涡流器制造技术

本公开提出一种涡流器，包括一级涡流器、二级涡流器、一级文氏管、三级涡流器以及二级文氏管。一级涡流器呈喇叭状，一级涡流器的垂直轴线的截面上等距间隔设置多个第一通孔。一级涡流器活动地安装于二级涡流器，一级涡流器的轴向与周向固定、径向可动；二级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第一圆弧叶片。一级文氏管焊接于二级涡流器的第一环形板上。三级涡流器、与二级涡流器整体铸造，三级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第二圆弧叶片。二级文氏管焊接于所述三级涡流器的第二环形板上。

whirlpool

【技术实现步骤摘要】
涡流器
本公开涉及一种燃气轮机燃烧室，特别涉及一种燃烧室上的涡流器。
技术介绍
在现代中小型燃气轮机燃烧室的结构中，为了保证燃烧室尺寸小、重量轻、稳定性好等特点，通常在火焰筒头部安装涡流器，在较小的空间达到快速稳定火焰的效果。涡流器作为燃烧室部件的重要组成部分，工作性能直接影响燃烧室的综合性能，尤其是点火性能。涡流器的主要作用包括以下三个部分：(1)在火焰筒头部产生高速旋转的射流，从而形成低速回流区，保证燃烧室内火焰的稳定；(2)高速旋转射流，将从喷嘴喷出的燃油破碎成较小的液滴，增加蒸发表面积，加强油滴的雾化；(3)为燃烧室的头部提供燃烧空气，保证燃烧当量比。因此，涡流器对整个燃烧室的性能有非常大的影响。目前中小型燃气轮机燃烧室多采用双级径向涡流器，其包括一级涡流器及二级涡流器，二级涡流器与一级涡流器中间焊接文氏管。燃油在双级径向涡流器经过一次雾化过程得到燃油液滴，可以保证较好的点火性能以及较高的燃烧效率，因此在中小型燃气轮机燃烧室中得到较为广泛的应用。随着对中小型燃气轮机指标要求的增加，对液滴尺寸以及涡流器的雾化能力提出了更高的要求，现有技术所提供的涡流器无法满足进一步降低燃油液滴尺寸的需求。一方面，现有的双级径向涡流器应用在指标先进的中小型燃气轮机燃烧室中，会存在因雾化能力不足而导致点火边界较窄、联焰时间较长的问题。另一方面，现有的双级径向涡流器无法满足先进燃烧室对高燃烧效率及高出口温度分布品质的需求。因而，改善目前的燃烧室点火和联焰时间过长问题，提升燃烧室的点火性能，是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本公开的一个主要目的在于提供一种涡流器，可提升燃烧室的点火性能。为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：根据本公开的一个方面，提供一种涡流器，包括一级涡流器、二级涡流器、一级文氏管、三级涡流器以及二级文氏管。一级涡流器呈喇叭状，所述一级涡流器的垂直轴线的截面上等距间隔设置多个第一通孔。所述一级涡流器活动地安装于所述二级涡流器，所述一级涡流器的轴向与周向固定、径向可动；所述二级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第一圆弧叶片；其中，相邻所述第一圆弧叶片的头部与相邻所述第一圆弧叶片的尾部交错布置。一级文氏管焊接于所述二级涡流器的第一环形板上。三级涡流器、与所述二级涡流器整体铸造，所述三级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第二圆弧叶片；相邻所述第二圆弧叶片的头部与相邻所述第二圆弧叶片的尾部交错布置。二级文氏管焊接于所述三级涡流器的第二环形板上；其中，所述一级涡流器、所述二级涡流器、所述一级文氏管、所述三级涡流器及所述二级文氏管的轴线重合。根据本公开的一个实施方式，涡流器还包括盖板，呈圆环形，所述盖板的径向截面呈P字型，焊接于所述二级涡流器的外端面上。一级涡流器活动地穿设于所述盖板中。根据本公开的一个实施方式，所述第一通孔与所述一级涡流器的轴向垂直，所述第一通孔与所述一级涡流器的径向夹角为23度至45度。根据本公开的一个实施方式，所述第一圆弧叶片的切向与所述二级涡流器的径向夹角为45度至90度；所述第二圆弧叶片的切向与所述三级涡流器的径向夹角为45度至90度。根据本公开的一个实施方式，多个所述第一圆弧叶片的曲率半径为13毫米至19毫米。多个所述第二圆弧叶片的曲率半径为13毫米至19毫米。根据本公开的一个实施方式，多个所述第一圆弧叶片的头部连接形成第一圆周，多个所述第一圆弧叶片的尾部连接形成第二圆周。根据本公开的一个实施方式，多个所述第二圆弧叶片的头部连接形成第三圆周，多个所述第二圆弧叶片的尾部连接形成第四圆周。根据本公开的一个实施方式，多个所述第一通孔的旋向与多个所述第一圆弧叶片的旋向相反。多个所述第一圆弧叶片的旋向与多个所述第二圆弧叶片的旋向相反。根据本公开的一个实施方式，相邻所述第一圆弧叶片的头部与相邻所述第一圆弧叶片的尾部之间形成第一通道。相邻所述第二圆弧叶片的头部与相邻所述第二圆弧叶片的尾部之间形成第二通道。根据本公开的一个实施方式，所述三级文氏管与所述三级涡流器整体铸造。由上述技术方案可知，本公开提出的涡流器的优点和积极效果在于：本公开提出的涡流器，通过三级涡流器及二级文氏管的结构设计，增加了燃油和气体混合物的第二次雾化过程，进一步减小燃油液滴的雾化尺寸，增大了蒸发表面积，强化了气流和燃油之间的混合，达到拓宽点火边界、缩短联焰时间的目的，从而保证燃烧过程可以更加迅速、完全，有效提升了燃烧室点火性能。附图说明通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据本公开的一个实施方式中的涡流器的截面结构示意图；图2是根据本公开的一个实施方式中的一级涡流器的结构示意图；图3是沿图1中线A-A方向的二级涡流器的截面结构示意图；图4是沿图1中线B-B方向的三级涡流器的截面结构示意图；图5是根据本公开的一个实施方式中的盖板的结构示意图；图6是根据本公开的一个实施方式中的一级文氏管的截面结构示意图；图7是根据本公开的一个实施方式中的二级文氏管的截面结构示意图。附图标记说明如下：100：一级涡流器110：第一通孔120：第一内孔130：第一空腔140：固定板141：安装面142：切面150：圆锥筒151：外斜面200：二级涡流器210：第一圆弧叶片211：第一通道220：第一环形板221：外端面222：第一内端面230：第二空腔300：三级涡流器310：第二圆弧叶片311：第二通道320：第二环形板321：第二内端面322：第三内端面330：第三环形板331：第四内端面340：第三空腔350：外螺纹360：弧面400：盖板410：上盖板411：端面420：挡板430：圆弧侧壁500：一级文氏管510：止口520：第一端面530：第二端面600：二级文氏管610：台阶面620：第一端面630：第二端面700：喷嘴具体实施方式体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之中”、“之间”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的涡流器在该示例性实施方式中，本公开提出的涡流器是以应用于燃烧室为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的涡流器或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的涡流器的原理的范围内。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡流器，其特征在于，包括：一级涡流器，呈喇叭状，所述一级涡流器的垂直轴线的截面上等距间隔设置多个第一通孔；二级涡流器，所述一级涡流器活动地安装于所述二级涡流器，所述一级涡流器的轴向与周向固定、径向可动；所述二级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第一圆弧叶片；其中，相邻所述第一圆弧叶片的头部与相邻所述第一圆弧叶片的尾部交错布置；一级文氏管，焊接于所述二级涡流器的第一环形板上；三级涡流器，与所述二级涡流器整体铸造，所述三级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第二圆弧叶片；相邻所述第二圆弧叶片的头部与相邻所述第二圆弧叶片的尾部交错布置；以及二级文氏管，焊接于所述三级涡流器的第二环形板上；其中，所述一级涡流器、所述二级涡流器、所述一级文氏管、所述三级涡流器及所述二级文氏管的轴线重合。

