CN103807021B - 叶轮机构发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、填料式回热器和传热加热器，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述填料式回热器连通，所述填料式回热器与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述传热加热器的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述填料式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通，所述压气透平的工质出口经排热器与所述叶轮压气机的工质入口连通。本发明所述叶轮机构发动机的结构简单，功效密度高，效率高，污染排放少。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种叶轮机构发动机。
背景技术
能源和环境问题是二十一世纪人类所面临的最大的问题之一，而发动机是这一问题中的重中之重，传统发动机的效率和环保性很难得到提高，因此，需要发明一种新型发动机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
方案一：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、填料式回热器和传热加热器，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述填料式回热器连通，所述填料式回热器与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述传热加热器的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述填料式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通，所述压气透平的工质出口经排热器与所述叶轮压气机的工质入口连通。
方案二：在方案一的基础上，所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器、附属压缩工质控制阀、附属做功透平工质导入控制阀、附属做功透平工质导出控制阀、附属工质导入控制阀和附属传热加热器，所述叶轮压气机的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀与所述附属填料式回热器连通，所述附属填料式回热器与所述附属传热加热器的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀之间的连通通道连通，所述做功透平的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀与所述附属传热加热器的被加热流体通道连通，所述附属填料式回热器经所述附属工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口和所述工质导入控制阀之间的连通通道连通。
方案三：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、填料式回热器和内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述填料式回热器连通，所述填料式回热器与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述内燃燃烧室连通，所述填料式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通，所述压气透平的工质出口经排热器与所述叶轮压气机的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口。
方案四：在方案三的基础上，所述工质导出口设置在所述压气透平的工质出口与所述排热器之间的连通通道上。
方案五：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、填料式回热器和内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述填料式回热器连通，所述填料式回热器与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述内燃燃烧室连通，所述填料式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通。
方案六：在方案三至五中任一方案的基础上，所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器、附属压缩工质控制阀、附属做功透平工质导入控制阀、附属做功透平工质导出控制阀、附属工质导入控制阀和附属内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀与所述附属填料式回热器连通，所述附属填料式回热器与所述附属内燃燃烧室连通，所述附属内燃燃烧室经所述附属做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀之间的连通通道连通，所述做功透平的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀与所述附属内燃燃烧室连通，所述附属填料式回热器经所述附属工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口和所述工质导入控制阀之间的连通通道连通。
方案七：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、热交换器式回热器和传热加热器，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述热交换器式回热器连通，所述热交换器式回热器与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述传热加热器的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述传热加热器的被加热流体通道连通，所述热交换器式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通，所述压气透平的工质出口经排热器与所述叶轮压气机的工质入口连通。
方案八：在方案七的基础上，所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器、附属压缩工质控制阀、附属做功透平工质导入控制阀、附属做功透平工质导出控制阀、附属工质导入控制阀和附属传热加热器，所述叶轮压气机的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀与所述附属热交换器式回热器连通，所述附属热交换器式回热器与所述附属传热加热器的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀之间的连通通道连通，所述做功透平的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀与所述附属传热加热器的被加热流体通道连通，所述附属热交换器式回热器经所述附属工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口和所述工质导入控制阀之间的连通通道连通。
