本發(fā)明屬于燃氣輪機或燃氣鍋爐的設備零件領域，特別是具有波瓣旋流葉片的旋流器。

背景技術：

為了進一步降低燃用氣體燃料的燃氣輪機以及鍋爐的氮氧化物排放指標，需要這些設備運行在預混合燃燒模式下。預混合燃燒模式需要燃料和空氣均勻混合后再點燃，燃料在空氣中混合的越均勻，其燃燒穩(wěn)定性和排放指標越好。

目前，燃料氣和空氣的混合方式為：在旋流器上游或旋流器葉片前緣附近開孔，燃料氣通過這些孔以垂直于氣流方向進入空氣通道中與空氣混合形成均相混合氣體。當燃料氣體壓力不足達不到足夠的穿透深度時往往得不到質(zhì)量很好的均相混合氣體，并且在旋流器下游需要為燃料氣在空氣中的擴散預留較大的空間。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的將旋流器的尾緣結構設計成波瓣結構，并在葉片尾緣增加燃料氣噴口，使整條波浪狀的葉片尾緣都可作為燃料氣噴口。

為了解決上述問題，本發(fā)明提出具有波瓣旋流葉片的旋流器。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

具有波瓣旋流葉片的旋流器，包括波瓣旋流葉片、旋流器，所述旋流器為圓柱體，旋流器內(nèi)部沿軸向設置有內(nèi)輸送道與外輸送道，內(nèi)輸送道為旋流器內(nèi)部中央空腔，外輸送道為內(nèi)輸送道外側(cè)圓環(huán)形空腔，波瓣旋流葉片與旋流器側(cè)面連接，波瓣旋流葉片為流線型結構，波瓣旋流葉片的尾部邊緣為波浪狀的波瓣結構，波瓣旋流葉片在流動方向上具有周向偏轉(zhuǎn)，波瓣的波長方向為旋流器的徑向方向，波瓣旋流葉片為內(nèi)部中空的殼體結構并且設置有相互分隔的兩個空腔，兩個空腔分別為前腔和后腔，前腔與外輸送道連通，后腔與內(nèi)輸送道連通。內(nèi)輸送道和外輸送道用于輸送待混合的燃料氣，并且通過旋流器的旋轉(zhuǎn)將燃料氣導入波瓣旋流葉片，波瓣旋流葉片用于將燃料氣以垂直于氣流方向排入空氣通道中與空氣混合形成均相混合氣體，前腔和后腔的設計保證燃料氣能充分的到達通道深處，并且前腔與外輸送道連通，后腔與內(nèi)輸送道連通，由于中央空腔體積較大，利用后腔處于通道后方的位置，使大量的燃料氣能深入通道深處，而少量的燃燒氣通過體積較小的外輸送道進入前腔時壓力較大，也不會由于局部壓力不足導致無法進入通道深處。

進一步的，所述旋流器尾部設置有子彈頭狀的中心錐，中心錐位于波瓣旋流葉片后方。中心錐的作用是防止氣流在旋流器后產(chǎn)生分離，避免氣流分離后使氣體壓力減小。

進一步的，所述波瓣旋流葉片的前腔處設置有噴射孔，噴射孔與前腔連通。噴射孔可使燃料氣從波瓣旋流葉片側(cè)面噴出，即便只有少量的燃料氣進入前腔依然可以排入通道內(nèi)。

進一步的，所述波瓣旋流葉片的波瓣設置有噴口，噴口采用波瓣中間劈縫開孔或者波瓣側(cè)向劈縫開孔方式，噴口與后腔連通。噴口噴出的燃料氣平行于氣流方向，正處在流向渦區(qū)域，可達到很好的混合效果。

優(yōu)選的，所述噴口形狀為長縫形、矩形、圓形。特殊幾何外形產(chǎn)生的流向渦加強了局部擾動，使上游的燃料氣和空氣混合的更均勻。

進一步的，所述波瓣旋流葉片的波瓣具有波峰波谷，可以是半圓形、三角形、方形、正弦波形。特殊幾何外形產(chǎn)生的流向渦加強了局部擾動，使上游的燃料氣和空氣混合的更均勻。

優(yōu)選的，所述波瓣波高與波長之比為0.2至1，波長與通道高度之比為0.1至1。特殊幾何外形產(chǎn)生的流向渦加強了局部擾動，使上游的燃料氣和空氣混合的更均勻

優(yōu)選的，所述波瓣起始位置在波瓣旋流葉片前緣朝向尾緣方向的0.4～0.9倍弧長處。特殊幾何外形產(chǎn)生的流向渦加強了局部擾動，使上游的燃料氣和空氣混合的更均勻

本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明在燃料氣壓力低的情況下，可以將燃料氣通過尾緣噴口噴射，不需達到足夠的穿透深度就可將燃料氣較為均勻的布撒在空氣中。

2、本發(fā)明依靠葉片尾緣波瓣結構平行于氣流方向，正處在流向渦區(qū)域，加強了局部擾動，產(chǎn)生強大燃料氣-空氣摻混效果，從而形成質(zhì)量更高的均相混合氣。

