CN108954389A - 一种燃气轮机 - Google Patents

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    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
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Abstract

本发明属于机械设备技术领域,具体的说是一种燃气轮机,包括筒体、进料口和进气孔;还包括折叠管、滑动伸缩杆、安装板、主燃料管、套筒和驱动单元。通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,驱动单元滑动的距离决定主燃料管进入到燃烧区中的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区中的量;同时在空气作用下,使得主燃料管发生旋转,燃料从主燃料管外圈设置的主燃料喷孔旋转喷射到燃烧区中,增大了燃料与空气的接触面积;使得进入到燃烧区中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率。

Description

一种燃气轮机
技术领域
本发明属于机械设备技术领域,具体的说是一种燃气轮机。
背景技术
目前排放低浓度氮氧化物的燃烧室主要采用燃油分级和贫油预混预蒸发相结合的技术,燃烧分为主燃级和预燃级,其中,预燃级占少量燃料,为扩散燃烧,起到稳定的点火源的作用,点燃主燃级使其稳定燃烧,主燃级占大部分燃料,为贫燃预混燃烧,燃烧温度低,有利于降低氮氧化物的排放。现有的燃气轮机中由两根燃料管道分别给主燃级和预燃级供应燃料,燃料的输送量需要分别控制,结构和控制系统复杂。
现有技术中也出现了一些一种燃气轮机的技术方案,如申请号为201710388838的一项中国专利公开了一种燃气轮机,包括机匣以及设置在机匣内的预混燃烧装置和火焰筒,其中,预混燃烧装置包括燃料喷射器,燃料喷射器上设有多个预燃级燃料喷孔以及围绕多个预燃级燃料喷孔的多个主燃级燃料喷孔,且预燃级燃料喷孔的个数小于主燃级燃料喷孔的个数;预燃级燃料喷孔与火焰筒连通;预混燃烧装置还包括旋流器,旋流器的进风口与机匣上的进风口连通,主燃级燃料喷孔通过旋流器与火焰筒连通。
该技术方案的燃气轮机,燃气轮机中主燃级和预燃级通过燃料喷射器实现了燃料的分配,简化了燃烧室的结构以及燃料控制系统。但是该方案不能有效的根据燃烧的情况,来输送燃料进行燃烧,同时在燃料的燃烧中,不能使得燃料的燃烧充分且均匀;从而使得该技术方案受到限制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提出的一种燃气轮机,通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,推动驱动单元在筒体内壁滑动,驱动单元滑动的距离决定主燃料管进入到燃烧区中的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区中的量;同时在空气作用下,使得与套筒固连的主燃料管发生旋转,燃料从主燃料管外圈设置的主燃料喷孔旋转喷射到燃烧区中,增大了燃料与空气的接触面积;使得进入到燃烧区中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种燃气轮机,包括筒体、进料口和进气孔;还包括折叠管、滑动伸缩杆、安装板、主燃料管、套筒和驱动单元;所述主燃料管安装在筒体内部,主燃料管的外圈上设有多组主燃料喷孔;所述套筒套设在主燃料管的外圈上,套筒将主燃料管外圈上的主燃料喷孔堵住,套筒将筒体内部分为燃烧区和非燃区,套筒内部设有一号通道和二号通道;所述一号通道为直通道,二号通道为斜通道,一号通道与二号通道相互连通;空气通过一号通道和二号通道驱动与套筒连接的主燃料管旋转;所述非燃区位于套筒的左侧,燃烧区位于套筒的右侧;所述主燃料管一端固连在驱动单元上,主燃料管另一端密封且伸入到燃烧区中;所述驱动单元通过滑动伸缩杆固连在安装板上,通过空气与驱动单元的配合控制主燃料管端头进入燃烧区的长度;所述安装板通过转动轴承转动安装在筒体左侧内壁上,安装板中部与进料口连通;所述折叠管一端与驱动单元固连,折叠管另一端与安装板固连;所述筒体左侧壁设有进料口和进气孔;所述进气孔位于进料口的两侧;所述进料口与进料管连通,进料管的一侧设有压力阀。