一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板的制作方法

1.本发明涉及的是一种燃气轮机密封结构，具体地说是燃气挡板。


背景技术：

2.燃气挡板主要应用于可倒车燃气轮机中，作为燃气导流的装置。由于可倒车燃气轮机在制动距离、无级调控倒车等方面具有较高的技术优势，逐步被科研院所和用户所认可，因此也加快了可倒车燃气轮机的研发进程。
3.在可倒车燃气轮机中，双层燃气通道是其中的核心结构，即外通道为倒车通道，内通道为正车通道，并通过双层通道前端的燃气挡板实现燃气流动路径的改变。通过多个燃气挡板的环形布置，共同组成燃气的过渡通道。由于燃气挡板是独立结构，使得传统相邻燃气挡板之间会存在较大的燃气泄漏，降低了燃气轮机的输出功率和效率。减小相邻燃气挡板之间的间隙可以降低燃气的泄漏，但会带来其他问题，即在高温环境下，相邻燃气挡板受热膨胀，过小的间隙会使得挡板之间产生相互挤压甚至卡死的问题。因此，为了保证燃气挡板在工作过程中不会相互卡死，具有较高的可靠性，不会将燃气挡板之间的间隙设计的过小，因此使得燃气泄漏的问题迟迟得不到有效解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供在保证相邻燃气挡板不卡死情况下，有效改善燃气挡板间隙位置燃气泄漏等问题的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板。
5.本发明的目的是这样实现的：
6.本发明一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：包括挡板单元，挡板单元包括挡板本体，挡板本体为扇形，挡板本体的两端面分别设置绕流板和绕流通道，绕流板凸出于挡板本体的端面，绕流通道内凹于挡板本体的端面，；挡板单元与挡板单元之间配合连接形成锥形燃气导流结构，每个挡板单元的绕流板与其相邻的挡板单元的绕流通道相互配合构成特斯拉阀密封结构。
7.本发明还可以包括：
8.1、在绕流板的中间位置，开设有回流通道，燃气流过绕流通道后，通过回流通道流出。
9.2、所述挡板单元包括15个，15个挡板单元环形布置、依次相连。
10.3、挡板本体的一侧为光滑表面，另一侧设置有加强筋。
11.4、所述加强筋包括中部构成三角形状的3条斜向加强筋，3条斜向加强筋的左右两侧分别设置2条横向加强筋，3条斜向加强筋的上方设置8条竖向加强筋，3条斜向加强筋的下方设置5条竖向加强筋。
12.5、挡板本体后端设置有用于固定燃气通流内部中间机匣的两个圆柱型结构的安装座。
13.6、当燃气通过相邻挡板单元间隙泄漏时，燃气首先流过绕流通道的弧形表面和绕
流板构成的回转形通道，进而使得燃气发生反向流动，利用燃气流动的惯性，与进气气流掺混，抵消燃气流动的动能，阻碍燃气继续进入特斯拉阀密封结构，从而降低相邻燃气挡板间的燃气泄漏。
14.本发明的优势在于：本发明结构简单、稳定性高，不需要将相邻燃气挡板之间的间隙设计的很小便可以获得较好的燃气密封性能。在相邻燃气挡板间隙位置，燃气泄漏量降低了12％，并降低了相邻燃气挡板受热膨胀而卡死的潜在危险。
15.带有特斯拉阀的密封结构的燃气挡板使用气流反向运动，抵消进气气流动能的方式进行密封，使得燃气挡板在长期工作后，即使发生一定量变形，也不会降低燃气密封效果，具有长期有效密封的能力。
附图说明
16.图1为本发明挡板单元结构示意图；
17.图2为挡板单元绕流板一侧的结构示意图；
18.图3为本发明整圈状态下的燃气挡板三维结构示意图；
19.图4为相邻两个挡板单元的结构示意图；
20.图5为a-a剖视图。
具体实施方式
21.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
22.结合图1-5，本实施例的燃气挡板主要由挡板本体1、加强筋2、安装座3、绕流板4、绕流通道5组成。燃气挡板为独立结构，挡板本体1一侧为光滑表面，一侧设置有加强筋2，光滑表面一侧与燃气接触。加强筋2主要有13条竖向加强筋、4条横向加强筋和3条斜向加强筋构成。在挡板本体1后端设置有两个圆柱型结构的安装座3，通过两个安装座3固定于燃气通流内部的中间机匣上。在燃气挡板一侧端面设置有绕流板4，在另一侧端面设置有绕流通道5，绕流板4凸出于挡板本体1的端面，绕流通道5内凹于挡板本体1的端面。在绕流板4的中间位置，开设有长度为l的回流通道4-1,使燃气流过绕流通道5后，通过回流通道4-1流出。
23.为保证在高温燃气环境下稳定的工作，带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板使用gh4099高温合金进行制造。
24.如图3所示，在工作时将15片燃气挡板环形布置在中间机匣上，构成锥形燃气导流结构。15个独立的燃气挡板环形布置，依次相邻，构成锥形燃气导流结构。
25.如图4、图5所示，当构成整圈结构时，绕流板4嵌入到相邻燃气挡板的绕流通道5中，使得绕流板4和绕流通道5相互配合构成特斯拉阀密封结构。当燃气试图通过相邻燃气挡板间隙泄漏时，燃气会首先流过绕流通道5的弧形表面和绕流板4构成的回转形通道，进而使得燃气发生旋转，继而通过回流通道4-1流出，反向流动，利用燃气流动的惯性，与进口处的燃气在c点相遇，气流掺混，抵消燃气流动的动能，阻碍燃气继续进入特斯拉阀密封结构，降低相邻燃气挡板间的燃气泄漏。


