[发明专利]燃烧室的火焰筒结构及燃烧室

说明书

本发明提供一种燃烧室的火焰筒结构及燃烧室。该火焰筒结构包括：火焰筒本体，火焰筒本体由内侧壁、外侧壁、第一端壁和第二端壁构成，且在火焰筒本体的第一端壁上设有多个火焰筒头部单元，火焰筒头部单元包括喷嘴孔、多个进气孔和多个斜槽，进气孔设置于喷嘴孔的周向，斜槽设置于喷嘴孔的周向且位于进气孔的外侧以形成回流区。该燃烧室包括：边匣、喷嘴、点火电嘴和上述火焰筒结构。本发明通过布置于喷嘴孔周围的多个进气孔进气，使得空气与燃料充分接触掺混，保证燃烧充分，通过布置于进气孔外侧的斜槽对空气进行导向，在该区域产生回流区，稳定火焰，提高了燃烧效率和火焰筒的使用寿命，降低因燃烧不充分而产生的有害气体排放。

技术领域

本发明涉及微型燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃烧室的火焰筒结构及燃烧室。

背景技术

单管燃烧室和环形燃烧室是微型燃气轮机经常采用的燃烧室类型。单管燃烧室发展历史比较悠久，目前已经形成相对成熟的技术。但单管燃烧室体积重量大，各燃烧室之间通过联焰管来传焰和均压，不利于微型燃气轮机的紧凑布局。此外，由于单管燃烧室在微型燃气轮机中的安装位置位于转动主轴外，气流转折次数多，容易造成较大流动损失。环形燃烧室中，机匣和火焰筒都是整体的环形结构，布局紧凑，迎风面积小，空间利用率高，比较便于与压气机出口气流匹配，减小压力损失，提高气动效率，增强燃烧效率，减少所需的冷却空气量，更符合微型燃气轮机未来发展的要求。

在气动布局方面，离心式微型燃气轮机燃烧室主要采用结构紧凑的回流燃烧室和折流燃烧室。在回流燃烧室中，从压气机流出的空气经过两次180°转弯后流到涡轮，火焰筒的面积因此大幅增加，燃烧室所需的冷却空气量也大幅攀升。而对于折流燃烧室，气流由压气机流出后，折成两路流入火焰筒，一般与甩油盘配合使用。向甩油盘中供油的密封问题是折流燃烧室最主要的难题。若甩油盘上的各处油孔油量不均匀，则涡轮工作叶片上会在部分区域出现固定高温点，使得涡轮叶片受热不均，极大影响涡轮叶片的使用寿命。因此，需要综合考虑燃烧室效率与冷却，采用适合离心压气机和向心涡轮的环形燃烧室。而如何进一步提高微型燃气轮机燃烧室的燃烧效率和冷却效果是亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种燃烧室的火焰筒结构及燃烧室，用以解决现有技术中微型燃气轮机燃烧室的燃烧效率低的缺陷。

本发明提供一种燃烧室的火焰筒结构，包括：火焰筒本体，所述火焰筒本体由内侧壁、外侧壁、第一端壁和第二端壁构成，且在所述第一端壁上设有多个火焰筒头部单元，所述火焰筒头部单元包括喷嘴孔、多个进气孔和多个斜槽，所述进气孔设置于所述喷嘴孔的周向，所述斜槽设置于所述喷嘴孔的周向且位于所述进气孔的外侧以形成回流区。

其中，在所述火焰筒本体的内侧壁、外侧壁和第一端壁的表面设置多排冷却通孔。

其中，位于所述内侧壁和所述外侧壁上的所述冷却通孔包括靠近于所述第一端壁设置的一排直孔以及远离于所述第一端壁设置的多排斜孔。

其中，所述斜孔的倾斜角度取值范围为20°～40°。

其中，所述内侧壁至少由一直面与一斜面连接构成，所述直面临近于所述第一端壁设置，所述斜面远离于所述第一端壁设置。

其中，所述进气孔与所述第一端壁的所述冷却通孔的总面积比例取值范围为1:7～1:8，所述第一端壁的所述冷却通孔与所述外侧壁的所述冷却通孔的总面积比例取值范围为1:2～1:3；所述第一端壁的所述冷却通孔与所述内侧壁的所述冷却通孔的总面积比例取值范围为1:1.5～1:2.5。

其中，在所述内侧壁和所述外侧壁靠近所述第二端壁的一端分别设有第一安装边和第二安装边，所述内侧壁和所述外侧壁分别通过所述第一安装边和所述第二安装边与所述第二端壁固定连接。

其中，所述火焰筒本体由筒状内侧壁、筒状外侧壁、第一端壁和第二端壁构成环形筒状结构。

其中，在所述外侧壁上还设有点火孔。