本(ben)發明涉及的是一(yi)種(zhong)燃(ran)(ran)氣(qi)輪(lun)機燃(ran)(ran)燒室(shi)，具體(ti)地說是一(yi)種(zhong)基(ji)于布雷(lei)頓循(xun)環傳統簡(jian)單循(xun)環燃(ran)(ran)氣(qi)輪(lun)機燃(ran)(ran)燒室(shi)。

背景技術：

燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機具(ju)(ju)有單(dan)機功率大、體積(ji)小、重(zhong)量輕、起動加速性好、操作(zuo)維護(hu)簡(jian)單(dan)、運(yun)轉平穩、保養方便和工作(zuo)可(ke)靠(kao)性好等優(you)點(dian)，是其他幾(ji)種(zhong)發(fa)(fa)(fa)動機所(suo)不能(neng)相比(bi)的(de)(de)。經過幾(ji)十(shi)年的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展，無論是低排(pai)(pai)放燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技術(shu)(shu)(shu)還是燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室設計方法均獲得(de)了(le)極大的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展與進步，但在日益嚴格的(de)(de)污染(ran)(ran)物限排(pai)(pai)法規作(zuo)用下，燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室污染(ran)(ran)物排(pai)(pai)放水平繼續面臨逐(zhu)步降低的(de)(de)要求。低排(pai)(pai)放燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技術(shu)(shu)(shu)逐(zhu)漸成(cheng)為發(fa)(fa)(fa)動機燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)中心課題之一，針對這(zhe)一問(wen)題已經研(yan)發(fa)(fa)(fa)了(le)比(bi)如(ru)分(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)、富(fu)油(you)-淬(cui)熄-貧油(you)(rql)、雙旋(xuan)預混旋(xuan)流(taps)、貧油(you)預混預蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)(lpp)、貧油(you)多(duo)點(dian)噴射(she)(ldi)、駐渦(wo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(tvc)等技術(shu)(shu)(shu)。這(zhe)些(xie)技術(shu)(shu)(shu)已能(neng)滿足目(mu)前(qian)國際民航組織對排(pai)(pai)放的(de)(de)需要。目(mu)前(qian)，駐渦(wo)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技術(shu)(shu)(shu)(trapped-vortexcombustor，tvc)經歷了(le)四代(dai)更新，作(zuo)為現有低排(pai)(pai)放燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)技術(shu)(shu)(shu)中的(de)(de)杰出(chu)代(dai)表，具(ju)(ju)有分(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)、分(fen)區(qu)供油(you)，駐渦(wo)區(qu)內可(ke)完成(cheng)點(dian)火(huo)和火(huo)焰(yan)穩定等優(you)點(dian)，并且燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)與空氣(qi)(qi)以(yi)特定的(de)(de)方式流入駐渦(wo)區(qu)，以(yi)次形成(cheng)了(le)用于穩定火(huo)焰(yan)的(de)(de)回(hui)流區(qu)。因此，它可(ke)以(yi)設計成(cheng)低污染(ran)(ran)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室，實行高效低排(pai)(pai)放燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。

技術實現要素：

本發明的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)在于提供一種能(neng)夠滿(man)足(zu)燃(ran)氣(qi)輪機標準工況和增容工況下穩定工作的(de)(de)(de)同時降低燃(ran)燒(shao)(shao)室燃(ran)燒(shao)(shao)流(liu)場(chang)組織結(jie)構的(de)(de)(de)復雜(za)程(cheng)度，減少自重的(de)(de)(de)單凹(ao)腔駐渦環形燃(ran)燒(shao)(shao)室。

