一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干低排放燃燒室領(lǐng)域，具體涉及一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，渦輪的進(jìn)口溫度將會(huì)影響燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，因此隨著燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)功率、效率要求的不斷提高，渦輪進(jìn)口溫度要求也逐漸升高，導(dǎo)致渦輪熱負(fù)荷增加以及燃燒室NOx排放的增加。
[0003]近年來(lái)，國(guó)家對(duì)空氣污染的控制更加重視，國(guó)家法規(guī)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的NOx排放限制也愈加嚴(yán)格?？刂迫?xì)廨啓C(jī)的NOx排放關(guān)鍵在于控制燃燒區(qū)的火焰溫度，干低排放燃燒技術(shù)采用貧預(yù)混燃燒方式降低火焰溫度，該技術(shù)已逐漸成熟且在燃機(jī)市場(chǎng)上被廣泛應(yīng)用。工程研究表明，實(shí)現(xiàn)貧預(yù)混燃燒的關(guān)鍵難題之一是預(yù)混均勻度，預(yù)混均勻度直接影響整個(gè)燃燒區(qū)的火焰溫度分布，從而影響NOx排放。
[0004]中國(guó)專利CN101639220A涉及用于渦輪機(jī)燃燒器的中心體罩及方法，在該專利中，該裝置包括中心體、外部紊流器構(gòu)件等，外部紊流器與中心體間隔開(kāi)形成冷卻空氣通道。但冷卻空氣會(huì)對(duì)下游的中心回流區(qū)的穩(wěn)定燃燒產(chǎn)生影響，且該部分空氣難以與燃料完全摻混，導(dǎo)致預(yù)混空氣量降低，使燃燒室更難滿足高出口溫度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，以解決目前燃燒室難以滿足高出口溫度要求的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，包括中心體組件和噴嘴組件，所述中心體組件具有中心筒體、中心體外壁與一級(jí)旋流器，所述中心筒體具有中心旋流器、內(nèi)筒體前壁與內(nèi)筒體后壁，所述內(nèi)筒體前壁附連到所述中心旋流器的下游端，所述內(nèi)筒體后壁附連到所述中心旋流器的上游端，所述一級(jí)旋流器附連在內(nèi)筒體前壁的下游端；
[0008]所述噴嘴組件具有噴嘴殼體與燃料噴桿，所述噴嘴殼體具有燃料通路；
[0009]所述噴嘴殼體與所述中心筒體之間形成主燃料通道，所述中心體外壁與中心筒體間隔設(shè)置，兩者之間形成副燃料通道；
[0010]所述燃料噴桿具有主燃料噴射孔與副燃料噴射孔，所述中心筒體上開(kāi)設(shè)有與所述副燃料噴射孔一一對(duì)應(yīng)的副燃料通孔。
[0011]可選地，所述中心體外壁和所述中心筒體同軸放置。
[0012]可選地，所述燃料噴桿數(shù)量為2?8個(gè)。
[0013]可選地，所述燃料噴桿周向均布在噴嘴殼體外側(cè)。
[0014]可選地，所述副燃料噴射孔與所述中心筒體軸向成70?90度角。
[0015]可選地，所述噴嘴殼體與所述燃料噴桿通過(guò)焊接固連。
[0016]可選地，所述噴嘴殼體還具有值班燃料通路和值班燃料噴孔。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明的中心區(qū)燃燒器能夠優(yōu)化高火焰溫度下燃燒室的排放性能；由于增加副燃料通路，因此解決了冷卻空氣對(duì)下游中心回流區(qū)的沖擊作用，防止中心區(qū)燃燒不穩(wěn)定以及燃燒效率降低；同時(shí)將部分燃料分配至副燃料通路，可以有效地改善中心區(qū)燃料與空氣的預(yù)混均勻度，從而使得中心燃燒區(qū)的火焰溫度分布更加均勻，降低NOx排放。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中心區(qū)燃燒器的截面的簡(jiǎn)化視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中心區(qū)燃燒器的截面的簡(jiǎn)化視圖；
[0021]圖3是圖2中的副燃料噴射孔處的截面的細(xì)節(jié)視圖。
[0022]附圖標(biāo)記:
[0023]中心區(qū)燃燒器40 ；
[0024]中心體組件41 ；
[0025]噴嘴組件42 ；
[0026]中心筒體43 ；
