一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构制造技术

本发明专利技术涉及氢气预混技术领域，尤其是一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构

【技术实现步骤摘要】
一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构


[0001]本专利技术涉及氢气预混
，尤其是一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构
。

技术介绍

[0002]目前，传统化石燃料含碳量高，不能满足低碳排放需求
。
氢气作为一种新型绿色能源，其与氧气的反应产物为水或水蒸气，具有宽适燃
、
高热值和零碳排放的优势，是非常具有发展潜力的燃料，尤其是在航空发动机及地面燃气轮机领域
。
[0003]氢气具有密度低
、
可燃边界宽
、
燃烧速度快
、
火焰温度高的特点
。
传统燃气轮机燃烧组织方式中，为了降低
NOx
排放，均需采用预混燃烧模式，降低火焰区最高温度
。
若采用传统的扩散燃烧方式将产生大量的
NOx
排放，不能达到环保的要求
。
随着以氢气为燃料的燃烧技术的发展，对氢气和空气的预混技术提出了更高的要求，氢气和空气快速混合技术的重要性逐渐凸显
。
在极短的流动距离内完成高速氢气射流与空气的均匀混合，同时保证预混容器出口速度均匀分布且保证氢气不外溢，是氢气和空气快速预混技术需要实现的目标
。
[0004]因氢气密度低
、
流动动量小
、
燃烧边界宽，使用横向氢气射流的方式难以在较短的流动距离内，将氢气和空气进行完全混合且保证不外溢
。
现有的氢气和空气的混合结构体积大
、
混合距离长
、
混合效果较差，并且容易外溢
。
如直接应用在现有的以氢气为燃料的地面燃气轮机或航空发动机上，会导致火焰中局部当量比高，出现局部热点，使得
NOx
排放高，并且有可能发生氢气外溢现象，引起爆炸事故
。

