照设计参数位置形成火焰，利于火焰稳定性、燃料燃烧充分性以及温度控制。本实用新型的燃烧室及燃气轮机，结构巧妙，解决了蒸发管不易定位、定位精度差的技术问题，具有易于安装、定位、校准、控制等优点。

Description

燃烧室及燃气轮机

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧室及燃气轮机，属于燃气轮机技术领域。

背景技术

燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功，是一种旋转叶轮式热力发动机。其主要包括压气机、燃烧室、涡轮三大部件：压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子高速旋转，可实现气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功和热能，并可通过连接发电机输出电能。

燃烧室是燃气轮机的重要组成部件之一。燃烧室中可采用蒸发管式喷嘴喷入燃料，蒸发管式喷嘴是用较低的压力以直射式的方式向蒸发管内喷油，蒸发管周侧气体和燃烧室内的已燃气体对燃气进行加热，初步使燃油蒸发掺混，形成的气态富油混合气进入燃烧室与主燃孔的气流混合、燃烧。蒸发管在燃烧室内的位置会影响火焰燃烧效果。现有技术中，在将蒸发管与燃烧室壁连接时存在蒸发管不易定位、定位精度差等问题。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种易于定位、定位精度高的燃烧室，以及包括该燃烧室的燃气轮机。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种燃烧室，包括第一壳体和蒸发管，所述第一壳体围绕成燃烧腔并设有与燃烧腔连通的、用于通入工质的气孔，以便于来自于压气机的压缩工质进入到燃烧腔内并与燃料混合燃烧；燃烧腔具有排气口，用于将燃烧形成的高温气体送至涡轮处；蒸发管呈中空管状，蒸发管位于燃烧腔内，蒸发管的一端与第一壳体固定连接而另一端悬空；蒸发管的固定端具有端盘，相应地，第一壳体在与蒸发管连接处具有与端盘匹配的阶梯孔，以匹配容纳蒸发管的端盘。

进一步地，所述端盘与第一壳体之间可以为非可拆连接，例如焊接，端盘在周向上与第一壳体之间可以具有间隙，以便于焊接。也可以为可拆卸连接，例如螺钉连接、活动挡块连接等，蒸发管为易烧损件，故可拆卸连接可方便随时更换蒸发管。

进一步地，所述端盘为环形件(周向上环绕在蒸发管的外侧)，该环形件的整体形状，可以是圆形，也可以是其它形状，例如多边形、椭圆形，或其它异形，只要能够对蒸发管限位即可。

进一步地，所述燃烧室还包括第二壳体，第二壳体半包围第一壳体设置并且与第一壳体连接，第二壳体与第一壳体之间形成具有进气口的流通通道，流通通道通过第一壳体的气孔与燃烧腔连通，用于来自压气机的压缩工质流通。

进一步地，所述第二壳体可以复用为燃气轮机的部分壳体；相应的，也可以是燃气轮机的部分壳体而复用为燃烧室的部分壳体。

进一步地，所述蒸发管可以连接在第一壳体的侧端面，也可以连接在第一壳体的外周面。

进一步地，所述蒸发管悬空设置的悬置端可以呈喇叭形外扩，以使燃料的雾化蒸发更完全，使流阻损失尽量小。

进一步地，所述蒸发管的数量可以为两个以上，各蒸发管可以绕燃烧室的轴线设置。多个蒸发管之间可以通过连接件连接呈一体，这样能够简化装配过程，不需要每个蒸发管单独安装、定位和校准，仅需要一次安装、定位和校准即可。

进一步地，所述蒸发管具有弯管段，所述蒸发管朝向燃烧室轴线弯曲。弯管状的蒸发管能够进一步限定绕转轴的旋向方向，以利于进一步控制火焰。

进一步地，所述端盘上设有旋向限位部，以对蒸发管在旋向上限位。所述旋向限位部为凸起，缺口或由至少一个凸起和至少一个缺口组成的凸起—缺口结构，相应地，第一壳体具有对应旋向限位部的凸起和/或缺口结构。设置该结构的目的和作用是：弯管状的蒸发管在安装时不仅在安装深度位置存在定位困难，在旋转方向上也不易把握旋转角度，因为，为更好地安装、定位，精准地把握旋转角度，设置了旋向限位部，以对蒸发管在旋向上限位。

