[發明專利]一種預蒸發式火焰筒

有效

• 申請號: 201811488708.0
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109595592B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 張群;海涵;王鑫;張鵬;楊福正;李程鎬;劉強;曹婷婷
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F23R3/44
• 分類號: F23R3/44;F23R3/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種預蒸發式火焰筒。通過在環形火焰筒進口端面上布置環形供油孔，在火焰筒內部布置環形油腔及U形燃油通道，并在U形燃油通道尾部布置燃油噴射孔，使得燃油經供油孔進入環形油腔及U形燃油通道，并在U形燃油通道內吸收火焰筒熱量蒸發成燃油蒸氣，從燃油噴射孔噴射至主燃區進行燃燒。由于燃油先在火焰筒內部U形燃油通道中吸熱蒸發成燃油蒸氣，然后再噴射至主燃區進行燃燒，因此，本發明提高了燃油燃燒效率，改善了燃燒狀況，促進燃油更好地燃燒，同時，燃油蒸發吸熱，降低了火焰筒溫度，起到了冷卻火焰筒的作用。

技術領域

本發明屬于燃氣輪機燃燒室領域，具體涉及一種預蒸發式火焰筒。

背景技術

燃油的霧化蒸發效果對燃氣輪機燃燒室的燃燒效率、高空再點火性能、貧油熄火極限和減少污染物排放等具有重要影響。在傳統的燃燒室結構中，部分燃油經過霧化后并未完全蒸發而被燃燒，這使得燃燒效果較差，燃燒室性能有待提高。

另外，燃燒室作為燃氣輪機最重要的承熱部件之一，在高溫燃氣的作用下，其內部的火焰筒需要承受極大的熱負荷和熱沖擊，其工作環境極其惡劣。過高的火焰筒壁溫會導致火焰筒內壁出現燒蝕、變形甚至裂紋等，將嚴重縮短燃燒室的使用壽命。因此，如何在一定程度內合理降低火焰筒壁面溫度，確保其工作的可靠性和足夠長的使用壽命，是目前燃氣輪機燃燒室火焰筒設計中亟需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種預蒸發式火焰筒設計方案，該方案在環形火焰筒進口端面上布置環形供油孔，在火焰筒內部布置環形油腔及U形燃油通道，并在U形燃油通道尾部布置燃油噴射孔。燃油經供油孔進入環形油腔及U形燃油通道，并在U形燃油通道內吸收火焰筒熱量蒸發成燃油蒸氣，從燃油噴射孔噴射至主燃區進行燃燒。由于燃油先在火焰筒內部燃油通道中吸熱蒸發成燃油蒸氣，然后再噴射至主燃區進行燃燒，因此，本發明提高了燃油燃燒效率，改善了燃燒狀況，促進燃油更好地燃燒，同時，燃油蒸發吸熱，降低了火焰筒溫度，起到了冷卻火焰筒的作用。

技術方案

本發明的目的在于提供一種預蒸發式火焰筒。

本發明技術方案如下：

一種預蒸發式火焰筒，包括環形火焰筒、環形供油孔、環形油腔、U形燃油通道、燃油噴射孔、主燃孔和摻混孔，所述環形供油孔位于環形火焰筒進口端面上，環形油腔位于環形火焰筒內部，并連接環形供油孔，U形燃油通道位于環形火焰筒內部，并連接環形油腔，燃油噴射孔位于U形燃油通道尾部，燃油噴射孔方向垂直于火焰筒軸線方向。

所述環形供油孔的形狀為兩側均呈半圓形，兩側半圓由兩條平行直線連接，圍成環形，且兩側半圓均與兩條直線相切，兩直線間距離為火焰筒厚度的1/2～2/3，共有4～8個環形供油孔均勻分布于火焰筒進口端面上。

所述環形油腔繞火焰筒軸線呈環形，且在火焰筒軸向方向長度為火焰筒軸向長度的1/15～1/10，在火焰筒徑向方向厚度為火焰筒厚度的1/2～2/3。

所述U形燃油通道截面呈圓形，其直徑為火焰筒厚度的1/3～1/2，U形燃油通道方向與火焰筒進口方向先相同后相反，呈回流狀，共有6～12個U形燃油通道繞火焰筒軸線均勻分布。

所述燃油噴射孔直徑為火焰筒厚度的1/3～1/2，且每個燃油噴射孔匹配一個U形燃油通道，所述主燃孔直徑為燃油噴射孔直徑的3～5倍，且主燃孔沿火焰筒軸線共有2～8排，每排共有8～16個繞火焰筒軸線均勻分布，所述摻混孔直徑為燃油噴射孔直徑的4～6倍，且摻混孔沿火焰筒軸線共有2～6排，每排共有8～14個繞火焰筒軸線均勻分布。

本發明具有以下有益效果：