一种燃气高温取样装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型实施例涉及气体采样，尤其涉及一种燃气高温取样装置。
【背景技术】
[0002]随着各种环保法规和条例的日益完善，低污染物排放已成为燃气涡轮发动机燃烧室设计的重要指标，为准确测量燃气轮机燃烧室的燃烧效率和污染物排放指数，都需要应用燃气分析技术。国内虽然在燃气涡轮发动机研制过程中也使用了燃气分析测试技术，但测试结果的准确度还存在很大问题，这其中最主要的问题来自于燃气取样器结构和取样方式。
[0003]附图1为常用燃气五点取样器结构示意图，腔体分为前腔体I和后腔体2，在前腔体I的外表面开五孔3?7，燃气从五孔进入前腔体I后，由与前腔体I联通的管9引出。冷却水经由管8引入后腔体2并从后腔体2表面的排水孔排出从而形成冷却流路。经试验测试发现，在长时间高温环境工作中冷却换热效果不好，会产生烧蚀等情况且由于孔之间进气流动阻力等影响，会产生各个孔之间进气量不均匀的情况，使测量产生较大误差。
【发明内容】
[0004]本实用新型实施例的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷而提出一种适用于燃气轮机主燃烧室性能或排气污染物测试的燃气高温取样装置，此装置可于200(TC高温、150m/s气流速度，600kPa压力的高温高流速环境下安全、反复工作且能采集具有反映燃烧室喷出燃气某一截面代表性的样气。
[0005]为实现本实用新型的目的采用如下的技术方案。
[0006]本实用新型提供的一种燃气高温取样装置，其结构特征在于:腔体被隔板分隔成第一腔体I和第二腔体2，第一腔体I在中部被隔板分隔成前腔3和后腔4，在第一腔体I中远离第二腔体2的一端有连通前腔3和后腔4的通路，在后腔4表面开有至少一个排水孔；五根导管的前端从前腔3上的进气孔5?9中穿出、五根导管的后端从第一腔体I和第二腔体2之间的隔板进入第二腔体2，所述五根导管为五根独立、等径的高温合金管；还有一个冷却水管10伸入前腔3中。
[0007]如上所述的燃气高温取样装置，所述五根导管中的一根或多根可以穿过前腔3和后腔4之间的隔板。
[0008]如上所述的燃气高温取样装置，所述前腔3的具有进气孔5?9的端面为迎风端面，直接面对由燃烧室排出的气流。优选所述进气孔5?9的分布按照燃烧室出口截面沿等环面积布置，亦即:将燃烧室出口截面等环面积分为10个环，其中每个导管进气口的圆心取相邻两个等面积环的中心点。
[0009]如上所述的燃气高温取样装置，所述第二腔体2形状为锥形。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果。
[0011]该燃气高温取样装置的冷却管路设计合理，通有高温燃气的导管与冷却水之间的接触面积增大，从而冷却效果更好，可在2000°C高温、150m/s气流速度，600kPa压力等环境下安全反复使用；五根导管进气口的分布按照燃烧室出口截面沿等环面积布置，使所采集的燃气更具代表性；经五根导管进入的燃气，在采集过程中分别无交叉影响，由各导管进入的燃气流量相等且采集的燃气样气混合更加均匀。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
[0013]图1是常用燃气五点取样器结构示意图；
[0014]图2.1是本实用新型一实施例提供的燃气高温取样装置结构示意图(剖视)；
[0015]图2.2是图2.1中B-B截面示意图(剖视)；
[0016]图3是本实用新型的另一实施例提供的燃气高温取样装置结构示意图(剖视)。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]如图2.1所示为本实用新型一实施例，其整体材料为高温合金，腔体被隔板分隔成第一腔体I和第二腔体2，第一腔体I在中部被隔板分隔成前腔3和后腔4，前腔3和后腔4在远离第二腔体2的一端联通，后腔4表面有排水孔；五根导管的前端从前腔3上的进气孔5?9中穿出，五根导管的后端从第一腔体I和第二腔体2之间的隔板进入第二腔体2，所述五根导管为五根独立、等径的高温合金管；还有一个冷却水管10伸入前腔3中。
[0019]本实施例在使用时，前腔3直接面对燃烧室燃气排出口，燃气经五根导管进入第二腔体2中，在第二腔体2中混合之后的燃气通过样气出管11供给相关分析仪器进行分析。经五根导管进入的燃气，在采集过程中分别无交叉影响，由各导管进入的燃气流量相等且采集的燃气样气混合更加均匀。在燃气进入腔体同时由冷却水管通入一路高压水，水流进入前腔3，经由第一腔体I内导流板引导后进入后腔4，之后经后腔4表面开有的排水孔排出，作为整个装置的冷却系统。经试验证明，在1700 °C左右高温环境下，进行多次试验且每次半小时以上，取样器无损坏。
[0020]本实施例中，所述五根导管中的一根或多根可以穿过前腔3和后腔4之间的隔板。
[0021]本实施例中，所述位于前腔3端面上的进气孔5?9的分布，按照燃烧室出口截面沿等环面积布置，亦即:将燃烧室出口截面等环面积分为10个环，其中每个导管进气口的圆心取相邻两个等面积环的中心点。
[0022]在本实用新型另一实施例中，如图3所示，本实施例中第二腔体2采用锥形设计，因为在航空发动机燃烧室排出的燃气中一般都存在大量的颗粒物，如不及时清理，颗粒物很容易在第二腔体2中沉积，故第二腔体2采用锥形设计可以有效防止燃气中颗粒物在腔体内的沉积。
[0023]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种燃气高温取样装置，其特征在于:腔体被隔板分隔成第一腔体(I)和第二腔体(2)，第一腔体(I)在中部被隔板分隔成前腔(3)和后腔(4)，前腔(3)和后腔(4)在远离第二腔体⑵的一端联通，后腔⑷表面有排水孔；五根导管的前端从前腔⑶上的进气孔(5?9)中穿出，五根导管的后端从第一腔体(I)和第二腔体(2)之间的隔板进入第二腔体(2)，所述五根导管为五根独立等径的高温合金管；还有一个冷却水管(10)伸入前腔(3)中。
2.根据权利要求1所述的燃气高温取样装置，其特征在于:所述五根导管中的一根或多根穿过前腔(3)和后腔(4)之间的隔板。
3.根据权利要求1所述的燃气高温取样装置，其特征在于:进气孔(5?9)的分布按照燃烧室出口截面沿等环面积布置。
4.根据权利要求1至3任一所述的燃气高温取样装置，其特征在于:第二腔体(2)形状为锥形。
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种用于航空发动机主燃烧室的燃气高温取样装置。具体结构为：腔体被隔板分隔成第一腔体(1)和第二腔体(2)，第一腔体(1)在中部被隔板分隔成前腔(3)和后腔(4)，前腔(3)和后腔(4)在远离第二腔体(2)的一端联通，后腔(4)表面有排水孔；五根导管的前端从前腔(3)上的进气孔(5～9)中穿出,五根导管的后端从第一腔体(1)和第二腔体(2)之间的隔板进入第二腔体(2)，所述五根导管为五根独立、等径的高温合金管；还有一个冷却水管(10)伸入前腔(3)中。该装置冷却效果较好，可安全、反复使用；在采集过程中样气间无交叉影响且所采集样气混合更加均匀。
【IPC分类】G01N1-42, G01N1-24
【公开号】CN204495626
【申请号】CN201520194446
【发明人】贾琳妍, 王明瑞, 韩冰, 李亚娟, 马征
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月2日