燃烧室专利检索-燃烧室燃气涡轮发动机涡轮机专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

燃烧室

阅读：534发布：2020-05-13

IPRDB可以提供燃烧室专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种燃烧室包括：燃烧管，具有带有燃烧燃料的燃烧空间的圆柱形形状，并且包括：引入燃料的入口、将燃料燃烧时产生的气体排出的出口、以及从入口与出口之间的壁面向内突出的突出部；注入单元，被配置为：通过燃烧管的入口将燃料注入到燃烧管；额外注入单元，位于燃烧管的突出部上，并且被配置为将燃料注入到燃烧管。，下面是燃烧室专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃烧室，包括：

燃烧管，具有带有燃烧燃料的燃烧空间的圆柱形形状，并且包括：引入燃料的入口、将燃料燃烧时产生的气体排出的出口、以及从入口与出口之间的壁面向内突出的突出部；

注入单元，被配置为：通过燃烧管的入口将燃料注入到燃烧管；

额外注入单元，位于燃烧管的突出部上，并且被配置为将燃料注入到燃烧管。

2.如权利要求1所述的燃烧室，其中，突出部和额外注入单元分别包括：多个突出部和多个额外注入单元，被布置为沿燃烧管的圆周方向彼此隔开。

3.如权利要求2所述的燃烧室，其中，所述多个突出部和所述多个额外注入单元相对于燃烧管的中心对称。

4.如权利要求1所述的燃烧室，其中，突出部包括：比燃烧管的壁面进一步地向燃烧中心的中心突出的外支撑壁和比外支撑壁进一步地向燃烧管的中心突出的内支撑壁，额外注入单元位于外支撑壁上，内支撑壁具有燃料孔和形成在燃料孔周围的内空气孔，其中，燃料孔形成在与额外注入单元对应的位置并且由额外注入单元注入的燃料经过燃料孔到达燃烧管，外支撑壁具有形成在额外注入单元周围的外空气孔。

5.如权利要求4所述的燃烧室，其中，外空气孔的直径大于内空气孔的直径。

6.如权利要求1所述的燃烧室，其中，燃烧管的燃烧空间被划分为第一区和第二区，其中，第一区是由注入单元注入的燃料被燃烧、与由额外注入单元注入的燃料和通过突出部注入的空气碰撞、并朝向入口进行初级再循环的上游区域，第二区是由额外注入单元注入的燃料进行到第一区的下游的位置、被燃烧、并朝向入口进行次级再循环的区域。

7.如权利要求6所述的燃烧室，其中，第二区沿燃烧管的纵向方向关于燃烧管的中心轴被形成，并且第二区允许在第二区中产生的燃烧产物被传送到第一区，第一区沿燃烧管的中心轴比第二区更向外突出。

8.如权利要求1所述的燃烧室，其中，突出部包括：相对于燃烧管的壁面向燃烧管的入口倾斜的第一倾斜部、相对于燃烧管的壁面向燃烧管的入口倾斜的第二倾斜部、以及与壁面平行地延伸、连接第一倾斜部和第二倾斜部并允许额外注入单元位于其上的连接部。

9.如权利要求8所述的燃烧室，其中，第一倾斜部与壁面之间的倾斜角范围从大约20°到大约60°。

10.如权利要求8所述的燃烧室，其中，第二倾斜部与壁面之间的倾斜角范围从大约10°到大约90°。

11.如权利要求8所述的燃烧室，其中，多个空气孔形成在第一倾斜部和第二倾斜部中，其中，外部空气通过所述多个空气孔被传送到燃烧管。

12.如权利要求1所述的燃烧室，还包括：

初混合室，与注入单元连接，并位于入口上；

旋流器，设置在初混合室中，并且被配置为将空气的流动供应到初混合室。

说明书全文

燃烧室

技术领域

[0001] 实施例涉及一种燃烧室(combustor)，更具体地讲，涉及一种用于通过增加气体再循环流动来提高燃烧性能并实现低排放燃烧的燃烧室。

[0002] 用于最小化由化石燃料的燃烧引起的环境污染的技术在设计和操作燃烧室中是重要的。最近，对用于提高燃烧室的效率并实现低排放燃烧的中度或强化的低氧稀释(MILD)燃烧已进行研究。MILD燃烧还被称为无焰氧化(FLOX)或高温空气燃烧(HiTAC)。

