专利名称：一种燃气轮机燃烧室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧室，具体涉及一种中小型燃气轮机燃烧室。
背景技术：
压气机、燃烧室和涡轮是燃气轮机的三大部件，燃气轮机的燃烧 室普遍采用直流式结构，主要由机匣、火焰筒、燃油喷嘴组成。火焰 筒头部位于燃烧室的前端，燃油喷嘴安装在火焰筒头部，压縮空气经 燃烧室前端进入机匣与火焰筒之间的流道，通过火焰筒头部和内外壁 上的气流孔进入火焰筒内，燃油由安装在火焰筒头部的燃油喷嘴喷 入，油气在火焰筒内混合燃烧后形成高温燃气流，高温燃气流直接从 火焰筒出口进入涡轮导向器，驱动下游的燃气涡轮转子做功。由于这 种结构的燃烧室通常设置在压气机和涡轮之间，燃气轮机轴向长度 长，气流在燃烧室中流动时，气流的流动方向保持不变，气流速度较 快，流动损失大，油气混合均匀性差，燃烧效率低，为了改进油气混 合均匀性和燃烧室出口燃气温度分布，提高燃烧效率，就必须增加燃 烧室的轴向长度，这又使得燃气轮机的轴向长度增大。而中小型燃气 涡轮燃气轮机由于尺寸和流量小，为保持大的做功能力和高的效率， 要求燃气轮机有较高的转速，为确保燃气轮机安全可靠工作，燃气轮 机就必须有更高的临界转速高。转子两支点间的轴向跨度是影响临界 转速的重要因素，支点间的轴向跨度越大，临界转速提高的难度就越大，增加转子支点数，又使得结构复杂，重量增加，而燃烧室的进出 口轴向长度直接影响转子支点间的轴向跨度，从而直接影响到临界转 速的提高。这就需要一种流动损失小、出口温度分布好、燃烧效率高、 进出口轴向长度短的燃气轮机燃烧室。 发明内容
本实用新型的目的是克服上述之不足，提供一种进出、口轴向长 度短，结构紧凑，流动损失小，出口温度分布好，燃烧效率高的燃气 轮机燃烧室。
本实用新型的燃气轮机燃烧室，包含有燃油喷嘴，由机匣外环和 机匣内环连接组成的环形燃烧室机匣，由火焰筒外环、火焰筒内环和 火焰筒头部连接组成的环形火焰筒，其特征是所述的火焰筒头部置于 燃烧室后端，环形火焰筒排气端置于燃烧室的前端，燃油喷嘴设在火
焰筒头部；环形火焰筒排气端接有向内朝后转向为180°的环形排气 弯管；环形排气弯管由排气弯管外环和排气弯管内环组成，排气弯管 外环、排气弯管内环分别与压气机机匣、机匣内环连接；环形排气弯 管外环壁上还设有5——20排孔径为0.8——2毫米，与壁面倾斜角 度为25°——35° ，孔间距为10——20的气膜冷却孔。
本实用新型的燃气轮机燃烧室是这样工作的压縮空气由燃烧室 前端流入，进入环形火焰筒与环形燃烧室机匣之间的气流通道，在燃 烧室后端向前转向180° ，并在流动过程中，分别通过环形火焰筒头 部，内外环形壁上的气流孔和环形排气弯管外环形壁上的气膜冷却孔 进入环形火焰筒和环形排气弯管内，燃油经环形火焰筒头部的燃油喷嘴喷入环形火焰筒内，油气在环形火焰筒内均匀混合燃烧，产生的高 温燃气流在环形火焰筒内回流向燃烧室前端，进入环形排气弯管，与
从气膜冷却孔进入的压縮空气混合后，转向180°进入涡轮导向器， 驱动涡轮转子做功。
本实用新型的燃气轮机燃烧室与直流燃烧室相比，气流在燃烧室 内经过了两次180°的折转，降低了燃烧室内的气流速度，减少流动 损失，有利于油气均匀混合，改进了燃烧效率，环形排气弯管上设有 气膜冷却孔，改进了燃气流出口温度分布，由于这种燃烧室对燃气涡 轮具有良好的包容性，提高了燃气轮机的安全性，燃烧室进出口轴向 长度短，縮短了燃气轮机轴的长度，减小了燃气轮机转子支点间的跨 度，有利于高速转子的临界转速的提高。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1、机匣外环，2、火焰筒外环，3、定位销钉，4、火焰筒头 部，5、燃油喷嘴，6、机匣内环，7、火焰筒内环，8、涡轮导向器，9、 排气弯管内环，10、排气弯管外环，11、压气机机匣，12、燃气轮机 轴，13、气膜冷却孔，14、压縮空气，15、高温燃气，16、涡轮转子， 17压气机转子。