[0027]中心體外壁44 ；
[0028]一級(jí)旋流器45 ；
[0029]中心旋流器46 ；
[0030]內(nèi)筒體前壁47 ；
[0031]內(nèi)筒體后壁48;
[0032]副燃料通孔49 ；
[0033]副燃料通道50 ；
[0034]冷卻空氣通道19 ；
[0035]噴嘴殼體51 ;
[0036]燃料噴桿52 ；
[0037]燃料通路53 ；
[0038]燃料噴射孔24 ；
[0039]主燃料噴射孔54 ；
[0040]副燃料噴射孔55 ;
[0041]主燃料通道56;
[0042]值班燃料通路57 ;
[0043]值班燃料噴孔58。
【具體實(shí)施方式】
[0044]這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。
[0045]參考圖1所示，大致顯示了現(xiàn)有的中心區(qū)燃燒器40，其包括中心體組件41與噴嘴組件42。所述中心體組件41包括中心筒體43、中心體外壁44與一級(jí)旋流器45。中心筒體43包括中心旋流器46、內(nèi)筒體前壁47與內(nèi)筒體后壁48，三者通過(guò)焊接前后固連，形成主燃料通道56，用于燃料與空氣的充分預(yù)混。一級(jí)旋流器45焊接在中心筒體43的內(nèi)筒體前壁47下游端的外側(cè)，用于冷卻中心體組件41近火焰端面，同時(shí)能夠防止燃燒室回火。中心體外壁44焊接在一級(jí)旋流器45的上游端，并與中心筒體43同軸放置，之間形成冷卻空氣通道19，來(lái)流空氣進(jìn)入冷卻空氣通道19冷卻中心體外壁44。噴嘴組件42包括噴嘴殼體51和燃料噴桿52，噴嘴殼體51包含燃料通路53，用于供應(yīng)燃料，燃料噴桿52通過(guò)焊接固連在噴嘴殼體51上，周向均勻分布多個(gè)，燃料噴桿52上具有燃料噴射孔24，燃料通過(guò)燃料通路53從燃料噴射孔24高速噴出，與主燃料通道56內(nèi)流經(jīng)的空氣充分預(yù)混后，參與燃燒，能夠降低燃燒室污染物排放。
[0046]參考圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的中心區(qū)燃燒器示為40，其包括中心體組件41與噴嘴組件42。
[0047]中心體組件41包括中心筒體43、中心體外壁44與一級(jí)旋流器45 ;中心筒體43包括中心旋流器46、內(nèi)筒體前壁47與內(nèi)筒體后壁48，三者通過(guò)焊接前后固連，形成主燃料通道56，用于燃料與空氣的充分預(yù)混。
[0048]中心筒體43還具有副燃料通孔49，用于燃料流通；一級(jí)旋流器45焊接在中心筒體43的內(nèi)筒體前壁47下游端的外側(cè)；中心體外壁44焊接在一級(jí)旋流器45的上游端，并與中心筒體43間隔設(shè)置(之間具有空隙)，之間形成副燃料通道50，副燃料通過(guò)副燃料通孔49進(jìn)入副燃料通道50，與來(lái)流空氣充分預(yù)混，一級(jí)旋流器45能夠通過(guò)旋流在下游產(chǎn)生較大容積的回流區(qū)，保證預(yù)混后的燃料與空氣在下游穩(wěn)定燃燒。進(jìn)一步，中心體外壁44與中心筒體43選擇為同軸設(shè)置，此設(shè)置方式為常規(guī)方式，不再贅述。
[0049]噴嘴組件42包括噴嘴殼體51和燃料噴桿52，噴嘴殼體51包含燃料通路53，用于供應(yīng)主、副燃料，燃料噴桿52固連在噴嘴殼體51上，燃料噴桿52可以通過(guò)多種適合的方式與噴嘴殼體51固定連接，且燃料噴桿52的數(shù)量以及分布位置可以根據(jù)需要進(jìn)行適合的旋選擇；本實(shí)施例中，優(yōu)選燃料噴桿52通過(guò)焊接與噴嘴殼體51固定連接，燃料噴桿52的數(shù)量為2?8個(gè)，且燃料噴桿52周向均布在噴嘴殼體51外側(cè)。
[0050]進(jìn)一步，噴嘴殼體51還具有值班燃料通路57和值班燃料噴孔58。
[0051]參考圖3所示，燃料噴桿52上具有主燃料噴射孔54與副燃料噴射孔55，燃料通過(guò)燃料通路53分別從主燃料噴射孔54與副燃料噴射孔55高速噴出。另外，副燃料噴射孔55可以以多種適合的角度進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)施例中，副燃料噴射孔55 (的軸線)與中心筒體43軸向成70?90度角。
[0052]其中，主燃料從主燃料噴射孔54噴出，與主燃料通道56的來(lái)流空氣充分預(yù)混合后，流經(jīng)中心旋流器46后在下游形成回流區(qū)，并穩(wěn)定燃燒；副燃料從副燃料噴射孔55噴出，與副燃料通道50的來(lái)流空氣充分預(yù)混合后，流經(jīng)一級(jí)旋流器45后在下游形成回流區(qū)，并穩(wěn)定燃燒。
