喷嘴制造技术

本公开的实施例的一个方面提供一种喷嘴，包括：本体，被构造成管形结构，本体的内部限定第一流道，本体的外部限定第二流道；以及多个等离子激励器，沿本体的出口端的周向方向均匀设置，相邻的两个等离子激励器对流体的诱导流动方向相反，以使通过第一流道的第一流体及通过第二流道的第二流体掺混。本公开通过等离子激励器对流体的诱导流动方向的控制、促进通过喷嘴的出口端的流体的掺混程度，以使流体的掺混效果较为充分。混效果较为充分。混效果较为充分。

【技术实现步骤摘要】
喷嘴


[0001]本公开涉及燃烧装置
，更具体地，涉及一种适用于燃气轮机的喷嘴。

技术介绍

[0002]燃气轮机由于具有单机体积小及输出功率大等特点，被广泛应用于电力、航空、石油化工等行业。随着技术的发展，现有燃气轮机的燃烧室除需满足点火可靠、燃烧稳定、燃烧效率高等技术要求外，低排放也成为了一项重要的技术要求。
[0003]针对低排放的要求越来越高，目前，各厂商已开发了多种清洁燃烧技术(如贫预混燃烧技术、稀相预混预蒸发技术、贫油直喷技术以及催化燃烧技术等)，这些技术虽然可以有效降低污染物的排放，但都面临燃烧不稳定的问题。
[0004]为了改善燃烧的热声不稳定现象、提高燃烧器的燃烧效率、增强燃烧稳定性并降低污染物排放，需调控燃料与空气之间的掺混。常用的喷射孔等设计方式，存在掺混不充分、掺混距离过长、流动损失大等缺点。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述以及其他方面的至少一种技术问题，本公开提供一种适用于燃气轮机的喷嘴，通过等离子激励器对流体的诱导流动方向的控制、促进通过喷嘴的出口端的流体的掺混程度，以使流体的掺混效果较为充分。
[0006]本公开的实施例的一个方面提供一种喷嘴，包括：本体，被构造成管形结构，所述本体的内部限定第一流道，所述本体的外部限定第二流道；以及多个等离子激励器，沿所述本体的出口端的周向方向均匀设置，相邻的两个所述等离子激励器对流体的诱导流动方向相反，以使通过所述第一流道的第一流体及通过所述第二流道的第二流体掺混。
[0007]在一种示意性的实施例中，至少一部分所述等离子激励器的激励电压被构造成可调节，以调节所述等离子激励器的激励强度，使得所述第一流体及第二流体与空气的掺混程度可调。
[0008]在一种示意性的实施例中，所述等离子激励器包括：第一电极，设置于所述出口端上；绝缘介质，覆盖所述第一电极的至少一部分；以及第二电极，设置于所述绝缘介质上，并与所述第一电极隔离；其中，所述第一电极与等离子体发生器的接地端电连接，所述第二电极与所述等离子体发生器的高压端电连接。
[0009]在一种示意性的实施例中，相邻的两个所述等离子激励器的所述第二电极沿所述本体的径向方向错位、安装于所述绝缘介质上，一个所述第二电极被构造成靠近所述出口端的内壁面、另一个被构造成靠近所述出口端的外壁面。
[0010]在一种示意性的实施例中，多个所述等离子激励器共用一个所述绝缘介质，所述绝缘介质覆盖于每个所述第一电极的至少一部分上。
[0011]在一种示意性的实施例中，还包括采用绝缘材质制成的隔板，设置于相邻的两个等离子激励器的所述第二电极之间的所述绝缘介质上，以使相邻的两个所述第二电极隔
离。
[0012]在一种示意性的实施例中，所述绝缘第二电极被构造成绕所述本体的轴线旋转，适用于调节所述第二电极相对于所述第一电极的相对位置，以调节所形成的等离子体对流体的诱导流动方向。
[0013]在一种示意性的实施例中，所述出口端被构造成沿与所述本体的径向方向延伸的平面结构。
[0014]在一种示意性的实施例中，多个所述等离子激励器的第一电极沿周向均匀间隔安装于所述出口端的轴向的端面上。
[0015]在一种示意性的实施例中，所述第一电极被构造成扇形结构。
[0016]在一种示意性的实施例中，所述第一电极的与所述出口端的内壁面或外壁面相面对的端部被构造成弯折部，所述弯折部暴露于所述绝缘介质的外侧，并沿所述本体的轴向方向延伸。
[0017]在一种示意性的实施例中，多个所述等离子激励器共用一个所述第一电极，所述第一电极安装于所述出口端的轴向的端面上。
[0018]在一种示意性的实施例中，所述第一电极被构造成环形结构。
[0019]在一种示意性的实施例中，所述第二电极安装在所述绝缘介质的与所述第一电极向背的表面上，在所述本体的轴向方向的投影中，所述第一电极覆盖所述第二电极。
[0020]在一种示意性的实施例中，所述第二电极安装在所述绝缘介质的与所述第一电极相面对的表面及与所述第一电极向背的表面之间的表面上。
[0021]在一种示意性的实施例中，所述绝缘介质的内壁面及内壁面均形成倒角、以使所述出口端被构造成尖锐部。
[0022]在一种示意性的实施例中，所述本体采用绝缘材质制成，以所述尖锐部作为所述绝缘介质。
[0023]在一种示意性的实施例中，相邻的两个所述等离子激励器的所述第一电极错位设置，一个与所述内壁面的延伸方向大致平行，另一个与所述外壁面的延伸方向大致平行。
[0024]在一种示意性的实施例中，相邻的两个所述等离子激励器的所述第二电极错位设置，一个所述第二电极设置于所述内壁面上，另一个所述第二电极设置于所述外延上，每个所述第二电极与一个所述第一电极的位置相对应、并与所对应的所述第一电极的延伸方向大致平行。
