一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)流襯套結(jié)構(gòu)，屬于燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室導(dǎo)流襯套的作用主要有以下兩點(diǎn):其一，整理燃燒室火焰筒與導(dǎo)流襯套之間空氣流動(dòng)的均勻性，燃?jí)焊變?nèi)部的空氣流動(dòng)是異常雜亂的，而為了更好地組織燃燒室頭部的燃燒，燃燒室頭部的設(shè)計(jì)目標(biāo)通常是均勻來(lái)流，因此需要導(dǎo)流襯套的整流作用；其二，加強(qiáng)對(duì)火焰筒壁面的冷卻，導(dǎo)流襯套與火焰筒之間的距離決定了導(dǎo)流襯套與火焰筒所構(gòu)成環(huán)形空間的面積以及通過(guò)該環(huán)形空間的空氣速度，從而進(jìn)一步影響了火焰筒冷卻效果。工業(yè)重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一為冷卻設(shè)計(jì)。通常用于制造燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室超級(jí)合金承受溫度的提升速度(材料改進(jìn))慢于燃燒室出口平均溫度的提升速率。20世紀(jì)90年代初至今開(kāi)發(fā)的燃燒室平均出口煙氣溫度為1400?1600°C，而超級(jí)合金的耐溫小于1000°C。為了使燃燒室能夠長(zhǎng)期安全工作，多種冷卻技術(shù)被應(yīng)用于燃燒室，以及通常會(huì)在高溫部分噴涂熱障涂層來(lái)保護(hù)金屬材料。冷卻技術(shù)與熱障涂層共同保證燃燒室安全運(yùn)行。
[0003]燃燒室冷卻設(shè)計(jì)通常從經(jīng)典基礎(chǔ)試驗(yàn)中得到相關(guān)冷卻關(guān)系式，然后將其應(yīng)用于實(shí)際燃燒室需要冷卻部位上，而實(shí)際冷卻設(shè)計(jì)的冷卻效果常低于實(shí)驗(yàn)室得到的理想情況的冷卻效果，這主要由于在實(shí)際情況下進(jìn)入火焰筒頭部的來(lái)流不均勻。通常導(dǎo)流襯套僅僅提供一個(gè)通道，其整流作用有限，目前的導(dǎo)流襯套通常在導(dǎo)流襯套尾端加入沖擊冷卻孔，對(duì)火焰筒尾端進(jìn)行沖擊冷卻，如專利CN 102840599、專利CN 101539294，或在導(dǎo)流襯套表面上設(shè)置紊流器，如美國(guó)專利N0.7010921。專利CN 101625123在導(dǎo)流襯套沖擊冷卻孔上加入小管，增強(qiáng)其冷卻效果。這些嘗試盡管對(duì)火焰筒尾部的冷卻進(jìn)行了改善，但在火焰筒頭部的冷卻以及燃燒室頭部的燃燒組織上仍有欠缺。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提升進(jìn)入燃燒室參與燃燒的空氣的均勻性，更有針對(duì)性的分布冷卻空氣，提升冷卻效果，本實(shí)用新型提出一種多層導(dǎo)流襯套結(jié)構(gòu)，可以提供調(diào)節(jié)空氣均勻性的變量，消除進(jìn)入燃燒室頭部空氣的不均勻性，而且可以對(duì)火焰筒的不同部位根據(jù)需求加強(qiáng)冷卻效果。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:該多層導(dǎo)流襯套包括至少兩層，各層均懸掛于機(jī)匣與火焰筒形成的環(huán)形空間內(nèi)，最內(nèi)層導(dǎo)流襯套沿軸向設(shè)置多排射流孔和至少一排頭部進(jìn)氣孔，其余各層均設(shè)置一排導(dǎo)流孔。
[0007]優(yōu)選的，所述多層導(dǎo)流襯套靠近端蓋的一端均固定在同一個(gè)固定環(huán)上，固定環(huán)與機(jī)匣或端蓋固定連接。
[0008]優(yōu)選的，所述多層導(dǎo)流襯套有2?5層，每相鄰兩層形成的環(huán)形空間的截面面積的比值在0.5?2之間。
[0009]優(yōu)選的，所述每一層導(dǎo)流襯套的軸線均與火焰筒的軸線共線。所述每一層導(dǎo)流襯套上的導(dǎo)流孔的中軸線距端蓋的軸向距離由內(nèi)到外逐步增加。頭部進(jìn)氣孔為圓孔、橢圓孔或槽型孔。