技术实现思路

[0005]本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，通过设置防外溢罩板提高背向氢气射流孔位置的压力，使空气由位于预混管侧壁的空气射流孔以较低的速度进入预混腔，并阻挡氢气从该位置处的空气射流孔溢出；同时，在预混腔内设置氢气导流型面，能够将氢气射流孔内过来的径向氢气射流导向预混腔内轴向方向，提高混合效果
。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，包括预混管体，所述预混管体内设置前后贯通的预混腔，所述预混管体前后两端分别为进气端和预混出气端，预混管体进气端设置密封盖板，所述密封盖板将预混管体进气端密封；所述预混管体进气端侧面设置氢气射流孔，氢气射流孔外侧设置氢气进气管，氢气进气管的出气端伸入氢气射流孔中；所述预混管体进气端侧面沿圆周方向设置多个空气射流孔，多个空气射流孔位于氢气射流孔下游；所述预混管体进气端背向氢气射流孔一侧设置防外溢罩板，防外溢罩板将面向氢气射流孔设置的空气射流孔包覆在内
。
[0007]进一步的，预混管体为圆筒形结构
。
[0008]进一步的，密封盖板和预混管体一体成型
。
[0009]进一步的，防外溢罩板上端通过水平设置的上挡板连接预混管体上端，防外溢罩板下端通过水平设置的下挡板连接预混管体侧壁
。
[0010]进一步的，预混腔内面向氢气射流孔位置设置氢气导流型面，氢气导流型面设置在密封盖板内侧端面，氢气导流型面能够将氢气射流孔内过来的径向氢气射流导向预混腔内轴向方向
。
[0011]进一步的，氢气导流型面为圆弧端面
。
[0012]进一步的，预混管体进气端侧面设置两个侧空气射流孔，两个侧空气射流控孔和氢气射流孔位于同一圆周上，并且两个侧空气射流孔分别设置在氢气射流孔左右两侧
。
[0013]进一步的，氢气导流型面左右两侧分别设置空气导向槽，两个空气导向槽分别和两个侧空气射流孔一一对应连通，空气导向槽能够将侧空气射流孔进入的空气射流导向氢气导流型面上
。
[0014]进一步的，预混出气端内设置收缩腔，收缩腔的横截面积从进气端向出气端由大变小
。
[0015]本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑
、
合理，本专利技术通过设置防外溢罩板提高背向氢气射流孔位置的压力，使空气由位于预混管侧壁的空气射流孔以较低的速度进入预混腔，并阻挡氢气从该位置处的空气射流孔溢出；同时，在预混腔内设置氢气导流型面，能够将氢气射流孔内过来的径向氢气射流导向预混腔内轴向方向，提高混合效果；本专利技术设置的收缩腔能够对混合气流进行整流，将速度整流为均匀流动，从预混出气端喷出；本专利技术的空气导向槽能够将侧空气射流孔进入的空气射流导向氢气导流型面上，使得空气射流和氢气射流在氢气导流型面位置上进行混合，提高混合效果
。
附图说明
[0016]图1为本专利技术主视图
。
[0017]图2为图1中
A
‑
A
剖视图
。
[0018]图3为本专利技术去除氢气进气管后主视图
。
[0019]图4为图3中
B
‑
B
剖视图
。
[0020]其中：
1、
预混管体；
2、
氢气进气管；
3、
氢气射流孔；
4、
侧空气射流孔；
5、
空气射流孔；
6、
防外溢罩板；
7、
氢气导流型面；
8、
空气导向槽；
9、
密封盖板；
10、
收缩腔；
11、
预混出气端；
12、
上挡板；
13、
下挡板
。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式
。
[0022]如图1和图2所示，一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构包括圆筒形结构的预混管体1，预混管体1内设置前后贯通的预混腔，预混管体1前后两端分别为进气端和预混出气端
11
，预混管体1进气端设置密封盖板9，密封盖板9将预混管体1进气端密封，密封盖板9和预混管体1一体成型
。
[0023]如图1和图2所示，预混管体1进气端侧面设置圆形结构的氢气射流孔3，氢气射流孔3外侧设置氢气进气管2，氢气进气管2的出气端伸入氢气射流孔3中，并能够向预混腔内
径向射入氢气
。
[0024]如图1和图2所示，预混管体1进气端侧面设置两个长腰形的侧空气射流孔4，两个侧空气射流控孔4和氢气射流孔3位于同一圆周上，并且两个侧空气射流孔4分别设置在氢气射流孔3左右两侧
。
[0025]如图1和图2所示，预混管体1进气端侧面沿圆周方向设置多个圆形结构的空气射流孔5，多个空气射流孔5位于氢气射流孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，包括预混管体（1），其特征在于：所述预混管体（1）内设置前后贯通的预混腔，所述预混管体（1）前后两端分别为进气端和预混出气端（
11
），预混管体（1）进气端设置密封盖板（9），所述密封盖板（9）将预混管体（1）进气端密封；所述预混管体（1）进气端侧面设置氢气射流孔（3），氢气射流孔（3）外侧设置氢气进气管（2），氢气进气管（2）的出气端伸入氢气射流孔（3）中；所述预混管体（1）进气端侧面沿圆周方向设置多个空气射流孔（5），多个空气射流孔（5）位于氢气射流孔（3）下游；所述预混管体（1）进气端背向氢气射流孔（3）一侧设置防外溢罩板（6），防外溢罩板（6）将面向氢气射流孔（3）设置的空气射流孔（5）包覆在内
。2.
如权利要求1所述的一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，其特征在于：所述预混管体（1）为圆筒形结构
。3.
如权利要求2所述的一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，其特征在于：所述密封盖板（9）和预混管体（1）一体成型
。4.
如权利要求3所述的一种基于氢燃气轮机防氢气外溢的预混管结构，其特征在于：所述防外溢罩板（6）上端通过水平设置的上挡板
(12)
连接预混管体（1）上端，防外溢罩板（6）下端通过水平设置的下挡板（
13
）连接预混管体（1）侧壁
。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永志，庞笑坤，杭开祥，梁祥辉，陈圣斌，牛振华，
申请(专利权)人：无锡明阳氢燃动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：