一种环形燃烧室的结构的制作方法

1.本技术涉及燃气轮机燃烧室的领域，尤其是涉及一种环形燃烧室的结构。


背景技术：

2.燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质、把燃料燃烧释放的热能转换为机械能的动力机械，燃气轮机主要三大部件是压气机、燃烧室和涡轮机。燃气轮机工作原理为，压气机连续地从大气中吸入空气并进行压缩，压缩后的高压空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，变成高温高压燃气，高温高压燃气通过涡轮机燃气喷嘴喷射进入涡轮机，推动涡轮机做功。
3.燃烧室作为燃气轮机主要的工作部件，使得压气机压入的高压低温空气与燃料混合后燃烧，产生高压高温燃气，高压高温燃气喷射进入涡轮机膨胀做功后变成低压中温尾气。相关技术中，燃烧室各零部件之间的连接方式一般采用嵌套式结构，侧壁相互抵接并过盈配合；或者采用活塞环密封。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，燃烧室各零部件之间的连接结构尤为重要，传统采用过盈配合连接或者活塞环密封结构，各部件连接处容易因高温产生形变，从而使得密封处产生间隙，进而无法保证密封的可靠性，最终造成燃气泄漏，降低燃气轮机的效率。


技术实现要素：

5.为了改善燃气轮机效率降低的问题，本技术提供一种环形燃烧室的结构。
6.本技术提供的一种环形燃烧室的结构，采用如下的技术方案：
7.一种环形燃烧室的结构，包括火焰筒，所述火焰筒上开设有用于进空气与燃料的预混进口，所述火焰筒包括外筒体，所述外筒体的一端向内弯折形成内筒体，且所述外筒体与内筒体之间形成环形燃烧室；
8.所述火焰筒的敞开的一侧设置有燃气喷嘴，所述燃气喷嘴包括燃气通道，所述燃气通道的进口与环形燃烧室连通，所述燃气喷嘴的外侧与外筒体密封连接；所述内筒体内设置有排烟管，且所述排烟管与燃气通道的出口连通，所述内筒体远离弯折处的一端一体成型有第一法兰；所述燃气喷嘴内侧远离燃气通道进口的一侧一体成型有第二法兰，所述第二法兰与第一法兰通过螺栓锁紧并固定连接。
9.通过采用上述技术方案，火焰筒与燃气喷嘴内侧采用法兰连接，相较于传统的过盈配合或者活塞环式密封结构，法兰连接密封结构更加可靠，且连接处不易因高温而发生形变，从而能够保证连接处密封的可靠性，进而有助于减少燃气轮机因烟气泄漏而降低效率的情况。
10.优选的，所述排烟管靠近燃气喷嘴的一端一体成型有第三法兰，所述第三法兰、第一法兰和第二法兰三者通过螺栓锁紧并固定连接。
11.通过采用上述技术方案，实际运用中，排烟管通过法兰连接在内筒体上，连接处不
易因高温而发生形变，从而减少尾气经排烟管与内筒体连接处泄漏的情况，进而能够保证尾气均经排烟管排出。
12.优选的，所述火焰筒上套设有燃烧室外壳，所述燃烧室外壳与火焰筒之间形成有进气空腔，所述进气空腔与火焰筒上的预混进口连通，所述进气空腔的进气口靠近火焰筒的敞开侧，且所述燃气喷嘴与外筒体的密封连接处位于进气空腔的进气口内。
13.通过采用上述技术方案，环形燃烧室工作时，由压气机持续向进气空腔内送入高压低温空气，由此在燃气喷嘴与外筒体的密封连接处形成气流罩，从而减少火焰筒内燃烧后产生的高温燃气经燃气喷嘴与外筒体的密封连接处泄漏的情况。
14.优选的，所述燃烧室外壳远离进气空腔进气口的一侧向内弯折形成有端盖，所述端盖上开设有避让孔，所述避让孔的边缘处一体成型有第四法兰；所述排烟管远离第三法兰的一端一体成型有第五法兰；所述第四法兰与第五法兰通过螺栓锁紧并固定连接；所述进气空腔形成于燃烧室外壳、火焰筒以及排烟管三者之间，且所述进气空腔罩设于火焰筒外侧。
15.通过采用上述技术方案，实际运用中，进气空腔除进气口外形成一个闭合空腔，由此能够保证压气机送入进气空腔的高压低温空气不会泄压；排烟管与燃烧室外壳通过法兰连接，有助于提升密封的可靠性，进而有助于减少高压进气经排烟管与燃烧室外壳连接处向外泄漏的情况。
