一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代重型燃?xì)廨啓C(jī)追求超低污染排放，同時(shí)向著高溫升的方向發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)總體性能的提升對(duì)主燃燒室設(shè)計(jì)提出了更高要求。
[0003]主燃燒室是用來將燃?xì)庵械幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，將壓氣機(jī)增壓后的高壓空氣加熱到渦輪前允許溫度，以便進(jìn)入渦輪做功的裝置?；鹧嫱彩侨紵业闹饕M成部件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的受熱部件之一，同時(shí)火焰筒是燃燒室中故障最多的部件，也是限制發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的關(guān)鍵部件。由于現(xiàn)代火焰筒冷卻技術(shù)的發(fā)展要求，火焰筒的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜?；鹧嫱彩情_孔薄壁結(jié)構(gòu)，不但筒體的幾何尺寸差異大，而且筒壁上還開有很多不同孔徑的冷卻氣膜孔、摻混孔以保證占總氣量20%的冷卻氣量從火焰筒側(cè)壁進(jìn)入。這樣的開孔結(jié)構(gòu)不僅加工復(fù)雜，導(dǎo)致火焰筒溫度分布上存在著很大的溫度梯度，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
[0004]為了降低NOx排放和獲得較高的燃燒效率，現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室越來越多地采用燃料-空氣預(yù)混的燃燒方式。然而預(yù)混燃燒更易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象一一聲波、流體力學(xué)和放熱之間相互作用。振蕩出現(xiàn)時(shí)，會(huì)伴隨著放熱量和壓力的大幅波動(dòng)，使系統(tǒng)性能下降并降低燃燒室的使用壽命，因此燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須保證能夠避免或控制振蕩現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種地面燃機(jī)的火焰筒結(jié)構(gòu)，能使減少局部高溫度梯度的出現(xiàn)，也極大的減少了 NOx的排放，同時(shí)防止了熱聲振蕩的發(fā)生。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:其基本結(jié)構(gòu)為螺旋式彈簧，包括四段直徑漸變的環(huán)形段。
[0007]所述火焰筒四段長(zhǎng)度相等，為別為90mm?110mm。
[0008]所述火焰筒的第一段前端和第四段后端與燃燒室機(jī)匣固定連接。
[0009]所述火焰筒第一段螺旋的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽笫中?，第二段為右手旋，第三段為左手旋，第四段為右手旋?br>[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):火焰筒的第一段為直筒型，第二、三段的直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角為4?6°，第四段的直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角為3?4°。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式:第一段彈簧的縫隙(即螺距與彈簧鋼直徑的差)寬度為0.1mm?0.4mm，第二、三段彈簧的縫隙寬度為0.9?1.1mm，第四段彈簧的縫隙寬度為
0.4 ?0.8mm。
[0012]采用本發(fā)明可以取得以下有益效果:
[0013]1)本發(fā)明通過改變主燃燒室火焰筒的結(jié)構(gòu)，改變了聲波在主燃燒室內(nèi)的傳播，進(jìn)而使聲壓振動(dòng)與熱釋放速率波動(dòng)的相位差不會(huì)始終保持不變，同時(shí)彈簧本身具有緩沖壓力的作用，從而有效防止了熱聲振蕩的發(fā)生。
[0014]2)本發(fā)明中摻混氣均勻的從彈簧式火焰筒壁面的縫隙進(jìn)入，省去了單獨(dú)設(shè)置冷卻孔、摻混孔的加工步驟，且能使燃料和空氣混合的更加均勻，減少了局部高溫度梯度的出現(xiàn)，提高了燃燒室的使用壽命，也極大的減少了 NOx的排放。
【附圖說明】
[0015]圖1:本發(fā)明的實(shí)例的剖視正等測(cè)圖
[0016]圖2:本發(fā)明的縱向剖視圖
