一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，包括：端蓋、固定盤(pán)、燃料分配控制單元；燃料分配控制單元包括：電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)；端蓋與固定盤(pán)固定相連，并且在兩者之間形成一內(nèi)部空腔；固定盤(pán)設(shè)有位于第一圓周上的K個(gè)定位孔，且每個(gè)定位孔中設(shè)有一個(gè)主燃料管；電機(jī)設(shè)在端蓋外部，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)設(shè)在內(nèi)部空腔中，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)相連；轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)設(shè)有位于第二圓周的m組分配孔；每組分配孔的數(shù)量Qi互不相等，且Qi≤K；電機(jī)通過(guò)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使第i組分配孔與Qi個(gè)主燃料管對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而形成Qi個(gè)主燃料通道。本發(fā)明的燃燒室能在不同負(fù)荷條件下，形成不同數(shù)量的主燃料通道，從而保證了燃燒室的燃燒穩(wěn)定性、降低了污染物排放量。
【專利說(shuō)明】
一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī) 燃燒室。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃燒室，作為燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件，其性能指標(biāo)是衡量燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)是否先進(jìn)的 重要指標(biāo)。其中，燃燒室的性能指標(biāo)主要包括燃燒效率、污染物排放量、燃燒穩(wěn)定性。在實(shí)際 運(yùn)行過(guò)程中，燃?xì)廨啓C(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、效率等參數(shù)會(huì)因?yàn)榉N種原因發(fā)生變化，進(jìn)而使燃燒室 偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，并引起燃燒室污染物排放量增多、燃燒效率降低、燃燒穩(wěn)定性變差等問(wèn) 題。
[0003] 目前，在以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)中，由于受燃燒室結(jié)構(gòu)、體積熱強(qiáng)度要求以及 高溫環(huán)境等因素的限制，燃燒室燃料分配方式的設(shè)計(jì)較為困難。比如，在重型燃?xì)廨啓C(jī)中， 其在燃燒室頭部設(shè)置多個(gè)燃燒器噴嘴，并在不同負(fù)荷條件下采用不同的燃燒器噴嘴，以滿 足運(yùn)行要求。而在微型燃?xì)廨啓C(jī)中，由于受燃燒室結(jié)構(gòu)空間的限制，其只能對(duì)燃料分配進(jìn)行 總體控制，而不能對(duì)單個(gè)燃料支路進(jìn)行控制。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，重型或微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的燃料分配方式都存在一定的缺陷。 比如，在重型燃?xì)廨啓C(jī)中，其燃料分配方式對(duì)燃機(jī)熱控系統(tǒng)的要求較高，燃機(jī)整體成本較 高。在微型燃?xì)廨啓C(jī)中，由于其只能對(duì)燃料分配進(jìn)行總體控制，從而在燃燒室低負(fù)荷運(yùn)行 時(shí)，燃料噴射速度降低、停留時(shí)間增長(zhǎng)、未燃碳?xì)淙剂虾虲0濃度增加、燃燒效率降低、穩(wěn)定性 變差，進(jìn)而給燃燒室的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。
[0005] 因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)廨啓C(jī)燃料分配方式的缺陷，需要一種能夠主動(dòng)控制燃 料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)，以保證在不 同負(fù)荷條件下，燃燒室都能保持高效、穩(wěn)定的燃燒，以及較低的污染物排放量，并能夠有效 降低燃燒室設(shè)計(jì)、運(yùn)行與控制成本。
[0007] 本發(fā)明提供了一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，包括:位于燃 燒室頭部的端蓋、固定盤(pán)、燃料分配控制單元;所述燃料分配控制單元包括：電機(jī)、傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)；
[0008] 所述端蓋與所述固定盤(pán)固定相連，并且在所述端蓋與所述固定盤(pán)之間形成一內(nèi)部 空腔;所述固定盤(pán)設(shè)有K個(gè)定位孔，所述K個(gè)定位孔位于第一圓周上，且每個(gè)定位孔中設(shè)有一 個(gè)主燃料管；
[0009] 所述電機(jī)設(shè)置在所述端蓋的外部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)設(shè)置在所述端蓋的內(nèi)部空腔中；并 且，所述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)相連；
[0010] 所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上設(shè)有m組分配孔，所述m組分配孔位于第二圓周上；第二圓周與第一 圓周的圓心共軸，且第二圓周與第一圓周的半徑相等；其中，每組分配孔的數(shù)量Qi互不相 等，且Qi<K，i = l，···ηι;
