[發明專利]燃燒室、燃氣輪機以及渦輪增壓器試驗臺

在審

• 申請號: 202011474050.5
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112485015A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 張金琦;張洪;劉青山;王利民;戴海鳳;張毅;陳子龍
• 申請（專利權）人: 新奧能源動力科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M15/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 趙小霞

本發明涉及渦輪增壓技術領域,公開了一種燃燒室、燃氣輪機以及渦輪增壓器試驗臺,該燃燒室包括第一殼體、第二殼體、火焰筒、點火組件、進油組件以及旋流器，火焰筒包括燃燒區，燃燒區側壁分布通孔，通孔將燃燒區分為第一區、第二區、第三區和第四區；正常工況下：第一區為主燃區，第一區接近第二區的部分的當量比接近1；第二區為中間區；第三區和第四區為摻混區。超溫工況下，由于燃燒室的總溫升變高，通過增加燃料減少空氣實現燃燒室正常工作；未燃燒的燃料由第一區流入第二區，此時主燃區變為第一區和第二區，第三區變為中間區，第四區為摻混區。能夠保證在超溫工況下燃料能夠完全燃燒，提高了燃燒效率，避免燃燒室出現冒煙積碳等現象。

技術領域

本發明涉及渦輪增壓的技術領域，尤其是涉及一種燃燒室、燃氣輪機以及渦輪增壓器試驗臺。

背景技術

渦輪增壓器試驗臺燃燒室大多是采用退役的渦噴-5燃燒室，隨著國家政策的收緊，渦噴-5燃燒室已無法購買，研發適用于渦輪增壓器試驗臺的燃燒室是大勢所趨。

現有技術是將多個渦噴-5燃燒室并聯使用，多個燃燒室并聯使用存在無法同時點火成功的情況，且維護、拆卸較單個燃燒室繁瑣，增加了試驗時間和成本。

另外，一個試驗臺要對多個型號的渦輪增壓器進行測試，也就是說一個燃燒室要同時滿足多個型號的渦輪增壓器，一般要求該燃燒室在常規工作范圍內(正常升、降轉速及校核點)可靠工作。但在一些特殊工況下，如超溫試驗，已超出燃燒室高性能區間，會產生冒煙、積炭等現象。

發明內容

本發明提供了一種燃燒室、燃氣輪機以及渦輪增壓器試驗臺，上述燃燒室提高了燃燒效率的同時，還能夠避免燃燒室出現冒煙、積碳等現象。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種燃燒室，包括第一殼體、第二殼體、火焰筒、點火組件、進油組件以及旋流器，其中：第一殼體遠離第二殼體的一端具有進氣口，第二殼體遠離第一殼體的一端具有排氣口；火焰筒位于第二殼體的內部，火焰筒包括燃燒區和排氣區，燃燒區的側壁上分布若干通孔，沿由第一殼體到第二殼體的排列方向，通孔將燃燒區依次分為第一區、第二區、第三區和第四區，排氣區位于第四區背離第三區的一側；且在正常工況下，第一區的當量比大于1，第二區的當量比小于1，第三區的當量比小于第二區的當量比，第四區的當量比小于第三區的當量比，排氣區穿過排氣口延伸至第二殼體的外部；點火組件與火焰筒的第一區連通，且點火組件延伸至第二殼體的外部；進油組件包括噴嘴，旋流器位于第一殼體和第二殼體之間，噴嘴貫穿旋流器，噴嘴的一端與火焰筒連通，另一端延伸至第一殼體的外部。

本發明提供的燃燒室，在正常工況下：第一區為主燃區，第一區中當量比大于1，且第一區靠近旋流器的部分當量比最大，為富燃區域，第一區接近第二區的部分的當量比接近1；第二區的當量比小于1，為中間區；第三區和第四區為摻混區。

在超溫工況下，由于燃燒室的總溫升變高，為保證燃燒室正常工作，可通過增加燃料以及減少空氣來實現；此時，在第一區中未燃燒的燃料順著氣流由第一區流入第二區，此時主燃區變為第一區和第二區，而第三區變為中間區，第四區則為摻混區。

這種設置方式，能夠保證在超溫工況下燃料能夠在第一區、第二區和第三區完全燃燒，提高了燃燒效率的同時，還能夠避免燃燒室出現冒煙、積碳等現象。

可選地，第一殼體的一端設有第一前法蘭，另一端設有第一后法蘭，第二殼體靠近第一殼體的一端設有第二前法蘭，另一端設有第二后法蘭。

可選地，旋流器呈環形，旋流器具有多個安裝孔，多個安裝孔環形分布；旋流器的中心處具有用于穿插噴嘴的穿插孔；旋流器分別與第一后法蘭和第二前法蘭連接。

可選地，進油組件還包括第一安裝座以及與第一安裝座連接的蓋板；第一安裝座安裝于第一殼體的外壁，噴嘴與蓋板連接，蓋板與第一安裝座連接。

可選地，噴嘴通過卡套與蓋板連接；蓋板通過螺釘與第一安裝座連接。