CN106285945A - 连续旋转爆震发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续旋转爆震发电机，其包括动力装置和发电机。动力装置包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。外壳具有空气入口和排气口。中心体具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体并固定连接于外壳，且外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，以用于对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构的透平在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动以用于对发电机做功。由于采用了旋转爆震技术，动力装置的燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。

Description

连续旋转爆震发电机

技术领域

本发明涉及动力技术领域，尤其涉及一种连续旋转爆震发电机。

背景技术

目前，燃气轮机发电技术在我国各大电厂得到广泛运用，其基本工作原理是通过等压燃烧将燃料中的化学能转化为燃气的内能，驱动透平做功将内能转化为机械能，输出轴功，然后带动发电机发电。燃气轮机与发电机组成的循环系统以发电品质好、抗过载能力强、加载时间快等优点备受青睐。传统的发电用燃气轮机发电效率不算太高，一般在30％-35％之间，导致发电的成本仍然更大，发电功率也受到燃烧效率和燃烧速度的限制。另外，燃气轮机产生的氮氧化物等污染物较多，容易造成环境污染。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种连续旋转爆震发电机，其动力装置的燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种连续旋转爆震发电机，其包括动力装置和发电机。动力装置为发电机提供动力，包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。

外壳具有：空气入口，设置于外壳的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口，设置于外壳的后端。中心体呈柱状，固定设置于外壳的中部，且具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体并固定连接于外壳，且外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室供入空气。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室提供燃料。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，以用于对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构包括：压气机，设置于旋转爆震燃烧室的上游，用于压缩进入外壳中的空气；透平，设置于旋转爆震燃烧室的下游，且在旋转爆震燃烧后的气体驱动下能够旋转运动；以及转轴，穿设中心体的中间通孔，用于连接压气机、透平和发电机，以使透平能够对发电机做功。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，动力装置采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压燃气，然后利用高温高压燃气对驱动机构的透平膨胀做功，此时高温高压燃气的热能转化为透平的机械能而使透平旋转运动。由于透平经由转轴连接于发电机，从而使透平对发电机做功。本发明的连续旋转爆震发电机基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。

附图说明

图1是根据本发明的连续旋转爆震发电机的整体结构示意图；

图2是图1中的驱动机构的结构示意图；

图3是图1中的内侧环形分流板与外侧环形分流板的整体结构立体图；

图4是图3的变形图；

图5是沿图1中A-A线切分后的剖视图；

图6是沿图1中B-B线切分后的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1动力装置 16驱动机构

11外壳 161压气机

111空气入口 162透平

112排气口 163转轴

12中心体 17内侧环形分流板

121中间通孔 171开孔

122外壁面 18外侧环形分流板

13旋转爆震燃烧室 181开口

131进气口 19掺混室

132内壁 C1轴承

133外壁 T1第一气流通道

134出气口 T2第二气流通道

135环形燃烧腔 P排气管

14油路组件 G锅炉

141供油管路 2发电机

142燃料管 3减速器

143喷嘴 4蒸汽轮机

15点火器

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本发明的连续旋转爆震发电机。

参照图1至图6，根据本发明的连续旋转爆震发电机，其包括动力装置1和发电机2。动力装置1为发电机2提供动力，包括外壳11、中心体12、旋转爆震燃烧室13、油路组件14、点火器15以及驱动机构16。

外壳11具有：空气入口111，设置于外壳11的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口112，设置于外壳11的后端。中心体12呈柱状，固定设置于外壳11的中部，且具有沿中心体12的轴向贯穿中心体12的中间通孔121。旋转爆震燃烧室13套设于中心体12并固定连接于外壳11，且外壳11的空气入口111连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13供入空气。油路组件14受控连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13提供燃料。点火器15固定设置于旋转爆震燃烧室13，以用于对进入旋转爆震燃烧室13内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构16包括：压气机161，设置于旋转爆震燃烧室13的上游，用于压缩进入外壳11中的空气；透平162，设置于旋转爆震燃烧室13的下游，且在旋转爆震燃烧后的气体驱动下能够旋转运动；以及转轴163，穿设中心体12的中间通孔121，用于连接压气机161、透平162和发电机2，以使透平162能够对发电机2做功。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，动力装置1采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室13中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压燃气，然后利用高温高压燃气对驱动机构16的透平162膨胀做功，此时高温高压燃气的热能转化为透平162的机械能而使透平162旋转运动。由于透平162经由转轴163连接于发电机2，从而使透平162对发电机2做功。本发明的连续旋转爆震发电机基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置1的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1，连续旋转爆震发电机还可包括：减速器3，设置于透平162与发电机2之间的转轴163上，透平162经由减速器3连接于发电机2以对发电机2做功。在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1，转轴163可通过轴承C1连接于中心体12。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1，旋转爆震燃烧室13可具有：进气口131；内壁132，与中心体12的外壁面122之间形成有第一气流通道T1；外壁133，与内壁132一起形成旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135，外壳11的空气入口111经由进气口131连通于环形燃烧腔135以向环形燃烧腔135供入空气，且外壁133与外壳11之间形成有第二气流通道T2；以及出气口134，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室13。其中，流经第一气流通道T1和第二气流通道T2中的空气主要用于冷却旋转爆震燃烧室13。

在这里补充说明的是，与传统的动力装置的燃烧室相比，本发明的连续旋转爆震发电机中的旋转爆震燃烧室13的尺寸相对较小，从而缩小了动力装置1的整体尺寸。

根据本发明的连续旋转爆震发电机，在一实施例中，参照图1，旋转爆震燃烧室13的前部可为中间窄两头大的不规则变形腔体(用于改变经由进气口131进入的空气的压力)，而尾部(指环形燃烧腔135部分)可为规则的圆柱形腔体。这里，由于旋转爆震燃烧室13的尾部为等截面的，因此在环形燃烧腔135中的燃烧过程由一般的等压燃烧变为近似等容燃烧，显著提高了燃烧效率、燃烧速度快，进而能够为发电机2提供更大的动力。