方案九：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、热交换器式回热器和内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述热交换器式回热器连通，所述热交换器式回热器与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述内燃燃烧室连通，所述热交换器式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通，所述压气透平的工质出口经排热器与所述叶轮压气机的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口。
方案十：在方案九的基础上，所述工质导出口设置在所述压气透平的工质出口与所述排热器之间的连通通道上。
方案十一：一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机、压气透平、做功透平、热交换器式回热器和内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口经压缩工质控制阀与所述热交换器式回热器连通，所述热交换器式回热器与所述内燃燃烧室连通，所述内燃燃烧室经做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口连通，所述做功透平的工质出口经做功透平工质导出控制阀与所述内燃燃烧室连通，所述热交换器式回热器经所述压气透平的工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口连通。
方案十二：在方案九至十一中任一方案的基础上，所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器、附属压缩工质控制阀、附属做功透平工质导入控制阀、附属做功透平工质导出控制阀、附属工质导入控制阀和附属内燃燃烧室，所述叶轮压气机的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀与所述附属热交换器式回热器连通，所述附属热交换器式回热器与所述附属内燃燃烧室连通，所述附属内燃燃烧室经所述附属做功透平工质导入控制阀与所述做功透平的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀之间的连通通道连通，所述做功透平的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀与所述附属内燃燃烧室连通，所述附属热交换器式回热器经所述附属工质导入控制阀与所述压气透平的工质入口和所述工质导入控制阀之间的连通通道连通。
本发明中所有设置所述传热加热器的方案中，所述传热加热器中的工作压力可选择性地设为大于3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
本发明中所有设置所述内燃燃烧室的方案中，所述内燃燃烧室中的工作压力可选择性地设为大于3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
本发明中所有设置所述附属传热加热器的方案中，所述附属传热加热器中的工作压力可选择性地设为大于3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
本发明中所有设置所述附属内燃燃烧室的方案中，所述附属内燃燃烧室中的工作压力可选择性地设为大于3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
本发明中，所谓的“填料式回热器”是指当高温工质流过多孔填料区域时将自身的热量留给填料，当低温工质逆行流过多孔填料区域时吸收填料所存储的热量的装置，例如金属填料式回热器。
本发明中，所述做功透平对外输出动力。
本发明中，所述压气透平对所述叶轮压气机输出动力。
本发明中，可选择性地选择使所述压气透平对外输出动力。
本发明中，所述压气透平、所述做功透平都是透平（包括叶轮），名称不同只是为区分而定义；其中，所述压气透平是指对叶轮压气机输出动力的透平，所述做功透平是指对系统外做功的透平。
本发明中，所述传热加热器是指通过壁面传热对工质进行加热的加热器，包括外燃加热器。
本发明中，所述传热加热器和所述附属传热加热器均是传热加热器，名称不同只是为区分而定义。
本发明中，所述内燃燃烧室和所述附属内燃燃烧室均是内燃燃烧室，名称不同只是为区分而定义。
本发明中，所述填料式回热器和所述附属填料式回热器均是填料式回热器，名称不同只是为区分而定义。
本发明中，所述热交换器式回热器和所述附属热交换器式回热器均是热交换器式回热器，名称不同只是为区分而定义。
本发明中，所述附属填料式回热器和所述附属传热加热器的设置是为了形成更稳定的工质流，提高所述叶轮压气机、所述压气透平和所述做功透平的工作效率，根据系统的实际情况，可选择性地选择使所述叶轮机构发动机具有多个包括所述附属填料式回热器和所述附属传热加热器的单元，以进一步地提高所述叶轮压气机、所述压气透平和所述做功透平的工作效率。
本发明中，所述附属填料式回热器、所述附属传热加热器、所述附属内燃燃烧室和所述附属热交换器式回热器的设置是为了使所述叶轮压气机、所述压气透平和所述做功透平的工质流平稳，工作效率高；根据系统的实际情况，可选择性地选择多个并列单元（多个包括所述附属填料式回热器和所述附属内燃燃烧室的并列单元，或多个包括所述附属热交换器式回热器和所述附属传热加热器的并列单元，或多个包括所述附属热交换器式回热器和所述附属内燃燃烧室的并列单元），以进一步地提高所述叶轮压气机、所述压气透平和所述做功透平的工作效率。
本发明中，所述叶轮压气机、所述压气透平和所述做功透平可以是单级的，也可以是多级的，可以是轴流式的，也可以是径流式的。
本发明中，所述压缩工质控制阀、所述做功透平工质导入控制阀、所述做功透平工质导出控制阀、所述工质导入控制阀、所述附属压缩工质控制阀、所述附属做功透平工质导入控制阀、所述附属做功透平工质导出控制阀和所述附属工质导入控制阀均是控制阀，名称不同只是为区分而定义。
本发明中，所述工质导出口设置的目的是当系统中采用内燃加热时，会生成工质造成系统内的压力不断增加；为防止系统内压力过高，在达到一定程度时，将多余工质放出。
本发明中，所谓的“工质循环通道”是指所述叶轮机构发动机中供工质循环流通的通道，例如，对于包括所述叶轮压气机、所述压气透平、所述做功透平、所述填料式回热器和所述传热加热器的方案中，所述叶轮压气机、所述压气透平、所述做功透平、所述填料式回热器和所述传热加热器以及它们之间的连通通道、设置在连通通道上的控制阀即构成了工质循环通道。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:
本发明所述叶轮机构发动机的结构简单，功效密度高，效率高，污染排放少。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；
图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；
图9所示的是本发明实施例9的结构示意图；
图10所示的是本发明实施例10的结构示意图；
图11所示的是本发明实施例11的结构示意图，
图中：
1叶轮压气机、2压气透平、3做功透平、4填料式回热器、40热交换器式回热器、41附属填料式回热器、401附属热交换器式回热器、5传热加热器、51内燃燃烧室、52附属传热加热器、53附属内燃燃烧室、6压缩工质控制阀、61附属压缩工质控制阀、7做功透平工质导入控制阀、71附属做功透平工质导入控制阀、8做功透平工质导出控制阀、81附属做功透平工质导出控制阀、9工质导入控制阀、91附属工质导入控制阀、10排热器、11工质导出口。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、填料式回热器4和传热加热器5，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述填料式回热器4连通，所述填料式回热器4与所述传热加热器5的被加热流体通道连通，所述传热加热器5的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述传热加热器5的被加热流体通道连通，所述填料式回热器4经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述压气透平2的工质出口经排热器10与所述叶轮压气机1的工质入口连通，所述传热加热器5中的工作压力大于3MPa。
