[发明专利]可变进气轴流式涡轮机

说明书

提供了一种可变进气轴流式涡轮机。该可变进气轴流式涡轮机包括叶轮、第一部分进气盘以及第二部分进气盘。第一部分进气盘包括第一进气部。第一进气部连通第一部分进气盘的轴向一侧和第一部分进气盘的轴向另一侧，在第一部分进气盘的周向上非整周地延伸。第二部分进气盘包括第二进气部。第二进气部连通第二部分进气盘的轴向一侧和第二部分进气盘的轴向另一侧，在第二部分进气盘的周向上非整周地延伸。第二部分进气盘与第一部分进气盘能够相对转动，使得第二进气部与第一进气部能够在轴向上重叠。这样，通过使第一部分进气盘与第二部分进气盘相互配合，可变进气轴流式涡轮机能够适应不同的流量下的工况，进而改善不同工况下涡轮机的性能和效率。

技术领域

本申请涉及涡轮机领域，更具体地涉及一种可变进气轴流式涡轮机。

背景技术

轴流式涡轮机广泛应用于燃气轮机、蒸汽轮机和航空发动机等能源动力装置，具有功率密度大、效率高等优点。部分进气轴流式涡轮机可用于超临界二氧化碳循环发电系统、有机工质朗肯循环发电系统、微型燃气轮机和制冷循环系统等热力循环系统和装置。通过采用部分进气设计，叶轮叶片可以具有较高的高度，从而显著提升微小型轴流式涡轮机的效率。

进气度对部分进气轴流式涡轮机的性能影响很大。然而，由于结构限制，现有的部分进气轴流式涡轮机一般采用固定进气度设计，导致涡轮机在变流量工况条件下性能显著下降。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种可变进气轴流式涡轮机，其能够克服上述背景技术中说明的缺点中的至少一个缺点。

为了实现上述目的，本申请采用如下的技术方案。

本申请提供了一种如下的可变进气轴流式涡轮机，该可变进气轴流式涡轮机包括：叶轮；第一部分进气盘，其包括第一进气部，所述第一进气部连通所述第一部分进气盘的轴向一侧和所述第一部分进气盘的轴向另一侧，所述第一进气部在所述第一部分进气盘的周向上非整周地延伸，所述第一部分进气盘位于所述叶轮的轴向一侧并且与所述叶轮同轴地布置；以及第二部分进气盘，其包括第二进气部，所述第二进气部连通所述第二部分进气盘的轴向一侧和所述第二部分进气盘的轴向另一侧，所述第二进气部在所述第二部分进气盘的周向上非整周地延伸，所述第二部分进气盘位于所述叶轮的轴向一侧并且与所述叶轮同轴地布置，所述第一部分进气盘位于所述第二部分进气盘与所述叶轮之间，所述第二部分进气盘与所述第一部分进气盘能够相对转动，使得所述第二进气部与所述第一进气部能够在轴向上重叠。

在一个可选的方案中，所述第一进气部在所述第一部分进气盘的周向上连续地延伸，所述第二进气部在所述第二部分进气盘的周向上连续地延伸。

在另一个可选的方案中，所述第一进气部在所述第一部分进气盘的周向上的延伸角度与所述第二进气部在所述第二部分进气盘的周向上的延伸角度之和小于或等于360°。

在另一个可选的方案中，所述第一进气部在所述第一部分进气盘的周向上的延伸角度为180°至270°，并且/或者所述第二进气部在所述第二部分进气盘的周向上的延伸角度为180°至270°。

在另一个可选的方案中，还包括喷嘴，所述喷嘴包括喷嘴盘和多个喷嘴叶片，所述多个喷嘴叶片设置于所述喷嘴盘的外周面并且在所述喷嘴盘的周向上间隔开，相邻的所述喷嘴叶片之间形成喷嘴流道，所述喷嘴与所述叶轮同轴地布置，所述喷嘴位于所述叶轮与所述第一部分进气盘之间，多个所述喷嘴流道中的至少一部分连通所述第一进气部与所述叶轮。

在另一个可选的方案中，多个所述喷嘴流道包括第一喷嘴流道和第二喷嘴流道，所述第一喷嘴流道和所述第二喷嘴流道具有不同的喉部面积，所述第一部分进气盘与所述喷嘴能够相对转动。

在另一个可选的方案中，所述多个喷嘴叶片中的至少两个具有不同的叶片出口角。

在另一个可选的方案中，所述多个喷嘴叶片中的至少两个具有不同的叶片进口角。