【技术特征摘要】
1.一种涡流器，其特征在于，包括：一级涡流器，呈喇叭状，所述一级涡流器的垂直轴线的截面上等距间隔设置多个第一通孔；二级涡流器，所述一级涡流器活动地安装于所述二级涡流器，所述一级涡流器的轴向与周向固定、径向可动；所述二级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第一圆弧叶片；其中，相邻所述第一圆弧叶片的头部与相邻所述第一圆弧叶片的尾部交错布置；一级文氏管，焊接于所述二级涡流器的第一环形板上；三级涡流器，与所述二级涡流器整体铸造，所述三级涡流器上等距间隔设置多个尺寸相等的第二圆弧叶片；相邻所述第二圆弧叶片的头部与相邻所述第二圆弧叶片的尾部交错布置；以及二级文氏管，焊接于所述三级涡流器的第二环形板上；其中，所述一级涡流器、所述二级涡流器、所述一级文氏管、所述三级涡流器及所述二级文氏管的轴线重合。2.根据权利要求1所述的涡流器，其特征在于，还包括：盖板，呈圆环形，所述盖板的径向截面呈P字型，焊接于所述二级涡流器的外端面上；一级涡流器活动地穿设于所述盖板中。3.根据权利要求1所述的涡流器，其特征在于，所述第一通孔与所述一级涡流器的轴向垂直，所述第一通孔与所述一级涡流器的径向夹角为23度至45度。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭剑勇，王飞，范新雨，吴志娟，刘松，郑剑文，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43