[发明专利]一种用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置

权利要求书

1.一种用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，包括主燃级和值班级，其特征在于，值班级包括离心式雾化喷嘴（10）、一级轴向空气旋流器（12）和锥形火焰稳定器（28），其中，离心式雾化喷嘴（10）位于所述装置的中心，一级轴向空气旋流器（12）设置于离心式雾化喷嘴（10）的外圈，锥形火焰稳定器（28）位于离心式雾化喷嘴（10）的后面，值班级燃油经离心式雾化喷嘴（10）喷射进行初次雾化，然后和一级旋流空气作用进行二次雾化和掺混，值班级的火焰稳定通过一级旋流空气形成的回流区和喷嘴后面的锥形火焰稳定器（28）实现；主燃级位于所述值班级的外圈并和所述值班级同轴，包括预混管（30）、多点直射式喷嘴（17）、二级轴向空气旋流器（14）和三级径向空气旋流器（16），其中，多点直射式喷嘴（17）沿周向均匀布置于三级径向空气旋流器（16）的外壁上并处于二级轴向空气旋流器（14）和三级径向空气旋流器（16）的交叉入口处，二级轴向空气旋流器（14）和三级径向空气旋流器（16）形成二级轴向旋流空气和三级径向旋流空气、且二级和三级旋流空气的旋向相反，二级和三级旋流空气进入预混管（30），燃料通过多点直射式喷嘴（17）喷射到预混管（30）中，燃料和空气进入燃烧室之前在预混管（30）中形成均一的混合物。

2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述装置还包括设置在三级径向空气旋流器（16）的外壁上的燃油管连接孔（18）和集油槽（19），所述直射式喷嘴（17）和集油槽（19）相通，燃油管连接孔（18）在三级径向空气旋流器（16）周向均匀布置2个。

3.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述锥形火焰稳定器（28）上设有三排冷却孔（29），用以冷却火焰稳定器（28）。

4.根据权利要求1所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述锥形火焰稳定器（28）的底部设置有进气孔（27），用以抑制值班级的高温烟气进入主燃级预混段，避免回火的产生。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述多点直射式喷嘴（17）直径为0.3～0.5mm，个数为8～24个，沿径向向内和轴向成45°角向后喷射燃油。

6.根据权利要求1至4任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述二级轴向空气旋流器（14）和三级径向空气旋流器（16）分别是轴流式叶片和径向式叶片，叶片数为8～24个。

7.根据权利要求1至4任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述一级轴向空气旋流器（12）采用轴向叶片，由18至24个叶片组成，安装角为30～60°。

8.根据权利要求1至4任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，所述燃气轮机为航空燃气轮机发动机或工业燃气轮机。

9.根据权利要求1至4任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，其特征在于，从所述预混管（30）出来的均一燃油和空气混合物当量比为0.3～0.8。

10.一种用于燃气轮机低污染燃烧室的火焰筒，包括外火焰筒（20）、内火焰筒（23）、及权利要求1至9任一项所述的用于燃气轮机低污染燃烧室的燃油和空气混合装置，外火焰筒（20）和内火焰筒（23）的壁面上均设置有掺混孔（21），燃烧用空气全部从燃油和空气混合装置进入，燃烧用空气占全部空气量的80～90%，10～20%的冷却空气从掺混孔（21）进入火焰筒以进一步调节燃烧室出口（22）温度分布，使温度分布满足涡轮进口导流叶片受热强度的要求。