一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括值班噴嘴、錐形穩(wěn)焰板、多個(gè)主噴嘴、燃料噴管、第一燃料環(huán)管、第二燃料環(huán)管以及第三燃料供給管；錐形穩(wěn)焰板為中空結(jié)構(gòu)；通過燃料噴管、第一燃料環(huán)管向值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板引入低溫未燃燃?xì)?，冷卻值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板的高溫區(qū)，通過第二燃料環(huán)管以及第三燃料供給管將燃?xì)饣剞D(zhuǎn)注入燃料噴注裝置提供燃料；該冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，有效減低值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板高溫區(qū)的溫度，減少冷卻氣的使用量，同時(shí)提高了未燃燃?xì)鉁囟?，加?qiáng)混合效果，提高了燃燒效率。
【專利說明】一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其涉及一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]圖1為一種典型的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，值班噴嘴2布置于中心，多個(gè)主噴嘴3環(huán)形均勻布置于值班噴嘴2的外側(cè)；值班噴嘴2采用擴(kuò)散或預(yù)混燃燒模式，值班噴嘴2下游設(shè)置錐形穩(wěn)焰板21，目的在于增強(qiáng)整個(gè)燃燒室頭部的穩(wěn)焰性能，值班噴嘴2承擔(dān)點(diǎn)火以及主要的穩(wěn)焰功能。從端蓋引出多個(gè)燃料噴管4，分別深入對(duì)應(yīng)值班噴嘴2以及主噴嘴3中軸線區(qū)域，燃料噴管上設(shè)置燃料噴射裝置5，噴注燃料并增強(qiáng)摻混。值班噴嘴2下游的錐形穩(wěn)焰板21在工作狀態(tài)時(shí)，流體溫度可達(dá)2000K左右，極易被燒毀。傳統(tǒng)的方法從頭部引冷卻氣給錐形穩(wěn)焰板21降溫，但是對(duì)于F級(jí)燃機(jī)，可以用的冷卻氣小于全部空氣量的10%，卻需要承擔(dān)冷卻過渡段以及各種密封件的功能，因此能夠分給錐形穩(wěn)焰板21的冷卻氣量只有2% -3%左右，較難有理想的冷卻效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中錐形穩(wěn)焰板冷卻設(shè)計(jì)方面的難題，有效減少該區(qū)域冷卻氣用量。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括值班噴嘴、錐形穩(wěn)焰板、多個(gè)主噴嘴和燃料噴管；值班噴嘴布置于燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的中心，多個(gè)主噴嘴環(huán)形均勻布置于值班噴嘴外偵U，錐形穩(wěn)焰板布置于值班噴嘴下游，燃料噴管從端蓋引出，值班噴嘴以及主噴嘴均設(shè)置燃料噴注裝置，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)還包括第一燃料環(huán)管、第二燃料環(huán)管以及第三燃料供給管；所述錐形穩(wěn)焰板為中空結(jié)構(gòu)；所述第一燃料環(huán)管的上游端與燃料噴管連通，其下游端與錐形穩(wěn)焰板下端部連通；所述第二燃料環(huán)管的上游端與錐形穩(wěn)焰板的上端部連通，其下游端與第三燃料供給管連通，第三燃料供給管與主噴嘴的燃料噴注裝置相連通；
[0006]燃?xì)饨?jīng)第一燃料環(huán)管后從下端部進(jìn)入錐形穩(wěn)焰板中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，再從錐形穩(wěn)焰板的上端部進(jìn)入第二燃料環(huán)管，經(jīng)第三燃料供給管流入主噴嘴的燃料噴注裝置，并與主噴嘴的內(nèi)的空氣混合。
[0007]優(yōu)選的，第一燃料環(huán)管下游端距錐形穩(wěn)焰板上端部的距離LI為錐形穩(wěn)焰板上端部距下端部的距離L2的2/3-1。
[0008]本實(shí)用新型的另一可采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括值班噴嘴、錐形穩(wěn)焰板、多個(gè)主噴嘴和燃料噴管；值班噴嘴布置于燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的中心，多個(gè)主噴嘴環(huán)形均勻布置于值班噴嘴外側(cè)，錐形穩(wěn)焰板布置于值班噴嘴下游，燃料噴管從端蓋引出，值班噴嘴以及主噴嘴均設(shè)置燃料噴注裝置，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)還包括第一燃料環(huán)管、第二燃料環(huán)管以及第三燃料供給管；所述錐形穩(wěn)焰板為中空結(jié)構(gòu)；所述第一燃料環(huán)管的上游端與燃料噴管連通，其下游端與錐形穩(wěn)焰板上端部連通；所述第二燃料環(huán)管的上游端與錐形穩(wěn)焰板的下端部連通，其下游端與第三燃料供給管連通，第三燃料供給管與值班噴嘴的燃料噴注裝置相連通；
