一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，在近年來(lái)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中越來(lái)越多地使用預(yù)混燃燒的方式來(lái)降低氮氧化物(NOx)的排放。在典型的采用預(yù)混燃燒方式的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)中，一般包含一個(gè)布置在中心的中心噴嘴和多個(gè)均勻地布置在中心噴嘴四周的外圍噴嘴。外圍噴嘴一般采用預(yù)混燃燒模式以減少污染物排放，中心噴嘴采用擴(kuò)散燃燒模式或者預(yù)混燃燒模式，噴嘴下游形成穩(wěn)定的火焰，作為外圍噴嘴生成預(yù)混火焰的火種使用，由此維持預(yù)混燃燒。
[0003]現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室在中心噴嘴下游設(shè)置錐形穩(wěn)焰板，以創(chuàng)造一個(gè)減速擴(kuò)壓區(qū)形成回流區(qū)來(lái)穩(wěn)定火焰。然而，錐形穩(wěn)焰板內(nèi)部存在燃燒，錐形穩(wěn)焰板的壁面溫度會(huì)大幅上升，因此需要對(duì)該壁面進(jìn)行冷卻。專利US8113000在錐形穩(wěn)焰板外側(cè)引入冷卻氣對(duì)該壁面進(jìn)行冷卻，當(dāng)燃燒室性能提升時(shí)，錐形穩(wěn)焰板的冷卻氣量會(huì)增加，減少了燃燒用氣體，同時(shí)會(huì)造成頭部流量分配的變化。
[0004]因此，針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種可節(jié)省傳統(tǒng)穩(wěn)焰裝置設(shè)置、減少冷卻氣消耗及提高燃燒室的態(tài)燃燒穩(wěn)定性的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置，其包括中心噴嘴、中心噴嘴外側(cè)同心設(shè)置的環(huán)形外圍噴嘴，以及第一冷卻氣引入單元，所述中心噴嘴的外壁為空心管道，所述中心噴嘴的的出口端為斜孔或斜縫，所述中心噴嘴的的進(jìn)口端與第一冷卻氣引入單元連通。
[0009]其中，所述斜孔或斜縫向外傾斜，以噴出向外張開的錐形冷卻氣流。
[0010]其中，所述環(huán)形外圍噴嘴包括內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴和外層環(huán)形外圍噴嘴，內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴的外壁為空心管道，內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴的空心管道的出口端為斜孔或斜縫；外層環(huán)形外圍噴嘴的旋流角大于內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴的旋流角。
[0011]其中，還包括第二冷卻氣引入單元，所述內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴進(jìn)口端連接第二冷卻氣引入單元。
[0012]其中，所述第一冷卻氣引入單元的前段連通有冷卻氣源，中段為一個(gè)收縮噴管或拉瓦爾噴管，后段與中心噴嘴外壁的空心管道連通；所述第二冷卻氣引入單元的前段連通有冷卻氣源，中段為一個(gè)收縮噴管或拉瓦爾噴管，后段與內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴的空心管道連通。
[0013]其中，所述第一冷卻氣引入單元和第二冷卻氣引入單元的前段與中段之間還設(shè)置有加壓部件；所述前段與中段內(nèi)的冷卻氣壓比為亞臨界值。
[0014]其中，所述拉瓦爾噴管產(chǎn)生超聲速氣流。
[0015]其中，所述環(huán)形外圍噴嘴的旋流角大于中心噴嘴的旋流角。
[0016]其中，所述斜孔或斜縫與中心噴嘴中軸線的夾角在20°?45°之間，噴嘴末端端面的開孔面積或斜縫面積占噴嘴末端端面總面積的20%?50%，斜孔孔徑或斜縫寬度在2?5mm之間。
[0017](三)有益效果
