專利名稱：具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置，確切地說，涉及一種效率較高、耗能較低又能減少環(huán)境污染的動力裝置。
燃?xì)廨啓C作為動力裝置已被廣泛地應(yīng)用在諸如電力、交通工具、石油等工業(yè)領(lǐng)域，特別是在現(xiàn)代化大型火力發(fā)電廠內(nèi)更成為其主要的動力裝置。作為動力裝置的燃?xì)廨啓C雖經(jīng)數(shù)十年的不斷改進，但其效率和動力輸出上一直未能見到有較大的突破性改進，例如其效率未能超過35％。另一方面對有害廢氣的散發(fā)也得不到有效的控制。再者現(xiàn)有的燃煤蒸汽系統(tǒng)成本較高而且裝置復(fù)雜，由此可見提高這類動力裝置的潛力還是存在的。
本發(fā)明的目的在于提出一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置，使其在效率上有所提高，有害廢氣散發(fā)得到有效控制，利用回?zé)嵬ㄟ^蒸發(fā)冷卻來增加質(zhì)量流量使蒸汽系統(tǒng)簡化而且費用低，即燃料耗量最少，而產(chǎn)生的功率則最大，從而使其有最佳的熱效率，并能提高輸出功率。
實施本發(fā)明上述目的而采取的技術(shù)方案如下所述使該動力裝置包含一空氣渦輪、一空氣分離器、一壓氣機、一燃燒室、一蒸發(fā)器和一熱交換器，其中空氣經(jīng)空氣分離器被分離成一富氧氣流和一富氮氣流；壓氣機入口連接上述富氮管路和外界空氣，其出口則通往蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器出口經(jīng)管路與熱交換器入口連接，該熱交換器出口經(jīng)管路連接到空氣渦輪入口，該空氣渦輪出口經(jīng)管路連接到燃燒室，此時可由該空氣渦輪帶動和其同軸連接的壓氣機和另側(cè)諸如發(fā)電機裝置；進入該燃燒室內(nèi)的就包含經(jīng)空氣渦輪膨脹釋放熱量推動渦輪作高速運轉(zhuǎn)的氣流、燃料和來自空氣分離器的富氧氣流；燃燒后的廢氣通往該熱交換器，并在通過時將熱量傳遞給與其相對流動的通往空氣渦輪的氣流，即對其予熱。也可以將經(jīng)燃燒的燃?xì)馔ㄍ还ぷ鳒u輪，由該工作渦輪來帶動諸如發(fā)電機裝置，此時該燃?xì)庠谠摐u輪內(nèi)膨脹釋放熱量后通往該熱交換，對通往該空氣渦輪的氣流進行予熱后排入大氣。還可以將通過該空氣分離器分離的富氮氣流通往一增壓渦輪，經(jīng)該增壓渦輪再通往壓氣機，此時富氧氣流則經(jīng)一壓氣機通往燃燒室，上述增壓渦輪和壓氣機是同軸連接的。
由于本發(fā)明所述燃?xì)廨啓C動力裝置具有上述結(jié)構(gòu)特征，例如在該裝置中安裝有蒸發(fā)器、增壓器、空氣分離器和自由動力渦輪，因此提高了該動力裝置的熱效率和輸出功率，并可根據(jù)不同工況調(diào)節(jié)燃?xì)獾娜紵隣顟B(tài)，以進一步改善排氣污染。


圖1所示為本發(fā)明所述的一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置方案圖；圖2所示為本發(fā)明所述的另一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置方案圖；圖3所示為本發(fā)明所述的第三種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置方案圖。
現(xiàn)通過附圖并結(jié)合以下實施例，對本發(fā)明所述的燃?xì)廨啓C動力裝置加以詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種燃?xì)廨啓C動力裝置包括有，空氣渦輪1和由該空氣渦輪1驅(qū)動的壓氣機2，在空氣渦輪1的進氣管路3和排氣管路4上，分別氣動地連接有熱交換器5和燃燒室6，從渦輪1排出的膨脹空氣在燃燒室6中與來自管路7中的燃料相混合燃燒并產(chǎn)生高溫的壓力燃?xì)?，該高溫燃?xì)饨?jīng)燃燒室6的排氣管路8流經(jīng)熱交換器5，以對來自壓氣機2的壓縮空氣加熱，然后經(jīng)熱交換器5的燃?xì)馀艢夤苈?排出，該動力裝置的輸出功率經(jīng)空氣渦輪1的輸出軸10輸出，其中，在壓氣機2與熱交換器5之間的壓縮空氣管路11上連接蒸發(fā)器12，來自水管13的水在蒸發(fā)器12中被加熱蒸發(fā)并與來自壓氣機2中的壓縮空氣相混合，然后經(jīng)其排氣管路14被引入到熱交換器5中，另外，該燃?xì)廨啓C動力裝置還包括有一空氣分離器15，來自管路16中的空氣在空氣分離器15中被分離成富氧氣體和富氮氣體，并分別經(jīng)過管路17和管路18被引入到燃燒室6和壓氣機進氣管路19中。