进一步地，所述旋向限位部的凸起或缺口的形状，可以是矩形、三角形、半圆形、楔形等形状。

进一步地，所述燃烧室还包括燃料喷嘴，燃料喷嘴自蒸发管的固定端插入到蒸发管内部，以用于向蒸发管内喷入燃料。

一种燃气轮机，包括转轴、压气机、涡轮和上述结构的燃烧室，压气机和涡轮均安装在转轴上，压气机的出气端与燃烧室的进气端连通，燃烧室的出气端与涡轮的进气端连通。

本实用新型的燃烧室及燃气轮机，在蒸发管的固定端设置端盘，该结构便于蒸发管的固定与安装，并且易于定位蒸发管的自由端，从而能够更好地按照设计参数位置形成火焰，利于火焰稳定性、燃料燃烧充分性以及温度控制。端盘上可以设有旋向限位部，以更好地定位、安装蒸发管，把握蒸发管的旋转角度，尤其当蒸发管为弯管设置时。本实用新型的燃烧室及燃气轮机，结构巧妙，解决了蒸发管不易定位、定位精度差的技术问题，具有易于安装、定位、校准、控制等优点。

本实用新型使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本实用新型所表述的含义为准。

附图说明

图1：燃烧室的结构示意图(实施例1)。

图2：图1中区域Q的放大示意图。

图3：图2的左视图。

图4：蒸发管绕轴线设置的示意图。

图5：燃气轮机的结构示意图。

图6：燃烧室的结构示意图(实施例3)。

图7：图6中区域Q的放大示意图。

图8：图7的左视图。

其中，100、转轴；200、压气机；300、涡轮；400、燃烧室；401、进气口；402：排气口；410：第一壳体；420、第二壳体；430、蒸发管；431、端盘；432、旋向限位部。箭头所示为工质的流动方向。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员能够理解，在不背离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型进行各种变化和修饰。

实施例1

一种燃烧室，包括第一壳体410，第二壳体420和蒸发管430，所述第一壳体围绕成燃烧腔并设有与燃烧腔连通的、用于通入工质的气孔，如图1所示，以便于来自于压气机的压缩工质进入到燃烧腔内并与燃料混合燃烧；燃烧腔具有排气口402，用于将燃烧形成的高温气体送至涡轮处。第二壳体420半包围第一壳体410设置并且与第一壳体410连接，第二壳体 420与第一壳体410之间形成具有进气口401的流通通道，流通通道通过第一壳体410的气孔与燃烧腔连通，用于来自压气机的压缩工质流通，来自于压气机的压缩工质通过进气口401 进入到流通通道，通过设在第一壳体410上的气孔从多个位置进入到燃烧腔内；流通通道还能够起到对第一壳体410降温的作用。蒸发管430呈中空管状，蒸发管430位于燃烧腔内，蒸发管430的一端与第一壳体410固定连接而另一端悬空；蒸发管430的固定端具有端盘431，如图2所示，相应地，第一壳体410在与蒸发管430连接处具有与端盘431匹配的阶梯孔，以匹配容纳蒸发管430的端盘431。

所述端盘431与第一壳体410的连接方式可以为焊接，端盘431在周向上与第一壳体410 之间可以具有间隙，以便于焊接，如图3所示。也可以为可拆卸连接，例如螺钉连接、活动挡块连接等，蒸发管为易烧损件，故可拆卸连接可方便随时更换蒸发管。

所述端盘431为环形件(周向上环绕在蒸发管430的外侧)，该环形件的整体形状，可以是圆形(图3所示)，也可以是其它形状，例如多边形、椭圆形，或其它异形，只要能够对蒸发管430限位即可。

所述蒸发管430可以连接在第一壳体410的侧端面(如图1所示)，也可以连接在第一壳体410的外周面。

所述蒸发管430悬空设置的悬置端可以呈喇叭形外扩，以使燃料的雾化蒸发更完全，使流阻损失尽量小。

所述蒸发管430的数量可以为两个以上，各蒸发管430可以绕燃烧室的轴线设置，如图 4所示。多个蒸发管430之间可以通过连接件连接呈一体，这样能够简化装配过程，不需要每个蒸发管430单独安装、定位和校准，仅需要一次安装、定位和校准即可。

所述燃烧室还包括燃料喷嘴(图中未示出)，燃料喷嘴自蒸发管430的固定端插入到蒸发管430内部，以用于向蒸发管430内喷入燃料。

上述结构的燃烧室，在蒸发管430的固定端设置端盘431，该结构便于蒸发管430的固定与安装，并且易于定位蒸发管430的自由端，从而能够更好地按照设计参数位置形成火焰，利于火焰稳定性、燃料燃烧充分性以及温度控制。

实施例2

一种燃气轮机，包括转轴100、压气机200、涡轮300和实施例1所示结构的燃烧室400，如图5所示，压气机200和涡轮300均安装在转轴100上，压气机200的出气端与燃烧室400 的进气端连通，燃烧室400的出气端与涡轮300的进气端连通。