[0010]優(yōu)選的，該多層導(dǎo)流襯套的末端通過(guò)浮動(dòng)支撐與機(jī)匣相連接，浮動(dòng)支撐末端距多層導(dǎo)流襯套末端的距離L在30?10mm之間。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)計(jì)至少包含兩層的多層導(dǎo)流襯套，將機(jī)匣與火焰筒形成的環(huán)形空間分成至少三層環(huán)形通道，不同環(huán)形通道之間由導(dǎo)流孔連接，通過(guò)該多層導(dǎo)流襯套可以合理地組織導(dǎo)流襯套內(nèi)的流動(dòng)，有益于優(yōu)化導(dǎo)流襯套內(nèi)部流動(dòng)，減少空氣分配不均勻性，提升頭部燃燒效果，同樣，通過(guò)合理布置最內(nèi)層導(dǎo)流襯套上的射流孔，可以有針對(duì)性地改善火焰筒的冷卻效果。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為包含機(jī)匣和火焰筒在內(nèi)的多層導(dǎo)流襯套的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0013]圖2為多層導(dǎo)流襯套的立體簡(jiǎn)圖。
[0014]圖中符號(hào)說(shuō)明:11_多層導(dǎo)流襯套；111-最內(nèi)層導(dǎo)流襯套；112-外層導(dǎo)流襯套，12-導(dǎo)流孔；13_射流孔；14_頭部進(jìn)氣孔；15_固定環(huán)；16_浮動(dòng)支撐；21_機(jī)匣；22_火焰筒；23-端蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明:
[0016]參見(jiàn)圖1和圖2，該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套11包括至少兩層，各層均懸掛于機(jī)匣21與火焰筒22形成的環(huán)形空間內(nèi)，最內(nèi)層導(dǎo)流襯套111沿軸向設(shè)置多排射流孔13和至少一排頭部進(jìn)氣孔14，頭部進(jìn)氣孔14可以為圓孔、橢圓孔或槽型孔；其余各層均設(shè)置一排導(dǎo)流孔12。通過(guò)多層導(dǎo)流襯套11以及其上的導(dǎo)流孔12可以引導(dǎo)空氣在導(dǎo)流襯套內(nèi)的流動(dòng)。離火焰筒22最近的最內(nèi)層導(dǎo)流襯套111上的多排射流孔13可根據(jù)不同冷卻需求布置，從而可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)火焰筒局部冷卻進(jìn)行加強(qiáng)，而非僅僅對(duì)火焰筒尾部進(jìn)行冷卻。
[0017]本實(shí)施例中，所述多層導(dǎo)流襯套11靠近端蓋的一端均固定在同一個(gè)固定環(huán)15上，固定環(huán)15與機(jī)匣21或端蓋23固定連接，以提高多層導(dǎo)流襯套11的剛性，減小振動(dòng)問(wèn)題。
[0018]多層導(dǎo)流襯套優(yōu)選采用2?5層，每相鄰兩層形成的環(huán)形空間的截面面積的比值在0.5?2之間；通過(guò)調(diào)整不同小環(huán)形空間之間的面積比，可以將不同比例空氣精確輸送至燃燒室不同部位。
[0019]優(yōu)選的，所述每一層導(dǎo)流襯套的軸線均與火焰筒22的軸線共線；所述每一層導(dǎo)流襯套上的導(dǎo)流孔12的中軸線距端蓋的軸向距離由內(nèi)到外逐步增加，引導(dǎo)空氣從該孔進(jìn)入燃燒室頭部，進(jìn)行頭部空氣分配。
[0020]該多層導(dǎo)流襯套11的末端通過(guò)浮動(dòng)支撐16與機(jī)匣21相連接，浮動(dòng)支撐16末端距多層導(dǎo)流襯套11末端的距離在30?10mm之間。浮動(dòng)支撐16可以進(jìn)一步提高多層導(dǎo)流襯套11的剛性，減小振動(dòng)問(wèn)題。
