[发明专利]一种燃烧室的喷嘴、燃烧室及微型燃气轮机

说明书

本发明涉及微型燃气轮机技术领域，公开了一种燃烧室的喷嘴、燃烧室及微型燃气轮机，该喷嘴包括壳体，壳体包括底壁以及一端固定连接于底壁的侧壁，侧壁的另一端设置有燃料入口；壳体至少在侧壁上设有多个喷孔，多个喷孔形成燃料出口，且燃料出口位于火焰筒内；侧壁和底壁围成的空间形成燃料通道；还包括设置在壳体上的旋流器，沿燃料通道中燃料的流动方向，多个喷孔包括靠近旋流器的出口设置的第一组喷孔和远离旋流器的出口设置的第二组喷孔，燃料通道中输送的燃料由第一组喷孔和第二组喷孔射出，由第一组喷孔射出的燃料与从旋流器流出的空气形成预混合并进入火焰筒中，由第二组喷孔射出的燃料直接进入火焰筒中。

技术领域

本发明涉及微型燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃烧室的喷嘴、燃烧室及微型燃气轮机。

背景技术

中低热值气体燃料包括合成气、生物质气、瓦斯等燃料气，在我国来源及储量非常丰富；但由于常规燃烧设备难以利用中低热值的气体，因此中低热值燃料在我国尚未得到有效利用。微型燃气轮机可以通过燃烧把中低热值气体燃料蕴含的化学能转化为机械功输出，是利用中低热值气体燃料的关键设备，具有清洁高效、结构紧凑、重量轻、维护费用低等特点，可以广泛用于分布式能源系统以提供电力、热量、蒸汽、冷量等，还可以用于辅助动力等领域。

燃烧室是微型燃气轮机利用中低热值气体的核心设备，其关键部件是与燃料特性匹配的喷嘴。和常规的微型燃气轮机燃料如天然气和柴油相比，中低热值气体燃料的热值低、流量大、燃料特性变化大，为了维持燃机的额定功率需要燃用大量中低热值燃料，即燃用中低热值气体时的燃料体积流量远大于燃用常规天然气时的燃料体积流量，如果仍采用常规的喷嘴会使得燃料射流速度过快、燃料与空气混合不良等，造成燃料的燃烧效率降低、燃烧不稳定等问题。

发明内容

本发明提供一种燃烧室的喷嘴、燃烧室及微型燃气轮机，用以解决现有技术中存在的常规喷嘴在大燃料流量工况下无法形成高效、稳定的燃烧的问题。

本发明实施例提供了一种燃烧室的喷嘴，其中，所述燃烧室包括机匣以及设置在所述机匣内的火焰筒，该喷嘴位于所述机匣内，用于向所述火焰筒输送燃料和空气，该喷嘴包括：

设置有燃料入口、燃料出口、以及连通所述燃料入口和燃料出口的燃料通道的壳体，所述壳体包括底壁以及一端固定连接于所述底壁的侧壁，所述侧壁的另一端设置有所述燃料入口；所述壳体至少在所述侧壁上设有多个喷孔，所述多个喷孔形成所述燃料出口，且所述燃料出口位于所述火焰筒内；所述侧壁和所述底壁围成的空间形成所述燃料通道；

设置在所述壳体上的旋流器，所述旋流器的入口与所述机匣上的进风口连通，所述旋流器的出口与所述火焰筒连通，外界空气由所述旋流器的出口流出并沿所述燃料通道中燃料的流向进入所述火焰筒中；

沿所述燃料通道中燃料的流动方向，所述多个喷孔包括靠近所述旋流器的出口设置的第一组喷孔和远离所述旋流器的出口设置的第二组喷孔，所述燃料通道中输送的燃料由所述第一组喷孔和所述第二组喷孔射出，由所述第一组喷孔射出的燃料与从所述旋流器流出的空气形成预混合并进入所述火焰筒中，由所述第二组喷孔射出的燃料直接进入所述火焰筒中。

上述实施例中，通过在壳体上设置多孔结构，降低了燃料在大流量工况下的喷射速度，使得燃料与空气具有良好的混合效果，提高了燃烧效率；同时，通过与旋流器的组合，使燃料在火焰筒中能够形成预混燃烧以及扩散燃烧，提高了燃烧的稳定性。

在一个具体的实施例中，所述第一组喷孔包括设置在所述侧壁上的多个喷孔，所述第二组喷孔包括设置在所述侧壁上并靠近所述底壁一端的多个喷孔和设置在所述底壁上的多个喷孔。

或者，可选的，所述第一组喷孔包括设置在所述侧壁上的多个喷孔，所述第二组喷孔包括设置在所述底壁上的多个喷孔。