一种旋流器和动力系统的制作方法

1.本公开涉及动力系统领域，尤其涉及一种旋流器和动力系统。


背景技术：

2.航空发动机和燃气轮机等动力系统的燃烧室内的贫预混火焰容易受到气流扰动的影响，容易与燃烧室声脉动形成热耦合，导致燃烧不稳定，缩小发动机稳定运行范围，影响燃烧室性能，甚至对发动机部件造成结构破坏。


技术实现要素：

3.本公开提供一种旋流器和动力系统，实现叶片拍振和叶片角度可调，能够根据燃烧室的不同工况，调节叶片角度和叶片拍振频率，从而主动抑制燃烧不稳定因素，提升燃烧稳定性。
4.第一方面，本公开提供一种旋流器，包括：
5.机匣，所述机匣具有相对设置的第一盖板和第二盖板；
6.设置于所述第一盖板和所述第二盖板之间的数个叶片，每个所述叶片均具有转轴，所述转轴与所述第一盖板和所述第二盖板转动连接；
7.驱动机构，安装于所述第一盖板远离所述第二盖板的一侧，所述驱动机构具有数个可往复转动的输出端，每个所述输出端与一个所述叶片的转轴对应连接。
8.在一种实施方式中，所述驱动机构包括：
9.主驱动件，所述主驱动件的轴心线与所述第一盖板的轴心线重合；
10.与所述主驱动件传动连接的数个从驱动件，每个所述从驱动件均具有连接轴；当所述主驱动件驱动所述从驱动件转动时，所述连接轴沿所述从驱动件的周向运动；
11.数个传动组件，每个所述传动组件均具有第一连接部和第二连接部；所述第一连接部为所述驱动机构的输出端，每个所述叶片对应与一个所述传动组件的第一连接部转动连接；每个所述传动组件的第二连接部均与一个所述从驱动件的连接轴转动连接。
12.在一种实施方式中，所述传动组件包括驱动杆和从动杆；所述驱动杆的其中一端为所述第二连接部，所述从动杆的一端为所述第一连接部；所述驱动杆远离所述第二连接部的一端与所述从动杆远离所述第一连接部的一端转动连接。
13.在一种实施方式中，所述驱动机构还包括调节轮；所述第一盖板远离所述第二盖板的一侧面具有驱动支撑轴，所述调节轮转动地安装于所述驱动支撑轴上；
14.所述调节轮上沿其周向均匀分布开设有数个第一安装孔，每个所述从驱动件对应转动地安装于一个所述第一安装孔上；
15.所述主驱动件转动地安装于所述调节轮上，所述主驱动件的轴心线与所述调节轮的轴心线相同。
16.在一种实施方式中，所述主驱动件为主齿轮，所述从驱动件为从齿轮，所述从齿轮与所述主齿轮啮合传动连接，所述连接轴为设置于所述从齿轮上的偏心轴。
17.在一种实施方式中，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴分别设置于所述叶片的叶片本体的上下两侧；所述第一转轴与所述第二转轴的轴心线相同；
18.每个所述第一转轴均沿所述第一盖板的轴向穿过所述第一盖板；每个所述第二转轴均转动连接于所述第二盖板上；
19.每个所述输出端对应与一个所述第一转轴穿出所述第一盖板的部位相连。
20.在一种实施方式中，所述第一转轴的端部具有卡接结构，所述输出端具有与所述卡接结构相适配的卡口。
21.在一种实施方式中，所述第一盖板与所述第二盖板平行设置，所述第一盖板与所述第二盖板通过盖板支撑件相连。
22.在一种实施方式中，数个所述叶片沿所述主驱动件的周向均匀间隔分布；
23.所述叶片为翼型结构叶片、平板结构叶片和曲面板结构叶片中的任意一种；
24.所述叶片的数量为n个，8≤n≤20。
25.第二方面，本公开提供一种动力系统，包括上述的旋流器。
26.与现有技术相比，本公开的旋流器具有驱动机构，驱动机构具有数个可往复转动的输出端，每个输出端与一个叶片的转轴对应连接；从而带动叶片按一定的频率转动，实现叶片拍振和角度调节，在动力系统中，能够根据动力系统燃烧室的工况，对旋流器的叶片拍振频率和角度进行调节，通过叶片拍振向燃烧室内施加与燃烧室上游气流扰动反相的扰动，从而抑制燃烧不稳定因素，实现燃烧不稳定性的主动控制，提高燃烧室稳定运行范围。
附图说明
27.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
28.图1示出了本公开实施例的旋流器的局部剖视结构示意图；
29.图2示出了本公开实施例的第一盖板的结构示意图；
30.图3示出了本公开实施例的第二盖板的结构示意图；
31.图4示出了本公开实施例的叶片的结构示意图；