工作时,将空气从进气孔中输送到筒体中,同时将燃料从进料口处输送到筒体中,在筒体内部压力值一定情况下,通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,推动驱动单元在筒体内壁滑动,驱动单元滑动的距离决定主燃料管进入到燃烧区中的长度,从驱动单元逸出的空气从套筒的一号通道进入,在二号通道处,由于二号通道为斜通道,在空气作用下,使得与套筒固连的主燃料管发生旋转,燃料从主燃料管外圈设置的主燃料喷孔旋转喷射到燃烧区中进行燃烧;通过控制主燃料管进入到燃烧区的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区中的量,且通过主燃料管的旋转喷射,增大了燃料与空气的接触面积,使得进入到燃烧区中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率。
优选的,所述驱动单元为一号转动盘;所述一号转动盘中部与主燃料管固连,一号转动盘上设有一号孔和二号孔;所述一号孔为半圆形孔,二号孔为直孔,一号孔与二号孔相互连通,一号孔与二号孔绕主燃料管呈圆周分布。工作时,进入到筒体内部的空气,空气接触到一号转动盘,从一号转动盘的一号孔中进入,并从二号孔中出来,出来的空气作用套筒,使得与套筒固连的主燃料管发生旋转;由于一号孔为圆形孔,增大了一号转动盘与空气的接触面积,使得空气更充分的作用在一号转动盘上,从而有效控制主燃料管进入到燃烧区中的长度,使得燃料更多的进入到燃烧区中,进而提高了燃料燃烧的效率。
优选的,所述驱动单元为二号转动盘;所述二号转动盘中部与主燃料管固连,一号转动盘上设有三号孔和调节单元,所述三号孔绕主燃料管呈圆周分布;所述调节单元固连在二号转动盘的一侧的凹槽中。工作时,进入到筒体内部的空气,空气接触到二号转动盘,从二号转动盘中进入,由于调节单元的阻挡,使得更多的空气汇聚到二号孔中,从而有效的推动主燃料管进入到燃烧区,进而提高了燃料燃烧的效率。
优选的,所述调节单元为弧形板;所述弧形板一端与二号转动盘接触,弧形板另一端通过弹簧固连在二号转动盘的凹槽中;弧形板遮盖在三号孔上,通过空气从三号孔中进入,在空气的作用下推动弧形板在二号转动盘的凹槽中滑动。工作时,由于弧形板的阻挡,二号孔中汇聚了足量的空气,在弧形板的阻挡达到零界点时,在空气的作用下,推动弧形板在二号转动盘中的凹槽中滑动,使得弧形板的端头与二号转动盘不接触,二号孔中的空气从弧形板端头与二号转动盘间的间隙逸出,使得既能有效控制主燃料管进入到燃烧区的长度,又能使得主燃料管进行旋转,从而使得燃料在燃烧区中进行充分的燃烧,进而提高了燃料的燃烧效率。
优选的,所述驱动单元包括三号转动盘和扇形板;所述三号转动盘中部与主燃料管固连,三号转动盘一侧设有引流罩;所述扇形板固连在三号转动盘的外圈上,引流罩用于控制空气对三号转动盘的驱动。工作时,进入到筒体内部的空气,空气接触到三号转动盘,在引流罩下空气充分作用于扇形板,扇形板使得三号转动盘在筒体内壁滑动的同时又发生转动,从而既控制主燃料管进入到燃烧区的长度,又控制了主燃料管的旋转;而从相邻扇形板间逸出的空气,空气作用与套筒,使得主燃料管发生旋转;通过增大主燃料管的旋转强度,使得喷射出的燃料与空气进行充分的燃烧,从而提高了燃料的燃烧效率。
优选的,所述引流罩包括一号板和二号板;一号板与二号板拼接成圆弧形,相邻一号板和二号板间设有一号凹槽和四号孔;所述四号孔垂直一号凹槽;所述一号凹槽包括二号凹槽和三号凹槽;所述二号凹槽位于一号板处;所述三号凹槽位于二号板处。工作时,通过四号孔将引流罩中汇聚的空气逸出引流罩,以防引流罩中空气过大而造成引流罩的损坏,从而保护了引流罩。
优选的,所述三号凹槽处通过弹簧固连有一号滑块;所述一号滑块由磁性材料制成;所述二号凹槽一侧设有电磁铁,电磁铁用于控制一号滑块在二号凹槽和三号凹槽中滑动,一号滑块在滑动中控制四号孔开合。工作时,通过电磁铁通电,使得一号滑块在二号凹槽和三号凹槽中滑动,一号滑块在滑动中将四号孔堵住,使得空气都作用与三号转动盘,当需要减少三号转动盘的作用强度时,通过电磁铁断电,一号滑块在弹簧的作用下恢复原位,空气从四号孔中溢出,从而减小了三号转动盘的作用强度。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的一种燃气轮机,通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,推动驱动单元在筒体内壁滑动,驱动单元滑动的距离决定主燃料管进入到燃烧区中的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区中的量;同时在空气作用下,使得与套筒固连的主燃料管发生旋转,燃料从主燃料管外圈设置的主燃料喷孔旋转喷射到燃烧区中,增大了燃料与空气的接触面积;使得进入到燃烧区中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率。
