一種燃燒室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及重型燃機干低排放燃燒室設(shè)計，具體涉及一種燃燒室。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪的進口溫度是影響燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的效率的一個重要因素，因此隨著燃?xì)鉁u輪發(fā)動機功率、效率要求的不斷提高，渦輪進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，國家對空氣污染的控制更加重視，國家法規(guī)對燃?xì)廨啓C的NOx排放限制也愈加嚴(yán)格。控制燃?xì)廨啓C的NOx排放關(guān)鍵，在于控制燃燒區(qū)的火焰溫度，隨著燃機發(fā)展，燃燒室出口溫度不斷提高，預(yù)混合氣與冷卻空氣之間的矛盾更加難以平衡，需要更優(yōu)的燃燒室空氣流動組織方式。
[0004]公開號為CN101349425B中國專利，涉及用于冷卻低NOx燃燒器中的燃燒室/文丘里管的裝置/方法，在該專利中，該裝置從二次空氣通道中吸入空氣，在文丘里管內(nèi)壁面收斂和擴張段形成沖擊冷卻，然后冷卻空氣向下游流動，通過下游的多個紊流器與冷卻空氣相互作用產(chǎn)生紊流冷卻作用。但是，該裝置在文丘里管出口處形成局部低溫區(qū)，導(dǎo)致CO排放量增加；下游紊流冷卻效果弱于沖擊冷卻，導(dǎo)致文丘里管內(nèi)壁面平直段壁溫較高；另外，文丘里管冷卻空氣直接排至燃燒區(qū)下游，不能作用預(yù)混空氣使用來調(diào)整燃燒區(qū)預(yù)混當(dāng)量比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種燃燒室，以解決上述至少一個技術(shù)問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]一種燃燒室，包括中心體、燃燒室外壁和文丘里管，所述文丘里管包括從上游至下游依次連接的上游段、收斂段、擴張段以及下游段，并在所述文丘里管的內(nèi)部形成環(huán)狀的冷卻空氣通道；
[0008]所述上游段的內(nèi)環(huán)形壁上開有上游空氣出口，與所述冷卻空氣通道連通；所述下游段的外環(huán)形壁上開有下游空氣進口，與所述冷卻空氣通道連通；所述冷卻空氣通道在下游出口處封閉；所述燃燒室外壁上開有與所述下游空氣進口相對應(yīng)的通孔。
[0009]可選地，所述上游段的內(nèi)環(huán)形壁的型面呈柱狀。
[0010]可選地，所述上游段的內(nèi)環(huán)形壁的直徑由上游至下游逐漸縮小。
[0011 ] 可選地，所述收斂段與所述擴張段通過紊流器進行紊流冷卻。
[0012]可選地，所述紊流器為同軸設(shè)置在所述收斂段和所述擴張段的內(nèi)環(huán)形壁上的多個環(huán)狀凸起。
[0013]可選地，所述收斂段與所述擴張段的外環(huán)形壁上開設(shè)有多圈外環(huán)形壁孔排，所述收斂段與所述擴張段通過所述外環(huán)形壁孔排形成沖擊冷卻。
[0014]可選地，所述燃燒室外壁上與所述外環(huán)形壁孔排相對應(yīng)的位置處開設(shè)有文丘里進氣口。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]本實用新型的燃燒室中，冷卻空氣能夠從下游空氣進口進入冷卻空氣通道，對下游段的內(nèi)環(huán)形壁進行沖擊冷卻，由于文丘里下游出口處封閉，冷卻空氣會向上游流動，從冷卻空氣在上游段的內(nèi)環(huán)形壁的上游空氣出口流出，對壁面進行冷卻后不再直接進入主燃燒區(qū)，而是進入環(huán)形預(yù)混合區(qū)參與預(yù)混，一方面能夠使得燃燒室在滿足較高的燃燒室出口溫度的同時降低NOx排放，同時能夠防止主燃燒區(qū)局部火焰溫度驟降甚至猝熄，減少CO的生成量；另外，文丘里冷卻空氣在冷卻文丘里管后直接進入環(huán)形預(yù)混合區(qū)參與預(yù)混，能夠調(diào)節(jié)火焰溫度，成功地解決了文丘里冷卻空氣量與燃燒區(qū)火焰溫度之間的矛盾；進一步，文丘里管下游段屬于燃燒室中壁溫較高的部分，使用沖擊冷卻的冷卻效果更明顯，能夠增加燃燒室文丘里管部件的壽命。