[0011]所述電機(jī)通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的第i組分配孔與固 定盤(pán)上的&個(gè)主燃料管對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而形成&個(gè)主燃料通道；
[0012] 其中，K、m、Qi均為大于1的整數(shù)。
[0013] 優(yōu)選的，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)齒輪、固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪;所述 驅(qū)動(dòng)軸的輸入端與所述電機(jī)的輸出端固定相連;所述驅(qū)動(dòng)軸的輸出端通過(guò)所述端蓋上的第 一通孔穿入所述內(nèi)部空腔中，并且緊固在所述驅(qū)動(dòng)齒輪的中心通孔中；所述驅(qū)動(dòng)齒輪的外 側(cè)鋸齒與所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的外側(cè)鋸齒相嚙合。
[0014] 優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)定位孔在第一圓周上的間距為1〇,所述間距1〇對(duì)應(yīng)的圓心角θ〇滿 足：
[0016]優(yōu)選的，第個(gè)分配孔與第iV/+1個(gè)分配孔在第二圓周上的間距為L(zhǎng)〇,所述間距L〇對(duì) 應(yīng)的圓心角α〇滿足：
[0018] 其中，Λζ1為第i組分配孔中的第1個(gè)分配孔，〗為第i + Ι組分配孔中的第1個(gè)分配 孔，Di為第二圓周的直徑。
[0019] 優(yōu)選的，第Μ個(gè)分配孔與第#/+1個(gè)分配孔在第二圓周上的間距Lo滿足：
[0020] d<Lo<2d；
[0021] 其中，d為分配孔的孔徑。
[0022]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的外徑Do滿足：
[0023] D〇-Di>d；
[0024] 式中，m為第二圓周的直徑，d為分配孔的孔徑。
[0025]優(yōu)選的，第一組分配孔的數(shù)量滿足：
[0026] Q1 = K〇
[0027] 優(yōu)選的，第二圓周的直徑m滿足：
[0028] jrDi>mKLo。
[0029] 優(yōu)選的，若在t秒內(nèi)所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度α，則所述電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度於為：
[0031]其中，Dz為轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的分度圓直徑，Dq為驅(qū)動(dòng)齒輪的分度圓直徑。
[0032]優(yōu)選的，所述電機(jī)輸入脈沖信號(hào)的頻率f滿足：
[0034] 其中，為電機(jī)的步進(jìn)角。
[0035] 優(yōu)選的，在所述端蓋上設(shè)有電機(jī)支架，所述電機(jī)支架設(shè)有與第一通孔連通的中心 管;所述電機(jī)通過(guò)螺栓組固定在所述電機(jī)支架上，所述驅(qū)動(dòng)軸依次穿過(guò)所述中心管和第一 通孔，以進(jìn)入所述內(nèi)部空腔。
[0036] 優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)軸的輸入端與所述電機(jī)的輸出端通過(guò)平鍵相連，所述驅(qū)動(dòng)軸的 輸出端與所述驅(qū)動(dòng)齒輪的中心通孔銑成雙平行扁位，所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪固定銷固 定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上。
[0037] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)包括:端蓋、固定 盤(pán)、燃料分配控制單元;所述燃料分配控制單元包括:電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。其中，端蓋與 固定盤(pán)固定相連，并且在端蓋與固定盤(pán)之間形成一內(nèi)部空腔;電機(jī)設(shè)置在端蓋外部，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán) 設(shè)置在所述內(nèi)部空腔中，并且電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)相連。在固定盤(pán)上設(shè)有K個(gè)定位 孔，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上設(shè)有與所述定位孔配合使用的m組分配孔。所述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使第i組分配孔與&個(gè)主燃料管一一對(duì)準(zhǔn)、從而形成&個(gè)主燃料通道。本發(fā)明通過(guò) 電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及分配孔與定位孔的配合，能夠根據(jù)負(fù)荷條件的不同 設(shè)置相應(yīng)數(shù)目的主燃料通道，以在不同負(fù)荷條件下都能保持燃燒的高效性、穩(wěn)定性，降低污 染物的排放量。比如，在較高負(fù)荷條件下，我們可以使較多數(shù)目的分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)，從 而構(gòu)成較多的主燃料通道，以增加主燃料在一次風(fēng)旋流器周向的濃度分布，提高主燃料的 預(yù)混程度，降低NOx的排放量。在較低負(fù)荷條件下，我們可以使較少數(shù)目的分配孔與定位孔 對(duì)準(zhǔn)，從而構(gòu)成較少的主燃料通道，從而增加主燃料在一次風(fēng)旋流器內(nèi)的噴射速度和徑向 濃度分布，進(jìn)而通過(guò)增加燃燒室內(nèi)的局部溫度，降低未燃碳?xì)淙剂虾虲0濃度，以提高燃燒效 率，保證燃燒穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 通過(guò)以下參照附圖而提供的【具體實(shí)施方式】部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加 容易理解，在附圖中：
