[发明专利]一种燃气轮机径向进气室流动主动控制装置

说明书

本发明公开了一种燃气轮机径向进气室流动主动控制装置。本发明的径向进气室一侧开口，开口和锥形台形状的出口轮毂的一端密封连接，径向进气室另一侧侧壁开设有出口，出口轮毂的另一端延伸到出口中间，且径向进气室的出口和出口轮毂之间形成出口流道，挡板设置在出口流道中，密封齿盘的一端面安装在径向进气室出口的外端面上并与挡板焊接，密封齿盘的另一端面与直锥齿轮盘同轴焊接；多个导向轮等间隔的均布在直锥齿轮盘的外圆周，每个导向轮与直锥齿轮盘啮合，电机输出轴同轴固接电机齿轮，电机齿轮与直锥齿轮盘啮合。本发明通过带动挡板沿中心轴旋转，改变径向进气室出口流场压力不均匀度，改变流场速度均匀度，实现径向进气室流动的主动控制。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机进气室流动主动控制装置，具体涉及了一种燃气轮机径向进气室流动主动控制装置。

背景技术

与航空发动机轴向进气结构不同，由于空间布置限制，地面燃气轮机和舰船燃气轮机普遍采用径向进气结构，径向进气室不仅会增加进气系统的压损，而且会造成燃气轮机进气总压畸变和速度畸变，从而降低压气机喘振裕度，失速喘振是影响燃气轮机安全运行的主要风险之一。

现有的燃气轮机径向进气室根据额定工况设计，几何结构尺寸固定，在额定工况时运行时不会产生失速喘振问题。但是在燃气轮机起动过程、变工况、快速加减负荷过程，径向进气室出口流场产生非稳态变化，安全运行区间变窄，有进入失速喘振状态的风险。由于雾霾、雨雾天气导致的进气过滤器局部堵塞，会导致进气系统流场畸变加重，燃气轮机有进入失速喘振的风险。现有的燃气轮机径向进气室由于结构固定无法对流场畸变进行有效控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种燃气轮机径向进气室流动主动控制装置，其包括旋转挡板，以控制径向进气室内部流体的流动与分配，实现径向进气室出口流场分布的有效控制，为燃气轮机安全运行与考核提供保障。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明包括径向进气室、挡板、导向轮、电机、直锥齿轮盘、密封齿盘和出口轮毂；

径向进气室一侧开口，开口和锥形台形状的出口轮毂的一端密封连接，径向进气室另一侧侧壁开设有出口，出口轮毂的另一端延伸到出口中间，且径向进气室的出口和出口轮毂之间形成出口流道，多个挡板设置在出口流道中，径向进气室出口的外端面设有密封齿盘，密封齿盘的一端面安装在径向进气室出口的外端面上并与多个挡板焊接，密封齿盘的另一端面与直锥齿轮盘同轴焊接；

径向进气室出口的外端面上还固定安装有电机和多个导向轮，多个导向轮等间隔的均布在直锥齿轮盘的外圆周，每个导向轮与直锥齿轮盘啮合形成一个导向轮齿轮盘副，电机输出轴同轴固接电机齿轮，电机齿轮与直锥齿轮盘啮合形成电机齿轮盘副；电机带动电机齿轮盘副，直锥齿轮盘进行旋转，进而挡板发生周向转动，挡板周向角进行调节使得出口流场分布发生变化，实现径向进气室流动的主动控制。

所述出口轮毂与径向进气室的出口同轴设置，出口轮毂的顶面与出口轮毂的轴向垂直，出口轮毂的底面固定安装在径向进气室内，出口轮毂的顶面延伸出径向进气室出口，安装有出口轮毂的径向进气室的两侧面具有夹角。

所述密封齿盘的一端面安装在径向进气室出口的外端面上并与多个挡板焊接，具体为：

径向进气室出口的外端面上开有一个环形槽，在环形槽中部开有一个环形通槽，密封齿盘的一端面设置有凸起圆环以及分别位于凸起圆环外周和内周的多圈密封齿，密封齿盘的凸起圆环穿设于环形通槽后与多个挡板焊接，密封齿盘的多圈密封齿分别安装在环形槽中。

所述径向进气室的进口宽度大于径向进气室底部的宽度，安装有出口轮毂的径向进气室的两侧面形成的夹角为径向进气室轴向切角β₁；

所述出口轮毂的侧面与出口轮毂轴向形成的夹角为出口轮毂倾角α₁；