一种可调角度的引气防冰装置

1.本发明涉及的是一种燃气轮机进气装置，具体地说是引气防冰装置。


背景技术：

2.燃气轮机因其单机功率大、功率密度高、可靠性高等优点，广泛应用在船舶、航空、发电、输气管道等领域。船舶燃气轮机由于其进气道距离长、结构复杂，且工作在高盐雾、湿冷的空气环境下，因此进气道常有结冰现象的发生。船舶燃气轮机进气系统的结冰现象常常发生在进气滤器表面发生，引发堵塞的可能性，如果不能得到及时的处理，将会导致进气流量的降低，影响燃气轮机的工作效率，严重时将会扰乱燃气轮机的正常运行。如果想要让船舶在极地和极端的海洋环境下工作，必须具备在严苛的海洋环境高效、稳定作业的基本能力。
3.目前通常采用的防冰措施是将压气机压缩后的高温高压气体引至进气处加热来流湿空气进行引气防冰，所采用的结构通常为固定的引气管路和引气通道，其喷头方向仅仅能朝固定方向进行气流的掺混，在引气喷头虽然能对主流的局部区域进行加热，但无法实现多角度，可控制的定向除冰。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供可以克服现有船舶进口防冰装置技术缺陷的一种可调角度的引气防冰装置。
5.本发明的目的是这样实现的：
6.本发明一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：包括引气防冰单元，所述引气防冰单元包括引气防冰支管、活动连杆，引气防冰支管后方连接连杆固定支架，连杆固定支架通过固定插销连接活动连杆，引气防冰支管前方设置引气防冰喷头，引气防冰喷头与引气防冰支管相通，引气防冰支管里分别设置上限位套筒和下限位套筒，上限位套筒位于下限位套筒的上方。
7.本发明还可以包括：
8.1、引气防冰支管里分别设置限制上限位套筒位置的上限位凸台和限制下限位套筒的下限位凸台。
9.2、上限位套管和下限位套管上设置螺纹，以旋转的方式与引气防冰支管连接。
10.3、所述活动连杆、引气防冰支管通过固定插销带动引气防冰支管转动，其旋转角θ在-45
°
至45
°
变化。
11.4、引气防冰喷头的外直径dp范围在16mm至20mm之间，引气防冰喷头的壁厚为δ。
12.5、引气防冰支管的外侧直径为dn、壁厚为2δ；上限位套管和下限位套管的外直径为dn-4δ、壁厚为δ；连杆固定支架为宽高为2δ的方形金属长条，焊接于引气防冰支管上，焊接位置在引气防冰喷头的中心线与引气防冰支管对侧表面的交点处。
13.6、所述引气防冰单元包括四个，并行布置。
14.本发明的优势在于：本发明在通过结构设计，针对船用引气防冰的指向性喷射热气从而实现覆盖式除冰的需求，在同时保证密封性和安全性的前提下，对传统引气防冰喷射口管段设计了嵌套式的旋转结构，并在后端设计了活动销钉连接的连杆结构，实现了对进气道内两侧壁面和横向喷射范围的扩大，实现了更大的防冰面积的防冰效率，在不额外增大进气道的阻力损失的前提下，有效保障了局部的防冰效果，燃气轮机的安全稳定运行。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；
16.图2为引气防冰单元示意图；
17.图3为俯视角度下，通过调整活动连杆带动安装有连杆固定支架的引气防冰支管一同转动的示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
19.结合图1-3，本发明一种可调角度的引气防冰装置由引气防冰单元1、固定插销2和活动连杆4组成，其中引气防冰单元1由上限位套管3、下限位套管7、引气防冰支管8、引气防冰喷头6和连杆固定支架5组成，在引气防冰支管8中设计有上限位凸台9和下限位凸台10。
20.引气防冰管道支管为组装式可旋转的圆柱管道，采用耐压2.0mpa的316l不锈钢材质作为引气防冰支管8、引气防冰喷头6，内部设计有上限位凸台9和下限位凸台10。
21.上限位套管3和下限位套管7采用耐压2.0mpa的316l不锈钢材质，并采用螺纹方式和引气防冰支管8进行连接，可实现旋转功能。
22.图1中所示的可调角度的引气防冰装置的组装示意图，展示了由活动连杆4连接的n个引气防冰单元1，其中包含n个上限位套管3和n个下限位套管7，还包含安装在引气防冰支管8上的n个连杆固定支架5和引气防冰喷头6，这n个引气防冰单元1的连杆固定支架5上开有销钉孔，通过固定插销2与活动连杆4相连。
23.图2中所示引气防冰单元1中，上限位套管3和下限位套管7上设置螺纹，以旋转的方式与引气防冰支管8连接，上限位套管3最多可旋进至上限位凸台9，下限位套管7最多可旋进至下限位凸台10。引气防冰喷头6和连杆固定支架5焊接于引气防冰支管8上。连杆固定支架5上开有插销孔与固定插销2和活动连杆4连接。
24.图3中可调角度的引气防冰装置的俯视角度下，可通过调整活动连杆4带动安装有连杆固定支架5的引气防冰支管8一同转动，根据工程需要其旋转角θ可在-45
°
至45
°
变化，θ决定了热气喷嘴的出气方向；引气防冰喷头6的外直径为dp，其外直径变化范围在16mm至20mm之间，随着dp增大在500mm至850mm范围变化；dp的大小会影响热气加热的喷射距离，壁厚为δ，防冰喷头6出气口端部到引气防冰支管8的距离为h，引气防冰支管8的外侧直径为dn，壁厚为2δ；上限位套管3和下限位套管7的外直径和壁厚相同，外直径为(dn-4δ)，壁厚为δ；连杆固定支架5为长度为s、宽高为2δ的方形金属长条，焊接于引气防冰支管8上，焊接位置在引气防冰喷头6的中心线与引气防冰支管8对侧表面的交点处；两相邻引气防冰支管8的圆心距离为l。
25.热气流经引气防冰支管8后由引气防冰喷头6喷射出，实现防冰功能，通过旋转连
杆固定支架5带动引气防冰支管8可实现引气防冰喷头6喷射方向的改变，由于活动连杆4的连接，在引气防冰装置的所有引气防冰单元1的热气的喷射方向改变角度一致，可实现热气覆盖区域的灵活变动和热气喷射范围的动态增大。上限位套管3和下限位套管7的螺纹旋转套接在引气防冰支管8实现了引气防冰装置中高温高压热气的密封，保障了防冰的能量利用效率。