[0039] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的燃燒室的主視圖；
[0041] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的燃燒室的左視圖
[0042] 圖4是圖2中的A-A剖面圖；
[0043] 圖5是圖2中的D-D剖面圖；
[0044] 圖6是圖3中的B-B剖面圖；
[0045] 圖7是圖3中的C-C剖面圖；
[0046] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的燃料分配控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例中的固定盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例中的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 1、端蓋;2、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán);3、固定盤(pán);4、電機(jī);5、驅(qū)動(dòng)軸;6、驅(qū)動(dòng)齒輪;7、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪;8、平 鍵;9、電機(jī)支架;10、橡膠墊片；11、端蓋套管；12、一次風(fēng)旋流器;13、主燃料管；14、螺釘;15、 墊片A; 16、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪定位銷；17、主燃料管定位銷；18、螺栓組；19、二次風(fēng)旋流器;20、值班旋 流器;21、一次風(fēng)筒;22、機(jī)匣;23、火焰筒。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對(duì)示例性實(shí)施方式的描 述僅僅是出于示范目的，而絕不是對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。
[0051] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)廨啓C(jī)燃料分配方式的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有主動(dòng)控制 燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的解決方案。本發(fā)明的主要思路是:在該燃燒室中設(shè)置了 燃料分配控制單元;所述燃料分配控制單元包括：電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)。并且，在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán) 上設(shè)有m組分配孔，以與固定盤(pán)上的定位孔配合使用。其中，每組分配孔的數(shù)量互不相等。在 不同負(fù)荷條件下，可通過(guò)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，并使一組分配孔與相應(yīng)的定位孔 對(duì)準(zhǔn)，以形成一定數(shù)量的主燃料通道。比如，在較高負(fù)荷下，形成較多的主燃料通道;在較低 負(fù)荷下，形成較少的主燃料通道。本發(fā)明根據(jù)負(fù)荷條件的不同，可相應(yīng)的調(diào)整主燃料通道的 數(shù)量，從而使燃燒室在不同負(fù)荷下都能保持燃燒的高效、穩(wěn)定性，以及較低的污染物排放 量。進(jìn)一步的，有效降低燃燒室的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與控制成本。
[0052]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本發(fā)明實(shí)施例 中，我們以單筒逆流結(jié)構(gòu)的燃燒室為例進(jìn)行說(shuō)明。在該燃燒室中，設(shè)置了四級(jí)空氣分配方 式:值班空氣、一次風(fēng)、二次風(fēng)及摻混空氣，并且設(shè)置了兩級(jí)燃料分配方式:主燃料和值班燃 料。其中，主燃料采用預(yù)混燃方式，值班燃料采用擴(kuò)散燃燒方式。需要指出的是，雖然本發(fā)明 僅以單筒逆流式結(jié)構(gòu)的燃燒室為例進(jìn)行說(shuō)明，但是基于本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計(jì)的任何結(jié)構(gòu)形 式的燃燒室都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0053]圖1至圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例中的燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8示出了本發(fā)明實(shí)施 例中的燃料分配控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可見(jiàn)，該燃燒室具體包括:位于燃燒室頭部 的端蓋1、固定盤(pán)3、燃料分配控制單元。所述燃料分配控制單元包括:電機(jī)4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng) 盤(pán)2。另外，在該單筒逆流式結(jié)構(gòu)的燃燒室中還包括:設(shè)置在端蓋1上的端蓋套管11，與固定 盤(pán)3相連的一次風(fēng)旋流器12、二次風(fēng)旋流器19、值班旋流器20、一次風(fēng)圓筒21，以及機(jī)匣22、 火焰筒23等。此外，在機(jī)匣22和火焰筒23上設(shè)有機(jī)匣孔、摻混孔。為了加強(qiáng)空氣對(duì)火焰筒23 的冷卻作用，在火焰筒外部上還布置有肋片。由于本發(fā)明主要針對(duì)燃燒室的燃料分配功能 作出改進(jìn)，因此，以下我們主要針對(duì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行說(shuō)明。
