[发明专利]一种变流量旋流器

说明书

本发明属于热能与动力设备技术领域，具体涉及一种变流量旋流器，包括可旋转内轮毂、固定式外轮毂和可旋转叶片；可旋转叶片一侧安装于固定式外轮毂，其另一侧安装于可旋转内轮毂上；可旋转内轮毂包括内轮毂底板和内轮毂出口环道；固定式外轮毂包括外轮毂底板和外轮毂出口环道；可旋转叶片包括可旋转叶片本体、第一叶片滑动轴、第一叶片旋转轴、第二叶片滑动轴和第二叶片旋转轴；该旋流器可以改变叶片安装角和旋流器通流面积，从而改变进入旋流器的空气流量和旋流数，克服了传统固定式旋流器叶片角度和空气流量不可调整的缺点，实现了旋流器非拆卸式在线调节；节省了停机更换、试验调试的时间，提高了旋流器利用率。

技术领域：

本发明属于热能与动力设备技术领域，具体涉及一种变流量旋流器。

背景技术：

随着海洋、港口及大气环境保护的日趋严格，世界各国对燃气轮机燃烧室污染物排放提出了越来越严格的限量规定。在舰船及工业燃气轮机燃烧室高热负荷的紧凑空间内，既要保持很高的燃烧效率和火焰稳定性，又要实现所要求的污染物排放指标，就必须采用低排放燃烧技术，同时控制NOx和CO的排放量。然而，在常规燃烧室中，两者是相互矛盾的。如何在宽阔的工况范围内，既降低NOx排放，又保证CO排放量满足标准，是本发明所要解决的主要技术问题。

为降低燃气轮机燃烧室污染物排放量，一般都采用贫燃预混燃烧技术，使更多的空气由火焰筒头部即旋流器进入，以使燃料和空气充分混合，降低主燃烧区的火焰温度，从而降低NOx排放量。那么就从旋流器进入的空气量就必须达到足够大的比例，此时虽然可以保证在高工况或设计工况下燃烧室NOx和CO排放量满足设计要求，然而，当燃气轮机工况下降时，NOx排放量可以满足指标要求，但CO排放量就会超出设计指标，此时必须调整燃烧室头部进气量，以提高燃烧区温度，使CO能够充分燃烧，从而满足设计要求。

为此，必须采取特殊的技术措施，保证火焰稳定燃烧的同时，可以根据燃气轮机运行工况的要求，调整从火焰筒头部旋流器进入的空气量。

发明内容：

本发明的目的是提供一种变流量旋流器。该旋流器可根据火焰筒尺寸大小及结构特点，调整旋流器轮毂大小，与火焰筒配装后安装在燃气轮机燃烧室中，可通过改变旋流器内外轮毂的相对角度，改变旋流叶片安装角，从而调整进入旋流器的空气流量和空气流出的旋流数。拓宽了燃气轮机低排放工况范围，克服了传统固定式旋流器叶片角度和空气流量不可调整的缺点，实现了旋流器非拆卸式在线调节；节省了停机更换、试验调试的时间，提高了旋流器利用率。

本发明采用的技术方案为：一种变流量旋流器，包括可旋转内轮毂、固定式外轮毂和可旋转叶片；所述可旋转叶片一侧安装于固定式外轮毂，其另一侧安装于可旋转内轮毂上。

进一步地，所述可旋转内轮毂包括内轮毂底板和内轮毂出口环道，内轮毂底板上沿圆周阵列布置若干个内轮毂径向滑道和内轮毂周向滑道。

进一步地，所述固定式外轮毂包括外轮毂底板和外轮毂出口环道，外轮毂底板上沿圆周阵列布置若干外轮毂旋转滑道和外轮毂旋转轴承。

进一步地，所述可旋转叶片包括可旋转叶片本体、第一叶片滑动轴、第一叶片旋转轴、第二叶片滑动轴和第二叶片旋转轴，第一叶片滑动轴、第一叶片旋转轴和第二叶片滑动轴、第二叶片旋转轴分别位于可旋转叶片本体两侧；第一叶片滑动轴安装于内轮毂径向滑道内，可沿径向滑动；第一叶片旋转轴安装于内轮毂周向滑道内，可沿周向滑道转动；第二叶片滑动轴安装于外轮毂旋转滑道内，可沿旋转滑道转动；第二叶片旋转轴安装于外轮毂旋转轴承中，可以绕其转动；外轮毂旋转滑道是以外轮毂旋转轴承为圆心，以第一叶片滑动轴到第一叶片旋转轴的距离为半径，旋转一定角度的圆弧为型线设计的弧形滑道；通过可旋转内轮毂的转动，可以带动可旋转叶片沿内轮毂径向滑道、内轮毂周向滑道、外轮毂旋转滑道和外轮毂旋转轴承进行滑动和旋转，改变叶片安装角和旋流器的通流面积，从而改变流经旋流器的空气流量和旋流数，以适应燃气轮机工况的变化，调节燃烧区温度，降低燃烧室污染物排放，从而拓宽燃气轮机低排放工况范围，实现旋流器非拆卸式在线调节。