2.本发明所述的一种燃气轮机,通过弧形板的阻挡,二号孔中汇聚了足量的空气,在空气的作用下,推动弧形板在二号转动盘中的凹槽中滑动,能有效控制主燃料管进入到燃烧区的长度,从而使得燃料在燃烧区中进行充分的燃烧,进而提高了燃料的燃烧效率。
3.本发明所述的一种燃气轮机,通过引流罩,使得空气充分作用于扇形板,扇形板使得三号转动盘在筒体内壁滑动的同时又发生转动,既控制主燃料管进入到燃烧区的长度,又控制了主燃料管的旋转,使得喷射出的燃料与空气进行充分的燃烧,从而提高了燃料的燃烧效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图;
图2是驱动单元的剖视图及第一种结构示意图;
图3是驱动单元的剖视图及第二种结构示意图;
图4是驱动单元的剖视图及第三种结构示意图;
图5是图4中A-A的剖视图;
图6是图4中引流罩的俯视图;
图7是图6中B-B的剖视图;
图中:筒体1、进料口11、进气孔12、燃烧区13、非燃区14、折叠管2、滑动伸缩杆3、安装板4、主燃料管5、主燃料喷孔51、套筒6、一号通道61、二号通道62、驱动单元7、一号转动盘71、一号孔711、二号孔712、二号转动盘72、三号孔721、三号转动盘73、扇形板74、引流罩75、一号板76、二号板77、一号凹槽78、二号凹槽781、三号凹槽782、一号滑块783、电磁铁784、四号孔79、调节单元8、弧形板81。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图7所示,本发明所述的一种燃气轮机,包括筒体1、进料口11和进气孔12;还包括折叠管2、滑动伸缩杆3、安装板4、主燃料管5、套筒6和驱动单元7;所述主燃料管5安装在筒体1内部,主燃料管5的外圈上设有多组主燃料喷孔51;所述套筒6套设在主燃料管5的外圈上,套筒6将主燃料管5外圈上的主燃料喷孔51堵住,套筒6将筒体1内部分为燃烧区13和非燃区14,套筒6内部设有一号通道61和二号通道62;所述一号通道61为直通道,二号通道62为斜通道,一号通道61与二号通道62相互连通;空气通过一号通道61和二号通道62驱动与套筒6连接的主燃料管5旋转;所述非燃区14位于套筒6的左侧,燃烧区13位于套筒6的右侧;所述主燃料管5一端固连在驱动单元7上,主燃料管5另一端密封且伸入到燃烧区13中;所述驱动单元7通过滑动伸缩杆3固连在安装板4上,通过空气与驱动单元7的配合控制主燃料管5端头进入燃烧区13的长度;所述安装板4通过转动轴承转动安装在筒体1左侧内壁上,安装板4中部与进料口11连通;所述折叠管2一端与驱动单元7固连,折叠管2另一端与安装板4固连;所述筒体1左侧壁设有进料口11和进气孔12;所述进气孔12位于进料口11的两侧;所述进料口11与进料管连通,进料管的一侧设有压力阀。工作时,将空气从进气孔12中输送到筒体1中,同时将燃料从进料口11处输送到筒体1中,在筒体1内部压力值一定情况下,通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,推动驱动单元7在筒体1内壁滑动,驱动单元7滑动的距离决定主燃料管5进入到燃烧区13中的长度,从驱动单元7逸出的空气从套筒6的一号通道61进入,在二号通道62处,由于二号通道62为斜通道,在空气作用下,使得与套筒6固连的主燃料管5发生旋转,燃料从主燃料管5外圈设置的主燃料喷孔51旋转喷射到燃烧区13中进行燃烧;通过控制主燃料管5进入到燃烧区13的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区13中的量,且通过主燃料管5的旋转喷射,增大了燃料与空气的接触面积,使得进入到燃烧区13中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率。
作为本发明的一种实施方式,所述驱动单元7为一号转动盘71;所述一号转动盘71中部与主燃料管5固连,一号转动盘71上设有一号孔711和二号孔712;所述一号孔711为半圆形孔,二号孔712为直孔,一号孔711与二号孔712相互连通,一号孔711与二号孔712绕主燃料管5呈圆周分布。工作时,进入到筒体1内部的空气,空气接触到一号转动盘71,从一号转动盘71的一号孔711中进入,并从二号孔712中出来,出来的空气作用套筒6,使得与套筒6固连的主燃料管5发生旋转;由于一号孔711为圆形孔,增大了一号转动盘71与空气的接触面积,使得空气更充分的作用在一号转动盘71上,从而有效控制主燃料管5进入到燃烧区13中的长度,使得燃料更多的进入到燃烧区13中,进而提高了燃料燃烧的效率。
