[實用新型]具有多孔火焰筒的燃燒室

有效

• 申請號: 201420811065.X
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN204404242U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 王崎文
• 申請（專利權）人: 王崎文
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 深圳市舜立知識產權代理事務所(普通合伙) 44335
• 代理人: 李亞萍

技術領域

本發明涉及一種燃氣輪機的燃燒室，特別是涉及一種具有多孔火焰筒的燃燒室。

背景技術

燃氣輪機的燃燒室負責完成燃氣輪機的熱力循環中的加熱過程，其功能是將燃料中的化學能轉變為熱能，將壓氣機增壓后的高壓空氣加熱到渦輪前允許的溫度，以便進入渦輪和排氣裝置內膨脹做工。一般而言，渦輪前溫度越高，渦輪發動機的效率也會越高。然而，溫度越高，對于燃燒室，特別是其火焰筒的耐熱性提出了較大的挑戰。

在現有的火焰筒設計中，其筒體上一般會設有開孔，讓一部分從壓氣機過來的空氣經由這些開孔進入筒體形成的燃燒腔內，以在筒體內表面形成氣膜，以將筒體與通過燃燒形成的火焰/高溫氣流阻隔開，從而提供對筒體的高溫保護。

另一方面，微型燃氣輪機在分布式發電網絡中扮演著越來越重要的角色。在能夠滿足性能要求的前提下，減小燃燒室的體積一直是燃燒室研發所最求的目標之一。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種能夠減小燃燒室尺寸的燃燒室設計。

本發明提出的具有多孔火焰筒的燃燒室，包括燃燒室殼體以及至少一個被所述燃燒室殼體包圍的火焰筒，所述燃燒室殼體與火焰筒之間隔開以形成氣流通道，所述火焰筒定義一條火焰筒中軸線。所述火焰筒具有多個讓所述氣流通道內的氣流進入所述火焰筒以在所述火焰筒的內壁面形成氣膜的進氣孔，所述進氣孔引導所述氣流朝向所述火焰筒的下游方向行進，每個進氣孔定義一條進氣孔中軸線，每個進氣孔中軸線向所述下游方向傾斜且偏離于所述火焰筒中軸線，使得進入火焰筒的空氣在火焰筒的內壁面形成以螺旋線的路徑行進的旋流。

在一些實施例中，進氣孔中軸線與火焰筒內壁面之間的角度在5-45度之間。

在上述具有多孔火焰筒的燃燒室中，進氣孔中軸線是向下游方向傾斜并且偏離于火焰筒中軸線，因此進入火焰筒的空氣會在火焰筒的內壁面形成以螺旋線的路徑行進的旋流。這些沿螺旋線的路徑流動的空氣會帶動至少外圍部分的火焰進行旋流運動，從而能夠延長火焰的實際長度或者在獲得相同火焰長度的情況下減小火焰的軸向長度，從而減小火焰筒軸向尺寸以及燃燒室的整體體積。

附圖說明

圖1是燃氣輪機的燃燒室的一個實施例的簡化示意圖。

圖2和圖3描繪了進氣孔相對于火焰筒中軸線的傾斜角度。

具體實施方式

在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本發明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本發明可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。

圖1是燃氣輪機的燃燒室的一個實施例簡化構造圖。燃燒室10包括燃燒室殼體12和至少一個火焰筒14。燃燒室殼體12包圍火焰筒14，且燃燒室12與火焰筒14之間隔開以在其間形成氣流通道16。根據燃燒室10的類型，殼體12內火焰筒14的數量可以為一個或多個。

火焰筒14圍繞形成燃燒腔。火焰筒14的筒體上形成多個進氣孔18。燃氣輪機的壓氣機(圖未示)過來的空氣一部分進入燃燒腔與燃料發生燃燒反應，還有一部分空氣進入燃燒室殼體12和火焰筒14之間的氣流通道16，并經由這些進氣孔18進入火焰筒14向火焰筒14的下游方向行進，在火焰筒14的內壁面形成氣膜，將火焰筒14與高溫火焰19阻隔開。本領域技術人員應當清楚，此處所稱的下游方向是指火焰筒14內燃燒產物整體行進的方向。

圖2和圖3例示出這些進氣孔18的一種構造。同時參考圖1-3，這些進氣孔18朝向下游方向傾斜設置，以將空氣以傾斜的角度引入火焰筒14。進氣孔18定義一條進氣孔中軸線20，火焰筒14定義一條火焰筒中軸線22。在圖2和圖3中，僅畫出進氣孔18和火焰筒14的中軸線，以進氣孔中軸線20和火焰筒中軸線22的關系來描述進氣孔18的傾斜方向。如圖2，從火焰筒14的橫斷面視圖來看(即從沿火焰筒中軸線22的角度看)，進氣孔中軸線20偏離火焰筒中軸線22，即進氣孔中軸線20的延長線與火焰筒中軸線22是不相交的。在一些實施例中，進氣孔中軸線20與火焰筒14內壁面之間的角度在5-45度之間。如圖3，從垂直于火焰筒中軸線22的角度看，進氣孔中軸線20是向下游方向傾斜的，因此可以引導氣流向下游方向行進。因此，進氣孔中軸線20是向下游方向傾斜并且偏離于火焰筒中軸線22。