[0003] 燃烧室是执行通过燃烧燃料产生发动机或燃气轮机的动力的功能的组件。随着对氮氧化物和一氧化碳排放更严格的管制的全球趋势，通过在燃烧室中将空气与甚至作为废产物被排出的高温废气进行混合来使之能够稳定燃烧以减少氧浓度并传送高温空气的流动的MILD燃烧被应用。

背景技术

[0004] 公开号为2010-0061538的韩国专利公开了在燃烧机的主燃烧区下游的次级燃烧区中供应燃料和稀释剂的技术。该技术通过在包围次级燃烧区的壁上设置歧管、在歧管中安置注入器喷嘴并在次级燃烧区中注入燃料来执行辅助发生在主燃烧区中的燃烧的次级燃烧。尽管该技术可减少注入次级燃烧区的燃料的量，但是主燃烧区中的燃烧与次级燃烧区中的燃烧之间不存在相互作用。也就是说，通过次级燃烧区中的燃料注入未提高主燃烧区中的燃烧性能。

[0005] 第4,389,848号美国专利公开了一种结构，在该结构中，燃料注入器包括位于燃烧器的上游侧的主喷嘴和位于下游侧的次级喷嘴，并且通过经由次级喷嘴注入燃料来再循环燃料和空气。然而，在这种结构中，由于次级喷嘴位于燃烧器的主喷嘴的中心轴的延伸件上，因此燃料和空气的再循环效果不足。

[0006] (专利文件1)公开号为2010-0061538的韩国专利(2010年6月7日)

[0007] (专利文件2)第4,389,848号美国专利(1983年6月28日)

发明内容

[0008] 技术问题

[0009] 实施例的目的在于提供用于通过增加气体再循环流动来降低火焰温度来提高燃烧性能的燃烧室。

[0010] 实施例的另一目的在于提供用于通过执行中度或强化的低氧稀释(MILD)燃烧来实现低排放燃烧的燃烧室。

[0011] 技术方案

[0012] 根据实施例的燃烧室可包括：燃烧管，具有带有燃烧燃料的燃烧空间的圆柱形形状，并且燃烧管包括：引入燃料的入口、将燃料燃烧时产生的气体排出的出口、以及从入口与出口之间的壁面向内突出的突出部；注入单元，被配置为：通过燃烧管的入口将燃料注入到燃烧管；额外注入单元，位于燃烧管的突出部上，并且额外注入单元被配置为将燃料注入到燃烧管。

[0013] 突出部和额外注入单元可分别包括：多个突出部和多个额外注入单元，被布置为沿燃烧管的圆周方向彼此隔开。

[0014] 所述多个突出部和所述多个额外注入单元可相对于燃烧管的中心对称。

[0015] 突出部可包括：比燃烧管的壁面进一步地向燃烧中心的中心突出的外支撑壁和比外支撑壁进一步地向燃烧管的中心突出的内支撑壁，其中，额外注入单元位于外支撑壁上，内支撑壁具有燃料孔和形成在燃料孔周围的内空气孔，其中，燃料孔形成在与额外注入单元对应的位置并且由额外注入单元注入的燃料经过燃料孔到燃烧管，外支撑壁具有形成在额外注入单元周围的外空气孔。

[0016] 外空气孔的直径可大于内空气孔的直径。

[0017] 燃烧管的燃烧空间可被划分为第一区和第二区，其中，第一区是由注入单元注入的燃料被燃烧、与由额外注入单元注入的燃料和通过突出部注入的空气碰撞、并朝向入口进行初级再循环的上游区域，第二区是由额外注入单元注入的燃料进行到第一区的下游位置、被燃烧、并朝向入口进行次级再循环的区域。