作为本发明的一种实施方式,所述驱动单元7为二号转动盘72;所述二号转动盘72中部与主燃料管5固连,一号转动盘71上设有三号孔721和调节单元8,所述三号孔721绕主燃料管5呈圆周分布;所述调节单元8固连在二号转动盘72的一侧的凹槽中。工作时,进入到筒体1内部的空气,空气接触到二号转动盘72,从二号转动盘72中进入,由于调节单元8的阻挡,使得更多的空气汇聚到二号孔712中,从而有效的推动主燃料管5进入到燃烧区13,进而提高了燃料燃烧的效率。
作为本发明的一种实施方式,所述调节单元8为弧形板81;所述弧形板81一端与二号转动盘72接触,弧形板81另一端通过弹簧固连在二号转动盘72的凹槽中;弧形板81遮盖在三号孔721上,通过空气从三号孔721中进入,在空气的作用下推动弧形板81在二号转动盘72的凹槽中滑动。工作时,由于弧形板81的阻挡,二号孔712中汇聚了足量的空气,在弧形板81的阻挡达到零界点时,在空气的作用下,推动弧形板81在二号转动盘72中的凹槽中滑动,使得弧形板81的端头与二号转动盘72不接触,二号孔712中的空气从弧形板81端头与二号转动盘72间的间隙逸出,使得既能有效控制主燃料管5进入到燃烧区13的长度,又能使得主燃料管5进行旋转,从而使得燃料在燃烧区13中进行充分的燃烧,进而提高了燃料的燃烧效率。
作为本发明的一种实施方式,所述驱动单元7包括三号转动盘73和扇形板74;所述三号转动盘73中部与主燃料管5固连,三号转动盘73一侧设有引流罩75;所述扇形板74固连在三号转动盘73的外圈上,引流罩75用于控制空气对三号转动盘73的驱动。工作时,进入到筒体1内部的空气,空气接触到三号转动盘73,在引流罩75下空气充分作用于扇形板74,扇形板74使得三号转动盘73在筒体1内壁滑动的同时又发生转动,从而既控制主燃料管5进入到燃烧区13的长度,又控制了主燃料管5的旋转;而从相邻扇形板74间逸出的空气,空气作用与套筒6,使得主燃料管5发生旋转;通过增大主燃料管5的旋转强度,使得喷射出的燃料与空气进行充分的燃烧,从而提高了燃料的燃烧效率。
作为本发明的一种实施方式,所述引流罩75包括一号板76和二号板77;一号板76与二号板77拼接成圆弧形,相邻一号板76和二号板77间设有一号凹槽78和四号孔79;所述四号孔79垂直一号凹槽78;所述一号凹槽78包括二号凹槽781和三号凹槽782;所述二号凹槽781位于一号板76处;所述三号凹槽782位于二号板77处。工作时,通过四号孔79将引流罩75中汇聚的空气逸出引流罩75,以防引流罩75中空气过大而造成引流罩75的损坏,从而保护了引流罩75。
作为本发明的一种实施方式,所述三号凹槽782处通过弹簧固连有一号滑块783;所述一号滑块783由磁性材料制成;所述二号凹槽781一侧设有电磁铁784,电磁铁784用于控制一号滑块783在二号凹槽781和三号凹槽782中滑动,一号滑块783在滑动中控制四号孔79开合。工作时,通过电磁铁784通电,使得一号滑块783在二号凹槽781和三号凹槽782中滑动,一号滑块783在滑动中将四号孔79堵住,使得空气都作用与三号转动盘73,当需要减少三号转动盘73的作用强度时,通过电磁铁784断电,一号滑块783在弹簧的作用下恢复原位,空气从四号孔79中溢出,从而减小了三号转动盘73的作用强度。
工作时,通过抽气泵将空气从进气孔12中输送到筒体1中,同时将燃料从进料口11处输送到筒体1中,在筒体1内部压力值一定情况下,通过控制空气的进入量,从而控制燃料的进入量;在空气的推动下,推动驱动单元7在筒体1内壁滑动,驱动单元7滑动的距离决定主燃料管5进入到燃烧区13中的长度,从驱动单元7逸出的空气从套筒6的一号通道61进入,在二号通道62处,由于二号通道62为斜通道,在空气作用下,使得与套筒6固连的主燃料管5发生旋转,燃料从主燃料管5外圈设置的主燃料喷孔51旋转喷射到燃烧区13中进行燃烧;通过控制主燃料管5进入到燃烧区13的长度,从而控制燃料喷射到燃烧区13中的量,且通过主燃料管5的旋转喷射,增大了燃料与空气的接触面积,使得进入到燃烧区13中的燃料完全燃烧,避免了燃料的浪费,从而提高了燃料燃烧的效率;燃料燃烧产生的内能用于发电机的发电。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准,按照人物观察视角为标准,装置面对观察者的一面定义为前,观察者左侧定义为左,依次类推。