本發明的(de)目(mu)的(de)是這樣實現的(de)：

包括帶有空氣進(jin)口12、燃氣出(chu)口13的(de)(de)外(wai)機匣1，還(huan)包括位于(yu)外(wai)機匣1中的(de)(de)火(huo)焰(yan)(yan)筒(tong)(tong)2，所述火(huo)焰(yan)(yan)筒(tong)(tong)2上有一個單凹(ao)腔(qiang)(qiang)結(jie)構11，單凹(ao)腔(qiang)(qiang)結(jie)構11的(de)(de)前(qian)部(bu)設置(zhi)帽罩3，火(huo)焰(yan)(yan)筒(tong)(tong)2前(qian)方進(jin)氣口設置(zhi)擋焰(yan)(yan)板5和(he)鈍體4，火(huo)焰(yan)(yan)筒(tong)(tong)壁(bi)(bi)面(mian)上開有壁(bi)(bi)面(mian)摻混孔6和(he)壁(bi)(bi)面(mian)冷(leng)卻(que)(que)孔7，單凹(ao)腔(qiang)(qiang)結(jie)構11的(de)(de)前(qian)壁(bi)(bi)上開有凹(ao)腔(qiang)(qiang)前(qian)壁(bi)(bi)冷(leng)卻(que)(que)孔8、凹(ao)腔(qiang)(qiang)前(qian)壁(bi)(bi)進(jin)氣槽9，單凹(ao)腔(qiang)(qiang)結(jie)構11的(de)(de)后(hou)壁(bi)(bi)上開有凹(ao)腔(qiang)(qiang)后(hou)壁(bi)(bi)進(jin)氣槽10，油路進(jin)口14位于(yu)單凹(ao)腔(qiang)(qiang)結(jie)構11處。

本發明還可以包括：

1、帽罩3上設置橢圓形孔。

2、凹(ao)腔前(qian)壁(bi)進氣槽9為兩個，上、下(xia)(xia)分布，上凹(ao)槽與(yu)水平方向成30°以內，下(xia)(xia)凹(ao)槽與(yu)上凹(ao)槽對稱(cheng)。

為了克(ke)服(fu)燃(ran)氣輪機燃(ran)燒(shao)室本(ben)身重(zhong)量大、結構(gou)復(fu)雜(za)等問題，本(ben)發(fa)明設計了一種不(bu)帶旋流(liu)器(qi)、加工難度低的(de)單凹腔駐渦燃(ran)燒(shao)流(liu)場組(zu)織(zhi)結構(gou)。能夠(gou)滿足燃(ran)氣輪機標(biao)準工況和增容工況下穩定工作的(de)同時降低燃(ran)燒(shao)室燃(ran)燒(shao)流(liu)場組(zu)織(zhi)結構(gou)的(de)復(fu)雜(za)程(cheng)度，并減少自重(zhong)。

本發明的(de)(de)有(you)益(yi)效果(guo)是(shi)：帽罩的(de)(de)使用使得來流(liu)氣(qi)體(ti)一部分進(jin)入主燃(ran)(ran)區(qu)(qu)作(zuo)(zuo)為氧化劑，另一部分作(zuo)(zuo)為冷(leng)(leng)(leng)卻氣(qi)；凹(ao)(ao)腔(qiang)(qiang)前壁(bi)(bi)進(jin)氣(qi)槽(cao)和(he)凹(ao)(ao)腔(qiang)(qiang)后壁(bi)(bi)進(jin)氣(qi)槽(cao)的(de)(de)共同(tong)作(zuo)(zuo)用是(shi)在(zai)凹(ao)(ao)腔(qiang)(qiang)內形成穩定的(de)(de)回(hui)流(liu)區(qu)(qu)，包(bao)括主渦(wo)和(he)較小(xiao)的(de)(de)副渦(wo)，二者的(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用可增加燃(ran)(ran)料在(zai)駐渦(wo)區(qu)(qu)的(de)(de)駐留時間；為防(fang)止(zhi)凹(ao)(ao)腔(qiang)(qiang)主燃(ran)(ran)區(qu)(qu)的(de)(de)火(huo)焰回(hui)流(liu)設置了擋焰板；凹(ao)(ao)腔(qiang)(qiang)壁(bi)(bi)面的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻孔對壁(bi)(bi)面起到冷(leng)(leng)(leng)卻作(zuo)(zuo)用，防(fang)止(zhi)產(chan)生局部高(gao)溫。此發明擴大了燃(ran)(ran)燒(shao)室(shi)火(huo)焰筒有(you)效體(ti)積容(rong)量，進(jin)一步提高(gao)燃(ran)(ran)氣(qi)輪(lun)機燃(ran)(ran)燒(shao)室(shi)容(rong)積熱(re)負荷，可應用到間冷(leng)(leng)(leng)循環燃(ran)(ran)氣(qi)輪(lun)機燃(ran)(ran)燒(shao)室(shi)。

