一种双工质燃烧室及燃气轮机制造技术

本申请公开了一种双工质燃烧室及燃气轮机，该双工质燃烧室包括：火焰筒包括依次连通的第一掺混区、主燃区、第二掺混区以及出气口，火焰筒上开设有第一掺混孔与第二掺混孔，第一掺混孔与第一掺混区连通，第二掺混孔与第二掺混区连通。第一外壳环绕火焰筒设置并与火焰筒之间配合形成具有第一开口的第一外流道，第一开口用于通入空气，第一外流道与第一掺混孔连通。第二外壳环绕火焰筒外对应主燃区与第二掺混区的部分设置并与火焰筒之间配合形成具有第二开口的第二外流道，第二开口用于通入第二工质，第二工质为气体或者加热后可相变为气体的物质，第二外流道与第二掺混孔连通。该双工质燃烧室室可提高热量利用率以及出气口喷出的气体流量与压力。的气体流量与压力。的气体流量与压力。

【技术实现步骤摘要】
一种双工质燃烧室及燃气轮机


[0001]本申请涉及热机
，尤其涉及一种双工质燃烧室及燃气轮机。

技术介绍

[0002]燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成，并配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统，它以空气为介质，是一种将燃料燃烧产生的热能转换成机械功对外输出的回转式动力机械。其工作过程如下：靠涡轮驱动而旋转的压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩升压，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧，成为高温燃气后流入涡轮中膨胀做功，做功后的燃气压力降至大气压力最终排入大气。燃烧加热升温后形成的高温燃气，其做功能力大大提高，使涡轮的出功明显大于压气机耗功，有较多富余的功对外输出以驱动负载。
[0003]燃气轮机由于其紧凑、高功率、易安装等优点，已经使它成为一种广泛使用的动力机械设备，然而单独的燃气轮机具有有限的效率，无法满足高效率场合的使用需求。
[0004]因此，亟需提出一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的一个目的是提供一种双工质燃烧室，该双工质燃烧室室可提高热量利用率以及出气口喷出的气体流量与压力。
[0006]第一个方面，本申请提供了一种双工质燃烧室。该双工质燃烧室包括火焰筒、第一外壳、第二外壳、喷嘴以及点火器，火焰筒包括依次连通的第一掺混区、主燃区、第二掺混区以及出气口，所述火焰筒上开设有第一掺混孔与第二掺混孔，第一掺混孔与第一掺混区连通，第二掺混孔与第二掺混区连通。第一外壳环绕所述火焰筒设置并与所述火焰筒之间配合形成具有第一开口的第一外流道，所述第一开口用于通入空气，所述第一外流道与所述第一掺混孔连通。第二外壳环绕所述火焰筒外对应所述主燃区与所述第二掺混区的部分设置，并与所述火焰筒之间配合形成具有第二开口的第二外流道，所述第二开口用于通入第二工质，所述第二工质为气体或者加热后可相变为气体的物质，所述第二外流道与所述第二掺混孔连通。喷嘴与所述火焰筒连接，用于向所述第一掺混区内通入燃料。点火器与所述火焰筒或所述第一外壳连接，用于点燃第一掺混区内的燃料。
[0007]进一步地，所述火焰筒对应所述主燃区的外表面分布有多个第一加热凸起。
[0008]进一步地，所述火焰筒对应所述第二掺混区的外表面分布有多个第二加热凸起。
[0009]进一步地，所述第二掺混孔在沿所述第二掺混区的延伸方向排成多排，相邻两排的所述第二掺混孔在所述第二掺混区的延伸方向上交错排布。
[0010]进一步地，所述第二掺混孔的轴心与所述第二掺混区的延伸方向的夹角为30
‑
90
°
。
[0011]进一步地，所述火焰筒还包括第三掺混区，所述第二掺混区、所述第三掺混区与所述出气口依次连通，所述火焰筒上开设有第三掺混孔，所述第三掺混孔与所述第一外流道
连通。
[0012]进一步地，所述第三掺混孔在沿所述第三掺混区的延伸方向排成多排，相邻两排的所述第三掺混孔在所述第三掺混区的延伸方向上交错排布。
[0013]进一步地，所述第三掺混孔的轴心与所述第三掺混区的延伸方向的夹角为30
‑
90
°
。
[0014]进一步地，所述火焰筒为环形火焰筒，所述环形火焰筒包括外筒、内筒、尾板与隔板，所述外筒套设在所述内筒外，尾板分别连接所述内筒与所述外筒，所述外筒与所述内筒向内弯折以使所述出气口朝向所述尾板的方向；所述隔板的一端连接所述外筒，另一端向所述尾板的方向延伸，以使火焰筒内形成依次连通的所述第一掺混区、主燃区以及所述第二掺混区。
