[發明專利]一種單管燃燒室和燃氣輪機

有效

• 申請號: 201710369259.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107101224B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 李成勤;汪秋笑;郭德三;安履東;蘇國振;白生瑋;周強民
• 申請（專利權）人: 新奧能源動力科技（上海）有限公司
• 主分類號: F23R3/44
• 分類號: F23R3/44;F23R3/04;F23R3/28
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明涉及燃氣輪機技術領域，公開一種單管燃燒室和燃氣輪機，其中，所述單管燃燒室包括殼體和位于所述殼體內的火焰筒；其中，所述火焰筒包括相對設置的頭部截面和燃氣出口、以及位于所述頭部截面和所述燃氣出口之間的筒壁；所述殼體包括圍繞所述火焰筒的筒壁設置的側壁，所述側壁與所述火焰筒的主燃區相對的壁體上設有至少一個進氣口。上述單管燃燒室的火焰筒壁面溫度可以有效控制在其材料的溫度承受范圍內，因此，上述單管燃燒室的火焰筒使用壽命較長、安全性能較高。并且，上述火焰筒的筒壁上不用打冷卻孔，進而，不會影響燃燒室的燃燒效率，而且可以降低燃燒室的成本。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，特別涉及一種單管燃燒室和燃氣輪機。

背景技術

現有技術中，微型燃氣輪機一般主要包括壓氣機、燃燒室、以及渦輪等結構；其中，壓氣機用于將空氣增壓后輸入燃燒室內，燃燒室用于將空氣與燃料混合燃燒然后輸出高壓燃氣，渦輪則用于利用燃燒室導出的高壓燃氣進行做功。

作為微型燃氣輪機的三大部件之一，燃燒室整體性能的好壞直接影響微型燃氣輪機的總體性能。然而，由于受到高溫輻射和高溫燃氣的沖刷，燃燒室火焰筒成為燃氣輪機內部溫度最高，使用壽命最短的部件；進而，為了確保火焰筒的使用壽命要求和安全性，火焰筒的筒壁溫度必須控制在火焰筒材料的溫度承受范圍內，盡量降低火焰筒筒壁的溫度，特別是溫度最高的主燃區壁面。

目前大多數已知的燃氣輪機中，燃燒室火焰筒的冷卻方式均為氣膜冷卻，即在火焰筒筒壁上打上許多的小孔，通過這些小孔噴出的空氣來形成一道氣膜，以保護火焰筒筒壁不受高溫影響。然而，由于冷卻氣膜很容易導致火焰筒主燃區的火焰局部淬熄，進而形成大量CO，因此，上述火焰筒冷卻方式很容易影響燃燒室的燃燒效率。

發明內容

本發明公開了一種單管燃燒室和燃氣輪機，用于降低燃燒室的火焰筒壁溫、并避免影響燃燒室的燃燒效率。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種單管燃燒室，包括殼體和位于所述殼體內的火焰筒；其中，

所述火焰筒包括相對設置的頭部截面和燃氣出口、以及位于所述頭部截面和所述燃氣出口之間的筒壁；

所述殼體包括圍繞所述火焰筒的筒壁設置的側壁，所述側壁與所述火焰筒的主燃區相對的壁體上設有至少一個進氣口。

上述單管燃燒室中，由于進氣口設置于殼體的側壁上、且正對著火焰筒的主燃區，因此，從上述進氣口進入的冷卻空氣可以直接沖擊火焰筒的主燃區筒壁，以起到沖擊冷卻效果，從而可以很大程度上降低火焰筒主燃區的筒壁溫度，進而，可以有效控制整個火焰筒的筒壁溫度在其材料的溫度承受范圍內，因此，上述單管燃燒室的火焰筒使用壽命較長、安全性能較高。并且，上述火焰筒的筒壁上無需打冷卻孔，進而，一方面，可以有效避免冷卻氣膜導致的火焰筒內CO較高、燃燒效率較低的情況；另一方面，由于無需分配空氣以形成冷卻氣膜，因此，燃燒用氣可以更加充分，從而可以一定程度上提高燃燒效率；另外，省略打孔工藝還可以大大降低火焰筒的成本。

優選地，所述側壁上設有兩個所述進氣口，所述兩個進氣口相對設置。

優選地，沿所述火焰筒的軸線方向上，每個所述進氣口與所述火焰筒頭部截面之間的距離為10mm～120mm。

優選地，每個所述進氣口的直徑為100mm～200mm。

優選地，所述單管燃燒室還包括與所述進氣口一一對應的進氣管道，每個所述進氣管道和與其對應的進氣口相連通、且其軸心線與所述殼體的側壁垂直設置。

優選地，所述火焰筒的筒壁在所述主燃區與所述燃氣出口之間的壁體上設有摻混孔。

優選地，所述殼體還包括位于所述火焰筒的頭部截面一端、且與所述側壁相連接的頂壁，以及位于所述火焰筒的燃氣出口一端、且與所述側壁相連接的底壁。