[0010]燃?xì)饨?jīng)第一燃料環(huán)管后從上端部進(jìn)入錐形穩(wěn)焰板中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，再從錐形穩(wěn)焰板的下端部進(jìn)入第二燃料環(huán)管，經(jīng)第三燃料供給管流入值班噴嘴的燃料噴注裝置，并與值班噴嘴內(nèi)的空氣混合。
[0011]優(yōu)選的，第二燃料環(huán)管上游端距錐形穩(wěn)焰板上端部的距離L3為錐形穩(wěn)焰板上端部距下端部距離L2的2/3-1。
[0012]優(yōu)選的，上述兩種技術(shù)方案中，錐形穩(wěn)焰板的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)內(nèi)表面設(shè)置肋片；所述的燃料噴管為圓管，第三燃料供給管為多個(gè)圓管或一個(gè)環(huán)管。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下突出的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0014]本實(shí)用新型涉及的帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)在值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板的高溫段設(shè)置中空結(jié)構(gòu)，通過燃料噴管、第一燃料環(huán)管引溫度較低的未燃燃?xì)膺M(jìn)入中空結(jié)構(gòu)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行冷卻，燃?xì)鈱?duì)中空區(qū)域冷卻后，通過第二燃料環(huán)管以及第三燃料供給管將燃?xì)饣剞D(zhuǎn)注入燃料噴注裝置，為燃料噴注系統(tǒng)提供燃料。該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)簡單，有效利用了燃?xì)獾幕剞D(zhuǎn)流動(dòng)對(duì)值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板進(jìn)行冷卻，同時(shí)對(duì)溫度較低的未燃燃?xì)膺M(jìn)行了加熱，有效提高燃?xì)馀c空氣的混合效果，提高燃燒效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種典型的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)。
[0016]圖2a為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例截面示意圖，圖2b為圖2a的左視圖。
[0017]圖3a為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例截面示意圖，圖3b為圖3b的左視圖。
[0018]圖中符號(hào)說:2_值班噴嘴；21_錐形穩(wěn)焰板；3_主噴嘴；4_燃料噴管；41_第一燃料環(huán)管；42_第二燃料環(huán)管；43_第三燃料供給管；5_燃料噴注裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0020]圖2a、圖2b為本實(shí)用新型一個(gè)典型的實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，該燃?xì)廨啓C(jī)帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括值班噴嘴2、錐形穩(wěn)焰板21、多個(gè)主噴嘴3、燃料噴管4、燃料噴注裝置5、第一燃料環(huán)管41、第二燃料環(huán)管42以及第三燃料供給管43，值班噴嘴2布置于燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的中心，多個(gè)主噴嘴3環(huán)形均勻布置于值班噴嘴2的外側(cè)，錐形穩(wěn)焰板21布置于值班噴嘴2的下游，燃料噴管4從端蓋引出，值班噴嘴2以及主噴嘴3均設(shè)置燃料噴注裝置5，值班噴嘴的錐形穩(wěn)焰板21為中空結(jié)構(gòu)，第一燃料環(huán)管41上游端與燃料噴管4連通，其下游端與錐形穩(wěn)焰板21下端部連通；第二燃料環(huán)管42上游端與錐形穩(wěn)焰板21上端部連通，其下游端與第三燃料供給管43連通，第三燃料供給管43與設(shè)置在主噴嘴3上的燃料噴注裝置5相連通。燃?xì)鈴亩松w引出，經(jīng)過第一燃料環(huán)管41的引導(dǎo)，較低溫的燃?xì)饬鬟M(jìn)錐形穩(wěn)焰板21中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，一方面可以降低錐形穩(wěn)焰板21熱端壁面的溫度，另一方面可以加溫溫度較低的燃?xì)?，增?qiáng)噴嘴的混合性能，提高燃燒效率，被加溫的燃?xì)馔ㄟ^第二燃料環(huán)管42流入主噴嘴3的燃料噴注裝置5，并與主噴嘴3內(nèi)的空氣混合。