[0018] 第二区可沿燃烧管的纵向方向关于燃烧管的中心轴被形成，并且第二区允许在第二区中产生的燃烧产物被传送到第一区，第一区沿燃烧管的中心轴比第二区更向外突出。

[0019] 突出部可包括：相对于燃烧管的壁面向燃烧管的入口倾斜的第一倾斜部、相对于燃烧管的壁面向燃烧管的入口倾斜的第二倾斜部、以及与壁面平行地延伸、连接第一倾斜部和第二倾斜部并允许额外注入单元位于其上的连接部。

[0020] 第一倾斜部与壁面之间的倾斜角范围可从大约20°到大约60°。

[0021] 第二倾斜部与壁面之间的倾斜角范围可从大约10°到大约90°。

[0022] 多个空气孔可形成在第一倾斜部和第二倾斜部中，其中，外部空气通过所述多个空气孔被传送到燃烧管。

[0023] 所述燃烧室还可包括：初混合室，与注入单元连接，并位于入口上；旋流器，设置在初混合室中，并且旋流器被配置为将空气的流动供应到初混合室。

[0024] 发明的有益效果

[0025] 在根据上述实施例的燃烧室中，由于稀释燃料通过位于从燃烧管的壁面向内突出的突出部上的额外注入单元来排出，因此燃烧室的废气再循环流动可被增强。因此，可在燃烧室中执行无焰燃烧(例如，中度或强化的低氧稀释(MILD)燃烧)，并且燃烧排放可被极大地减少。

[0026] 此外，由于额外注入单元位于燃烧管的突出部上，因此发生主燃烧的第一区的气体可流动到在下游部分的第二区的路径可被形成，此外，由额外注入单元注入的稀释燃料的流动可与主再循环流动区的稀释燃料和气体的流动碰撞，并可流动到在下游部分的第二区。由额外注入单元注入的稀释燃料可在下游部分的第二区中燃烧，然后可朝向在上游部分的第一区再循环。因此，燃烧管中的第一区中的燃烧和再循环流动以及第二区中的再循环流动被增强。