【附圖說明】
[0017]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本實用新型的實施例，并與說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)廨啓C燃燒室的截面的簡化視圖；
[0019]圖2是本實用新型燃?xì)廨啓C燃燒室的截面的簡化視圖；
[0020]圖3是圖2中的文丘里管收斂段和擴張段采用紊流冷卻的截面的視圖
[0021]圖4是圖2中的文丘里管收斂段和擴張段采用沖擊冷卻的截面的視圖。
[0022]附圖標(biāo)記:
[0023]燃燒室10，48;
[0024]環(huán)形預(yù)混合區(qū)11，49;
[0025]主燃燒區(qū)12，50;
[0026]中心預(yù)混合區(qū)13，51;
[0027]次燃燒區(qū)14，52;
[0028]文丘里管15，53;
[0029]內(nèi)環(huán)形壁16，54;
[0030]外環(huán)形壁17，55;
[0031]收斂段18，56;
[0032]擴張段19，57;
[0033]喉道20，58;
[0034]下游段21，59;
[0035]冷卻空氣通道22，60;
[0036]下游出口23，61;
[0037]下游空氣進口24;
[0038]紊流器25，62;
[0039]外環(huán)形壁孔排26，63;
[0040]上游段27 ；
[0041]上游空氣出口28;
[0042]燃料噴嘴29，43;
[0043]燃料30，44;
[0044]孔31，45;
[0045]頭部進氣口32，46;
[0046]文丘里進氣口33，47;
[0047]燃燒室外壁34，42;
[0048]通孔41 ；
[0049]中心體36，40。
【具體實施方式】
[0050]這里將詳細(xì)地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，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。
[0051]如圖1所示，大致顯示了現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C燃燒室10結(jié)構(gòu)。
[0052]該燃燒室10包括中心體36、燃燒室外壁34和文丘里管15，形成用于預(yù)混燃料和空氣的環(huán)形預(yù)混合區(qū)11和中心預(yù)混合區(qū)13、文丘里后的主燃燒區(qū)12和中心次燃燒區(qū)14。
[0053]燃燒室10的形狀是圍繞燃燒室中心線的大致圓柱形，且被燃燒室外壁34所包圍。壓氣機(圖中未示出)向燃燒室10提供壓縮氣流，部分壓縮氣流通過多個頭部進氣口 32進入環(huán)形預(yù)混合區(qū)11與中心預(yù)混合區(qū)13 ;另一部分壓縮氣流通過一個或多個孔31進入環(huán)形預(yù)混合區(qū)11 ;燃料30 (圖中虛線)經(jīng)過一個或多個燃料噴嘴29噴入環(huán)形預(yù)混合區(qū)11和中心預(yù)混合區(qū)13，與壓縮氣流摻混后分別流入主燃燒區(qū)12與次燃燒區(qū)14進行預(yù)混燃燒。
[0054]如圖1中箭頭方向所示，燃料-空氣混合物向下游移動至主燃燒區(qū)12。文丘里管15的內(nèi)環(huán)形壁16與外環(huán)形壁17同軸放置，并與燃燒室外壁34使用鉚釘連接。文丘里管收斂段18與擴張段19形成喉道20，燃料-空氣混合物在喉道20處加速，防止回火。
[0055]壓氣機通過文丘里進氣口 33向文丘里管15提供冷卻空氣，冷卻空氣通過外環(huán)形壁孔排26進入冷卻空氣通道22，并對內(nèi)環(huán)形