[发明专利]涡流器

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。