附图说明

[0027] 图1是示意地示出根据实施例的燃烧室的结构的侧截面图。

[0028] 图2是沿图1的燃烧室的线II-II所取的前截面图。

[0029] 图3是示出图2的燃烧室的一部分的放大图。

[0030] 图4是示出图3的燃烧室的一部分的放大的侧视图。

[0031] 图5是解释由于发生在图1的燃烧室中的燃烧导致的流体的流动的示图。

[0032] 图6是用于解释由于燃烧室的燃烧导致的流体的流动的沿图5的线VI-VI所取的截面图。

[0033] 图7是示意地示出根据另一实施例的燃烧室的结构的侧视图。

[0034] 图8是示出稀释燃料注入器设置在标准管形燃烧室的下游壁面上的比较示例1的燃烧气体的流动的分布的分布图。

[0035] 图9是示出稀释燃料注入器设置在标准管形燃烧室的上游壁面上的比较示例2的燃烧气体的流动的分布的分布图。

[0036] 图10是示出图7的燃烧室的燃烧气体的流动的分布的分布图。

[0037] 图11是示出图9的比较示例2的燃烧气体随箭头的流动的示图。

[0038] 图12是示出包括图7的燃烧室的额外注入单元的区域中的燃烧气体随箭头的流动的示图。

[0039] 图13是示出不包括图7的燃烧室的额外注入单元的区域中的燃烧气体随箭头的流动的示图。

[0040] 图14示出由图8的比较示例1的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。

[0041] 图15示出由图9的比较示例2的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。

[0042] 图16示出由图7的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。

[0043] 图17是示出图8的比较示例1的燃烧室的温度分布的分布图。

[0044] 图18是示出图9的比较示例1的燃烧室的温度分布的分布图。

[0045] 图19是示出图7的燃烧室的温度分布的分布图。

[0046] 图20是示出图8的比较示例1的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。

[0047] 图21是示出图9的比较示例2的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。

[0048] 图22是图7的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。

[0049] 图23是示出图8的比较示例1的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。

[0050] 图24是示出图9的比较示例2的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。

[0051] 图25是图7的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。

[0052] 图26是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的燃烧气体的流动的速度的曲线图。

[0053] 图27是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的压力改变的曲线图。

[0054] 图28是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的燃烧气体的再循环流率的曲线图。

[0055] 图29是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的温度分布的曲线图。

[0056] 图30是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的一氧化碳的分布的曲线图。

[0057] 图31是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的氮氧化物的分布的曲线图。

[0058] 最佳方式

[0059] 现在，将参照附图详细解释根据实施例的燃烧室的配置和操作。在此使用的表述“和/或”表示一个或多个相关联的元件的任意和所有组合。

[0060] 图1是示意地示出根据实施例的燃烧室的结构的侧截面图。图2是沿图1的燃烧室的线II-II所取的前截面图。图3是示出图2的燃烧室的一部分的放大图。图4是示出图3的燃烧室的一部分的放大的侧视图。

[0061] 根据图1至图4的实施例的燃烧室包括：被制造为具有圆柱形状并在其中具有燃烧燃料的燃烧空间的燃烧管10、被配置为通过燃烧管10的入口11将燃料注入到燃烧管10的注入单元30、以及位于燃烧管10的在比燃烧管10的入口11更下游处形成的突出部20上并被配置为将燃料注入到燃烧管10中的额外注入单元40。

[0062] 燃烧管10可被制造为具有带有壁面13的空心圆柱形形状，并在燃烧管10中具有燃烧燃料的燃烧空间。此外，燃烧管10包括位于燃烧管10的一侧并引入燃料的入口11以及位于燃烧管10的另一侧并将燃料在燃烧空间中燃烧时产生的气体排出的出口12。

[0063] 燃烧管10包括从入口11与出口12之间的壁面13的一部分向内突出的突出部20。当从通过入口11引入到燃烧管10中的燃料的流动观看时，突出部20形成在比入口11更下游处。

[0064] 用于将燃料注入到燃烧管10中的注入单元30设置在位于燃烧管10的一侧的入口11上。初混合室50设置在燃烧管10的入口11，注入单元30设置在初混合室50中。此外，用于将空气的流动传送到燃烧管10的入口11的旋流器60设置在初混合室50中。旋流器60包括引入空气的空气路径61。初混合室50、旋流器60和注入单元30的位置和结构不限于此，并可以以用于注入燃料并将燃料与空气有效混合的各种方式来修改。

[0065] 用于将燃料注入到燃烧管10中的额外注入单元40设置在燃烧管10的突出部20上。当从通过燃烧管10的入口11引入的燃料的流动观看时，额外注入单元40在下游侧额外地将燃料和空气供应到燃烧管10中。

[0066] 参照图2，多个突出部20和多个额外注入单元40被布置为沿燃烧管10的圆周方向彼此隔开。突出部20和额外注入单元40沿图2的燃烧管10的纵向方向关于燃烧管10的中心C是对称的。

[0067] 在图2中，突出部20可被形成为使得连接突出部20的端部的朝向燃烧管10的中心C的圆形部分的面积大约是连接燃烧管10的壁面13的内圆周表面的圆形部分的面积的85％。

[0068] 尽管在图2中示出四个突出部20和四个额外注入单元40，但是实施例不受限于突出部20和额外注入单元40的数量。也就是说，偶数数量的突出部20和额外注入单元40(例如，4、6或8个突出部20和额外注入单元40)或者奇数数量的突出部20和额外注入单元40(例如，3、5或7个突出部20和额外注入单元40)可布置为对称的。