实施例2
如图2所示的叶轮机构发动机，其在实施例1的基础上：所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器41、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属传热加热器52，所述叶轮压气机1的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀6之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀61与所述附属填料式回热器41连通，所述附属填料式回热器41与所述附属传热加热器52的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器52的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀71与所述做功透平3的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀7之间的连通通道连通，所述做功透平3的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀8之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀81与所述附属传热加热器52的被加热流体通道连通，所述附属填料式回热器41经所述附属工质导入控制阀91与所述压气透平2的工质入口和所述工质导入控制阀9之间的连通通道连通，所述附属传热加热器52中的工作压力大于3MPa。
实施例3
如图3所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、填料式回热器4和内燃燃烧室51，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述填料式回热器4连通，所述填料式回热器4与所述内燃燃烧室51连通，所述内燃燃烧室51经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述内燃燃烧室51连通，所述填料式回热器4经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述压气透平2的工质出口经排热器10与所述叶轮压气机1的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口11，具体地将所述工质导出口11设置在所述压气透平2的工质出口与所述排热器10之间的连通通道上，在所述工质导出口11上设工质导出控制阀，所述内燃燃烧室51中的工作压力大于3MPa。
作为可以变换的实施方式，所述工质导出控制阀可以取消，并选择性地将所述工质导出口11改设在工质循环通道的其它位置上。
实施例4
如图4所示的叶轮机构发动机，其在实施例3的的基础上：所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器41、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属内燃燃烧室53，所述叶轮压气机1的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀6之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀61与所述附属填料式回热器41连通，所述附属填料式回热器41与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属内燃燃烧室53经所述附属做功透平工质导入控制阀71与所述做功透平3的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀7之间的连通通道连通，所述做功透平3的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀8之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀81与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属填料式回热器41经所述附属工质导入控制阀91与所述压气透平2的工质入口和所述工质导入控制阀9之间的连通通道连通，所述附属内燃燃烧室53中的工作压力大于3MPa。
实施例5
如图5所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、填料式回热器4和内燃燃烧室51，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述填料式回热器4连通，所述填料式回热器4与所述内燃燃烧室51连通，所述内燃燃烧室51经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述内燃燃烧室51连通，所述填料式回热器4经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述内燃燃烧室51中的工作压力大于3MPa。
实施例6
如图6所示的叶轮机构发动机，其在实施例5的的基础上：所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器41、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属内燃燃烧室53，所述叶轮压气机1的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀6之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀61与所述附属填料式回热器41连通，所述附属填料式回热器41与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属内燃燃烧室53经所述附属做功透平工质导入控制阀71与所述做功透平3的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀7之间的连通通道连通，所述做功透平3的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀8之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀81与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属填料式回热器41经所述附属工质导入控制阀91与所述压气透平2的工质入口和所述工质导入控制阀9之间的连通通道连通，所述附属内燃燃烧室53中的工作压力大于3MPa。
实施例7
如图7所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、热交换器式回热器40和传热加热器5，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述热交换器式回热器40连通，所述热交换器式回热器40与所述传热加热器5的被加热流体通道连通，所述传热加热器5的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述传热加热器5的被加热流体通道连通，所述热交换器式回热器40经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述压气透平2的工质出口经排热器10与所述叶轮压气机1的工质入口连通，所述传热加热器5中的工作压力大于3MPa。