[0025]在一种示意性的实施例中，所述第一电极被构造成环形结构，沿与本体的轴向方向大致相同的延伸方向、设置于所述尖锐部内。
[0026]在一种示意性的实施例中，还包括多个第三电极，每个所述第三电极设置于相邻的两个所述第二电极之间的所述内壁面的远离所述第二电极的一侧，所述第三电极与所述等离子体发生器的高压端电连接。
[0027]根据本公开提供的喷嘴，通过等离子激励器对流体进行诱导流动，以使第一流体及第二流体在等离子激励器的作用下、在通过出口端时，与第一流道或第二流道的主流速度方向发生偏移，以增加第一流体及第二流体的接触面积。相邻的两个等离子激励器对流体的诱导流动方向相反，可使得被不同等离子激励器所诱导的流体之间形成剪切力、并在下游发展的过程中形成涡系结构，有利于第一流体及第二流体进行较为充分的掺混。
附图说明
[0028]图1是根据本公开的一种示意性实施例的喷嘴的立体图；
[0029]图2是图1所示的示意性的实施例的等离子激励器对流体的诱导流动方向的示意图；
[0030]图3是图2所示的示意性的实施例的第一流体及第二流体被诱导后的主流速度方向的示意图；
[0031]图4示意性示出了设置隔板的喷嘴的实施方式的立体图；
[0032]图5示意性示出了第二电极被构造成绕本体的轴线旋转的喷嘴的实施方式的立体图；
[0033]图6示意性示出了第一电极被构造成包括弯折部的喷嘴的实施方式的立体图；
[0034]图7示意性示出了第一电极被构造成环形结构的喷嘴的实施方式的立体图；
[0035]图8示意性示出了第二电极设置于绝缘介质的内壁面及外壁面的喷嘴的实施方式的立体图；
[0036]图9示意性示出了绝缘介质的内壁面及外壁面形成倒角的喷嘴的实施方式的立体图；以及
[0037]图10示意性示出了设置第三电极的喷嘴的实施方式的立体图。
[0038]上述附图中，附图标记含义具体如下：
[0039]1、本体；
[0040]11、第一流道；
[0041]1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴，其特征在于，包括：本体(1)，被构造成管形结构，所述本体(1)的内部限定第一流道(11)，所述本体(1)的外部限定第二流道(12)；以及多个等离子激励器(2)，沿所述本体(1)的出口端的周向方向均匀设置，相邻的两个所述等离子激励器(2)对流体的诱导流动方向相反，以使通过所述第一流道(11)的第一流体及通过所述第二流道(12)的第二流体掺混。2.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，至少一部分所述等离子激励器(2)的激励电压被构造成可调节，以调节所述等离子激励器(2)的激励强度，使得所述第一流体及第二流体与空气的掺混程度可调。3.根据权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，所述等离子激励器(2)包括：第一电极(23)，设置于所述出口端上；绝缘介质(21)，覆盖所述第一电极(23)的至少一部分；以及第二电极(22)，设置于所述绝缘介质(21)上，并与所述第一电极(23)隔离；其中，所述第一电极(23)与等离子体发生器(3)的接地端(31)电连接，所述第二电极(22)与所述等离子体发生器(3)的高压端(32)电连接。4.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，相邻的两个所述等离子激励器(2)的所述第二电极(22)沿所述本体(1)的径向方向错位、安装于所述绝缘介质(21)上，一个所述第二电极(22)被构造成靠近所述出口端的内壁面、另一个被构造成靠近所述出口端的外壁面。5.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，多个所述等离子激励器(2)共用一个所述绝缘介质(21)，所述绝缘介质(21)覆盖于每个所述第一电极(23)的至少一部分上。6.根据权利要求3所述的喷嘴，其特征在于，还包括采用绝缘材质制成的隔板(24)，设置于相邻的两个等离子激励器(2)的所述第二电极(22)之间的所述绝缘介质(21)上，以使相邻的两个所述第二电极(22)隔离。7.根据权利要求3至6中任一所述的喷嘴，其特征在于，所述绝缘第二电极(22)被构造成绕所述本体(1)的轴线旋转，适用于调节所述第二电极(22)相对于所述第一电极(23)的相对位置，以调节所形成的等离子体对流体的诱导流动方向。8.根据权利要求3至6中任一所述的喷嘴，其特征在于，所述出口端被构造成沿与所述本体(1)的径向方向延伸的平面结构。9.根据权利要求8所述的喷嘴，其特征在于，多个所述等离子激励器(2)的第一电极(23)沿周向均匀间隔安装于所述出口端的轴向的端面上。10.根据权利要求9所述的喷嘴，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钢，雷志军，杨金虎，徐纲，穆勇，刘富强，刘存喜，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：