[0021]優(yōu)選的，第一燃料環(huán)管41下游端距錐形穩(wěn)焰板21上端部的距離LI為錐形穩(wěn)焰板21上端部距下端部的距離L2的2/3-1，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)正常工作時(shí)，值班噴嘴2的錐形穩(wěn)焰板21的高溫區(qū)主要從距值班噴嘴2的錐形穩(wěn)焰板21上端部距離為2/3-1處開始，該區(qū)域需要較強(qiáng)的冷卻，通過引入溫度較低的未燃燃?xì)?燃?xì)鉁囟韧ǔ槌鼗虻陀趪娮爝M(jìn)口溫度)流經(jīng)值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板的高溫區(qū)，加強(qiáng)該區(qū)域的換熱，從而帶走部分熱量，有效冷卻值班噴嘴2的錐形穩(wěn)焰板21的高溫區(qū)。上述兩種技術(shù)方案中，錐形穩(wěn)焰板的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)內(nèi)表面設(shè)置肋片；所述的燃料噴管4為圓管，第三燃料供給管可以為多個(gè)圓管或一個(gè)環(huán)管。
[0022]為了進(jìn)一步加強(qiáng)換熱，錐形穩(wěn)焰板21的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)內(nèi)表面設(shè)置肋片，通過肋片擾流加強(qiáng)該區(qū)域的換熱，有效對(duì)該區(qū)域進(jìn)行冷卻。
[0023]圖3a、圖3b為本實(shí)用新型又一個(gè)典型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該燃?xì)廨啓C(jī)帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)1，包括值班噴嘴2、錐形穩(wěn)焰板21、主噴嘴3、燃料噴管4、燃料噴注裝置5、第一燃料環(huán)管41、第二燃料環(huán)管42以及第三燃料供給管43，值班噴嘴2布置于冷卻裝置中心，多個(gè)主噴嘴3環(huán)形均勻布置于值班噴嘴2外側(cè)，錐形穩(wěn)焰板21布置于值班噴嘴2下游，燃料噴管4從端蓋引出，值班噴嘴2以及主噴嘴3均設(shè)置燃料噴注裝置5，值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板21為中空結(jié)構(gòu)，第一燃料環(huán)管41上游端與燃料噴管4連通，下游端與值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板21上端部連通，第二燃料環(huán)管42上游端與值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板21下端部連通，下游端與第三燃料供給管43連通，第三燃料供給管43與設(shè)置在值班噴嘴2上的燃料噴注裝置5相連通。燃?xì)鈴亩松w引出，經(jīng)過第一燃料環(huán)管41的引導(dǎo)，較低溫的燃?xì)饬鬟M(jìn)錐形穩(wěn)焰板21中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，一方面可以降低錐形穩(wěn)焰板21熱端壁面的溫度，另一方面可以加溫溫度較低的燃?xì)?，增?qiáng)噴嘴的混合性能，提高燃燒效率，加溫的燃?xì)馔ㄟ^第二燃料環(huán)管42流入值班噴嘴2的燃料噴注裝置5，并與值班噴嘴2內(nèi)的空氣混合。
[0024]優(yōu)選的，第二燃料環(huán)管42上游端距錐形穩(wěn)焰板21上端部的距離L3為錐形穩(wěn)焰板21下端部距上端部距離L2的2/3-1，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)正常工作時(shí)，值班噴嘴2錐形穩(wěn)焰板21的高溫區(qū)主要從距錐形穩(wěn)焰板21上端部距離為2/3-1處開始，該區(qū)域需要較強(qiáng)的冷卻，通過引入溫度較低的未燃燃?xì)?燃?xì)鉁囟韧ǔ槌鼗虻陀趪娮爝M(jìn)口溫度)流經(jīng)值班噴嘴錐形穩(wěn)焰板的高溫區(qū)，加強(qiáng)該區(qū)域的換熱，從而帶走部分熱量，有效冷卻錐形穩(wěn)焰板21的高溫區(qū)。
