CN112212360A - 叶片角度可调的旋流器及燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种叶片角度可调的旋流器及燃烧装置，包括：中心轴；轴向贯通的圆筒，圆筒同轴套设在中心轴之外，圆筒上设有以圆筒轴线为圆心线圆周阵列的多个滑槽；与多个滑槽一一对应的多个旋流叶片，所有旋流叶片以中心轴轴线为圆心线圆周阵列在由中心轴外周壁和圆筒内周壁共同界定的环状通流空间中，每个旋流叶片转动设置在中心轴上，每个旋流叶片的部分结构滑动设置在对应的滑槽内；当圆筒和中心轴之间发生相对转动时，所有旋流叶片绕自身转动轴线同步转动。本发明能够在旋流器装配后能够灵活调节旋流叶片的导流角度，进而改变旋流器的旋流数，从而在燃气轮机机组安装完成后或者在燃气轮机机组的运行中，改善燃气轮机机组的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及燃气技术领域，特别是涉及一种叶片角度可调的旋流器及燃烧装置。
背景技术
目前，燃气轮机燃烧器普遍采用旋流叶片引导气流流动方向以产生旋流，从而控制燃烧室内流场的稳定燃烧过程。当前市场上的燃气轮机燃烧器在完成安装后几何结构便固定，其产生的旋流数(衡量旋流强弱的指标)也随之确定。
近年来，学术研究与燃机应用实践均表明，改变旋流数会对燃烧室内的燃烧状态产生影响。适当调节燃烧器的旋流叶片角度，调整其旋流数，可以改善火焰稳定性与燃烧污染物排放特性。然而，传统的几何结构固定的燃烧器并没有在安装完成后调节其旋流叶片角度的手段。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种叶片角度可调的旋流器及燃烧装置，在旋流器装配后能够灵活调节旋流叶片的导流角度，进而改变旋流器的旋流数，从而在燃气轮机机组安装完成后或者在燃气轮机机组的运行中，改变旋流叶片的导流角度，实现改变旋流器的旋流数的目的，改善燃气轮机机组的运行状态。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种叶片角度可调的旋流器，包括：
中心轴；
轴向贯通的圆筒，圆筒同轴套设在中心轴之外，圆筒上设有以圆筒轴线为圆心线圆周阵列的多个滑槽；
与多个滑槽一一对应的多个旋流叶片，所有旋流叶片以中心轴轴线为圆心线圆周阵列在由中心轴外周壁和圆筒内周壁共同界定的环状通流空间中，每个旋流叶片转动设置在中心轴上，每个旋流叶片的部分结构滑动设置在对应的滑槽内；
当圆筒和中心轴之间发生相对转动时，所有旋流叶片绕自身转动轴线同步转动。
优选地，所述中心轴的外周壁上开设有与旋流叶片一一对应的安装孔；所述旋流叶片包括导流叶身，导流叶身沿中心轴径向的内侧设有叶柄，叶柄转动插设于安装孔，导流叶身沿中心轴径向的外侧设有与滑槽滑动配合的滑键。
优选地，所述导流叶身朝向中心轴的内边缘与中心轴的外周壁间隙配合。
优选地，所述导流叶身朝向圆筒的外边缘与圆筒的内周壁间隙配合。
优选地，所述滑槽贯通圆筒的内周壁和外周壁。
优选地，所述滑槽沿平行于中心轴轴线的方向延伸。
本发明还提供一种燃烧装置，包括所述叶片角度可调的旋流器。
如上所述，本发明的叶片角度可调的旋流器及燃烧装置，具有以下有益效果：