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]本實(shí)施例的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，所述火焰筒壁面由螺旋式的彈簧鋼構(gòu)成，包括依次相連的四段，且四段長(zhǎng)度相等，為別為90mm?110mm。如圖2所示，火焰筒第一段1螺旋的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽笫中谝欢螐椈傻目p隙(即螺距與彈簧鋼直徑的差)寬度為0.1_?0.4_，且彈簧式火焰筒直徑不變。如圖1所示，第一段火焰筒起始端與主旋流筒外壁8出口端相連，同時(shí)與燃燒室機(jī)匣7通過圓柱形支柱6固定連接，圓柱形支柱6有四個(gè)，在周向上分布均勻。外側(cè)有占燃燒室總空氣量20%的冷卻摻混氣從主旋流筒外壁8和機(jī)匣7的間隙進(jìn)入燃燒室，第一段火焰筒直徑不變，氣流對(duì)這段只起到冷卻作用。
[0019]如圖2所示，火焰筒第二、三段的直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角為4?6°，第二段為右手旋，第三段為左手旋，第二、三段彈簧的縫隙寬度為0.9?1.1mm。如圖1所示，當(dāng)冷卻摻混空氣流動(dòng)到第二、三段時(shí)，大部分摻混空氣可以通過較大的縫隙和外擴(kuò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)入火焰筒內(nèi)部參與燃燒，此部分的火焰筒的縫隙和擴(kuò)張角度可以有效的控制參與燃燒的空氣量。
[0020]如圖2所示，火焰筒第四段4螺旋為右手旋，與上一個(gè)螺旋的旋向相反，彈簧的縫隙寬度為0.4?0.8_，直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角減小為3?4°，減小摻混氣量的進(jìn)入。該結(jié)構(gòu)可以改變聲波在主燃燒室內(nèi)的傳播，進(jìn)而使聲壓振動(dòng)與熱釋放速率波動(dòng)的相位差不會(huì)始終保持不變，同時(shí)彈簧本身具有緩沖壓力的作用，從而有效防止了熱聲振蕩的發(fā)生。如圖1所示，火焰筒第四段4通過支柱5與機(jī)匣7固定連接，該支柱5有4個(gè)，在周向上分布均勻。
[0021]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，不應(yīng)成為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】不限上述實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述火焰筒壁面由螺旋式的彈簧鋼構(gòu)成，包括依次相連的四段，四段長(zhǎng)度相等，分別為90mm?110mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述火焰筒的第一段的為直筒型，彈簧的縫隙(即螺距與彈簧鋼直徑的差)寬度為0.1_?0.4_，螺旋的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽笫中?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述火焰筒的第二、三段的直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角為4?6°，彈簧的縫隙寬度為0.9?1.1mm，第二、三段的螺旋的旋轉(zhuǎn)方向分別為右手旋和左手旋。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述火焰筒的第四段的直徑為漸擴(kuò)型，擴(kuò)張半角為3?4°，彈簧的縫隙寬度為0.4?0.8_，第四段的螺旋的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橛沂中?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述火焰筒的第一段前端和第四段后端與燃燒室機(jī)匣固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明所提供的一種地面燃機(jī)燃燒室的火焰筒結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)為螺旋式彈簧，包括四段直徑漸變的環(huán)形段，此火焰筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，免去單獨(dú)設(shè)置冷卻孔、摻混孔的加工步驟。本發(fā)明通過改變主燃燒室火焰筒的結(jié)構(gòu)，改變聲波在主燃燒室內(nèi)的傳播，進(jìn)而使聲壓振動(dòng)與熱釋放速率波動(dòng)的相位差不會(huì)始終保持不變，從而防止熱聲振蕩的發(fā)生。本發(fā)明中摻混氣均勻的從彈簧式火焰筒壁面的縫隙進(jìn)入，能使燃料和空氣混合的更加均勻，減少局部高溫度梯度的出現(xiàn)，提高燃燒室的使用壽命，也可以極大的減少NOx的排放。
【IPC分類】F23R3/42
【公開號(hào)】CN105423344
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610015950
【發(fā)明人】張群, 邢力, 黎超超, 汪玉明, 楊省喆
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日