附圖說明

圖(tu)1為(wei)本(ben)發明的單凹(ao)腔駐渦環形燃燒(shao)室示意圖(tu)。

圖(tu)2a-圖(tu)2d為(wei)帽罩的結構示意圖(tu)。

圖3為凹腔壁面凹槽(cao)結構放大(da)圖。

具體實施方式

下面結合(he)附圖(tu)舉例(li)對本發明作(zuo)進一步描(miao)述。

結合(he)圖1，本發明的(de)(de)單凹(ao)(ao)腔駐渦(wo)(wo)環形(xing)(xing)燃(ran)(ran)燒室(shi)包括外機匣1、火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒2、帽(mao)罩3、鈍體(ti)4、火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒前(qian)(qian)(qian)(qian)方(fang)進(jin)氣(qi)(qi)口設置(zhi)擋(dang)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)板(ban)5、火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒壁(bi)(bi)(bi)面(mian)摻(chan)混孔(kong)6、火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒壁(bi)(bi)(bi)面(mian)冷(leng)(leng)卻(que)(que)孔(kong)7、凹(ao)(ao)腔前(qian)(qian)(qian)(qian)壁(bi)(bi)(bi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)孔(kong)8、凹(ao)(ao)腔前(qian)(qian)(qian)(qian)壁(bi)(bi)(bi)進(jin)氣(qi)(qi)槽(cao)(cao)9、凹(ao)(ao)腔后(hou)壁(bi)(bi)(bi)進(jin)氣(qi)(qi)槽(cao)(cao)10，火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒上有一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)單凹(ao)(ao)腔結構11。來流(liu)(liu)氣(qi)(qi)體(ti)進(jin)入燃(ran)(ran)燒室(shi)后(hou)被帽(mao)罩分(fen)成(cheng)兩(liang)部分(fen)，一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)部分(fen)作為(wei)冷(leng)(leng)卻(que)(que)劑，另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)部分(fen)作為(wei)氧化劑，帽(mao)罩上設置(zhi)橢圓形(xing)(xing)孔(kong)，可加大凹(ao)(ao)腔前(qian)(qian)(qian)(qian)壁(bi)(bi)(bi)面(mian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)量。空(kong)氣(qi)(qi)進(jin)口12、燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)出口13、油路進(jin)口14。凹(ao)(ao)腔前(qian)(qian)(qian)(qian)壁(bi)(bi)(bi)上、下各(ge)有凹(ao)(ao)槽(cao)(cao)，上凹(ao)(ao)槽(cao)(cao)與水平方(fang)向成(cheng)30°以內(nei)，下凹(ao)(ao)槽(cao)(cao)與之對稱，凹(ao)(ao)腔后(hou)壁(bi)(bi)(bi)和(he)前(qian)(qian)(qian)(qian)壁(bi)(bi)(bi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)樣設置(zhi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)凹(ao)(ao)槽(cao)(cao)，三(san)者共同作用(yong)使(shi)(shi)凹(ao)(ao)腔內(nei)形(xing)(xing)成(cheng)兩(liang)個(ge)駐渦(wo)(wo)結構，一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)駐渦(wo)(wo)和(he)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)副(fu)渦(wo)(wo)，一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian)可以加速燃(ran)(ran)料和(he)空(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)快速摻(chan)混，另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)方(fang)面(mian)可以穩定凹(ao)(ao)腔內(nei)的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，凹(ao)(ao)腔占據了大部分(fen)主(zhu)燃(ran)(ran)區。4鈍體(ti)放(fang)置(zhi)在火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒前(qian)(qian)(qian)(qian)下方(fang)，一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)部分(fen)空(kong)氣(qi)(qi)加速經(jing)過(guo)擋(dang)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)板(ban)5，另一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)部分(fen)作為(wei)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒2下壁(bi)(bi)(bi)面(mian)的(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)氣(qi)(qi)，鈍體(ti)4和(he)擋(dang)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)板(ban)5共同作用(yong)使(shi)(shi)得火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)不會發生回火(huo)(huo)(huo)。火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)筒壁(bi)(bi)(bi)面(mian)摻(chan)混孔(kong)有兩(liang)個(ge)作用(yong)，一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)是減(jian)小火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)長度，二是使(shi)(shi)燃(ran)(ran)燒室(shi)出口溫度分(fen)布更均勻。