32.图5示出了本公开实施例的驱动杆的结构示意图；
33.图6示出了本公开实施例的从动杆的结构示意图；
34.图7示出了本公开实施例的从驱动件的结构示意图；
35.图8示出了本公开实施例的叶片角度较大时叶片位置示意图；
36.图9示出了本公开实施例的叶片角度较小时叶片位置示意图；
37.图10出了本公开实施例的调节轮结构示意图。
38.图中：
39.机匣100；驱动机构200；叶片300；传动组件400；第一盖板110；第一轴孔111；第二安装孔112；第二盖板120；第二轴孔121；第三安装孔122；盖板支撑件130；主驱动件210；从驱动件220；连接轴221；调节轮230；第一安装孔231；转轴310；第二转轴311；第二转轴312；卡接结构3111；第一连接部401；第二连接部402；驱动杆410；从动杆420；驱动支撑轴1101；
旋流出口1201；卡口4011。
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
42.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、部件或机构行区分，并非用于限定这些装置、部件或机构的顺序或者相互依存关系。
43.参照图1-图10，本公开实施例提供一种旋流器，包括：
44.机匣100，机匣100具有相对设置的第一盖板110和第二盖板120；
45.设置于第一盖板110和第二盖板120之间的数个叶片300，每个叶片300均具有转轴310，转轴310与第一盖板110和第二盖板120转动连接；
46.驱动机构200，安装于第一盖板110远离第二盖板120的一侧，驱动机构200具有数个可往复转动的输出端，每个输出端与一个叶片300的转轴310对应连接。
47.本公开实施例的旋流器为第一盖板110、第二盖板120和叶片300等组成的径向旋流器，在第二盖板120上开设有旋流出口1201。第一盖板110、第二盖板120和叶片300之间的间隙组成了旋流进气通道，使用时，非旋流空气从旋流进气通道进入旋流器中，产生旋流，然后从旋流的第二盖板120上的旋流出口1201流出。由于旋流器的驱动机构200具有数个可往复转动的输出端，每个输出端与一个叶片300的转轴310对应连接；从而带动叶片300按一定的频率转动，实现叶片300拍振和角度调节。本实施例的旋流器应用于动力系统的燃烧室，能够根据燃烧室的工况，对旋流器的叶片300拍振频率和角度进行调节，通过叶片300拍振向燃烧室内施加与燃烧室上游气流扰动反相的扰动，从而抑制燃烧不稳定因素，实现燃烧不稳定性的主动控制，提高燃烧室稳定运行范围。
48.在一种示例中，参照图1-图10，驱动机构200包括主驱动件210、与主驱动件210传动连接的数个从驱动件220、以及数个传动组件400；主驱动件210的轴心线与第一盖板110的轴心线重合；每个从驱动件220均具有连接轴221；当主驱动件210驱动从驱动件220转动时，连接轴221沿从驱动件220的周向运动；每个传动组件400均具有第一连接部401和第二连接部402；第一连接部401为驱动机构200的输出端，每个叶片300对应与一个传动组件400的第一连接部401转动连接；每个传动组件400的第二连接部402均与一个从驱动件220的连接轴221转动连接。通过主驱动件210带动数个从驱动件220转动，从而使每个从驱动件220的转动速度受到主驱动件210转动速度的约束，使每个从驱动件220的转动频率相同。
49.在一种示例中，参照图1-图10，传动组件400包括驱动杆410和从动杆420；驱动杆410的其中一端为第二连接部402，从动杆420的一端为第一连接部401；驱动杆410远离第二
连接部402的一端与从动杆420远离第一连接部401的一端转动连接。其中，驱动杆410、从动杆420、叶片300的数量相同。
50.在一种示例中，参照图1-图10，驱动机构200位于第一盖板110远离第二盖板120的一侧；叶片300的转轴310包括分别设置于叶片300本体相对的上下两侧的第一转轴311和第二转轴312，第一转轴311与第二转轴312的轴心线相同；每个第一转轴311均沿第一盖板110的轴向穿过第一盖板110；每个第二转轴312均转动连接于第二盖板120上；每个传动组件400的第一连接部401对应与一个第一转轴311穿出第一盖板110的部位相连。