[0018]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型提供的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置中，在中心噴嘴前端設(shè)置第一冷卻氣引入單元，從壓氣機(jī)、燃?jí)焊谆蛘咄獠繗庠匆肷倭坷鋮s氣，經(jīng)過(guò)第一冷卻氣引入單元加速，進(jìn)入中心噴嘴外壁內(nèi)的空心管道，最終從中心噴嘴外壁末端的斜孔或斜縫噴出，在中心噴嘴下游形成一個(gè)固定角度的錐形冷卻氣流，該氣流代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固體椎板穩(wěn)焰板，可以有效分隔中心噴嘴和外圍噴嘴的流動(dòng)，在中心噴嘴下游形成一個(gè)擴(kuò)張區(qū)，使中心噴嘴的流動(dòng)減速增壓，形成一個(gè)穩(wěn)定的回流區(qū)，增強(qiáng)中心噴嘴的穩(wěn)焰性能；引入的冷卻氣流向下游流動(dòng)，最終仍參與燃燒，減少了單純冷卻氣的浪費(fèi)，提高了燃燒室總體性能；采用此結(jié)構(gòu)還節(jié)省了傳統(tǒng)穩(wěn)焰裝置的冷卻設(shè)計(jì)，提高了燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的壽命，增強(qiáng)了內(nèi)外噴嘴的適應(yīng)性；此燃燒模式采用周向均勻分布的多層旋流燃燒的結(jié)構(gòu)，降低了燃燒室周向燃燒震蕩，提高了燃燒室的動(dòng)態(tài)燃燒穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是包含本實(shí)用新型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置的燃燒室頭部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置的剖視圖。
[0021]圖中，1:中心噴嘴；2:內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴；3:外層環(huán)形外圍噴嘴；4:第一冷卻氣引入單元；5 ;加壓部件；6:收縮噴管；7:斜縫；101:中心噴嘴外壁；201:內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴外壁。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0023]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置中心噴嘴1、中心噴嘴I外側(cè)同心設(shè)置的環(huán)形外圍噴嘴，以及第一冷卻氣引入單元4，所述中心噴嘴I的外壁為空心管道，空心管道的出口端為斜孔或斜縫7，空心管道的進(jìn)口端與第一冷卻氣引入單元4連通。其中，所述斜孔或斜縫7向外傾斜，以噴出向外張開的錐形冷卻氣流。
[0024]上述實(shí)施例中，在中心噴嘴I的空心管道的進(jìn)口端設(shè)置第一冷卻氣引入單元4，從壓氣機(jī)、燃?jí)焊谆蛘咂渌獠繗庠匆肷倭坷鋮s氣，進(jìn)入中心噴嘴外壁101內(nèi)的空心管道，最終從中心噴嘴外壁101空心管道的出口端的斜孔或斜縫7噴出，在中心噴嘴I下游形成一個(gè)固定角度的錐形冷卻氣流，該氣流代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固體椎板穩(wěn)焰板，可以有效分隔中心噴嘴I和外圍噴嘴的流動(dòng)，在中心噴嘴I下游形成一個(gè)擴(kuò)張區(qū)，使中心噴嘴I的流動(dòng)減速增壓，形成一個(gè)穩(wěn)定的回流區(qū)，增強(qiáng)中心噴嘴I的穩(wěn)焰性能；而引入的冷卻氣流向下游流動(dòng)，最終參與燃燒，減少了單純冷卻氣的浪費(fèi)，提高了燃燒室總體性能，此外采用此結(jié)構(gòu)還節(jié)省了傳統(tǒng)穩(wěn)焰裝置的冷卻設(shè)計(jì)，提高了燃燒室頭部結(jié)構(gòu)的壽命，增強(qiáng)了內(nèi)外噴嘴的適應(yīng)性；另夕卜，環(huán)形外圍噴嘴與中心噴嘴I同心設(shè)置，結(jié)構(gòu)緊湊，且可為中心噴嘴I提供穩(wěn)定的外焰環(huán)境。
[0025]進(jìn)一步地，本實(shí)施例提供的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室冷卻氣穩(wěn)焰裝置中環(huán)形外圍噴嘴包括內(nèi)層環(huán)形外圍噴嘴2和外層環(huán)形外圍噴嘴3