[0069] 突出部20包括外支撑壁21和内支撑壁22，其中，外支撑壁21比燃烧管10的壁面13的内表面进一步地向燃烧管10的中心C突出，内支撑壁22比外支撑壁21进一步地向燃烧管10的中心C突出。由于外支撑壁21和内支撑壁22彼此隔开，因此形成外部空气的路径的空间形成在外支撑壁21与内支撑壁22之间。由于外支撑壁21和内支撑壁22这样的双结构，因此突出部20可使外部空气平稳地引入到燃烧管10中。

[0070] 额外注入单元40位于外支撑壁21上。外支撑壁21具有形成在额外注入单元40周围的外空气孔21b。外空气孔21b允许燃烧管10的外部空气引入到外支撑壁21与内支撑壁22之间的空间中。

[0071] 内支撑壁22具有燃料孔22a和形成在燃料孔22a周围的内空气孔22b，其中，由额外注入单元40的燃料喷嘴41注入的燃料经过燃料孔22a。内空气孔22b将通过外支撑壁21的外空气孔21b引入到内支撑壁22与外支撑壁21之间的空间中的空气的部分排出到燃烧管10中。

[0072] 外支撑壁21的外空气孔21b的直径大于内支撑壁22的内空气孔22b的直径。

[0073] 内支撑壁22的燃料孔22a用作可将外部空气和由额外注入单元40的燃料喷嘴41注入的燃料进行混合然后可供应到燃烧管10中的路径。

[0074] 参照图4，外支撑壁21包括第一倾斜部21f和第二倾斜部21r，其中，第一倾斜部21f相对于燃烧管10的壁面13向燃烧管10的入口11倾斜，第二倾斜部21r相对于燃烧管10的壁面13向燃烧管10的出口12倾斜。第一倾斜部21f与壁面13之间的倾斜角θf范围从大约20°到大约60°。第二倾斜部21r与壁面13之间的倾斜角θr范围从大约10°到大约90°。

[0075] 此外，外支撑壁21的第一倾斜部21f和第二倾斜部21r通过与壁面13平行地延伸的连接部21m来连接。额外注入单元40位于连接部21m上。

[0076] 外支撑壁21也包括分别与第一倾斜部21f和第二倾斜部21r平行延伸的第一倾斜部22f和第二倾斜部22r。

[0077] 参照图1，燃烧管10的燃烧空间被划分为第一区C1和第二区C2，其中，第一区C1是在由注入单元30注入的燃料燃烧之后产生的废气与由额外注入单元40注入的燃料和通过突出部20引入的空气碰撞以朝向入口11进行初级再循环的上游区域，第二区C2位于第一区C1的下游。

[0078] 第二区C2是在由额外注入单元40注入的燃料进行到比第一区C1更加下游的位置并燃烧之后产生的废气朝向入口11进行次级再循环的区域。

[0079] 图5是用于解释由于发生在图1的燃烧室中的燃烧导致的流体的流动的示图。图6是用于解释由于燃烧室的燃烧导致的流体的流动的沿图5的线VI-VI所取的截面图。

[0080] 由注入单元30注入的燃料的燃烧发生在第一区C1。此外，在第一区C1中，当由注入单元30注入的燃料燃烧时产生的废气与由额外注入单元40注入的燃料和通过突出部20引入的空气碰撞并朝向入口11进行再循环。

[0081] 图5示出在第一区C1中的当由注入单元30注入的燃料燃烧时产生的废气的第一再循环流动f1以及由额外注入单元40注入的燃料和通过突出部20引入的空气的稀释燃料流动f2。此外，图5示出在第二区C2中的当由额外注入单元40注入的燃料燃料时产生的废气的第二再循环流动f3以及从第一区C1引入到第二区C2的废气的部分并再次向第一区C1再循环的第三再循环流动f4。

[0082] 参照图6，在与燃烧管10的纵向方向垂直的截面中，燃烧管10的区域A表示燃烧管10的未设置突出部20和额外额外注入单元40的部分。区域A提供从图5的第一区C1到第二区C2的路径，使得增强的再循环流动可在燃烧管10中被形成。

