专利名称：一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及使用气体燃料工作的燃气轮机燃烧室结构，特别涉及了一种用于 燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴。
背景技术：
喷嘴是燃气轮机燃烧室的重要工作部件，工作过程中燃料便是通过喷嘴供入燃气 轮机燃烧室，并实现与燃烧室内空气混合和燃烧。由于在燃气轮机工作过程中喷嘴直接面 对高温热燃气，如果设计不当，长时间工作后，会在喷嘴端面形成积炭，进而影响气体燃料 的喷射角度和均勻度等喷射特性，导致燃烧室出口温度场品质恶化，甚至造成火焰筒和涡 轮叶片的高温烧蚀。并且，喷嘴积炭脱落后，还可能造成涡轮叶片的磨蚀。因此，积炭比较 严重时必须更换喷嘴。而燃气轮机在运行过程中如果频繁更换燃料喷嘴，势必会影响燃气 轮机的可用性，并增加燃气轮机的使用及维护成本。传统的气体燃料燃气轮机燃烧室，空气经过空气旋流器旋流后与斜向喷出的燃料 在燃烧室头部混合并燃烧。由于燃烧室头部存在较强的回流区，并且喷嘴没有采用相应的 冷却措施，因此在燃气轮机工作过程中喷嘴表面温度很高，在长时间工作后，在喷嘴端面形 成了大量积炭，对燃烧室出口温度场甚至是燃气轮机硬件构成了严重威胁。
实用新型内容本实用新型的目的是为了避免燃气轮机燃烧室长时间工作后在燃料喷嘴端面形 成大量积炭，特提供了一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴。本实用新型提供了一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述 的用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴包括喷嘴体1，空气帽罩2，中心旋流器3，隔热环4， 喷管5，燃料喷口 6，液体燃料进口 7，中心空气进口 8 ；其中喷嘴体1内部中空，里面安装有中空的喷管5，中空的隔热环4安装在喷管 5的内部，中心旋流器3安装在隔热环4的内部，燃料喷口 6位于喷管5的前端，空气帽罩2 罩在喷嘴体1的前端，液体燃料进口 7的轴线与喷管5的轴线垂直，中心空气进口 8位于喷 管5的后端。所述的中心旋流器3为叶片式或者斜孔式结构，叶片数或孔数范围为3 10个。所述的中心旋流器3为直叶片或者扭叶片，旋流方向与喷嘴外部轴向空气旋流器 方向相同或相反，偏转角度为0° 80°。中心空气经过中心空气旋流器3后产生旋转，从喷嘴端面流出后，贴近喷嘴端面 向外膨胀，能够吹扫喷嘴端面附近的高温燃气，实现对喷嘴端面的冷却，有效的抑制积炭形 成。同时，中心旋流空气在喷口处与液体燃料发生剪切作用，能够起到辅助雾化的作用；中心旋流空气通道和燃料通道间的隔热环4，可以防止燃料中的碳在喷嘴体内高 温析出；喷嘴外部增加的空气帽罩2，可以在喷嘴端面处形成冷却保护气膜，防止积炭形成。本实用新型的优点本实用新型所述的防积炭液体燃料喷嘴能够应用于燃用液体燃料的燃气轮机燃 烧室上。由于采用相应的技术措施对喷嘴进行冷却保护，能够有效的防止在喷嘴端面形成 积炭，不会因长时间工作形成大量积碳而影响燃料喷射特性，可以大大提高燃气轮机燃烧 室及涡轮部件的使用寿命，有效降低燃气轮机的使用和维护成本，具有良好的市场应用前
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以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明
图1为用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴。
具体实施方式
实施例1本实施例提供了一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的 用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴包括喷嘴体1，空气帽罩2，中心旋流器3，隔热环4，喷 管5，燃料喷口 6，液体燃料进口 7，中心空气进口 8 ；其中喷嘴体1内部中空，里面安装有中空的喷管5，中空的隔热环4安装在喷管 5的内部，中心旋流器3安装在隔热环4的内部，燃料喷口 6位于喷管5的前端，空气帽罩2 罩在喷嘴体1的前端，液体燃料进口 7的轴线与喷管5的轴线垂直，中心空气进口 8位于喷 管5的后端。所述的中心旋流器3为叶片式结构，叶片数为5个。所述的中心旋流器3为直叶片，旋流方向与喷嘴外部轴向空气旋流器方向相同， 偏转角度为57°。喷嘴积炭是由于喷嘴端面过热而引起，因此防止喷嘴积炭有效的办法是采用适当 的措施对喷嘴进行冷却清吹。中心空气经过中心空气旋流器3后产生旋转，从喷嘴端面流出后，贴近喷嘴端面 向外膨胀，能够吹扫喷嘴端面附近的高温燃气，实现对喷嘴端面的冷却，有效的抑制积炭形 成；中心旋流空气通道和燃料通道间的隔热环4，可以防止燃料中的碳在喷嘴体内高 温析出；喷嘴外部增加的空气帽罩2，在对应燃料喷射孔处收紧，可以在喷嘴端面处形成冷 却保护气膜，防止积炭形成。