[发明专利]金属燃烧室膜片

说明书

本申请是名称为“金属燃烧室膜片”、国际申请日为2004年2月 25日、国际申请号为PCT/EP2004/050205、国家申请号为 200480010442.9的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种气体燃烧室，该气体燃烧室包括一种金属的燃烧 室膜片。

背景技术

具有不同形状和不同的燃烧室膜片的现有技术的气体燃烧室已经 描述过，例如，见WO 02/44618A1和WO 01/79756A1。

这些燃烧室的第一缺点是，对于一个给定的尺寸，这些燃烧室不 允许输出功率在一个大的范围内：在低的功率下，这就是如果气体流 率低，存在火焰熄灭的危险，而在高的功率下，这就是如果气体流率 高，存在火焰吹出的危险。这样导致需要一个范围的各种燃烧室，它 们仅在尺寸上稍有差别(例如，它们的高度)以适合于特定的功率： 这是第二缺点。

这些燃烧室的第三缺点是需要采购不同的部件，组成和焊接到一 起，这样导致昂贵的燃烧室。焊缝本身在燃烧室内是薄弱点，因为它 们在燃烧室使用时的加热和冷却循环内最易于失效。因此焊接降低产 品的寿命，这构成第四缺点。

发明内容

本发明的一个通常的目的是消除现有技术燃烧室的这些缺点。本 发明的一个第一目的是提供一种具有一个增加的输出功率范围的燃烧 室。本发明的一个第二目的是提供一种带有增加的寿命的燃烧室。本 发明的一个第三目的是提供一种具有降低的生产成本的燃烧室。本发 明的一个第四目的是提供一种带有改进的火焰分布的燃烧室。

按照本发明的一个气体燃烧室包括一个金属燃烧室膜片。在几何 形状上该燃烧室膜片包括一个底部段和一个封闭段。底部段具有一个 最小曲率半径R_底部。“最小曲率半径”的含义将在后面解释。底部段 通过一个过渡区不间断地连接至封闭段：过渡段燃烧室膜片包括与底 部段和封闭段相同的元件。过渡段具有一个最小曲率半径r_过渡，该最 小曲率半径r_过渡大于零和小于或等于底部段的曲率半径R_底部：0＜r_过渡≤R_底部。不排除底部段是一个平板的情况，这时R_底部是无限大。更优 选地为：0.02×R_底部≤r_过渡≤0.7×R_底部。更加优选地为：0.02×R_底部≤r_过渡≤0.35×R_底部。对封闭段的最小曲率半径没有限制。

“一段的最小曲率半径”的概念现在解释如下。

在几何形状上，在燃烧室膜片的每一点上可以限定许多曲率半径； 这些曲率半径中的每一个与按照一个平面的特定的一个剖面相关联， 该平面包括考虑的一点的法线。此平面与燃烧室膜片相交导致一个轨 迹。该曲率半径就是在交会平面内一个圆的半径，该圆在考虑的一点 二阶(second order)接触轨迹。在包括通过考虑点的法线、带有相关 的轨迹和曲率半径的全部可能的平面之内，选择最小的半径。由于一 次选择的每一点具有一个最小的半径，此段的全部最小半径中的最小 的半径可以定义为该段的最小曲率半径。由于曲率半径经常是一个正 数，可以发现的最小的曲率半径为零。相同的定义以变通的形式使用 于燃烧室膜片的三部分的每一部分：底部段，过渡段和封闭段。对于 它们的每一个因此可以发现一个最小曲率半径：例如，对于具有管形 并带有一个倒圆的多边形截面的底部段，最小曲率半径等于各边缘倒 圆处的半径。对于一个圆筒与此相同，最小曲率半径等于其直径的一 半。

由于几何结构必须减少至实际可用的，应该明确，本发明涉及几 何结构的实施例，它当然要受工程精度的控制。因此，应该明确，本 发明不应局限于概括的几何形状，而是适用于真实的燃烧室膜片的形 状，这种形状可以借助一个适当的用计算机控制的三维测量台容易地 测量，它允许直接地测定一般的几何特性，以及尤其是曲率半径。

燃烧室膜片的形状以下列的方式影响燃烧室的功能：具有最小曲 率半径的燃烧室膜片的这些区域与具有较高曲率半径的区域比较，在 膜片外面产生一个较低的气体速度。一个较低的气体速度导致一个较 低的火焰前缘。因此，借助改变曲率半径，膜片外面的气体速度以及 随后火焰前缘能够在表面上有利的调节。这样除其它优点之外产生下 列的优点：