3、本發(fā)明依靠葉片尾緣波瓣結構實現(xiàn)燃料氣-空氣摻混效果，有效減小旋流器后部用于形成均相混合氣的空間，避免在旋流器下游需要為燃料氣在空氣中的擴散預留較大的空間。

4、本發(fā)明整條波浪狀的葉片尾緣都可作為燃料氣噴口，相比通過前緣噴孔噴氣，噴氣量更大，噴氣效果更好。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。

圖1是本發(fā)明的等軸向截面剖視圖；

圖2是本發(fā)明的正投影截面剖視圖；

圖3是本發(fā)明的波瓣旋流葉片結構示意圖；

圖4是實施例4的波瓣噴口截面剖視圖；

圖5是實施例1的波瓣噴口截面剖視圖；

圖6是實施例2、3的波瓣噴口截面剖視圖；

圖7是本發(fā)明的結構示意圖。

標號說明：

整流罩1；尾緣波瓣噴口2；后腔3；波瓣旋流葉片4；外環(huán)燃料輸送管道5；內(nèi)環(huán)燃料輸送管道6；氣流通道7；前緣噴口8；前腔9；中心錐10；波瓣起始位置11。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1：如圖1、2、3、5所示，具有波瓣旋流葉片的旋流器組件，用于氣體燃料燃燒，包括整流罩1、波瓣旋流葉片4、旋流器，旋流器是圓柱體，內(nèi)部設置有圓柱形空腔—內(nèi)環(huán)燃料輸送管道6與圓環(huán)形空腔—外環(huán)燃料輸送管道5，內(nèi)環(huán)燃料輸送管道6位于外環(huán)燃料輸送管道5內(nèi)側(cè)；中心錐10位于燃料輸送管道后部；旋流器徑向與波瓣旋流葉片4相連接；波瓣旋流葉片4中空，波瓣旋流葉片的波瓣為正弦波形，波瓣起始位置在波瓣旋流葉片前緣朝向尾緣方向的0.4倍弧長處，波瓣波高(h)與波長(l)之比為0.2，波長(l)與通道高度(bl)之比為0.1，前后分為兩個腔，前腔9與后腔3分別和外環(huán)燃料輸送管道5與內(nèi)環(huán)燃料輸送管道6相連；前緣噴口8與前腔相連，尾緣波瓣噴口2與后腔相連；波瓣旋流葉片4徑向外側(cè)連接整流罩1。尾緣波瓣噴口2采用中間劈縫開孔，尾緣波瓣噴口2形狀為長縫形。

使用時，燃燒所需要的空氣通過外環(huán)燃料輸送管道5與整流罩1中間的氣流通道7，流經(jīng)波瓣旋流葉片4；燃料氣經(jīng)由外環(huán)燃料輸送管道5遞送至前腔9，從前緣噴口8噴出，另一路燃料氣經(jīng)由內(nèi)環(huán)燃料輸送管道6遞送至后腔3，從尾緣波瓣噴口2噴出。中心錐10的作用是防止氣流在旋流器后產(chǎn)生分離。氣體燃料噴射孔8噴出的燃料氣垂直于氣流方向，依靠氣體壓力產(chǎn)生足夠的穿透深度與空氣混合。尾緣波瓣噴口2的幾何外形產(chǎn)生的流向渦加強了局部擾動，使上游的燃料氣和空氣混合的更均勻。尾緣波瓣噴口2噴出的燃料氣平行于氣流方向，正處在流向渦區(qū)域，可達到很好的混合效果。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，區(qū)別點在于：如圖1、2、3、6所示，實施例2中波瓣旋流葉片的波瓣為半圓形，波瓣起始位置在波瓣旋流葉片前緣朝向尾緣方向的0.5倍弧長處，尾緣波瓣噴口2采用背風側(cè)劈縫開孔方式，尾緣波瓣噴口2形狀為長縫形。

實施例3：

本實施例與實施例1基本相同，區(qū)別點在于：如圖1、2、3、6所示，實施例3中波瓣旋流葉片的波瓣為三角形，波瓣起始位置在波瓣旋流葉片前緣朝向尾緣方向的0.5倍弧長處，波瓣波高(h)與波長(l)之比為0.5，波長(l)與通道高度(bl)之比為0.5，尾緣波瓣噴口2采用背風側(cè)劈縫開孔方式，尾緣波瓣噴口2形狀為矩形。

實施例4：

本實施例與實施例1基本相同，區(qū)別點在于：如圖1、2、3、4所示，實施例4中波瓣旋流葉片的波瓣為方形，波瓣起始位置在波瓣旋流葉片前緣朝向尾緣方向的0.9倍弧長處，波瓣波高(h)與波長(l)之比為1，波長(l)與通道高度(bl)之比為1，尾緣波瓣噴口2采用迎風側(cè)劈縫開孔方式，尾緣波瓣噴口2形狀為圓形。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。