[0054]在具體實(shí)施時(shí)，電機(jī)4可選用步進(jìn)電機(jī)。端蓋1與固定盤(pán)3固定相連，并且在端蓋1與 固定盤(pán)3之間形成一內(nèi)部空腔。在具體實(shí)施時(shí)，可在端蓋1與固定盤(pán)3的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置螺紋 孔，并通過(guò)螺釘14和墊片A15進(jìn)行連接。電機(jī)4設(shè)置在端蓋1的外部，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2設(shè)置在端蓋1的 內(nèi)部空腔中，并且，電機(jī)4通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2相連。
[0055] 考慮到燃燒室的入口空氣溫度可高達(dá)900K，為了防止電機(jī)受高溫環(huán)境的影響，較 佳的，在端蓋1上設(shè)有電機(jī)支架9。電機(jī)4通過(guò)螺栓組18固定在電機(jī)支架9上，并通過(guò)橡膠墊片 10進(jìn)行密封。驅(qū)動(dòng)軸5依次穿過(guò)電機(jī)支架9上的中心管、以及端蓋1上的第一通孔，以進(jìn)入所 述內(nèi)部空腔。
[0056] 在本發(fā)明實(shí)施例中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具體包括:驅(qū)動(dòng)軸5、驅(qū)動(dòng)齒輪6、以及轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪 7。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪7通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪固定銷16固定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2上。在該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)軸5的 輸入端與電機(jī)4的輸出端固定相連。比如，驅(qū)動(dòng)軸5與電機(jī)4可通過(guò)平鍵8相連。驅(qū)動(dòng)軸9的輸 出端通過(guò)端蓋1上的第一通孔穿入所述內(nèi)部空腔中，并且驅(qū)動(dòng)軸9的輸出端緊固在驅(qū)動(dòng)齒輪 6的中心通孔中。驅(qū)動(dòng)齒輪6的外側(cè)鋸齒與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪7的外側(cè)鋸齒相嚙合。在具體實(shí)施時(shí)，為 了便于驅(qū)動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)齒輪的連接，可將驅(qū)動(dòng)軸5的輸出端與驅(qū)動(dòng)齒輪6的中心通孔都銑成雙 平行扁位。需要指出的是，以上只是本發(fā)明中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)選形式。只要不影響本發(fā)明的 實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)以上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所作的任何改變，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0057]在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)在燃燒室頭部設(shè)置電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠在負(fù)荷條件改變 時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度。比如，若在t秒內(nèi)需要轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為α，則可通過(guò)設(shè)置 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體的，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角口可根據(jù)公式1確定，
[0059]式中，Dz為轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的分度圓直徑，Dq為驅(qū)動(dòng)齒輪的分度圓直徑。進(jìn)一步的，為了在 t秒內(nèi)使電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)，角，則電機(jī)輸入脈沖信號(hào)的頻率f具體為：
[0061] 式中為電機(jī)的步進(jìn)角。
[0062] 在本發(fā)明實(shí)施例中，固定盤(pán)3設(shè)有K個(gè)定位孔，K為大于1的整數(shù)。所述K個(gè)定位孔沿 第一圓周均勻分布，相鄰兩個(gè)定位孔在第一圓周上的間距為1〇,所述間距1〇對(duì)應(yīng)的圓心角θ〇 滿足：
[0064]并且，每個(gè)定位孔中設(shè)有一個(gè)主燃料管13。從圖中可見(jiàn)，所述Κ個(gè)主燃料管沿一次 風(fēng)旋流器12的周向均勻分布。較佳的，我們可設(shè)置主燃料定位銷17對(duì)主燃料管進(jìn)行固定，以 保證主燃料的噴射方向。