[0015]第二方面，本申请还提供了一种燃气轮机，该燃气轮机包括转轴、压气机、涡轮以及第一方面任一实施例中所述的双工质燃烧室，所述压气机与所述涡轮套设在所述转轴上，所述压气机与所述双工质燃烧室的第一外流道的第一开口连通，所述涡轮与所述双工质燃烧室的出气口相对。
[0016]在本申请实施例中，通过在火焰筒外设置第二外壳，形成与主燃区相邻的第二外流道，主燃区散发的热量可对第二外流道内第二工质进行加热，形成高温高压气体，即将主燃区以散热损失掉的能量，通过第二工质进行吸收后，再与主燃区产生的高温高压烟气掺混后喷出做功，一方面可提高热效率，另一方面增加了火焰筒出气口喷出的气体流量与气体压力，可提高涡轮、活塞膨胀机等做功机械部件的效率。同时，第二外流道内的第二工质通入第二掺混区时与隔板接触，可对隔板进行冷却，保护隔板结构，延长隔板使用寿命。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是根据本申请实施例提供的燃烧室的示意图。
[0019]附图标记说明：
[0020]100、火焰筒；200、喷嘴；300、第一外壳；400、第二外壳；110、外筒；120、内筒；130、尾板；140、隔板；150、出气口；160、第一掺混区；170、主燃区；180、第二掺混区；111、第一掺混孔；121、第二掺混孔；500、第一外流道；510、第一开口；600、第二外流道；610、第二开口；122、第二加热凸起；190、第三掺混区；112、第三掺混孔。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0022]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“一级”、“二级”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]第一方面，本申请提供了一种双工质燃烧室，该双工质燃烧室包括火焰筒100、第
一外壳300、第二外壳400、喷嘴200以及点火器，火焰筒100包括依次连通的第一掺混区160、主燃区170、第二掺混区180以及出气口150，所述火焰筒100上开设有第一掺混孔111与第二掺混孔121，第一掺混孔111与第一掺混区160连通，第二掺混孔121与第二掺混区180连通。第一外壳300环绕所述火焰筒100设置并与所述火焰筒100之间配合形成具有第一开口510的第一外流道500，所述第一开口510用于通入空气，所述第一外流道500与所述第一掺混孔111连通。第二外壳400环绕所述火焰筒100外对应所述主燃区170与所述第二掺混区180的部分设置，并与所述火焰筒100之间配合形成具有第二开口610的第二外流道600，所述第二开口610用于通入第二工质，所述第二工质为气体或者加热后可相变为气体的物质，所述第二外流道600与所述第二掺混孔121连通。喷嘴200与所述火焰筒100连接，用于向所述第一掺混区160内通入燃料。点火器与所述火焰筒100或所述第一外壳300连接，用于点燃第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双工质燃烧室，其特征在于，包括：火焰筒，包括依次连通的第一掺混区、主燃区、第二掺混区以及出气口，所述火焰筒上开设有第一掺混孔与第二掺混孔，第一掺混孔与第一掺混区连通，第二掺混孔与第二掺混区连通；第一外壳，环绕所述火焰筒设置并与所述火焰筒之间配合形成具有第一开口的第一外流道，所述第一开口用于通入空气，所述第一外流道与所述第一掺混孔连通；第二外壳，环绕所述火焰筒外对应所述主燃区与所述第二掺混区的部分设置，并与所述火焰筒之间配合形成具有第二开口的第二外流道，所述第二开口用于通入第二工质，所述第二工质为气体或者加热后可相变为气体的物质，所述第二外流道与所述第二掺混孔连通；喷嘴，与所述火焰筒连接，用于向所述第一掺混区内通入燃料；点火器，与所述火焰筒或所述第一外壳连接，用于点燃第一掺混区内的燃料。2.根据权利要求1所述的双工质燃烧室，其特征在于，所述火焰筒对应所述主燃区的外表面分布有多个第一加热凸起。3.根据权利要求1所述的双工质燃烧室，其特征在于，所述火焰筒对应所述第二掺混区的外表面分布有多个第二加热凸起。4.根据权利要求1所述的双工质燃烧室，其特征在于，所述第二掺混孔在沿所述第二掺混区的延伸方向排成多排，相邻两排的所述第二掺混孔在所述第二掺混区的延伸方向上交错排布。5.根据权利要求1所述的双工质燃烧室，其特征在于，所述第二掺混孔的轴心与所述第二掺混区的延伸方向的夹角为30
‑
90

【专利技术属性】
技术研发人员：段萌珠，
申请(专利权)人：星辰萌想科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：