[0083] 在与燃烧管10的纵方向垂直的区域中，燃烧管10的区域B提供通过将由额外注入单元40注入的燃料与通过突出部20引入的空气进行混合获得的稀释燃料与第一区C1的废气的流动碰撞并且额外注入单元40所产生的燃烧副产物被传送到第一区C1的路径。因此，区域A用作再循环流动的出口，区域B用作燃烧产物被引入到第一区C1的入口。

[0084] 发明方式

[0085] 图7是示意地示出根据另一实施例的燃烧室的结构的侧视图。

[0086] 根据图7的实施例的燃烧室被设计为用于与典型燃烧室的结构进行比较，根据图1至图6的实施例的燃烧室的突出部20的结构来修改突出部20的结构。图1至图6的实施例的燃烧室的突出部20具有两层结构，而图7的突出部20具有一层结构。

[0087] 图7的实施例的燃烧室包括：被制造为具有圆柱形形状并在其中具有燃烧燃料的燃烧空间的燃烧管10、被配置为通过燃烧管10的入口11将燃料注入到燃烧管10中的注入单元30、以及位于燃烧管10的在比燃烧管10的入口11更下游处形成的突出部20上并被配置为将燃料注入到燃烧管10中的额外注入单元40。

[0088] 初混合室50设置在燃烧管10的入口11。当通过设置在初混合室50中的注入单元30注入燃料时，燃料通过燃烧管10的入口11被引入到燃烧管10中并被燃烧。

[0089] 燃烧管10包括从入口11与出口12之间的壁面13的一部分向内突出的突出部20。当从通过入口11引入到燃烧管10中的燃料的流动观看时，突出部20形成在比入口11更下游处。

[0090] 突出部20包括：相对于燃烧管10的壁面13向燃烧管10的入口11倾斜的第一倾斜部21f、相对于燃烧管10的壁面13向燃烧管10的出口12倾斜的第二倾斜部21r、以及连接第一倾斜部21f和第二倾斜部21r并且额外注入单元40位于其上的连接部21m。

[0091] 第一倾斜部21f与壁面13之间的倾斜角θf范围从大约20°到大约60°。第二倾斜部21r与壁面13之间的倾斜角θr范围从大约10°到大约90°。

[0092] 突出部20具有将燃烧管10的外部空气引入到燃烧管10中的多个空气孔20b。

[0093] 图8是示出稀释燃料注入器设置在标准管形燃烧室的下游壁面上的比较示例1的燃烧气体的流动的分布的分布图。

[0094] 图8的比较示例1的标准管形燃烧室被设计为与图7的燃烧管10的结构相同，稀释燃料注入器140a设置在标准管形燃烧室的下游壁面上。

[0095] 图9是示出稀释燃料注入器设置在标准管形燃烧室的上游壁面上的比较示例2的燃烧气体的流动的分布的分布图。

[0096] 图9的比较示例2的标准管形燃烧室被设计为与图7的燃烧管10的结构相同，稀释燃料注入器140b设置在标准管形燃烧室的比图8的比较示例1的标准管形燃烧室的稀释燃料注入器140a更上游的壁面上。

[0097] 图10是示出图7的燃烧室的燃烧气体的流动的分布的分布图。图10示出在与图8的比较示例1和图9的比较示例2的燃烧室相同的条件下对图7的燃烧室执行试验之后获得的结果。图8、图9和图10应用了相同的旋流器结构。

[0098] 图8示出仅主再循环流动区被形成在燃烧室的内部空间中。图9示出因为稀释燃料注入器140b设置在比图8的比较示例1的稀释燃料注入器更上游，所以由稀释燃料注入器140b注入的燃料与主再循环流动碰撞并且形成非常弱的次级再循环流动。

[0099] 图10示出由位于图7的突出部20的额外注入单元40注入的燃料与主再循环流动碰撞并且形成强的再循环流动区，因此由额外注入单元40注入的燃料被引入到二次再循环流动区。如此，在图7的实施例的燃烧室中执行增强的燃烧气体再循环。