在本发明的旋流器中，当圆筒和中心轴之间发生相对转动时，由于旋流叶片的部分结构滑动设置在对应的滑槽内并且旋流叶片转动设置在中心轴上，在圆筒的带动下旋流叶片的部分结构一边绕中心轴轴线周向运动，一边沿滑槽的延伸方向滑动，与此同时，旋流叶片绕自身转动轴线转动以改变旋流叶片的导流角度。因此，本发明的叶片角度可调的旋流器能够在安装完成后灵活调节旋流叶片的导流角度，进而改变旋流器的旋流数，从而在燃气轮机机组安装完成后，在不拆卸旋流器的情况下，改变旋流叶片的导流角度，实现改变旋流器的旋流数的目的。
发电厂的燃气轮机机组采用本发明的燃烧装置，能够实现在运行过程中控制、调节旋流叶片的导流角度。在发电厂遭遇如燃气轮机机组燃烧不稳定或其污染物排放量超标等问题时，改变旋流器的旋流数能够作为传统解决方案的辅助手段，在不停机、不中断正常发电计划的条件下改善燃气轮机机组的运行状态。发电厂燃气轮机机组采用上述燃烧装置，通过改变旋流器的旋流叶片的导流角度，就能有效抑制在运行过程中的燃烧不稳定现象，改善燃气轮机机组的运行状态。
附图说明
图1显示为本发明的叶片角度可调的旋流器的结构示意图；
图2显示为中心轴和旋流叶片的连接示意图；
图3显示为叶片角度可调的旋流器的运动示意图。
元件标号说明
1 中心轴
11 安装孔
2 圆筒
21 滑槽
3 旋流叶片
31 导流叶身
32 叶柄
33 滑键
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、图2以及图3所示，本发明提供一种叶片角度可调的旋流器，包括：
中心轴1；
轴向贯通的圆筒2，圆筒2同轴套设在中心轴1之外，圆筒2上设有以圆筒2轴线为圆心线圆周阵列的多个滑槽21；
与多个滑槽21一一对应的多个旋流叶片3，所有旋流叶片3以中心轴1轴线为圆心线圆周阵列在由中心轴1外周壁和圆筒2内周壁共同界定的环状通流空间中，每个旋流叶片3转动设置在中心轴1上，每个旋流叶片3的部分结构滑动设置在对应的滑槽21内；
当圆筒2和中心轴1之间发生相对转动时，所有旋流叶片3绕自身转动轴线同步转动。
在本发明中，当圆筒2和中心轴1之间发生相对转动时，由于旋流叶片3的部分结构滑动设置在对应的滑槽21内并且旋流叶片3转动设置在中心轴1上，在圆筒2的带动下旋流叶片3的部分结构一边绕中心轴1轴线周向运动，一边沿滑槽21的延伸方向滑动，与此同时，旋流叶片3绕自身转动轴线转动以改变旋流叶片3的导流角度。因此，本发明的叶片角度可调的旋流器能够在安装完成后灵活调节旋流叶片3的导流角度，进而改变旋流器的旋流数，从而在燃气轮机机组安装完成后，在不拆卸旋流器的情况下，改变旋流叶片3的导流角度，实现改变旋流器的旋流数的目的。
上述圆筒2和中心轴1之间发生相对转动具有两种实施例：例如，圆筒2处于固定状态，中心轴1与一驱动装置传动连接，中心轴1进行定轴转动。再例如，中心轴1处于固定状态，圆筒2与一驱动装置传动连接，圆筒2进行定轴转动。
为了将上述旋流叶片3转动设置在中心轴1上，上述中心轴1的外周壁上开设有与旋流叶片3一一对应的安装孔11；上述旋流叶片3包括导流叶身31，导流叶身31沿中心轴1径向的内侧设有叶柄32，叶柄32转动插设于安装孔11。为了使旋流叶片3的部分结构与滑槽21之间形成滑动配合，导流叶身31沿中心轴1径向的外侧设有与滑槽21滑动配合的滑键33。进一步的，滑键33设在导流叶身31偏离自身转动轴线的角落处。
为了减少上述旋流叶片3的转动阻力，使旋流叶片3顺畅转动，上述导流叶身31朝向中心轴1的内边缘与中心轴1的外周壁间隙配合。更进一步的，上述导流叶身31朝向圆筒2的外边缘与圆筒2的内周壁间隙配合。
上述滑槽21可以开设在圆筒2的内周壁上并且不贯通圆筒2的外周壁，这样可以应用于一些要求封闭性的应用场景；上述滑槽21也可以贯通圆筒2的内周壁和外周壁。
上述滑槽21的延伸轨迹可以呈直线型，也可以呈曲线型，例如，上述滑槽21沿平行于中心轴1轴线的方向延伸。
本发明还提供一种燃烧装置，包括上述叶片角度可调的旋流器。
发电厂的燃气轮机机组采用本发明的燃烧装置，能够实现在运行过程中控制、调节旋流叶片的导流角度。在发电厂遭遇如燃气轮机机组燃烧不稳定或其污染物排放量超标等问题时，改变旋流器的旋流数能够作为传统解决方案的辅助手段，在不停机、不中断正常发电计划的条件下改善燃气轮机机组的运行状态。具体的，发电厂燃气轮机机组采用上述燃烧装置，通过改变旋流器的旋流叶片的导流角度3至5度，就能对燃气轮机机组的运行状态产生明显的有益效果，旋流器的旋流数的适当变化可以有效抑制在运行过程中的燃烧不稳定现象。因此，本发明的燃烧装置具有极好的市场应用潜力。
综上所述，本发明的叶片角度可调的旋流器及燃烧装置能够在旋流器装配后灵活调节旋流叶片的导流角度，进而改变旋流器的旋流数，从而在燃气轮机机组安装完成后或者在燃气轮机机组的运行中，改变旋流叶片的导流角度，实现改变旋流器的旋流数的目的，改善燃气轮机机组的运行状态。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种叶片角度可调的旋流器，其特征在于，包括：
中心轴(1)；
轴向贯通的圆筒(2)，圆筒(2)同轴套设在中心轴(1)之外，圆筒(2)上设有以圆筒(2)轴线为圆心线圆周阵列的多个滑槽(21)；
与多个滑槽(21)一一对应的多个旋流叶片(3)，所有旋流叶片(3)以中心轴(1)轴线为圆心线圆周阵列在由中心轴(1)外周壁和圆筒(2)内周壁共同界定的环状通流空间中，每个旋流叶片(3)转动设置在中心轴(1)上，每个旋流叶片(3)的部分结构滑动设置在对应的滑槽(21)内；
当圆筒(2)和中心轴(1)之间发生相对转动时，所有旋流叶片(3)绕自身转动轴线同步转动。
2.根据权利要求1所述的叶片角度可调的旋流器，其特征在于：所述中心轴(1)的外周壁上开设有与旋流叶片(3)一一对应的安装孔(11)；所述旋流叶片(3)包括导流叶身(31)，导流叶身(31)沿中心轴(1)径向的内侧设有叶柄(32)，叶柄(32)转动插设于安装孔(11)，导流叶身(31)沿中心轴(1)径向的外侧设有与滑槽(21)滑动配合的滑键(33)。
3.根据权利要求2所述的叶片角度可调的旋流器，其特征在于：所述导流叶身(31)朝向中心轴(1)的内边缘与中心轴(1)的外周壁间隙配合。
4.根据权利要求2所述的叶片角度可调的旋流器，其特征在于：所述导流叶身(31)朝向圆筒(2)的外边缘与圆筒(2)的内周壁间隙配合。
5.根据权利要求1所述的叶片角度可调的旋流器，其特征在于：所述滑槽(21)贯通圆筒(2)的内周壁和外周壁。
6.根据权利要求1所述的叶片角度可调的旋流器，其特征在于：所述滑槽(21)沿平行于中心轴(1)轴线的方向延伸。
7.一种燃烧装置，其特征在于：包括如权利要求1至权利要求6任一项所述的叶片角度可调的旋流器。
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