[發明專利]一種微型燃氣輪機及其燃料噴嘴和燃燒室

在審

• 申請號: 201711183854.8
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107741031A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 汪秋笑;杜磊;王威威;崔揚澤;潘豪;辛楊;李冠星
• 申請（專利權）人: 上海泛智能源裝備有限公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 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

技術領域

本發明涉及燃氣輪機技術領域，特別涉及一種微型燃氣輪機及其燃料噴嘴和燃燒室。

背景技術

微型燃氣輪機(Microturbine或Micro-turbines)是一類新近發展起來的小型熱力發電機，其單機功率范圍為25～300kW。微型燃氣輪機具有多臺集成擴容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振動、低維修率、可遙控等一系列優點，可用于備用電站、熱電聯產、并網發電、尖峰負荷發電等，是提供清潔、可靠、高質量、多用途、小型分布式發電及熱電聯供的最佳方式。

目前，針對我國煤炭生產和消費巨大的情況，清潔高效的煤氣化整體聯合循環是一種具有廣闊前景的發電方式。在實際生產生活中，以煤化氣、純度較低的沼氣等中低熱值燃料作為主要燃料的微型燃氣輪機是分布式清潔發電和動力系統的關鍵設備。與天然氣、柴油等常用燃料相比，煤化氣、純度較低的沼氣等中低熱值燃料的熱值較低，因此，在通過微型燃氣輪機獲得同樣功率、且保持燃料噴嘴結構不變的情況下，需要燃用更多的中低熱值燃料，并加大燃料的射流速度，進而導致燃料與空氣混合不均勻、燃料燃燒不充分且燃燒效率低的問題。

發明內容

本發明提供了一種微型燃氣輪機及其燃料噴嘴和燃燒室，該燃料噴嘴能夠解決燃料與空氣混合不均勻、燃料燃燒不充分且燃燒效率低的問題。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種燃料噴嘴，該燃料噴嘴包括設置有燃料入口、燃料出口、以及連通所述燃料入口和燃料出口的燃料通道的殼體；所述殼體包括底壁以及一端固定連接于所述底壁的側壁；所述側壁的另一端設置有所述燃料入口；所述側壁和所述底壁圍成的空間形成所述燃料通道；

所述燃料出口包括貫穿所述底壁厚度的多個第一通孔，每個第一通孔的軸心線與所述底壁的厚度方向具有開口背離所述燃料入口的第一夾角、且所述第一夾角為銳角；每個所述第一通孔具有背離所述燃料通道的第一端和朝向所述燃料通道的第二端，所述第一端與所述側壁之間的第一距離小于所述第二端與所述側壁之間的第二距離。

上述燃料噴嘴在工作時，燃料通過燃料入口進入殼體內，并通過殼體內的燃料通道輸送到燃料出口，由于燃料出口包括設置在殼體的底壁上的多個第一通孔，每個第一通孔的軸心線與底壁的厚度方向具有開口背離燃料入口的第一夾角、且第一夾角為銳角，并且每個第一通孔的第一端與側壁之間的第一距離小于第二端與側壁之間的第二距離，因此，燃料在經過多個第一通孔時噴射形成多個燃料流，多個燃料流因第一夾角的存在而增大了噴射范圍，即，與現有技術相比，采用上述燃料噴嘴能夠增大燃料的分布空間，進而增大了燃料與空氣的接觸面積，使燃料與空氣能夠混合均勻，進而使燃料燃燒充分且燃燒效率高。

因此，上述燃料噴嘴能夠解決燃料與空氣混合不均勻、燃料燃燒不充分且燃燒效率低的問題。

優選地，所述燃料出口還包括貫穿所述側壁厚度的多個第二通孔，所述多個第二通孔用于使噴射出的燃料形成旋流。

優選地，所述多個第二通孔中，每個第二通孔在所述側壁的內表面均具有一個圓孔；沿所述側壁的半徑方向，每個第二通孔的軸心線與其對應的圓孔的圓心和所述側壁的軸心線之間的連線形成開口背離所述燃料通道的第二夾角、且所述第二夾角為銳角。

優選地，所述第一夾角與所述第二夾角相同。

優選地，所述多個第二通孔的數量與所述多個第一通孔的數量相同。

優選地，每個所述第一通孔的孔徑與每個所述第二通孔的孔徑相同。

優選地，所述多個第二通孔繞所述側壁的周向均勻分布。

優選地，所述第一夾角為10°～80°。

優選地，所述多個第一通孔為10～30個。

優選地，每個所述第一通孔的孔徑為2～5mm。

優選地，所述側壁為管狀結構，所述多個第一通孔繞所述側壁的軸心線周向均勻分布。

另外，本發明還提供了一種燃燒室，該燃燒室包括上述技術方案提供的任意一種燃料噴嘴。

本發明還提供了一種微型燃氣輪機，該微型燃氣輪機包括上述技術方案提供的燃燒室。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：