[0025]優(yōu)選的，值班噴嘴2的錐形穩(wěn)焰板21的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)內(nèi)表面設(shè)置肋片，通過肋片擾流加強(qiáng)該區(qū)域的換熱，有效對(duì)該區(qū)域進(jìn)行冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括值班噴嘴(2)、錐形穩(wěn)焰板(21)、多個(gè)主噴嘴(3)和燃料噴管(4);值班噴嘴(2)布置于燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的中心，多個(gè)主噴嘴(3)環(huán)形均勻布置于值班噴嘴(2)外側(cè)，錐形穩(wěn)焰板(21)布置于值班噴嘴(2)下游，燃料噴管(4)從端蓋引出，值班噴嘴(2)以及主噴嘴(3)均設(shè)置燃料噴注裝置(5)，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)還包括第一燃料環(huán)管(41)、第二燃料環(huán)管(42)以及第三燃料供給管(43);所述錐形穩(wěn)焰板(21)為中空結(jié)構(gòu)；所述第一燃料環(huán)管(41)的上游端與燃料噴管(4)連通，其下游端與錐形穩(wěn)焰板(21)下端部連通；所述第二燃料環(huán)管(42)的上游端與錐形穩(wěn)焰板(21)的上端部連通，其下游端與第三燃料供給管(43)連通，第三燃料供給管(43)與主噴嘴(3)的燃料噴注裝置(5)相連通； 燃?xì)饨?jīng)第一燃料環(huán)管(41)后從下端部進(jìn)入錐形穩(wěn)焰板(21)中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，再從錐形穩(wěn)焰板(21)的上端部進(jìn)入第二燃料環(huán)管(42)，經(jīng)第三燃料供給管(43)流入主噴嘴(3)的燃料噴注裝置(5)，并與主噴嘴(3)的內(nèi)的空氣混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一燃料環(huán)管(41)下游端距錐形穩(wěn)焰板(21)上端部的距離LI為錐形穩(wěn)焰板(21)上端部距下端部的距離L2的2/3-1。
3.一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，包括值班噴嘴(2)、錐形穩(wěn)焰板(21)、多個(gè)主噴嘴(3)和燃料噴管(4);值班噴嘴(2)布置于燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的中心，多個(gè)主噴嘴(3)環(huán)形均勻布置于值班噴嘴(2)外側(cè)，錐形穩(wěn)焰板(21)布置于值班噴嘴(2)下游，燃料噴管(4)從端蓋引出，值班噴嘴(2)以及主噴嘴(3)均設(shè)置燃料噴注裝置(5)，其特征在于，該帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)還包括第一燃料環(huán)管(41)、第二燃料環(huán)管(42)以及第三燃料供給管(43);所述錐形穩(wěn)焰板(21)為中空結(jié)構(gòu)； 所述第一燃料環(huán)管(41)的上游端與燃料噴管(4)連通，其下游端與錐形穩(wěn)焰板(21)上端部連通；所述第二燃料環(huán)管(42)的上游端與錐形穩(wěn)焰板(21)的下端部連通，其下游端與第三燃料供給管(43)連通，第三燃料供給管(43)與值班噴嘴的燃料噴注裝置(5)相連通； 燃?xì)饨?jīng)第一燃料環(huán)管(41)后從上端部進(jìn)入錐形穩(wěn)焰板(21)中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，再從錐形穩(wěn)焰板(21)的下端部進(jìn)入第二燃料環(huán)管(42)，經(jīng)第三燃料供給管(43)流入值班噴嘴(2)的燃料噴注裝置(5)，并與值班噴嘴(2)內(nèi)的空氣混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于:第二燃料環(huán)管(42)上游端距錐形穩(wěn)焰板(21)上端部的距離L3為錐形穩(wěn)焰板(21)上端部距下端部距離L2的2/3-1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的錐形穩(wěn)焰板(21)的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)內(nèi)表面設(shè)置肋片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶冷卻裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的燃料噴管(4)為圓管，第三燃料供給管(43)為多個(gè)圓管或一個(gè)環(huán)管。
【文檔編號(hào)】F23R3/28GK204084463SQ201420499936
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李珊珊, 井文明, 呂煊 申請(qǐng)人:北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司