[0100] 图11是示出图9的比较示例2的燃烧气体随箭头的流动的示图。图12是示出包括图7的燃烧室的额外注入单元40的区域中的燃烧气体随箭头的流动的示图。图13是示出不包括图7的燃烧室的额外注入单元40的区域中的燃烧气体随箭头的流动的示图。

[0101] 参照图11至图13，由于使用箭头示出图7的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室中的每个燃烧室的燃烧气体的流动，因此整个再循环流动可被详细分析。

[0102] 参照图11，通过燃烧室的入口注入的燃料的燃烧所产生的大部分废气沿燃烧室的纵向方向的中心轴向出口排出。此外，尽管由于设置在燃烧室的壁面上的稀释燃料注入器的燃料注入而形成弱的再循环流动，但是大部分废气沿燃烧室的壁面向出口排出。因此，在比较示例1中发现：通过设置在燃烧室的壁面上的稀释燃料注入器的废气的再循环流动未被极大地增强。

[0103] 图12是示出在设置额外注入单元40的区域中的燃烧气体的流动的截面图。图13示出未设置额外注入单元40的区域中(即，在额外注入单元40之间的空间中)的燃烧气体的流动。

[0104] 参照图12和图13，由于由额外注入单元40注入的燃料与主再循环流动碰撞并且形成强的次级再循环流动区，因此通过额外注入单元40注入的燃料被引入到次级再循环流动区的强的流动被形成。参照图13，废气的一部分在未设置额外注入单元40的区域中(即，在额外注入单元40之间的空间中)沿燃烧室的壁面向出口流动的流动被形成。

[0105] 图14示出由图8的比较示例1的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。图15示出由图9的比较示例2的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。图16示出由图
7的燃烧室注入的燃料与空气之间的混合比的分布。

[0106] 在比较示例1和比较示例2中的每个中，在稀释燃料被注入之前，燃料与空气之间的混合比是良好的。

[0107] 参照图16，稀释燃料浓度局部高的一些部分存在于图7的燃烧室的内部空间中。稀释燃料浓度局部高的原因是大量的废气再循环或无焰氧化(FLOX)可通过产生局部热点并保持燃烧来实现。

[0108] 图17是示出图8的比较示例1的燃烧室的温度分布的分布图。图18是示出图9的比较示例1的燃烧室的温度分布的分布图。

[0109] 在图17的比较示例1和图18的比较示例2的燃烧室中，主燃烧区中的相似的温度分布被观察到。由于通过将稀释燃料注入移动到上游位置而在下游部分产生混合效果，因此可获得更好的出口温度分布。在比较示例1中，在燃烧室的中间部分和出口的核心部分观察到更高的温度分布。在比较示例2中，在燃烧室的中间部分和出口的核心部分观察到更低的温度分布。因此，发现：通过改变稀释燃料注入器的位置来极大地改变温度分布。

[0110] 图19是示出图7的燃烧室的温度分布的分布图。

[0111] 在图7的燃烧室中发现：局部热点存在于主燃烧区，整体温度被进一步降低。

[0112] 当使用计算流体动力学(CFD)分析来分析温度分布的模式因子(pattern factor)时，比较示例1的燃烧室获得0.234，比较示例2的燃烧室获得0.162，图7的燃烧室获得0.027。模式因子被定义为(Tmax-Tmean)/(Tmean-Tinlet)。

[0113] Tmax是最高温度，Tmean是平均温度，Tinlet是入口温度。

[0114] 图20是示出图8的比较示例1的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。图21是示出图9的比较示例2的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。图22是图7的燃烧室的氮氧化物的分布的分布图。

[0115] 在比较示例1和比较示例2中发现，相似的氮氧化物分布被观察到。参照图21，发现：氮氧化物在比较示例2的稀释燃料注入器的下游部分的分布被轻微增强。

[0116] 参照图22中所示的图7的燃烧室中的氮氧化物的分布，发现：该燃烧室中的氮氧化物以非常低的水平分布。

[0117] 图23是示出图8的比较示例1的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。图24是示出图9的比较示例2的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。图25是图7的燃烧室的一氧化碳的分布的分布图。