[0021]本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:燃?jí)焊字械牟痪鶆驓饬鞣謩e從機(jī)匣21與外層導(dǎo)流襯套112之間的空氣入口 1、外層導(dǎo)流襯套與最內(nèi)層導(dǎo)流襯套111之間的空氣入口 2以及最內(nèi)層導(dǎo)流襯套111與火焰筒22之間的空氣入口 3進(jìn)入，其中從空氣入口 I進(jìn)入的氣流從導(dǎo)流孔12進(jìn)入外層導(dǎo)流襯套112與最內(nèi)層導(dǎo)流襯套111之間的小環(huán)形通道，與從空氣入口 2進(jìn)入的空氣混合，然后從頭部進(jìn)氣孔14進(jìn)入燃燒室火焰筒22內(nèi)部，從空氣入口 3進(jìn)入的空氣經(jīng)過(guò)沿程的射流孔13和頭部進(jìn)氣孔14進(jìn)入燃燒室火焰筒22內(nèi)部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:該多層導(dǎo)流襯套(11)包括至少兩層，各層均懸掛于機(jī)匣(21)與火焰筒(22)形成的環(huán)形空間內(nèi)，最內(nèi)層導(dǎo)流襯套(111)沿軸向設(shè)置多排射流孔(13)和至少一排頭部進(jìn)氣孔(14)，其余各層均設(shè)置一排導(dǎo)流孔(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:所述多層導(dǎo)流襯套(11)靠近端蓋(23)的一端均固定在同一個(gè)固定環(huán)(15)上，該固定環(huán)(15)與機(jī)匣(21)或端蓋(23)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:所述多層導(dǎo)流襯套(11)為2?5層，每相鄰兩層形成的環(huán)形空間的截面面積的比值在0.5?2之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:所述每一層導(dǎo)流襯套的軸線均與火焰筒(22)的軸線共線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:所述每一層導(dǎo)流襯套上的導(dǎo)流孔(12)的中軸線距端蓋的軸向距離由內(nèi)到外逐步增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:所述的頭部進(jìn)氣孔(14)為圓孔、橢圓孔或槽型孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，其特征在于:該多層導(dǎo)流襯套(11)的末端通過(guò)浮動(dòng)支撐(16)與機(jī)匣(21)相連接，浮動(dòng)支撐(16)末端距多層導(dǎo)流襯套(11)末端的距離在30?10mm之間。
【專利摘要】一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室多層導(dǎo)流襯套，該多層導(dǎo)流襯套包括至少兩層，各層均懸掛于機(jī)匣與火焰筒形成的環(huán)形空間內(nèi)，最內(nèi)層導(dǎo)流襯套沿軸向設(shè)置多排射流孔和至少一排頭部進(jìn)氣孔，其余各層均設(shè)置一排導(dǎo)流孔。不同環(huán)形空間之間由導(dǎo)流孔連通。通過(guò)該多層導(dǎo)流襯套可以合理地組織導(dǎo)流襯套內(nèi)的流動(dòng)，有益于優(yōu)化導(dǎo)流襯套內(nèi)部流動(dòng)，減少空氣分配不均勻性，提升頭部燃燒效果；同樣，通過(guò)合理布置最內(nèi)層導(dǎo)流襯套上的射流孔，可以有針對(duì)性地改善火焰筒的冷卻效果。
【IPC分類】F23R3-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204404236
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420816410
【發(fā)明人】呂煊, 李珊珊, 方子文, 郭慶波, 陳偉
【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
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日