一種熱氣輪機的製作方法

2023-10-28 14:27:07

專利名稱：一種熱氣輪機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱氣輪機，屬於熱氣輪機結構技術領域。
背景技術：
目前，傳統技術燃氣輪機的工作原理是吸入的空氣經壓氣機壓縮至幾公斤或20多公斤每平方釐米的壓力，進入燃燒室與燃料混合燃燒，高溫燃氣噴向燃氣渦輪，使燃氣渦輪高速運轉產生動力，再由燃氣渦輪帶動壓氣機工作，同時傳動機構向外輸出動力。
現有燃氣輪機存在兩大問題1、造價極高；2、熱效率難以進一步提高，其中造價高的原因是燃氣渦輪葉片處在1200度左右的高速燃氣衝刷下，長時間高速運轉，現有葉片材料成本極高，還要採取複雜的葉片冷卻措施，材料性能已接近極限；熱效率難以進一步提高的原因是現有技術提高熱效率的方法是提高壓氣機氣壓、提高燃氣溫度，因受材料性能限制 ，已無潛力可挖。

發明內容
本發明的目的在於解決上述已有技術存在的不足之處，提供一種結構設計合理，
造價低，熱效率高，經久耐用的熱氣輪機。 本發明是通過以下技術方案來實現的 —種熱氣輪機，其特殊之處在於包括與驅動設備12相連接、內部密布有轉子葉片15及定子葉片16的壓氣機l，壓氣機1的輸出端與內部設有燃料燃燒室10的冷空氣通道5相連通，燃燒室10上設有燃料輸送裝置，冷空氣通道5通過燃氣、冷空氣混合熱氣管道11與熱氣渦輪機4相連通，熱氣渦輪機4與壓氣機1之間安裝有減速機3，減速機3連接有負荷9 ; 所述減速機3通過傳動軸2與熱氣渦輪機4、壓氣機1相連接；
所述燃料輸送裝置為設於冷空氣通道5上的進料口 17 ; 所述燃料輸送裝置包括與壓氣機1輸出端相連接的動力傳輸裝置13，動力傳輸裝置13驅動與其相連接的燃料輸送器8工作，燃料輸送器8通過燃料出口 7與燃燒室10相貫通，燃料輸送器8上設有燃料箱6 ;
所述冷空氣通道5上設有燃燒廢料排雜口 14。 本發明的一種熱氣輪機，結構設計合理，燃料燃燒裝置外部設有冷空氣通道，從而使混合後的氣體工質溫度較低，使熱氣渦輪機葉片的使用壽命增長，壓氣機與熱氣渦輪機之間安裝有減速機，可以大大降低壓氣機的轉速，降低氣流速度，從而使燃氣有足夠的時間與冷空氣混合降溫，並且低速氣流流動阻力會降低，有利於提高熱效率，並且低轉速壓氣機製造容易，可大幅度降級造價。