[0118] 在比较示例1和比较示例2中发现，相似的一氧化碳分布被观察到。参照在图25所示的图7的燃烧室中的一氧化碳的分布，发现：在燃烧室中的二次再循环区中形成二次反应区(即，二次燃烧区)。

[0119] 图26是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的燃烧气体的流动的速度的曲线图。图27是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的压力改变的曲线图。图28是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的燃烧气体的再循环流率的曲线图。

[0120] 在图26至图28的曲线图中，情况A对应于比较示例1的燃烧室，情况B对应于比较示例2的燃烧室，情况C对应于图7的燃烧室。

[0121] 参照图26至图28，比较示例1和比较示例2示出相似的曲线图轮廓。

[0122] 参照图26，发现：在图7的燃烧室中，在稀释燃料由额外注入单元注入之后，轴向速度被增加。

[0123] 参照图26和图28，发现：在图7的燃烧室中，在稀释燃料由额外注入单元注入之后，再循环流动的质量流率被增加，并且在稀释燃料被注入之后轴向速度被维持在高水平。因此，参照图27，发现：在图7的燃烧室中，压降在下游部分有些高。

[0124] 图29是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的温度分布的曲线图。图30是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的一氧化碳的分布的曲线图。图31是示出图7的燃烧室、图8的比较示例1的燃烧室和图9的比较示例2的燃烧室之中的氮氧化物的分布的曲线图。

[0125] 参照图29至图31，比较示例1和比较示例2示出相似的曲线图轮廓。参照图31，比较示例2的氮氧化物分布低于比较示例1。然而，参照图30，比较示例1和比较示例2示出相似的一氧化碳分布。

[0126] 参照图30和图31，发现：在图7的燃烧室中，氮氧化物分布被极大地改善，尽管低的一氧化碳分布被观察到，但是需要更长的时间来排出一氧化碳。

[0127] 根据上述实施例的燃烧室，由于燃烧室的废气再循环流动被增强，因此可在燃烧室中执行无焰燃烧(例如，MILD燃烧)。因此，燃烧排放可被极大地减少。

[0128] 此外，由于额外注入单元位于燃烧管的突出部，因此发生主燃烧的第一区的气体可流动到在下游部分的第二区的路径可被形成。

[0129] 此外，由于额外注入单元位于燃烧管的突出部并注入稀释燃料，因此稀释燃料的流动可与主再循环流动区的稀释燃料和气体的流动碰撞，并可流动到在下游部分的第二区。

[0130] 此外，由额外注入单元注入的稀释燃料可引起在下游的第二区中的燃烧，然后可形成朝向在上游部分的第一区的再循环流动。

[0131] 虽然实施例的配置和效果已被具体示出和描述，但是本领域普通技术人员将理解，可根据本发明做出各种修改和等同的其他实施例。因此，本发明的真正的技术范围由权利要求限定。

[0132] 产业应用性

[0133] 实施例涉及用于通过增加气体再循环流动来提高燃烧性能并实现低排放燃烧的燃烧室。

标题	发布/更新时间	阅读量
燃烧室-专利编号CN107850310A	2020-05-13	533
氧燃烧室-专利编号CN102119298A	2020-05-11	184
燃烧室壁-专利编号CN101460783A	2020-05-11	890
燃烧室-专利编号CN104235871A	2020-05-13	1020
燃烧室-专利编号CN110657455A	2020-05-13	575
燃烧室-专利编号CN101809370A	2020-05-11	81
燃烧室-专利编号CN1519507A	2020-05-12	63
燃烧室-专利编号CN1130718A	2020-05-12	906
燃烧室-专利编号CN86104491A	2020-05-12	272
燃烧室-专利编号CN103104933B	2020-05-11	290

燃烧室

燃烧室

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式