【技术实现步骤摘要】
本技术涉及燃烧室，尤其是一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构。
技术介绍
1、氢气作为一种新型绿色能源，其与氧气的反应产物为水或水蒸气，具有宽适燃、高热值和零碳排放的优势，是非常具有发展潜力的燃料，尤其是在航空发动机及地面燃气轮机领域。氢气具有密度低、可燃边界宽、燃烧速度快、火焰温度高的特点。传统燃气轮机燃烧室常采用旋流稳焰燃烧组织方式，所有燃料均由放置在火焰筒头部的燃料喷嘴一次性供入，助燃空气则分别从头部、主燃孔、掺混孔进入火焰筒补充燃烧。如此燃烧组织方式，会导致燃烧区燃烧温度高、高温区域面积大等问题。若在此种燃烧室中直接燃烧氢气，将会高氮氧化物排放的问题。因此，采用传统旋流稳焰、空气沿燃烧室轴向分阶段助燃的燃烧室不再适用于氢气燃烧。应该采用旋流稳焰、空气和燃料预混气分成小股、分阶段燃烧的方式组织燃烧，可在保证头部火焰源头稳定的同时，降低燃烧室燃烧温度、减少高温区域面积。
2、传统低污染排放燃烧室无法实现氢气安全、稳定、低氮燃烧。对于传统燃烧室，所有燃料均由放置在火焰筒头部的燃料喷嘴一次性供入，无论采取扩散燃烧、预混燃烧还是扩散预混组合燃烧方式，都会导致火焰中当量比高，出现大范围高温区，使得氮氧化物排放高。
技术实现思路
1、本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，采用旋流稳焰、可燃预混气沿燃烧室轴向分阶段燃烧的方式组织燃烧，提供安全、稳定的头部火焰源头，降低火焰筒头部燃烧当量比，可对沿火焰筒轴线进入的可燃预混气当量比进行精确控制，从而控制火
2、本技术所采用的技术方案如下：
3、一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，包括火焰筒，所述火焰筒包括首尾相连成一体的点火段和混合燃烧段，所述点火段段背向混合燃烧段一端中心位置设置点火组件，所述点火组件能够在火焰筒头部形成稳定的点火火焰；所述混合燃烧段直径大于点火段直径，混合燃烧段面向点火段一端侧面连接预混管组件，预混管组件的出气端和混合燃烧段内腔连通；所述预混管组件和混合燃烧段相互平行设置，预混管组件环绕贴附设置在混合燃烧段外圆周表面。
4、进一步的，火焰筒为长筒形结构。
5、进一步的，点火组件包括旋流器和位于旋流器中心位置的燃料喷嘴，旋流器能够将外部空气引入点火筒段，旋流器具有切向气流通道，能够为空气引入切向速度，燃料喷嘴能够将氢气流引入点火段内。
6、进一步的，点火组件的出气端设置点火扩散段，点火扩散段的横截面积从前往后由小变大。
7、进一步的，预混管组件包括多个预混管环形结构，多个预混管环形结构在混合燃烧段圆周端面上沿着径向等距分布，每个预混管环形结构包括多个预混管，多个预混管沿着混合燃烧段圆周方向均匀分布。
8、进一步的，点火段面向混合燃烧段一端设置第一收缩段，第一收缩段的横截面积从前往后由大变小。
9、进一步的，混合燃烧段面向点火段一端设置侧向进气段，侧向进气段为圆锥台结构，侧向进气段外表面设置多个侧向进气孔，多个侧向进气孔和预混管组件的多个预混管一一对应连接。
10、进一步的，混合燃烧段背向点火段一端设置收缩段，收缩段的横截面积从左到右由大变小，收缩段背向合燃烧段一端设置燃烧段。
11、本技术的有益效果如下：
12、本技术采用旋流稳焰、可燃预混气沿燃烧室轴向分阶段燃烧的方式组织燃烧，提供安全、稳定的头部火焰源头，降低火焰筒头部燃烧当量比，可对沿火焰筒轴线进入的可燃预混气当量比进行精确控制，从而控制火焰筒内的温度分布，降低燃烧温度，减少高温区区域，进而降低氮氧化物排放；本技术的侧向进气结构形式会形成近同轴向的点火火焰和预混火焰，该火焰组合结构有利于减少火焰垂直于轴向的振动，进而减少燃烧室由于热声振造成的破坏；预混管组件环绕贴附设置在混合燃烧段外圆周表面，如此设置的结构更紧凑，更节省空间，在相同安装空间下，可以大大增加预混管组件的长度，而预混管组件越长，预混管组件内空气和氢气的预混效果越好，在结构上更加适用于工程实际应用。
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1.一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，包括火焰筒（100），其特征在于：所述火焰筒（100）包括首尾相连成一体的点火段（110）和混合燃烧段（120），所述点火段（110）背向混合燃烧段（120）一端中心位置设置点火组件（200），所述点火组件（200）能够在火焰筒（100）头部形成稳定的点火火焰；所述混合燃烧段（120）直径大于点火段（110）直径，混合燃烧段（120）面向点火段（110）一端侧面连接预混管组件（300），预混管组件（300）的出气端和混合燃烧段（120）内腔连通；所述预混管组件（300）和混合燃烧段（120）相互平行设置，预混管组件（300）环绕贴附设置在混合燃烧段（120）外圆周表面。
