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      帶有主噴嘴和微型噴嘴組件的燃燒室及燃氣輪機和鍋爐的制作方法

      文檔序號:11660417閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種帶有主噴嘴組件和微型噴嘴組件的燃燒室,包括擴壓器、主噴嘴組件、微型噴嘴組件、火焰筒和燃燒室機匣,其中所述擴壓器設(shè)置在所述燃燒室機匣端部,將進入燃燒室的高溫高壓空氣降速擴壓;所述火焰筒設(shè)置于所述燃燒室機匣內(nèi),一部分空氣經(jīng)過所述火焰筒壁面上的冷卻孔進入所述火焰筒內(nèi),對所述火焰筒的高溫部分進行冷卻;其特征在于:

      所述火焰筒前端設(shè)置有所述主噴嘴組件和微型噴嘴組件,通過擴壓器進入的大部分空氣通過所述主噴嘴組件和微型噴嘴組件的空氣通道與噴入的燃料混合后,在所述火焰筒內(nèi)燃燒;

      所述微型噴嘴組件包含燃料總管和N個微型噴嘴單元,其中N為自然數(shù),且微型噴嘴單元扇形夾角β與微型噴嘴單元數(shù)量N之間滿足N×β=360;所述微型噴嘴單元包含若干個微型噴嘴,其中微型噴嘴的外徑為3~15mm,相鄰微型噴嘴中心距為微型噴嘴外徑的1.1~2倍;以及

      所述微型噴嘴單元內(nèi)包含若干個配合環(huán),且配合環(huán)的數(shù)量與主噴嘴組件的主噴嘴數(shù)量相等,所述主噴嘴組件的主噴嘴裝配在所述配合環(huán)內(nèi)。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述燃燒室還包括位于所述擴壓器與主噴嘴組件之間的前置燃料噴射組件,所述前置燃料噴射組件包括前置燃料噴射管,用于將前置燃料噴入所述擴壓器后的高速氣流中,與空氣快速摻混,起到抑制燃燒振蕩的作用。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒室,其特征在于,所述前置燃料噴射組件的燃料噴射方向與所述擴壓器排出的氣流方向成60°~120°夾角;

      所述前置燃料噴射管是一個帶有燃料噴射孔的環(huán)形圓管,其通過接口管固定在擴壓器后的機匣壁面上。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒室,其特征在于,所述前置燃料噴射組件的燃料噴射方向與所述擴壓器排出的氣流方向成90°夾角。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述主噴嘴組件包括雙通道噴嘴桿、燃料分配器和主噴嘴;其中所述雙通道噴嘴桿包括兩個燃料通道,分別輸入主預(yù)混燃料和擴散燃料;

      主噴嘴包括燃料噴射葉片、旋流葉片、中心鈍體前端、中心鈍體、燃料分隔板和噴嘴機匣。

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒室,其特征在于,所述主噴嘴組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間滿足:

      K/H=1.5~2.5;其中K為噴嘴機匣內(nèi)徑,H為中心鈍體外徑;

      L/K=0.3~0.8;其中L為中心鈍體端面與噴嘴機匣端面間的距離;

      旋流葉片與中心鈍體中心線的夾角為20°~60°;

      燃料噴射孔與中心鈍體中心線的夾角為10°~60°;

      每只雙通道噴嘴桿連接至少一個主噴嘴及相應(yīng)的燃料分配器。

      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒室,其特征在于,所述主噴嘴組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間滿足:

      K/H=2;

      L/K=0.5;

      旋流葉片與中心鈍體中心線的夾角為35°;

      燃料噴射孔與中心鈍體中心線的夾角為45°。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述微型噴嘴包括中心體、環(huán)繞中心體設(shè)置的微旋流葉片和包圍微旋流葉片的微型噴嘴機匣,所述微型噴嘴機匣含有1~8個微型燃料噴射孔。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒室,其特征在于,所述中心體的前端為流線型結(jié)構(gòu)。

      10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒室,其特征在于,所述微型噴嘴中微旋流葉片的數(shù)量為2~12個。

      11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒室,其特征在于,所述中心體外徑與微型噴嘴機匣內(nèi)徑之比為0.2~0.6。

      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒室,其特征在于,所述中心體外徑與微型噴嘴機匣內(nèi)徑之比為0.5。

      13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒室,其特征在于,所述微型噴嘴固定在微型噴嘴單元前蓋和后蓋之間,且微型噴嘴中微型噴嘴機匣所含的燃料噴射孔包含在微型噴嘴組前蓋、后蓋及外殼形成的空間內(nèi)。

      14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述火焰筒由兩個同心的圓環(huán)組成;火焰筒的前端與微型噴嘴組件中的微型噴嘴外殼的內(nèi)、外圓弧面相連接;火焰筒的外壁面固定在燃燒室外機匣上,火焰筒的后端搭接在燃氣輪機渦輪入口段。

      15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃燒室,其特征在于,所述火焰筒的冷卻采用氣膜冷卻、肋片冷卻、發(fā)散冷卻中的一種或其組合。

      16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述燃燒室的燃料噴射方式包括前置燃料噴射、主預(yù)混燃料噴射、擴散燃料噴射和微型預(yù)混燃料噴射中的至少之一。

      17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒室,其特征在于,所述燃燒室為環(huán)形、分管形、環(huán)管型或單管型燃燒室。

      18.一種采用如權(quán)利要求1至17任意一項所述的燃燒室的燃氣輪機、航空發(fā)動機以及鍋爐。

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