16.优选的，所述内筒体靠近燃气喷嘴的一侧绕其轴线均匀间隔开设有进气孔，且每个所述进气孔均连通环形燃烧室和进气空腔。
17.通过采用上述技术方案，实际运用中，一小部分经压气机送入的高压低温的空气会经均匀间隔开设的进气孔进入火焰筒内部与高压高温燃气进行掺混，从而对进入燃气喷嘴的高压高温燃气的温度进行冷却，进而能减少涡轮机因高温损坏的情况。
18.优选的，所述外筒体靠近燃气喷嘴的一侧向外侧弯折形成引导面，且所述燃气喷嘴外侧经引导面引导与外筒体抵接。
19.通过采用上述技术方案，实际运用中，燃气喷嘴外侧经引导面引导插入外筒体实现过盈连接时，引导面在此过程中起引导作用，从而有助于提升环形燃烧器装配的便捷性。
20.优选的，所述外筒体靠近燃气喷嘴的一侧绕其轴线均匀间隔贯穿开设有形变槽，且每个所述形变槽一侧均延伸至外筒体外侧。
21.通过采用上述技术方案，实际运用中，外筒体靠近燃气喷嘴的一侧经形变槽分割为若干个卡块，燃气喷嘴外侧插入外筒体时，卡块发生弹性变形，从而便于燃气喷嘴插入外筒体，进而有助于提升环形燃烧室装配的便捷性。
22.优选的，所述排烟管包括第一烟管、第二烟管以及波纹管，所述第一烟管滑移设置在第二烟管上，且所述波纹管的两端分别连接第一烟管和第二烟管。
23.通过采用上述技术方案，当燃烧室工作时，排烟管内的中温尾气会使排烟管受热膨胀，从而导致排烟管的轴向尺寸增加。通过波纹管的弹性变形可以对第一烟管与第二烟管之间的距离进行补偿调节，从而能减少由于排烟管受热膨胀对排烟管两端连接处的影响。
24.优选的，所述燃气喷嘴内绕其轴线均匀间隔设置有叶片，每个叶片的两端连接燃气喷嘴的两侧壁，两个相邻的所述叶片之间形成喷射通道。
25.通过采用上述技术方案，实际运用中，火焰筒内由压气机送入的高压低温空气与燃气喷嘴送入的燃料混合燃烧后，产生的高压高温燃气经喷射通道进入涡轮机，推动涡轮机做功。此过程中，多个喷射通道对高压高温燃气起引导作用，从而减少高温燃气在燃气通道内的阻力，进而有助于提升高压高温燃气进入涡轮机的效率。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
27.通过法兰连接火焰筒与燃气喷嘴，有助于减少燃气轮机因燃气泄漏降低效率的情况；
28.通过引导面和形变槽，有助于提升环形燃烧室装配的便捷性；
29.通过进气孔，有助于减少涡轮机因高温损坏的情况。
附图说明
30.图1为本实施例主要体现环形燃烧室整体结构的剖视图；
31.图2为本实施例主要体现火焰筒结构的示意图；
32.图3为本实施例主要体现第一法兰、第二法兰以及第三法兰连接关系的局部放大图；
33.图4为本实施例主要体现第四法兰和第五法兰连接关系的局部放大图；
34.图5为本实施例主要体现排烟管结构的示意图。
35.附图标记：1、燃烧室外壳；11、避让孔；12、预混喷嘴；121、进气口；13、第四法兰；2、火焰筒；21、环形燃烧室；22、外筒体；221、引导面；222、形变槽；23、内筒体；231、第一法兰；232、进气孔；3、排烟管；31、第三法兰；32、第五法兰；33、第一烟管；34、第二烟管；35、波纹管；4、进气空腔；5、燃气喷嘴；51、叶片；52、第二法兰；6、涡轮机。
具体实施方式
36.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
37.本技术实施例公开一种环形燃烧室的结构。
38.实施例：
39.参照图1，一种环形燃烧室的结构包括燃烧室外壳1，燃烧室外壳1呈圆筒状设置，且一侧呈敞开设置。燃烧室外壳1内同轴设置有火焰筒2，火焰筒2包括环形燃烧室21，火焰筒2呈环状设置，火焰筒2一侧呈敞开设置，且火焰筒2远离敞开侧的一侧开设有用于进空气与燃料的预混进口。火焰筒2的敞开侧与燃烧室外壳1的敞开侧朝向一致。火焰筒2内侧同轴设置有排烟管3，排烟管3靠近燃烧室外壳1敞开侧的一端与火焰筒2密封连接。燃烧室外壳1远离敞开侧的一侧一体成型有端盖，且端盖上贯穿开设有避让孔11，排烟管3远离燃烧室外壳1敞开侧的一端与避让孔11的边缘处侧壁密封连接，燃烧室外壳1、火焰筒2以及排烟管3之间形成有进气空腔4，且进气空腔4罩设在火焰筒2外侧。