具体实施方式
燃气轮机燃烧室包含有环形火焰筒、燃油喷嘴5 、环形燃烧室机 匣、排气环形弯管。环形燃烧室机匣由机匣外环1和机匣内环6连接 组成，分别与压气机机匣11和涡轮导向器8相接。环形火焰筒由火焰筒外环2 、火焰筒内环7和火焰筒头部4连接组成，火焰筒外环2 与机匣外环l固接，并由定位销钉3定位。火焰筒头部4设有燃油喷 嘴5 ，环形火焰筒外环2 、内环7上开有进气孔。环形火焰筒排气端 固接有向内朝后转向为180°的环形排气弯管。环形排气弯管出口端 与涡轮导向器8连接，环形排气弯管由排气弯管外环10和排气弯管 内环9组成，排气弯管外环10、排气弯管内环9分别与压气机机匣 11、机匣内环6连接，排气弯管外环10的环形壁上开有IO排孔径为 1毫米、与壁面倾斜角度为30°、孔间距为15毫米的气膜冷却孔13。 燃气轮机轴12位于燃烧室的中心，燃气轮机轴12的前端固接有压气 机转子17,后端固接有涡轮转子16，涡轮导向器8和涡轮转子16包 容在环形燃烧室机匣内环6内。
压縮空气14由燃烧室前端进入环形火焰筒与环形燃烧室机匣之 间的环形流道，在燃烧室后端向前转向180°，并在流动过程中通过 火焰筒外环2 、火焰筒内环7的环形壁上的气流孔和火焰筒头部4进 入环形火焰筒内。燃油由火焰筒头部4上的燃油喷嘴5喷入环形火焰 筒内，压縮空气14与喷入的燃油在环形火焰筒内混合燃烧，形成高 温燃气15，流向排气环形弯管，与排气弯管外环10上的气膜冷却孔 13流入的压縮空气14混合，再经180°向后转向进入涡轮导向器8， 引导高温燃气15驱动涡轮转子16做功。
权利要求1、一种燃气轮机燃烧室，包含有燃油喷嘴(5)，由机匣外环(1)和机匣内环(6)连接组成的环形燃烧室机匣，由火焰筒外环(2)、火焰筒内环(7)和火焰筒头部(4)连接组成的环形火焰筒，其特征在于所述的火焰筒头部(4)置于燃烧室后端，火焰筒排气端置于燃烧室的前端，燃油喷嘴(5)设在火焰筒头部(4)上；环形火焰筒排气端接有向内朝后转向为180°的环形排气弯管。
2、根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室，其特征在于环形 排气弯管由排气弯管外环(10)和排气弯管内环(9)组成，排气弯 管外环(10)、排气弯管内环(9)分别与压气机机匣(11)、机匣内 环(6)连接。
专利摘要一种燃气轮机燃烧室，包含有燃油喷嘴，由机匣外环和机匣内环连接组成的环形燃烧室机匣，由火焰筒外环、火焰筒内环和火焰筒头部连接组成的环形火焰筒，其要点是火焰筒头部置于燃烧室后端，环形火焰筒排气端置于燃烧室的前端，燃油喷嘴设在火焰筒头部，环形火焰筒排气端接有向内朝后转向为180°的环形排气弯管。本实用新型燃气轮机燃烧室，气流在燃烧室内经过了两次180°的折转，降低了燃烧室内的气流速度，减少流动损失，有利于油气均匀混合，改进了燃烧效率，环形排气弯管上设有气膜冷却孔，改进了燃气流出口温度分布，燃烧室对燃气涡轮具有良好的包容性，燃气轮机的安全性好，燃烧室进出口轴向长度短，有利于高速转子的临界转速的提高。
文档编号F23R3/00GK201251198SQ20082005359
公开日2009年6月3日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者李概奇, 胡好生, 钟建平 申请人:中国航空动力机械研究所