本發(fa)明(ming)的單凹(ao)腔(qiang)(qiang)駐(zhu)渦環形燃燒(shao)室結構(gou)較為(wei)簡單，沒有旋流器(qi)，帽罩安裝在凹(ao)腔(qiang)(qiang)前(qian)壁(bi)，采用橢圓結構(gou)，在保證(zheng)分流的同(tong)時可以進一步增加凹(ao)腔(qiang)(qiang)前(qian)壁(bi)的冷(leng)卻(que)氣。

凹腔前壁(bi)、后(hou)壁(bi)的(de)(de)進(jin)氣(qi)槽(cao)與水平方(fang)(fang)向(xiang)角度(du)為(wei)(wei)0-30°，凹腔前壁(bi)下部(bu)的(de)(de)凹槽(cao)與水平方(fang)(fang)向(xiang)角度(du)為(wei)(wei)-30-0°，三者(zhe)共同作用使得凹腔內(nei)形成(cheng)兩個駐(zhu)渦(wo)，包括(kuo)駐(zhu)渦(wo)和副渦(wo)，用于加速燃料和氧化劑(ji)的(de)(de)快(kuai)速摻混以及(ji)穩定火焰。

凹(ao)腔前(qian)壁進氣槽偏下處均勻(yun)設置兩個噴(pen)(pen)嘴，兩點噴(pen)(pen)方(fang)(fang)式的優(you)勢是一(yi)方(fang)(fang)面加快燃料和空(kong)氣快速摻混，另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面可(ke)提高燃燒室出(chu)口溫度分布均勻(yun)性(xing)。

鈍體前端為圓角，擋焰板陣列一定數目的小(xiao)孔(kong)，二者共同作(zuo)用(yong)是(shi)為防(fang)止主燃(ran)區(qu)火焰回火。

火焰(yan)筒壁面上(shang)的(de)摻混孔大(da)致位于靠近凹腔(qiang)五分(fen)之一處，以達到減小火焰(yan)長度、提高(gao)燃(ran)燒室(shi)出(chu)口溫度分(fen)布均勻度的(de)作用。

由上(shang)述工作(zuo)(zuo)過(guo)程可知，本發明的單(dan)(dan)凹腔環(huan)形駐渦燃(ran)燒(shao)室(shi)的工作(zuo)(zuo)過(guo)程中，帶有(you)間(jian)冷先進循環(huan)的燃(ran)氣輪(lun)機(ji)在標準工況和(he)增容工況下，燃(ran)料(liao)在燃(ran)氣輪(lun)機(ji)燃(ran)燒(shao)室(shi)內穩定燃(ran)燒(shao)，提高了燃(ran)氣輪(lun)機(ji)燃(ran)燒(shao)室(shi)容積(ji)熱(re)強度。同時該燃(ran)燒(shao)器(qi)燃(ran)燒(shao)流場組織結構(gou)比較簡單(dan)(dan)，降低了自(zi)身的重量。