2.如权利要求1所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述火焰筒（100）为长筒形结构。
3.如权利要求2所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述点火组件（200）包括旋流器和位于旋流器中心位置的燃料喷嘴，旋流器能够将外部空气引入点火筒段（110），旋流器具有切向气流通道，能够为空气引入切向速度，燃料喷嘴能够将氢气流引入点火段（
4.如权利要求3所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述点火组件（200）的出气端设置点火扩散段（210），点火扩散段（210）的横截面积从前往后由小变大。
5.如权利要求4所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述预混管组件（300）包括多个预混管环形结构，多个预混管环形结构在混合燃烧段（120）圆周端面上沿着径向等距分布，每个预混管环形结构包括多个预混管（310），多个预混管（310）沿着混合燃烧段（120）圆周方向均匀分布。
6.如权利要求5所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述点火段（110）面向混合燃烧段（120）一端设置第一收缩段（111），第一收缩段（111）的横截面积从前往后由大变小。
7.如权利要求6所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述混合燃烧段（120）面向点火段（110）一端设置侧向进气段（121），侧向进气段（121）为圆锥台结构，侧向进气段（121）外表面设置多个侧向进气孔（124），多个侧向进气孔（124）和预混管组件（300）的多个预混管（310）一一对应连接。
8.如权利要求7所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述混合燃烧段（120）背向点火段（110）一端设置收缩段（122），收缩段（122）的横截面积从左到右由大变小，收缩段（122）背向混合燃烧段（120）一端设置燃烧段（123）。
...【技术特征摘要】
1.一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，包括火焰筒（100），其特征在于：所述火焰筒（100）包括首尾相连成一体的点火段（110）和混合燃烧段（120），所述点火段（110）背向混合燃烧段（120）一端中心位置设置点火组件（200），所述点火组件（200）能够在火焰筒（100）头部形成稳定的点火火焰；所述混合燃烧段（120）直径大于点火段（110）直径，混合燃烧段（120）面向点火段（110）一端侧面连接预混管组件（300），预混管组件（300）的出气端和混合燃烧段（120）内腔连通；所述预混管组件（300）和混合燃烧段（120）相互平行设置，预混管组件（300）环绕贴附设置在混合燃烧段（120）外圆周表面。
2.如权利要求1所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述火焰筒（100）为长筒形结构。
3.如权利要求2所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述点火组件（200）包括旋流器和位于旋流器中心位置的燃料喷嘴，旋流器能够将外部空气引入点火筒段（110），旋流器具有切向气流通道，能够为空气引入切向速度，燃料喷嘴能够将氢气流引入点火段（110）内。
4.如权利要求3所述的一种侧向进气的低氮氢燃烧室结构，其特征在于：所述点火组件（200）的出气端设置点火扩散段（210）...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永志，杭开祥，庞笑坤，梁祥辉，陈圣斌，陶鹏，
申请(专利权)人：无锡明阳氢燃动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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