实施例2本实施例提供了一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的 用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴包括喷嘴体1，空气帽罩2，中心旋流器3，隔热环4，喷 管5，燃料喷口 6，液体燃料进口 7，中心空气进口 8 ；其中喷嘴体1内部中空，里面安装有中空的喷管5，中空的隔热环4安装在喷管 5的内部，中心旋流器3安装在隔热环4的内部，燃料喷口 6位于喷管5的前端，空气帽罩2罩在喷嘴体1的前端，液体燃料进口 7的轴线与喷管5的轴线所夹锐角的角度为15°，中心 空气进口 8位于喷管5的后端。所述的中心旋流器3为叶片式结构，叶片数为6个。所述的中心旋流器3为扭叶片，旋流方向与喷嘴外部轴向空气旋流器方向相反， 偏转角度为80°。喷嘴积炭是由于喷嘴端面过热而引起，因此防止喷嘴积炭有效的办法是采用适当 的措施对喷嘴进行冷却清吹。中心空气经过中心空气旋流器3后产生旋转，从喷嘴端面流出后，贴近喷嘴端面 向外膨胀，能够吹扫喷嘴端面附近的高温燃气，实现对喷嘴端面的冷却，有效的抑制积炭形 成；中心旋流空气通道和燃料通道间的隔热环4，可以防止燃料中的碳在喷嘴体内高 温析出；喷嘴外部增加的空气帽罩2，在对应燃料喷射孔处收紧，可以在喷嘴端面处形成冷 却保护气膜，防止积炭形成。实施例3本实施例提供了一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的 用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴包括喷嘴体1，空气帽罩2，中心旋流器3，隔热环4，喷 管5，燃料喷口 6，液体燃料进口 7，中心空气进口 8 ；其中喷嘴体1内部中空，里面安装有中空的喷管5，中空的隔热环4安装在喷管 5的内部，中心旋流器3安装在隔热环4的内部，燃料喷口 6位于喷管5的前端，空气帽罩2 罩在喷嘴体1的前端，液体燃料进口 7的轴线与喷管5的轴线所夹锐角的角度为45°，中心 空气进口 8位于喷管5的后端。所述的中心旋流器3为斜孔式结构，孔数为10个。喷嘴积炭是由于喷嘴端面过热而引起，因此防止喷嘴积炭有效的办法是采用适当 的措施对喷嘴进行冷却清吹。中心空气经过中心空气旋流器3后产生旋转，从喷嘴端面流出后，贴近喷嘴端面 向外膨胀，能够吹扫喷嘴端面附近的高温燃气，实现对喷嘴端面的冷却，有效的抑制积炭形 成；中心旋流空气通道和燃料通道间的隔热环4，可以防止燃料中的碳在喷嘴体内高 温析出；喷嘴外部增加的空气帽罩2，在对应燃料喷射孔处收紧，可以在喷嘴端面处形成冷 却保护气膜，防止积炭形成。
权利要求一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴包括喷嘴体(1)，空气帽罩(2)，中心旋流器(3)，隔热环(4)，喷管(5)，燃料喷口(6)，液体燃料进口(7)，中心空气进口(8)；其中喷嘴体(1)内部中空，里面安装有中空的喷管(5)，中空的隔热环(4)安装在喷管(5)的内部，中心旋流器(3)安装在隔热环(4)的内部，燃料喷口(6)位于喷管(5)的前端，空气帽罩(2)罩在喷嘴体(1)的前端，液体燃料进口(7)的轴线与喷管(5)的轴线垂直，中心空气进口(8)位于喷管(5)的后端。
2.按照权利要求1所述的用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的 中心旋流器(3)为叶片式或者斜孔式结构，叶片数或孔数范围为3 10个。
3.按照权利要求2所述的用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于所述的 中心旋流器(3)为直叶片或者扭叶片，旋流方向与喷嘴外部轴向空气旋流器方向相同或相 反，偏转角度为0° 80°。
专利摘要一种用于燃气轮机的防积炭液体燃料喷嘴，其特征在于包括喷嘴体，空气帽罩，中心旋流器，隔热环，喷管，燃料喷口，液体燃料进口，中心空气进口；其中喷嘴体内部中空，里面安装有中空的喷管，中空的隔热环安装在喷管的内部，中心旋流器安装在隔热环的内部，燃料喷口位于喷管的前端，空气帽罩罩在喷嘴体的前端，液体燃料进口的轴线与喷管的轴线垂直，中心空气进口位于喷管的后端。本实用新型的优点采用相应的技术措施对喷嘴进行冷却保护，能够有效的防止在喷嘴端面形成积炭，不会因长时间工作形成大量积炭而影响燃料喷射特性，大大提高燃气轮机燃烧室及涡轮部件的使用寿命，有效降低燃气轮机的使用和维护成本。
文档编号F23R3/38GK201697162SQ20102017912
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者刘常青, 尹家录, 聂海刚, 金戈, 齐兵 申请人:中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所