本实施例中，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述热交换器式回热器40的被加热流体通道的工质入口连通，所述热交换器式回热器40的被加热流体通道的工质出口以及被冷却流体通道的工质入口均与所述传热加热器5的被加热流体通道连通，所述热交换器式回热器40的被冷却流体通道的工质出口经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，其中，所谓被加热流体是指吸收热量温度升高的流体，所谓被冷却流体是指放出热量温度降低的流体。
实施例8
如图8所示的叶轮机构发动机，其在实施例7的基础上：所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器401、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属传热加热器52，所述叶轮压气机1的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀6之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀61与所述附属热交换器式回热器401连通，所述附属热交换器式回热器401与所述附属传热加热器52的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器52的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀71与所述做功透平3的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀7之间的连通通道连通，所述做功透平3的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀8之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀81与所述附属传热加热器52的被加热流体通道连通，所述附属热交换器式回热器401经所述附属工质导入控制阀91与所述压气透平2的工质入口和所述工质导入控制阀9之间的连通通道连通，所述附属传热加热器52中的工作压力大于3MPa。
本实施例中，与所述附属压缩工质控制阀61连通的是所述附属热交换器式回热器401的被加热流体通道的工质入口，所述附属热交换器式回热器401的被加热流体通道的工质出口以及被冷却流体通道的工质入口均与所述附属传热加热器52的被加热流体通道连通，与所述附属工质导入控制阀91连通的是所述附属热交换器式回热器401的被冷却流体通道的工质出口。
实施例9
如图9所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、热交换器式回热器40和内燃燃烧室51，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述热交换器式回热器40连通，所述热交换器式回热器40与所述内燃燃烧室51连通，所述内燃燃烧室51经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述内燃燃烧室51连通，所述热交换器式回热器40经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述压气透平2的工质出口经排热器10与所述叶轮压气机1的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口11，本实施例中，具体地将所述工质导出口11设置在所述压气透平2的工质出口与所述排热器10之间的连通通道上，所述内燃燃烧室51中的工作压力大于3MPa。
作为可以变换的实施方式，将所述工质导出口11改设在工质循环通道的其它位置上，并选择性地在所述工质导出口11上设工质导出控制阀。
实施例10
如图10所示的叶轮机构发动机，包括叶轮压气机1、压气透平2、做功透平3、热交换器式回热器40和内燃燃烧室51，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述热交换器式回热器40连通，所述热交换器式回热器40与所述内燃燃烧室51连通，所述内燃燃烧室51经做功透平工质导入控制阀7与所述做功透平3的工质入口连通，所述做功透平3的工质出口经做功透平工质导出控制阀8与所述内燃燃烧室51连通，所述热交换器式回热器40经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，所述内燃燃烧室51中的工作压力大于3MPa。
实施例9、10中，所述叶轮压气机1的压缩工质出口经压缩工质控制阀6与所述热交换器式回热器40的被加热流体通道的工质入口连通，所述热交换器式回热器40的被加热流体通道的工质出口和被冷却流体通道的工质入口均与所述内燃燃烧室51连通，所述热交换器式回热器40的被冷却流体通道的工质出口经所述压气透平2的工质导入控制阀9与所述压气透平2的工质入口连通，其中，所谓被加热流体是指吸收热量温度升高的流体，所谓被冷却流体是指放出热量温度降低的流体。
实施例11
如图11所示的叶轮机构发动机，其在实施例10的基础上：所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器401、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属内燃燃烧室53，所述叶轮压气机1的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀6之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀61与所述附属热交换器式回热器401连通，所述附属热交换器式回热器401与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属内燃燃烧室53经所述附属做功透平工质导入控制阀71与所述做功透平3的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀7之间的连通通道连通，所述做功透平3的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀8之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀81与所述附属内燃燃烧室53连通，所述附属热交换器式回热器401经所述附属工质导入控制阀91与所述压气透平2的工质入口和所述工质导入控制阀9之间的连通通道连通，所述附属内燃燃烧室53中的工作压力大于3MPa。
本实施例中，与所述附属压缩工质控制阀61连通的是所述附属热交换器式回热器401的被加热流体通道的工质入口，所述附属热交换器式回热器401的被加热流体通道的工质出口以及被冷却流体通道的工质入口均与所述附属内燃燃烧室53连通，与所述附属工质导入控制阀91连通的是所述附属热交换器式回热器401的被冷却流体通道的工质出口。
实施例9及其可变换的实施方式，也可选择性地参照实施例11使所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器401、附属压缩工质控制阀61、附属做功透平工质导入控制阀71、附属做功透平工质导出控制阀81、附属工质导入控制阀91和附属内燃燃烧室53等结构，并相应地设置上述各结构之间的连接关系。