所述燃烧室400的第二壳体420可以复用为燃气轮机的部分壳体；相应的，燃气轮机的部分壳体也可以复用为燃烧室400的第二壳体420。

所述燃烧室400可以为环形燃烧室，环绕在转轴100、压气机200和涡轮300组成的转子系统外围。

工作时，压气机200从外界吸入工质(一般为空气)，工质经压气机200压缩增压后，通过进气口401进入到流通通道，通过设在第一壳体410上的气孔从多个位置进入到燃烧腔内，与燃料充分混合燃烧，燃烧形成的高温气体通过排气口402送至涡轮处带动涡轮300旋转做功。

实施例3

一种燃烧室，包括第一壳体410，第二壳体420和蒸发管430，所述第一壳体围绕成燃烧腔且设有与燃烧腔连通的、用于通入工质的气孔，如图6所示，以便于来自于压气机的压缩工质进入到燃烧腔内并与燃料混合燃烧；燃烧腔具有排气口402，用于将燃烧形成的高温气体送至涡轮处。第二壳体420半包围第一壳体410设置并且与第一壳体410连接，第二壳体 420与第一壳体410之间形成具有进气口401的流通通道，流通通道通过第一壳体410的气孔与燃烧腔连通，用于来自压气机的压缩工质流通，来自于压气机的压缩工质通过进气口401 进入到流通通道，通过设在第一壳体410上的气孔从多个位置进入到燃烧腔内；流通通道还能够起到对第一壳体410降温的作用。蒸发管430呈中空管状，蒸发管430位于燃烧腔内，蒸发管430的一端与第一壳体410固定连接而另一端悬空；蒸发管430的固定端具有端盘431，如图2所示，相应地，第一壳体410在与蒸发管430连接处具有与端盘431匹配的阶梯孔，以匹配容纳蒸发管430的端盘431。

所述蒸发管430具有弯管段，所述蒸发管430朝向燃烧室轴线弯曲，如图6所示。弯管状的蒸发管430能够进一步限定绕转轴的旋向方向，以利于进一步控制火焰。

然而，弯管状的蒸发管430在安装时不仅在安装深度位置存在定位困难，在旋转方向上也不易把握旋转角度。因此，在端盘431上设有旋向限位部432，如图7、8所示，旋向限位部432为凸起，相应地，第一壳体410具有对应的缺口，以对蒸发管430在旋向上限位。

所述凸起的形状，可以是矩形(如图8所示)，也可以是三角形、半圆形、楔形，或其它异形。

另外，所述旋向限位部432也可以是缺口，相应地，第一壳体410具有对应的凸起。

另外，所述旋向限位部432也可以是由凸起和缺口组成的凸起—缺口结构，相应地，第一壳体410具有对应旋向限位部的凸起和/或缺口结构。

本领域技术人员应当理解，以上描述仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外，在阅读了本实用新型的内容之后，本领域技术人员在不改变技术构思的情况下，运用本实用新型技术特征的等同特征而组合形成的技术方案也落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃烧室，其特征在于：包括第一壳体和蒸发管，所述第一壳体围绕成燃烧腔并设有与所述燃烧腔连通的气孔；燃烧腔具有排气口；蒸发管位于燃烧腔内，蒸发管的一端与第一壳体固定连接而另一端悬空；蒸发管的固定端具有端盘，相应地，第一壳体在与蒸发管连接处具有与所述端盘匹配的阶梯孔。

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述端盘与第一壳体之间为可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述燃烧室还包括第二壳体，第二壳体半包围第一壳体设置并且与第一壳体连接，第二壳体与第一壳体之间形成具有进气口的流通通道，所述流通通道通过第一壳体的气孔与所述燃烧腔连通。

4.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述蒸发管悬空设置的悬置端呈喇叭形外扩。

5.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述蒸发管的数量为两个以上，各蒸发管绕燃烧室的轴线设置。

6.根据权利要求5所述的燃烧室，其特征在于：所述两个以上的蒸发管之间通过连接件连接呈一体。

7.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述蒸发管具有弯管段，所述蒸发管朝向燃烧室轴线弯曲。

8.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述端盘上设有旋向限位部；

所述旋向限位部为凸起，缺口或由至少一个凸起和至少一个缺口组成的凸起—缺口结构，相应地，第一壳体具有对应旋向限位部的凸起和/或缺口结构。

9.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于：所述燃烧室还包括燃料喷嘴，燃料喷嘴自蒸发管的固定端插入到蒸发管内部。

10.一种燃气轮机，其特征在于：包括转轴、压气机、涡轮和权利要求1～9中任一项所述的燃烧室，压气机和涡轮均安装在转轴上，压气机的出气端与燃烧室的进气端连通，燃烧室的出气端与涡轮的进气端连通。

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