[0065] 轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2上設(shè)有m組分配孔，所述m組分配孔位于第二圓周上。其中，每組分配孔的 數(shù)量&互不相等，且91<1(，1 = 1，一111，111為大于1的整數(shù)。比如，可令第一組分配孔的數(shù)量滿 足:(^ = Κ。另外，為了使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的分配孔與固定盤(pán)上的定位孔配合使用，第二圓周與第一 圓周需要滿足:圓心共軸線，并且半徑相等。在所述m組分配孔中，第Μ個(gè)分配孔與第i^ fl個(gè) 分配孔在第二圓周上的間距為L(zhǎng)o,所述間距Lo對(duì)應(yīng)的圓心角α〇滿足：
[0067] 式中，坨為第i組分配孔中的第1個(gè)分配孔，為第i + Ι組分配孔中的第1個(gè)分配 孔，Di為第二圓周的直徑。
[0068] 在具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)定位孔的分布情況確定m組分配孔的位置布局。比如，可先 確定每組分配孔中的第一個(gè)分配孔的位置，然后再相應(yīng)的確定其他分配孔的位置，以保證 在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，能使一組分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)。較佳的，相鄰兩組分配孔中的第 一個(gè)分配孔滿足：
。也就是說(shuō)，可令第死個(gè)分配孔與第#/+1個(gè)分配孔所夾的圓心角α〇 為相鄰兩個(gè)定位孔所夾的圓心角θ〇的
[0069]在具體實(shí)施時(shí)，為了保證轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2上能容納m組分配孔，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2的外徑Do應(yīng)滿足： [0070] D〇-Di>d；
[0071] 式中，Di為第二圓周的直徑，d為分配孔的孔徑。另外，當(dāng)?shù)谝唤M分配孔包括K個(gè)分 配孔時(shí)，較佳的，〇!還應(yīng)滿足:_ >mKL〇。
[0072] 另外，為了保證在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)2轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)定位孔全部關(guān)閉的情況，第Μ)個(gè)分 配孔與第Λ。個(gè)分配孔的間距L〇應(yīng)滿足：
[0073] d<Lo<2d；
[0074] 式中，d為分配孔的孔徑。
[0075] 在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)燃燒室的負(fù)荷條件發(fā)生改變時(shí)，可通過(guò)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變主燃料通道的個(gè)數(shù)。比如，在較高負(fù)荷條件下，我們可以使數(shù)量較大 的一組分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)，從而構(gòu)成較多的主燃料通道，以增加主燃料在一次風(fēng)旋流器 周向的濃度分布，提高主燃料的預(yù)混程度，降低NOx的排放量。在較低負(fù)荷條件下，我們可以 使數(shù)量較少的一組分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)，從而構(gòu)成較少的主燃料通道，以增加主燃料在一 次風(fēng)旋流器內(nèi)的噴射速度和徑向濃度分布，進(jìn)而通過(guò)增加燃燒室內(nèi)的局部溫度，降低未燃 碳?xì)淙剂虾虲0濃度，以提高燃燒效率，保證燃燒穩(wěn)定性。這樣一來(lái)，燃燒室在不同負(fù)荷下都 能保持燃燒的高效、穩(wěn)定性，以及較低的污染物排放量。
[0076]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面我們結(jié)合圖9、圖10進(jìn)行說(shuō)明。從圖8、圖9 可見(jiàn)，固定盤(pán)上均勻設(shè)置了 12個(gè)定位孔，相鄰兩個(gè)定位孔所夾的圓心角為30°。轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上設(shè) 置了4組分配孔，且每組分配孔的數(shù)量依次為12個(gè)、8個(gè)、6個(gè)、4個(gè)。而且，分配孔<與況、分配 孔和與Μ、分配孔Μ與<，其所夾的圓心角均為7.5°。也就是說(shuō)，當(dāng)從一組分配孔與定位孔 對(duì)準(zhǔn)變換到下一組分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)只需轉(zhuǎn)動(dòng)7.5°。需要指出的是，分配孔<與 <、分配孔#丨與次、分配孔$與次，其所夾的圓心角也可以為其他值。只要不影響本發(fā)明的 實(shí)施，分配孔Μ與 <、分配孔<與4、分配孔<與#】，其所夾的圓心角的任何取值都在本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0077]在該具體實(shí)施例中，較佳的，在第一、三、四組分配孔中，每組分配孔中的相鄰兩個(gè) 分配孔所夾的圓心角&滿足：
[0079] 在第二組分配孔中，分配孔$與g、#丨與％、$與和、％與所夾的圓心 角r2滿足：
，分配孔％和<、λγ;和飔、瓦和塒所夾的圓心 角r、
[0080] 在該具體實(shí)施例中，通過(guò)四組分配孔與定位孔的配合，可形成四種燃料分配方案。 比如，當(dāng)?shù)谝唤M分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可形成12個(gè)主燃料通道；當(dāng)?shù)诙M分配孔與定位孔 對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可形成8個(gè)主燃料通道；當(dāng)?shù)谌M分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可形成6個(gè)主燃料通道； 當(dāng)?shù)谒慕M分配孔與定位孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可形成4個(gè)主燃料通道。從而，當(dāng)燃燒室的負(fù)荷條件變化 時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)主燃料通道的數(shù)量，保證燃燒的高效、穩(wěn)定，以及保持較低的污染物排放量。