本发明所有的实施方式中，均限定了其包括的所述传热加热器5、所述附属传热加热器52，所述内燃燃烧室51、所述附属内燃燃烧室53中的工作压力，作为可以变换的实施方式，上述对工作压力的限定可以取消或择一取消，也可根据实施工作情况将各实施方式中包括的所述传热加热器5、所述内燃燃烧室51、所述附属传热加热器52、所述附属内燃燃烧室53中的工作压力改设为或择一改设为大于4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa或大于30MPa。
本发明所有的实施方式中，所述叶轮压气机1、所述压气透平2和所述做功透平3可以是单级的，也可以是多级的，可以是轴流式的，也可以是径流式的。
本发明所有的实施方式中，所述做功透平3对外输出动力；所述压气透平2对所述叶轮压气机1输出动力，作为可变换的实施方式，可选择性地选择使所述压气透平2对外输出动力。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、填料式回热器（4）和传热加热器（5），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述填料式回热器（4）连通，所述填料式回热器（4）与所述传热加热器（5）的被加热流体通道连通，所述传热加热器（5）的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述传热加热器（5）的被加热流体通道连通，所述填料式回热器（4）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通，所述压气透平（2）的工质出口经排热器（10）与所述叶轮压气机（1）的工质入口连通。
2.如权利要求1所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器（41）、附属压缩工质控制阀（61）、附属做功透平工质导入控制阀（71）、附属做功透平工质导出控制阀（81）、附属工质导入控制阀（91）和附属传热加热器（52），所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀（6）之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀（61）与所述附属填料式回热器（41）连通，所述附属填料式回热器（41）与所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀（71）与所述做功透平（3）的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀（7）之间的连通通道连通，所述做功透平（3）的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀（8）之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀（81）与所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道连通，所述附属填料式回热器（41）经所述附属工质导入控制阀（91）与所述压气透平（2）的工质入口和所述工质导入控制阀（9）之间的连通通道连通。
3.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、填料式回热器（4）和内燃燃烧室（51），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述填料式回热器（4）连通，所述填料式回热器（4）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述内燃燃烧室（51）经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述填料式回热器（4）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通，所述压气透平（2）的工质出口经排热器（10）与所述叶轮压气机（1）的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口（11）。
4.如权利要求3所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述工质导出口（11）设置在所述压气透平（2）的工质出口与所述排热器（10）之间的连通通道上。
5.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、填料式回热器（4）和内燃燃烧室（51），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述填料式回热器（4）连通，所述填料式回热器（4）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述内燃燃烧室（51）经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述填料式回热器（4）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通。
6.如权利要求3至5中任一项所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述叶轮机构发动机还包括附属填料式回热器（41）、附属压缩工质控制阀（61）、附属做功透平工质导入控制阀（71）、附属做功透平工质导出控制阀（81）、附属工质导入控制阀（91）和附属内燃燃烧室（53），所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀（6）之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀（61）与所述附属填料式回热器（41）连通，所述附属填料式回热器（41）与所述附属内燃燃烧室（53）连通，所述附属内燃燃烧室（53）经所述附属做功透平工质导入控制阀（71）与所述做功透平（3）的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀（7）之间的连通通道连通，所述做功透平（3）的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀（8）之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀（81）与所述附属内燃燃烧室（53）连通，所述附属填料式回热器（41）经所述附属工质导入控制阀（91）与所述压气透平（2）的工质入口和所述工质导入控制阀（9）之间的连通通道连通。
7.如权利要求6所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述内燃燃烧室（51）中的工作压力大于3MPa。
8.如权利要求6所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述附属内燃燃烧室（53）中的工作压力大于3MPa。
9.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、热交换器式回热器（40）和传热加热器（5），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述热交换器式回热器（40）连通，所述热交换器式回热器（40）与所述传热加热器（5）的被加热流体通道连通，所述传热加热器（5）的被加热流体通道经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述传热加热器（5）的被加热流体通道连通，所述热交换器式回热器（40）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通，所述压气透平（2）的工质出口经排热器（10）与所述叶轮压气机（1）的工质入口连通。