[0053]本發(fā)明的中心區(qū)燃燒器將燃料分為主、副燃料，能夠充分利用燃燒室來(lái)流空氣，glj燃料通道50內(nèi)的來(lái)流空氣在冷卻中心體外壁44的同時(shí)還能夠參與副燃料的預(yù)混，在同等空氣量下大大優(yōu)化了預(yù)混均勻度，從而使得中心燃燒區(qū)的火焰溫度分布更加均勻，降低NOx排放；同時(shí)預(yù)混后的燃料與空氣在下游燃燒，有效地降低純冷卻空氣對(duì)燃燒區(qū)帶來(lái)的影響，優(yōu)化燃燒穩(wěn)定性。
[0054]進(jìn)一步，本發(fā)明的中心區(qū)燃燒器能夠優(yōu)化高火焰溫度下燃燒室的排放性能，由于增加副燃料通路，因此解決了冷卻空氣對(duì)下游中心回流區(qū)的沖擊作用，防止中心區(qū)燃燒不穩(wěn)定以及燃燒效率降低。
[0055]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，包括中心體組件(41)和噴嘴組件(42)，其特征在于:所述中心體組件(41)具有中心筒體(43)、中心體外壁(44)與一級(jí)旋流器(45)，所述中心筒體(43)具有中心旋流器(46)、內(nèi)筒體前壁(47)與內(nèi)筒體后壁(48)，所述內(nèi)筒體前壁(47)附連到所述中心旋流器(46)的下游端，所述內(nèi)筒體后壁(48)附連到所述中心旋流器(46)的上游端，所述一級(jí)旋流器(45)附連在內(nèi)筒體前壁(47)的下游端； 所述噴嘴組件(42)具有噴嘴殼體(51)與燃料噴桿(52)，所述噴嘴殼體(51)具有燃料通路(53); 所述噴嘴殼體(51)與所述中心筒體(43)之間形成主燃料通道(56)，所述中心體外壁(44)與中心筒體(43)間隔設(shè)置，兩者之間形成副燃料通道(50); 所述燃料噴桿(52)具有主燃料噴射孔(54)與副燃料噴射孔(55)，所述中心筒體(43)上開(kāi)設(shè)有與所述副燃料噴射孔(55) —一對(duì)應(yīng)的副燃料通孔(49)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述中心體外壁(44)和所述中心筒體(43)同軸放置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述燃料噴桿(52)數(shù)量為2?8個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述燃料噴桿(52)周向均布在噴嘴殼體(51)外側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述副燃料噴射孔(55)與所述中心筒體(43)軸向成70?90度角。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述噴嘴殼體(51)與所述燃料噴桿(52)通過(guò)焊接固連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，其特征在于，所述噴嘴殼體(51)還具有值班燃料通路(57)和值班燃料噴孔(58)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及干低排放燃燒室領(lǐng)域，具體涉及一種分級(jí)燃燒的中心區(qū)燃燒器，以解決燃燒室難以滿足高出口溫度要求的問(wèn)題。中心區(qū)燃燒器包括中心體組件和噴嘴組件，中心體組件具有中心筒體、中心體外壁與一級(jí)旋流器；噴嘴殼體與中心筒體之間形成主燃料通道，中心體外壁與中心筒體之間形成副燃料通道；噴嘴組件具有噴嘴殼體與燃料噴桿，噴嘴殼體具有燃料通路；燃料噴桿具有主燃料噴射孔與副燃料噴射孔，中心筒體上開(kāi)設(shè)有與副燃料噴射孔一一對(duì)應(yīng)的副燃料通孔。本發(fā)明的中心區(qū)燃燒器能夠優(yōu)化高火焰溫度下燃燒室的排放性能；由于增加副燃料通路，因此解決了冷卻空氣對(duì)下游中心回流區(qū)的沖擊作用，防止中心區(qū)燃燒不穩(wěn)定以及燃燒效率降低。
【IPC分類】F23R3/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105180213
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王正陽(yáng), 陳明祿, 李潔, 周建華, 馬宏宇
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日