技术特征：
1.一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：包括挡板单元，挡板单元包括挡板本体，挡板本体为扇形，挡板本体的两端面分别设置绕流板和绕流通道，绕流板凸出于挡板本体的端面，绕流通道内凹于挡板本体的端面；挡板单元与挡板单元之间配合连接形成锥形燃气导流结构，每个挡板单元的绕流板与其相邻的挡板单元的绕流通道相互配合构成特斯拉阀密封结构。2.根据权利要求1所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：在绕流板的中间位置，开设有回流通道，燃气流过绕流通道后，通过回流通道流出。3.根据权利要求1所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：所述挡板单元包括15个，15个挡板单元环形布置、依次相连。4.根据权利要求1所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：挡板本体的一侧为光滑表面，另一侧设置有加强筋。5.根据权利要求4所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：所述加强筋包括中部构成三角形状的3条斜向加强筋，3条斜向加强筋的左右两侧分别设置2条横向加强筋，3条斜向加强筋的上方设置8条竖向加强筋，3条斜向加强筋的下方设置5条竖向加强筋。6.根据权利要求1所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：挡板本体后端设置有用于固定燃气通流内部中间机匣的两个圆柱型结构的安装座。7.根据权利要求1所述的一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，其特征是：当燃气通过相邻挡板单元间隙泄漏时，燃气首先流过绕流通道的弧形表面和绕流板构成的回转形通道，进而使得燃气发生反向流动，利用燃气流动的惯性，与进气气流掺混，抵消燃气流动的动能，阻碍燃气继续进入特斯拉阀密封结构，从而降低相邻燃气挡板间的燃气泄漏。

技术总结
本发明的目的在于提供一种带有特斯拉阀密封结构的燃气挡板，包括挡板单元，挡板单元包括挡板本体，挡板本体为扇形，挡板本体的两端面分别设置绕流板和绕流通道，绕流板凸出于挡板本体的端面，绕流通道内凹于挡板本体的端面；挡板单元与挡板单元之间配合连接形成锥形燃气导流结构，每个挡板单元的绕流板与其相邻的挡板单元的绕流通道相互配合构成特斯拉阀密封结构。本发明结构简单、稳定性高，不需要将相邻燃气挡板之间的间隙设计的很小便可以获得较好的燃气密封性能。在相邻燃气挡板间隙位置，燃气泄漏量降低了12％，并降低了相邻燃气挡板受热膨胀而卡死的潜在危险。挡板受热膨胀而卡死的潜在危险。挡板受热膨胀而卡死的潜在危险。


技术研发人员：李宗全 牛夕莹 安仲玉 李越 林洪飞 傅琳
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/5/23