[0081]雖然參照示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限 于文中詳細(xì)描述和示出的【具體實(shí)施方式】，在不偏離權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍的情況下，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有主動(dòng)控制燃料分配功能的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，所述燃燒室包括:位于燃燒室 頭部的端蓋、固定盤(pán)、燃料分配控制單元;所述燃料分配控制單元包括：電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn) 動(dòng)盤(pán)； 所述端蓋與所述固定盤(pán)固定相連，并且在所述端蓋與所述固定盤(pán)之間形成一內(nèi)部空 腔;所述固定盤(pán)設(shè)有K個(gè)定位孔，所述K個(gè)定位孔位于第一圓周上，且每個(gè)定位孔中設(shè)有一個(gè) 主燃料管； 所述電機(jī)設(shè)置在所述端蓋的外部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)設(shè)置在所述端蓋的內(nèi)部空腔中；并且，所 述電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)相連； 所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上設(shè)有m組分配孔，所述m組分配孔位于第二圓周上；第二圓周與第一圓周 的圓屯、共軸，且第二圓周與第一圓周的半徑相等;其中，每組分配孔的數(shù)量化互不相等，且化 所述電機(jī)通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，W使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的第i組分配孔與固定盤(pán) 上的化個(gè)主燃料管對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而形成化個(gè)主燃料通道； 其中，K、m、Qi均為大于1的整數(shù)。2. 如權(quán)利要求1所述的燃燒室，其特征在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)齒輪、固 定在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪； 所述驅(qū)動(dòng)軸的輸入端與所述電機(jī)的輸出端固定相連;所述驅(qū)動(dòng)軸的輸出端通過(guò)所述端 蓋上的第一通孔穿入所述內(nèi)部空腔中，并且緊固在所述驅(qū)動(dòng)齒輪的中屯、通孔中；所述驅(qū)動(dòng) 齒輪的外側(cè)銀齒與所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的外側(cè)銀齒相曬合。3. 如權(quán)利要求2所述的燃燒室，其特征在于，相鄰兩個(gè)定位孔在第一圓周上的間距為1〇， 所述間距1〇對(duì)應(yīng)的圓屯、角目0滿足：4. 如權(quán)利要求3所述的燃燒室，其特征在于，第個(gè)分配孔與第萌個(gè)分配孔在第二圓 周上的間距為L(zhǎng)o，所述間距Lo對(duì)應(yīng)的圓屯、角α〇滿足：其中，挪為第i組分配孔中的第1個(gè)分配孔，Ati為第i+1組分配孔中的第1個(gè)分配孔，Di 為第二圓周的直徑。5. 如權(quán)利要求1-4任一所述的燃燒室，其特征在于，第W個(gè)分配孔與第個(gè)分配孔在 第二圓周上的間距Lo滿足： d<L〇<2d； 其中，d為分配孔的孔徑。6. 如權(quán)利要求5所述的燃燒室，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的外徑Do滿足： D〇-Di>d； 式中，Di為第二圓周的直徑，d為分配孔的孔徑。7. 如權(quán)利要求6所述的燃燒室，其特征在于，第一組分配孔的數(shù)量滿足： 化=Κ。8. 如權(quán)利要求7所述的燃燒室，其特征在于，第二圓周的直徑化滿足： 地i>mKLo。9. 如權(quán)利要求2-4任一所述的燃燒室，其特征在于，若在t秒內(nèi)所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度α， 則所述電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為：其中，Dz為轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的分度圓直徑，Dq為驅(qū)動(dòng)齒輪的分度圓直徑。10. 如權(quán)利要求9所述的燃燒室，其特征在于，所述電機(jī)輸入脈沖信號(hào)的頻率f滿足：其中，?Vp為電機(jī)的步進(jìn)角。
【文檔編號(hào)】F23R3/28GK106091009SQ201610388924
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日 公開(kāi)號(hào)201610388924.2, CN 106091009 A, CN 106091009A, CN 201610388924, CN-A-106091009, CN106091009 A, CN106091009A, CN201610388924, CN201610388924.2
【發(fā)明人】邱朋華, 邢暢, 王輝, 劉栗, 沈聞凱, 趙文華, 呂亞錦, 吳少華
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)