技术特征：
1.一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：包括引气防冰单元，所述引气防冰单元包括引气防冰支管、活动连杆，引气防冰支管后方连接连杆固定支架，连杆固定支架通过固定插销连接活动连杆，引气防冰支管前方设置引气防冰喷头，引气防冰喷头与引气防冰支管相通，引气防冰支管里分别设置上限位套筒和下限位套筒，上限位套筒位于下限位套筒的上方。2.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：引气防冰支管里分别设置限制上限位套筒位置的上限位凸台和限制下限位套筒的下限位凸台。3.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：上限位套管和下限位套管上设置螺纹，以旋转的方式与引气防冰支管连接。4.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：所述活动连杆、引气防冰支管通过固定插销带动引气防冰支管转动，其旋转角θ在-45
°
至45
°
变化。5.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：引气防冰喷头的外直径dp范围在16mm至20mm之间，引气防冰喷头的壁厚为δ。6.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：引气防冰支管的外侧直径为dn、壁厚为2δ；上限位套管和下限位套管的外直径为dn-4δ、壁厚为δ；连杆固定支架为宽高为2δ的方形金属长条，焊接于引气防冰支管上，焊接位置在引气防冰喷头的中心线与引气防冰支管对侧表面的交点处。7.根据权利要求1所述的一种可调角度的引气防冰装置，其特征是：所述引气防冰单元包括四个，并行布置。

技术总结
本发明的目的在于提供一种可调角度的引气防冰装置，包括引气防冰单元，所述引气防冰单元包括引气防冰支管、活动连杆，引气防冰支管后方连接连杆固定支架，连杆固定支架通过固定插销连接活动连杆，引气防冰支管前方设置引气防冰喷头，引气防冰喷头与引气防冰支管相通，引气防冰支管里分别设置上限位套筒和下限位套筒，上限位套筒位于下限位套筒的上方。本发明实现了对进气道内两侧壁面和横向喷射范围的扩大，实现了更大的防冰面积的防冰效率，在不额外增大进气道的阻力损失的前提下，有效保障了局部的防冰效果，燃气轮机的安全稳定运行。行。行。


技术研发人员：邓智伟 张墨 王忠义 李泽远 王萌 任永鹏 王艳华 万雷
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/6/28