本發(fā)明所述的燃?xì)廨啓C動力裝置其工作流程為在壓氣機進氣管路19中，將來自大氣的空氣與來自空氣分離器15的管路18中的富氮氣流相混合，并被引入到由空氣渦輪1驅(qū)動的壓氣機2中壓縮，從壓氣機2中排出的壓縮氣體在蒸發(fā)器12中與水蒸汽混合，由蒸發(fā)器12排出的空氣與蒸汽的混合氣體，經(jīng)熱交換器5被來自燃燒室6的高溫燃?xì)饧訜?，被加熱的混合氣體在空氣渦輪1中膨脹作功，其所產(chǎn)生的功用于驅(qū)動壓氣機2，剩余部分經(jīng)輸出軸10輸出，空氣渦輪1的排氣在燃燒室中與來自管路7中的燃料和來自空氣分離器15經(jīng)管路17的富氧氣流相混合燃燒，從燃燒室6排出的高溫燃?xì)饨?jīng)管路8被引入到熱交換器5中，用于加熱來自蒸發(fā)器12中的混合壓縮氣體，然后經(jīng)熱交換器5的排氣管路9排出。
圖2所示為本發(fā)明所述的另一種燃?xì)廨啓C動力裝置方案圖。該方案與圖1所示方案主要區(qū)別在于，在圖2所示的另一種方案中，在燃燒室6與熱交換器5之間的管路8上，氣動地串接有一自由動力渦輪20，所述動力裝置的功經(jīng)自由動力渦輪20的輸出軸10輸出。
圖3所示為本發(fā)明所述的第三種燃?xì)廨啓C動力裝置方案圖。該方案與圖2所示方案的主要區(qū)別在于，在圖3所示的第三種方案中，在空氣分離器15的富氧氣流管路17和富氮氣流管路18上裝有一增壓渦輪21和由其驅(qū)動的壓氣機22組成的增壓器。具有一定壓力和溫度的富氮氣流經(jīng)增壓渦輪21膨脹作功，驅(qū)動壓氣機22轉(zhuǎn)動，以對進入到燃燒室6中的富氧氣體進行壓縮增壓。
權(quán)利要求
1.一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置，包括有空氣渦輪和由該空氣渦輪驅(qū)動的壓氣機，在空氣渦輪的進氣管路和排氣管路上，分別氣動地連接在熱交換器和燃燒室，從空氣渦輪中排出的膨脹空氣在燃燒室中與經(jīng)管路來的燃料相混合燃燒并產(chǎn)生高溫的壓力燃?xì)?，該高溫燃?xì)饨?jīng)過燃燒室的排氣管路通往熱交換器，然后經(jīng)該熱交換器的排氣管路排出，其特征在于，壓氣機與熱交換器之間的壓縮空氣管路上，連接有蒸發(fā)器，該燃?xì)廨啓C動力裝置還包括有一空氣分離器，經(jīng)管路來的空氣在空氣分離器中被分離成富氧氣體和富氮氣體，再分別經(jīng)管路被引入到燃燒室和壓氣機進氣管路中。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C動力裝置，其特征在于，燃燒室與熱交換器之間的管路上氣動地串接有一自由動力渦輪。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)廨啓C動力裝置，其特征在于，空氣分離器的富氧氣流管路和富氮氣流管路中裝有一增壓渦輪和由其驅(qū)動的壓氣機組成的增壓器。
全文摘要
一種具有空氣渦輪的燃?xì)廨啓C動力裝置,包括有空氣渦輪和由其驅(qū)動的壓氣機,在空氣渦輪的進氣和排氣管路上,分別氣動地連接有壓縮氣體熱交換器和燃燒室,來自空氣分離器的富氧或富氮氣體分別被引入到燃燒室和壓氣機的進口,在壓氣機與熱交換器之間的管路中連接有蒸發(fā)器,在燃燒室與熱交換器之間的管路上裝有自由動力渦輪,在空氣分離器的排氣管路上裝有增壓器。具有上述結(jié)構(gòu)特征的動力裝置可以提高熱效率和輸出功率,并能進一步改善排氣污染。
文檔編號F02C3/04GK1188847SQ9710029
公開日1998年7月29日 申請日期1997年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者余新河 申請人:余新河