圖1 :本發明一種熱氣輪機實施例1的結構示意 圖2 :本發明一種熱氣輪機實施例2的結構示意 圖3 :壓氣機的結構示意圖。 圖中1、壓氣機，2、傳動軸，3、減速機，4、熱氣渦輪機，5、冷空氣通道，6、燃料箱，7、燃料出口，8、燃料輸送器，9、負荷，10、燃燒室，11、燃氣、冷空氣混合氣管道，12、驅動設備，13、動力傳輸裝置，14、排雜口 ， 15、轉子葉片，16、定子葉片，17、進料口 。
具體實施例方式
以下參考附圖給出發明的具體實施方式
，用來對本發明的構成做進一步的說明。
實施例l 本實施例的一種熱氣輪機參考附圖1、3，包括與驅動設備12相連接、內部密布有轉子葉片15及定子葉片16的壓氣機l，壓氣機1的輸出端與內部設有燃料燃燒室10的冷空氣通道5相連通，燃燒室10上設有燃料輸送裝置，冷空氣通道5通過燃氣、冷空氣混合熱氣管道11與熱氣渦輪機4相連通，熱氣渦輪機4與壓氣機1之間安裝有減速機3，減速機3連接有負荷9 ;減速機3通過傳動軸2與熱氣渦輪機4、壓氣機1相連接；燃料輸送裝置包括與壓氣機1輸出端相連接的動力傳輸裝置13，動力傳輸裝置13驅動與其相連接的燃料輸送器8工作，燃料輸送器8通過燃料出口 7與燃燒室10相貫通，燃料輸送器8上設有燃料箱6 ;冷空氣通道5上設有燃燒廢料排雜口 14。
實施例2 本實施例與實施例1的區別在於，燃料輸送裝置為設於冷空氣通道5上的進料口17。 工作原理驅動設備12帶動壓氣機1工作，空氣經壓縮後進入冷空氣通道5，冷空氣通道5內設有燃料燃燒室IO，通過燃料輸送裝置將燃料送入燃燒室IO，燃料在燃燒室內燃燒後將會產生高熱燃氣，燃氣與壓縮後的冷空氣混合，使燃氣溫度降低，燃氣與冷空氣通過燃氣、冷空氣混合熱氣管道11噴向熱氣渦輪機4，帶動熱氣渦輪機4高速運轉，由於混合後的氣體工質溫度較低，從而使熱氣渦輪機葉片的使用壽命增長，降低葉片材料成本，熱氣渦輪機4渦輪高速運轉產生動力，帶動壓氣機1運轉，熱氣渦輪機4與壓氣機1之間設有減速機3，使熱氣渦輪機4輸出的動力得到減速後再傳遞給壓氣機1，這樣可以大大降低壓氣機1的轉速，降低氣流速度，從而使燃氣有足夠的時間與冷空氣混合降溫，並且低速氣流流動阻力會降低，有利於提高熱效率，由於壓氣機l內部密布有轉子葉片15及定子葉片16，從而保證了足夠的壓力。 本實施例的熱氣輪機對提高熱效率的理解是傳統的燃氣輪機和本實施例的熱氣輪機都是將空氣作為工質經過加熱一膨脹一做工使熱能轉化為動能，在能量轉化的過程中，有一個關鍵的因素決定著能量轉化效能的高低，即氣體工質在被加熱的過程中，最理想的狀況是氣體工質的密度不低於被吸入前的自然密度，如果在加熱時的密度降低了，能量轉化的效能就會降低，打一個比方，在氣體被加熱時並且體積不受限制的情況下，體積會自由膨脹，密度也隨之降低，此時的壓力為零，動能轉化效能也就等於零，然而，氣體在密度不降低的情況下被加熱，溫度越高產生的壓力越高，這說明關係能量轉化效能高低的主要因素是氣體工質在被加熱的過程中，是否保持了足夠的密度。 本實施例的一種熱氣輪機與傳統技術的差別在於，熱氣渦輪輸出的動力經過減速機減速，傳遞給壓氣機，為了保證足夠的壓力，需增加壓氣機葉片級數，被壓氣機壓縮的
空氣，被分成兩種通道，其中一種通道是參加燃燒的空氣，另一種通道是使冷空氣與燃氣混
合，以達到降低溫度的目的，此技術的一個重要特徵在於冷空氣與燃氣結合，需要一定的
時間，相應的降低壓氣機轉速，降低氣流速度，可以帶來以下好處 1、氣體工質溫度降低，從而使渦輪葉片材料價格降低，有效節約了資源； 2、所須工作壓力也相應降低，從而了保證氣體工質被加熱時的足夠密度，並且低
速氣流流動阻力低，提高了熱效率； 3、燃氣有足夠的時間與冷空氣混合降溫； 4、低轉速壓氣機製造容易，可大幅度降低造價。
權利要求
一種熱氣輪機，其特徵在於包括與驅動設備(12)相連接、內部密布有轉子葉片(15)及定子葉片(16)的壓氣機(1)，壓氣機(1)的輸出端與內部設有燃料燃燒室(10)的冷空氣通道(5)相連通，燃燒室(10)上設有燃料輸送裝置，冷空氣通道(5)通過燃氣、冷空氣混合熱氣管道(11)與熱氣渦輪機(4)相連通，熱氣渦輪機(4)與壓氣機(1)之間安裝有減速機(3)，減速機(3)連接有負荷(9)。
2. 按照權利要求l所述的一種熱氣輪機，其特徵在於所述減速機(3)通過傳動軸(2) 與熱氣渦輪機(4)、壓氣機(1)相連接。
3. 按照權利要求1所述的一種熱氣輪機，其特徵在於所述燃料輸送裝置為設於冷空氣 通道(5)上的進料口 (17)。
4. 按照權利要求1所述的一種熱氣輪機，其特徵在於所述燃料輸送裝置包括與壓氣機 (1)輸出端相連接的動力傳輸裝置(13)，動力傳輸裝置(13)驅動連接燃料輸送器(8)，燃料 輸送器(8)通過燃料出口 (7)與燃燒室(10)相貫通，燃料輸送器(8)上設有燃料箱(6)。
5. 按照權利要求l所述的一種熱氣輪機，其特徵在於所述冷空氣通道(5)上設有燃燒 廢料排雜口 (14)。
全文摘要
本發明涉及一種熱氣輪機，屬於熱氣輪機結構技術領域。包括與驅動設備相連接、內部密布有轉子葉片及定子葉片的壓氣機，壓氣機的輸出端與內部設有燃料燃燒室的冷空氣通道相連通，燃燒室上設有燃料輸送裝置，冷空氣通道通過燃氣、冷空氣混合熱氣管道與熱氣渦輪機相連通，熱氣渦輪機與壓氣機之間安裝有減速機，減速機連接有負荷。本發明結構設計合理，造價低，熱效率高，經久耐用。
文檔編號F02C3/14GK101761395SQ20091021511
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月26日 優先權日2009年12月26日
發明者姜文岐 申請人:姜文岐