10.如权利要求9所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器（401）、附属压缩工质控制阀（61）、附属做功透平工质导入控制阀（71）、附属做功透平工质导出控制阀（81）、附属工质导入控制阀（91）和附属传热加热器（52），所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀（6）之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀（61）与所述附属热交换器式回热器（401）连通，所述附属热交换器式回热器（401）与所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道连通，所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道经所述附属做功透平工质导入控制阀（71）与所述做功透平（3）的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀（7）之间的连通通道连通，所述做功透平（3）的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀（8）之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀（81）与所述附属传热加热器（52）的被加热流体通道连通，所述附属热交换器式回热器（401）经所述附属工质导入控制阀（91）与所述压气透平（2）的工质入口和所述工质导入控制阀（9）之间的连通通道连通。
11.如权利要求2或10所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述附属传热加热器（52）中的工作压力大于3MPa。
12.如权利要求1、2、9或10所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述传热加热器（5）中的工作压力大于3MPa。
13.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、热交换器式回热器（40）和内燃燃烧室（51），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述热交换器式回热器（40）连通，所述热交换器式回热器（40）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述内燃燃烧室（51）经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述热交换器式回热器（40）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通，所述压气透平（2）的工质出口经排热器（10）与所述叶轮压气机（1）的工质入口连通，在工质循环通道上设工质导出口（11）。
14.如权利要求13所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述工质导出口（11）设置在所述压气透平（2）的工质出口与所述排热器（10）之间的连通通道上。
15.一种叶轮机构发动机，包括叶轮压气机（1）、压气透平（2）、做功透平（3）、热交换器式回热器（40）和内燃燃烧室（51），其特征在于：所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口经压缩工质控制阀（6）与所述热交换器式回热器（40）连通，所述热交换器式回热器（40）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述内燃燃烧室（51）经做功透平工质导入控制阀（7）与所述做功透平（3）的工质入口连通，所述做功透平（3）的工质出口经做功透平工质导出控制阀（8）与所述内燃燃烧室（51）连通，所述热交换器式回热器（40）经所述压气透平（2）的工质导入控制阀（9）与所述压气透平（2）的工质入口连通。
16.如权利要求13至15中任一项所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述叶轮机构发动机还包括附属热交换器式回热器（401）、附属压缩工质控制阀（61）、附属做功透平工质导入控制阀（71）、附属做功透平工质导出控制阀（81）、附属工质导入控制阀（91）和附属内燃燃烧室（53），所述叶轮压气机（1）的压缩工质出口和所述压缩工质控制阀（6）之间的连通通道经所述附属压缩工质控制阀（61）与所述附属热交换器式回热器（401）连通，所述附属热交换器式回热器（401）与所述附属内燃燃烧室（53）连通，所述附属内燃燃烧室（53）经所述附属做功透平工质导入控制阀（71）与所述做功透平（3）的工质入口和所述做功透平工质导入控制阀（7）之间的连通通道连通，所述做功透平（3）的工质出口和所述做功透平工质导出控制阀（8）之间的连通通道经所述附属做功透平工质导出控制阀（81）与所述附属内燃燃烧室（53）连通，所述附属热交换器式回热器（401）经所述附属工质导入控制阀（91）与所述压气透平（2）的工质入口和所述工质导入控制阀（9）之间的连通通道连通。
17.如权利要求3至5中任一项或13至15中任一项所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述内燃燃烧室（51）中的工作压力大于3MPa。
18.如权利要求16所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述内燃燃烧室（51）中的工作压力大于3MPa。
19.如权利要求16所述叶轮机构发动机，其特征在于：所述附属内燃燃烧室（53）中的工作压力大于3MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201119 Address after: 274100 east side of expressway connecting line and north of Fuqian Avenue in Dingtao District, Heze City, Shandong Province Patentee after: Heze Tianli Textile Co.,Ltd. Address before: 100101, Beijing, Chaoyang District Beiyuan Road, No. 168, Sheng Sheng building, 24 floor Patentee before: ZEROQ SCIENCE AND TECHNOLOGY Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Impeller mechanism engine Effective date of registration: 20220110 Granted publication date: 20160622 Pledgee: Heze rural commercial bank Limited by Share Ltd. Pledgor: Heze Tianli Textile Co.,Ltd. Registration number: Y2022980000215 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20160622 Pledgee: Heze rural commercial bank Limited by Share Ltd. Pledgor: Heze Tianli Textile Co.,Ltd. Registration number: Y2022980000215 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |