CN205400907U - 一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置，包括：进气段主管(1)、气体混合段主管(2)和连接法兰(3)；进气段主管(1)的一端设有空气进气口(11)，并且进气段主管(1)的管壁上设有沼气进气管(12)；而进气段主管(1)的另一端与气体混合段主管(2)的进气口通过连接法兰(3)密封连接，并且进气段主管(1)与气体混合段主管(2)连通；气体混合段主管(2)内沿轴向设有至少两段螺旋导流板(4)，并且相邻两段螺旋导流板(4)的螺旋方向相反，从而使气体混合段主管(2)内形成轴向螺旋流道。本实用新型不仅能够在保证较小压损的前提下，将空气与沼气在进入燃烧室之前充分混合，而且结构简单、易于加工组装、成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及外燃式沼气微型燃气轮机技术领域，尤其涉及一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置。
背景技术
近几年来，沼气的利用越来越受到人们的关注，因而沼气微型燃气轮机以其结构简单、可靠性高、环保等优点在各方面都得到了广泛应用。传统的沼气微燃气轮机主要是由早期APU(AuxiliaryPowerUnit，辅助动力装置)改型而来，对沼气品质的要求比较高。新式的外燃式沼气微型燃气轮机将燃烧室外置(如图1所示)，从而避免了燃气与转动部件的直接接触，这不仅降低了对沼气品质的要求，而且可以使燃烧室内的燃烧在常压下进行。在这种条件下，现有的涡发生器因能量损失较大等原因已经很难适用到这种外燃式沼气微型燃气轮机上。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置，不仅能够在保证较小压损的前提下，将空气与沼气在进入燃烧室前充分混合，而且结构简单、易于加工组装、成本低廉。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置，包括：进气段主管1、气体混合段主管2和连接法兰3；进气段主管1的一端设有空气进气口11，并且进气段主管1的管壁上设有沼气进气管12；而进气段主管1的另一端与气体混合段主管2的进气口通过连接法兰3密封连接，并且进气段主管1与气体混合段主管2连通；气体混合段主管2的内部沿轴向设有至少两段螺旋导流板4，并且相邻两段螺旋导流板4的螺旋方向相反，从而将气体混合段主管2的内部分隔成轴向螺旋流道。
优选地，气体混合段主管2靠近出气口的一端设有管径收缩段2a，并且管径收缩段2a的长度占气体混合段主管2整体长度的1/5。
优选地，沼气进气管12的前端伸入到进气段主管1的径向中部。
优选地，伸入到进气段主管1内部的沼气进气管12的管壁上设有沼气出气孔12a，并且沼气出气孔12a的轴向与进气段主管1的轴向之间呈5～10度夹角。
优选地，进气段主管1由空气进气口11到轴向另一端，内径逐渐增大，从而使进气段主管1的内部形成扩张型流道。
优选地，进气段主管1的空气进气口11与涡轮出气口连通。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例所提供的气体混合装置通过在气体混合段主管2内沿轴向设置至少两段螺旋导流板4，并且使相邻两段螺旋导流板4的螺旋方向呈90°交替相反，从而将气体混合段主管2的内部分隔成轴向螺旋流道，因此当沼气和空气在气体混合段主管2内流动时，气体在螺旋方向相反的相邻两段螺旋导流板4的导流下，会产生交替螺旋的涡流，从而可以使空气与沼气在进入燃烧室之前充分均匀混合。同时，由于气体混合段主管2靠近出气口的一端设有管径收缩段2a，因此当气流经过管径收缩段2a时，气流的静压会降低，速度会增大，这可以对空气与沼气因混合过程中能量损失而造成的速度下降进行有效弥补，从而可以保证本实用新型所提供的气体混合装置仅需耗费较小压损。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有外燃式沼气微型燃气轮机的热力循环示意图。
图2为本实用新型实施例所提供的气体混合装置的结构示意图一。
图3为本实用新型实施例所提供的气体混合装置的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
下面对本实用新型提供的外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置进行详细描述。
实施例一
如图2和图3所示，一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置，其具体结构可以包括：进气段主管1、气体混合段主管2和连接法兰3；进气段主管1的一端为空气进气口11，并且进气段主管1的管壁上设有沼气进气管12；而进气段主管1的另一端与气体混合段主管2的进气口通过连接法兰3密封连接，并且进气段主管1与气体混合段主管2连通，进气段主管1的轴向与进气段主管1的轴向平行。气体混合段主管2的内部沿气体混合段主管2轴向设有至少两段螺旋导流板4，并且相邻两段螺旋导流板4的螺旋方向呈90°交叉相反，从而将气体混合段主管2的内部流道(流道即气体流通通道)分隔成轴向螺旋流道。
具体地，该气体混合装置的各部件具体可以包括如下的实施方案：
(1)气体混合段主管2靠近出气口的一端设有管径收缩段2a(管径收缩段2a是指气体混合段主管2的内径沿气体前进方向逐渐减小)，并且管径收缩段2a的长度占气体混合段主管2整体长度的1/5，因此当气流经过管径收缩段2a时，气流的静压会降低，速度会增大，这可以对空气与沼气因混合过程中能量损失而造成的速度下降进行有效弥补，从而可以有效降低该气体混合装置的压损。
(2)进气段主管1由空气进气口11到轴向另一端，其内径沿轴向逐渐增大，从而使进气段主管1的内部形成扩张型流道，这能够降低介质在进入气体混合段主管2时的速度，减少冲击导流板4的损失，从而可以减低介质动能的损失。
(3)在进气段主管1的轴向中间位置的管壁上设有沼气进气管12，并且沼气进气管12的轴向与进气段主管1的轴向垂直，沼气进气管12的前端伸入到进气段主管1的径向中部，同时沼气进气管12位于进气段主管1内部的部分的管壁上设有多个沼气出气孔12a，并且沼气出气孔12a的轴向与进气段主管1的轴向之间呈5-10度夹角，从而避免了沼气的出气方向与空气的前进方向平行，减弱了空气的直接冲击。此外，由于空气气流绕沼气进气管12的柱体流动会在沼气进气管12的圆柱侧面和背部形成了负压区，因此这十分有利于沼气的出口流动，从而提升了沼气与空气混合效果。
(4)进气段主管1的空气进气口11与涡轮出气口连通，在实际应用中，进气段主管1的空气进气口11的一端可以通过法兰与涡轮出气口的管道密封连接，并且使进气段主管1与涡轮出气口连通。
(5)所述的连接法兰3可以采用现有技术中的法兰和密封垫片构成。
(6)螺旋导流板4焊接在气体混合段主管2的内壁上。
进一步地，本实用新型所提供的外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置通过在气体混合段主管2内沿轴向设置至少两段螺旋导流板4，并且使相邻两段螺旋导流板4的螺旋方向呈90°交替相反，从而将气体混合段主管2的内部流道分隔成轴向螺旋流道，因此当沼气和空气在气体混合段主管2内流动时，气体在螺旋方向相反的相邻两段螺旋导流板4的导流下，会产生交替螺旋的涡流，从而可以使空气与沼气在进入燃烧室之前充分均匀混合。同时，由于气体混合段主管2靠近出气口的一端设有管径收缩段2a，因此当气流经过管径收缩段2a时，气流的静压会降低，速度会增大，这可以对空气与沼气因混合过程中能量损失而造成的速度下降进行有效弥补，从而可以保证本实用新型所提供的气体混合装置较小的压损。
综上可见，本实用新型实施例不仅能够在保证较小压损的前提下，将空气与沼气在进入燃烧室之前充分混合，而且结构简单、易于加工组装、成本低廉。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种外燃式沼气微型燃气轮机用气体混合装置，其特征在于，包括：进气段主管(1)、气体混合段主管(2)和连接法兰(3)；
进气段主管(1)的一端设有空气进气口(11)，并且进气段主管(1)的管壁上设有沼气进气管(12)；而进气段主管(1)的另一端与气体混合段主管(2)的进气口通过连接法兰(3)密封连接，并且进气段主管(1)与气体混合段主管(2)连通；
气体混合段主管(2)的内部沿轴向设有至少两段螺旋导流板(4)，并且相邻两段螺旋导流板(4)的螺旋方向相反，从而将气体混合段主管(2)的内部分隔成轴向螺旋流道。
2.根据权利要求1所述的气体混合装置，其特征在于，气体混合段主管(2)靠近出气口的一端设有管径收缩段(2a)，并且管径收缩段(2a)的长度占气体混合段主管(2)整体长度的1/5。
3.根据权利要求1或2所述的气体混合装置，其特征在于，沼气进气管(12)的前端伸入到进气段主管(1)的径向中部。
4.根据权利要求3所述的气体混合装置，其特征在于，伸入到进气段主管(1)内部的沼气进气管(12)的管壁上设有沼气出气孔(12a)，并且沼气出气孔(12a)的轴向与进气段主管(1)的轴向之间呈5～10度夹角。
5.根据权利要求1或2所述的气体混合装置，其特征在于，进气段主管(1)由空气进气口(11)到轴向另一端，内径逐渐增大，从而使进气段主管(1)的内部形成扩张型流道。
6.根据权利要求1或2所述的气体混合装置，其特征在于，进气段主管(1)的空气进气口(11)与涡轮出气口连通。
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