根据本发明的连续旋转爆震发电机，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：内侧环形分流板17，设置于第一气流通道T1入口处，用于将空气引入第一气流通道T1内。

在一实施例中，参照图3和图5，内侧环形分流板17可为单层板，单层板上贯穿设置有开孔171以使空气进入第一气流通道T1。

根据本发明的连续旋转爆震发电机，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：外侧环形分流板18，设置于第二气流通道T2入口处，用于将空气引入第二气流通道T2内。

在一实施例中，参照图3和图5，外侧环形分流板18可为单层板，单层板上贯穿设置有开口181以使空气进入第二气流通道T2。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1和图6，油路组件14可包括：供油管路141；燃料管142，设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133，连通于供油管路141和旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135；以及多个喷嘴143，贯穿设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133的与燃料管142对应的位置，以使燃料管142内的燃料经由喷嘴143进入旋转爆震燃烧室13。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1，动力装置1还可包括：掺混室19，连通第一气流通道T1、第二气流通道T2和旋转爆震燃烧室13的出气口134，以使冷却的空气与旋转爆震燃烧后的气体掺混。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1，连续旋转爆震发电机还可包括：锅炉G，连通于外壳11尾部的排气口112，以使从排气口112中排出的尾气对锅炉G进行加热，以实现废热的再利用，从而节约了能源。如，锅炉G中产生的蒸汽可以用于驱动蒸汽轮机4，而蒸汽轮机4也可以对发电机2做功，从而使发电机2进一步发电。

在根据本发明的连续旋转爆震发电机中，参照图1、图3和图6，锅炉G通过排气管P连接于外壳11尾部的排气口112。由于本发明的连续旋转爆震发电机采用了爆震燃烧技术，燃烧比较充分，导致产生的尾气中氮氧化物等空气污染物的含量明显降低，从而减少了对环境的污染。

Claims (10)

1.一种连续旋转爆震发电机，包括：

发电机(2)；

动力装置(1)，为发电机(2)提供动力；

其特征在于，动力装置(1)包括：

外壳(11)，具有：

空气入口(111)，设置于外壳(11)的前端，呈环形，连通外部大气；以及

排气口(112)，设置于外壳(11)的后端；

中心体(12)，呈柱状，固定设置于外壳(11)的中部，且具有沿中心体(12)的轴向贯穿中心体(12)的中间通孔(121)；

旋转爆震燃烧室(13)，套设于中心体(12)并固定连接于外壳(11)，且外壳(11)的空气入口(111)连通于旋转爆震燃烧室(13)，以向旋转爆震燃烧室(13)供入空气；

油路组件(14)，受控连通于旋转爆震燃烧室(13)，以向旋转爆震燃烧室(13)提供燃料；

点火器(15)，固定设置于旋转爆震燃烧室(13)，以用于对进入旋转爆震燃烧室(13)内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧；以及

驱动机构(16)，包括：

压气机(161)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的上游，用于压缩进入外壳(11)中的空气；

透平(162)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的下游，且在旋转爆震燃烧后的气体驱动下能够旋转运动；以及

转轴(163)，穿设中心体(12)的中间通孔(121)，用于连接压气机(161)、透平(162)和发电机(2)，以使透平(162)能够对发电机(2)做功。

2.根据权利要求1所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，连续旋转爆震发电机还包括：减速器(3)，设置于透平(162)与发电机(2)之间的转轴(163)上，透平(162)经由减速器(3)连接于发电机(2)以使发电机(2)在透平(162)的驱动下运动。

3.根据权利要求1所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，旋转爆震燃烧室(13)具有：

进气口(131)；

内壁(132)，与中心体(12)的外壁面(122)之间形成有第一气流通道(T1)；

外壁(133)，与内壁(132)一起形成旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)，外壳(11)的空气入口(111)经由进气口(131)连通于环形燃烧腔(135)以向环形燃烧腔(135)供入空气，且外壁(133)与外壳(11)之间形成有第二气流通道(T2)；以及

出气口(134)，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室(13)。

4.根据权利要求3所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，动力装置(1)还包括：

内侧环形分流板(17)，设置于第一气流通道(T1)入口处，用于将空气引入第一气流通道(T1)内。

5.根据权利要求4所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，内侧环形分流板(17)为单层板，单层板上贯穿设置有开孔(171)以使空气进入第一气流通道(T1)。

6.根据权利要求4所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，动力装置(1)还包括：

外侧环形分流板(18)，设置于第二气流通道(T2)入口处，用于将空气引入第二气流通道(T2)内。

7.根据权利要求6所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，外侧环形分流板(18)为单层板，单层板上贯穿设置有开口(181)以使空气进入第二气流通道(T2)。

8.根据权利要求3所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，油路组件(14)包括：

供油管路(141)；

燃料管(142)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，连通于供油管路(141)和旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；以及

多个喷嘴(143)，贯穿设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)的与燃料管(142)对应的位置，以使燃料管(142)内的燃料经由喷嘴(143)进入旋转爆震燃烧室(13)。

9.根据权利要求3所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，动力装置(1)还包括：掺混室(19)，连通第一气流通道(T1)、第二气流通道(T2)和旋转爆震燃烧室(13)的出气口(134)，以使冷却的空气与旋转爆震燃烧后的气体掺混。

10.根据权利要求1所述的连续旋转爆震发电机，其特征在于，连续旋转爆震发电机还包括：锅炉(G)，连通于外壳(11)尾部的排气口(112)，以使从排气口(112)中排出的尾气对锅炉(G)进行加热。