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种燃气轮机,包括筒体(1)、进料口(11)和进气孔(12);其特征在于:还包括折叠管(2)、滑动伸缩杆(3)、安装板(4)、主燃料管(5)、套筒(6)和驱动单元(7);所述主燃料管(5)安装在筒体(1)内部,主燃料管(5)的外圈上设有多组主燃料喷孔(51);所述套筒(6)套设在主燃料管(5)的外圈上,套筒(6)将主燃料管(5)外圈上的主燃料喷孔(51)堵住,套筒(6)将筒体(1)内部分为燃烧区(13)和非燃区(14),套筒(6)内部设有一号通道(61)和二号通道(62);所述一号通道(61)为直通道,二号通道(62)为斜通道,一号通道(61)与二号通道(62)相互连通;空气通过一号通道(61)和二号通道(62)驱动与套筒(6)连接的主燃料管(5)旋转;所述非燃区(14)位于套筒(6)的左侧,燃烧区(13)位于套筒(6)的右侧;所述主燃料管(5)一端固连在驱动单元(7)上,主燃料管(5)另一端密封且伸入到燃烧区(13)中;所述驱动单元(7)通过滑动伸缩杆(3)固连在安装板(4)上,通过空气与驱动单元(7)的配合控制主燃料管(5)端头进入燃烧区(13)的长度;所述安装板(4)通过转动轴承转动安装在筒体(1)左侧内壁上,安装板(4)中部与进料口(11)连通;所述折叠管(2)一端与驱动单元(7)固连,折叠管(2)另一端与安装板(4)固连;所述筒体(1)左侧壁设有进料口(11)和进气孔(12);所述进气孔(12)位于进料口(11)的两侧;所述进料口(11)与进料管连通,进料管的一侧设有压力阀。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述驱动单元(7)为一号转动盘(71);所述一号转动盘(71)中部与主燃料管(5)固连,一号转动盘(71)上设有一号孔(711)和二号孔(712);所述一号孔(711)为半圆形孔,二号孔(712)为直孔,一号孔(711)与二号孔(712)相互连通,一号孔(711)与二号孔(712)绕主燃料管(5)呈圆周分布。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述驱动单元(7)为二号转动盘(72);所述二号转动盘(72)中部与主燃料管(5)固连,一号转动盘(71)上设有三号孔(721)和调节单元(8),所述三号孔(721)绕主燃料管(5)呈圆周分布;所述调节单元(8)固连在二号转动盘(72)的一侧的凹槽中。
4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述调节单元(8)为弧形板(81);所述弧形板(81)一端与二号转动盘(72)接触,弧形板(81)另一端通过弹簧固连在二号转动盘(72)的凹槽中;弧形板(81)遮盖在三号孔(721)上,通过空气从三号孔(721)中进入,在空气的作用下推动弧形板(81)在二号转动盘(72)的凹槽中滑动。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述驱动单元(7)包括三号转动盘(73)和扇形板(74);所述三号转动盘(73)中部与主燃料管(5)固连,三号转动盘(73)一侧设有引流罩(75);所述扇形板(74)固连在三号转动盘(73)的外圈上,引流罩(75)用于控制空气对三号转动盘(73)的驱动。
6.根据权利要求5所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述引流罩(75)包括一号板(76)和二号板(77);一号板(76)与二号板(77)拼接成圆弧形,相邻一号板(76)和二号板(77)间设有一号凹槽(78)和四号孔(79);所述四号孔(79)垂直一号凹槽(78);所述一号凹槽(78)包括二号凹槽(781)和三号凹槽(782);所述二号凹槽(781)位于一号板(76)处;所述三号凹槽(782)位于二号板(77)处。
7.根据权利要求6所述的一种燃气轮机,其特征在于:所述三号凹槽(782)处通过弹簧固连有一号滑块(783);所述一号滑块(783)由磁性材料制成;所述二号凹槽(781)一侧设有电磁铁(784),电磁铁(784)用于控制一号滑块(783)在二号凹槽(781)和三号凹槽(782)中滑动,一号滑块(783)在滑动中控制四号孔(79)开合。
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