51.示例性的，参照图1-图10，第一转轴311的端部具有卡接结构3111，第一连接部401具有与卡接结构3111相适配的卡口4011。卡口4011的形状根据卡接结构3111的横截面确定，可以为三角形、四边形、半圆形、多边形等非圆形孔，以使得第一转轴311和第一连接部401在周向上相对固定，从而使第一连接部401在驱动轮的驱动下带动叶片300转动。
52.在一种示例中，参照图1-图10，第一盖板110与第二盖板120平行设置，第一盖板110与第二盖板120通过盖板支撑件130相连。通过使第一盖板110和第二盖板120平行设置，使得第一盖板110和第二盖板120之间在各个位置的间隙均等，使得动力装置的燃烧室温度分布均匀，改善燃烧室性能。
53.示例性的，参照图1-图10，第一盖板110上具有数个第一轴孔111，第二盖板120上具有数个第二轴孔121，叶片300的数量、第一轴孔111的数量和第二轴孔121的数量均相同，每个叶片300的第一转轴311分别对应穿过一个第一轴孔111，每个叶片300的第二转轴312分别对应可转动地装于第二轴孔121内，使得叶片300能够在一定角度范围内转动。
54.在一种示例中，参照图1-图10，驱动机构200还包括调节轮230；第一盖板110远离第二盖板120的一侧面具有驱动支撑轴1101，调节轮230转动地安装于驱动支撑轴1101上；调节轮230上沿其周向均匀分布开设有数个第一安装孔231，每个从驱动件220对应转动地安装于一个第一安装孔231上；主驱动件210转动地安装于调节轮230上，主驱动件210的轴心线与调节轮230的轴心线相同。
55.基于上述结构，通过转动调节轮230，使安装于调节轮230上的从驱动件220沿调节轮230的周向移动，从而调节叶片300的拍振角度的区间范围，实现叶片的拍振角度区间可调。示例性的，当从驱动件220位于第一位置时，叶片300的排振角度区间范围为25
°‑
30
°
，通过转动调节轮230，使得从驱动件220沿调节轮230的周向运动至第二位置，在第二位置时，叶片300的拍振角度区间范围为30
°‑
35
°
；需要说明的是，上述拍振角度区间范围的参数仅为更好的举例描述，以便于公众理解叶片的排振角度区间实现可调的方式，并不限制具体的排振角度区间范围为25
°‑
30
°
或30
°‑
35
°
，实际上可以根据具体应用的需要进行参数的设置。
56.示例行的，参照图1-图10，本实施例的调节轮230可以手动调节，也可以在电机、液压机构等驱动设备的驱动下旋转。驱动机构200可以选用齿轮机构，即主驱动件210为主齿轮，从驱动件220为从齿轮，从齿轮与主齿轮啮合传动连接，连接轴221为设置于从齿轮上的偏心轴。当从驱动件220转动时，连接轴221带动驱动杆410沿从驱动件220的周向运动，驱动杆410带动从动杆420转动，进而带动叶片300转动，使叶片300按一定频率往复转动，实现拍振。
57.示例性的，参照图1-图10，第一盖板110具有数个第二安装孔112，第二盖板120具
有数个第三安装孔122。第二安装孔112的数量、第三安装孔122的数量和盖板支撑件130的数量相同，可根据实际应用的需要选择相应数量的盖板支撑件130。每个第二安装孔112和一个第三安装孔122的位置相对应；盖板安装件的一端安装于第二安装孔112内，另一端安装于第三安装孔122内，从而使第一盖板110和第二盖板120相连接，并且在第一盖板110和第二盖板120之间具有容纳叶片300的空间。
58.在一种示例中，参照图1-图10，数个叶片300沿主驱动件210的周向均匀间隔分布，使空气从旋流器的机匣100侧面吸入更加均匀。叶片300的数量为n个，8≤n≤20。根据实际应用的需求，可以选择合适的叶片300数量；叶片300的结构可以选用翼型结构叶片300、平板结构叶片300和曲面板结构叶片300中的任意一种。
59.本公开的实施例还提供一种动力系统，包括上述的旋流器，动力系统包括但不限于发动机、燃气轮机等。
60.本实施例将旋流器应用于动力系统，因此，本实施例的原理和效果在上述旋流器的实施例中已有描述，本实施例不再重复描述。
61.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。