40.火焰筒2敞开侧连接有燃气喷嘴5，燃气喷嘴5包括燃气通道，且燃气通道两端分别连通环形燃烧室21和排烟管3。燃气通道上连通有涡轮机6。燃烧室外壳1相对敞开侧的一侧固定设置有预混喷嘴12，且预混喷嘴12经火焰筒2上的预混进口延伸至环形燃烧室21内。预混喷嘴12位于火焰筒2与燃烧室外壳1之间的部位上开设有进气口121，且预混喷嘴12绕燃烧室外壳1轴线均匀间隔设置有多个。燃烧室外壳1的侧壁上设置有点火器，点火器延伸至
火焰筒2内。
41.实际运用中，压气机输送的高压低温空气，进入进气空腔4内，再经预混喷嘴12上的进气口121与预混喷嘴12喷出的燃料混合后，送入环形燃烧室21内，最后由点火器点燃进行燃烧，燃烧后变成高压高温燃气。高压高温燃气经燃气喷嘴5内的燃气通道进入涡轮机6，推动涡轮机6做功，做功完成后的中温低压尾气经排烟管3排出。
42.参照图1和图2，具体而言，火焰筒2包括外筒体22，外筒体22的靠近燃气喷嘴5的一侧向外弯折形成引导面221，且外筒体22上引导面221所在的一侧上绕其轴线均匀间隔开设有形变槽222，每个形变槽222远离敞口侧的一端均开设有通气孔，且每个通气孔的孔径均大于形变槽222的宽度。外筒体22远离引导面221的一端向内弯折形成有内筒体23。内筒体23靠近火焰筒2敞开侧的一侧向内弯折设置，且弯折处一体成型有第一法兰231。内筒体23靠近第一法兰231的一侧绕其轴线均匀间隔开设有进气孔232，且每个进气孔232均连通环形燃烧室21和进气空腔4。燃气喷嘴5外侧的一端卡接在外筒体22上形变槽222所在一端的内侧，且燃气喷嘴5外侧与外筒体22为过盈配合。燃气喷嘴5内侧靠近排烟管3的一端一体成型有第二法兰52。燃气喷嘴5两侧壁之间绕火焰筒2轴线均匀间隔设置有叶片51，且相邻两个叶片51之间形成喷射通道。
43.实际运用中，燃气喷嘴5外侧经引导面221引导插入外筒体22，且插入过程中，外筒体22靠近燃气喷嘴5的一侧发生弹性变形，从而便于燃气喷嘴5插入外筒体22内。进气过程中，小部分经压气机送入的高压低温的空气会经通气孔与进气孔232进入环形燃烧室21与高压高温燃气进行掺混，从而对进入燃气喷嘴5的高压高温燃气的温度进行冷却，进而减少涡轮机6因高温损坏的情况。
44.参照图3和图4，排烟管3靠近第一法兰231的一端一体成型有第三法兰31，且第二法兰52、第一法兰231以及第三法兰31三者之间通过螺栓锁紧并固定连接。排烟管3远离第一法兰231的一端一体成型有第五法兰32，燃烧室外壳1上一体成型有第四法兰13，且第四法兰13与第五法兰32通过螺栓锁紧并固定连接。
45.参照图5，为了减少排烟管3受热膨胀对排烟管3两端连接处的影响，排烟管3包括第一烟管33，第三法兰31设置在第一烟管33上，第一烟管33远离第一法兰231的一侧滑移套设有第二烟管34，第五法兰32设置在第二烟管34上。第一烟管33与第二烟管34的外侧固定连接有波纹管35。
46.本技术实施例一种环形燃烧室21的结构的实施原理为：环形燃烧室21在工作时，从压气机过来的高压低温空气进入燃烧室外壳1与火焰筒2外侧之间的进气空腔4以及排烟管3与火焰筒2内侧之间的进气空腔4，然后大部分高压低温空气进入预混喷嘴12与喷入的燃料混合后进入火焰筒2内进行燃烧，燃烧后变成高压高温燃气，高压高温燃气通过燃气喷嘴5喷射通道进入涡轮机6，推动涡轮机6做功，做功后变成低压中温尾气经排烟管3向后排出。
47.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。