CN201581995U - 一种热气轮机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热气轮机，属于热气轮机结构技术领域。包括：与驱动设备相连接、内部密布有转子叶片及定子叶片的压气机，压气机的输出端与内部设有燃料燃烧室的冷空气通道相连通，燃烧室上设有燃料输送装置，冷空气通道通过燃气、冷空气混合热气管道与热气涡轮机相连通，热气涡轮机与压气机之间安装有减速机，减速机连接有负荷。本实用新型结构设计合理，造价低，热效率高，经久耐用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热气轮机，属于热气轮机结构技术领域。
背景技术
目前，传统技术燃气轮机的工作原理是：吸入的空气经压气机压缩至几公斤或20多公斤每平方厘米的压力，进入燃烧室与燃料混合燃烧，高温燃气喷向燃气涡轮，使燃气涡轮高速运转产生动力，再由燃气涡轮带动压气机工作，同时传动机构向外输出动力。
现有燃气轮机存在两大问题：1、造价极高；2、热效率难以进一步提高，其中造价高的原因是：燃气涡轮叶片处在1200度左右的高速燃气冲刷下，长时间高速运转，现有叶片材料成本极高，还要采取复杂的叶片冷却措施，材料性能已接近极限；热效率难以进一步提高的原因是：现有技术提高热效率的方法是提高压气机气压、提高燃气温度，因受材料性能限制，已无潜力可挖。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种结构设计合理，造价低，热效率高，经久耐用的热气轮机。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种热气轮机，其特殊之处在于包括与驱动设备12相连接、内部密布有转子叶片15及定子叶片16的压气机1，压气机1的输出端与内部设有燃料燃烧室10的冷空气通道5相连通，燃烧室10上设有燃料输送装置，冷空气通道5通过燃气、冷空气混合热气管道11与热气涡轮机4相连通，热气涡轮机4与压气机1之间安装有减速机3，减速机3连接有负荷9；
所述减速机3通过传动轴2与热气涡轮机4、压气机1相连接；
所述燃料输送装置为设于冷空气通道5上的进料口17；
所述燃料输送装置包括与压气机1输出端相连接的动力传输装置13，动力传输装置13驱动与其相连接的燃料输送器8工作，燃料输送器8通过燃料出口7与燃烧室10相贯通，燃料输送器8上设有燃料箱6；
所述冷空气通道5上设有燃烧废料排杂口14。
本实用新型的一种热气轮机，结构设计合理，燃料燃烧装置外部设有冷空气通道，从而使混合后的气体工质温度较低，使热气涡轮机叶片的使用寿命增长，压气机与热气涡轮机之间安装有减速机，可以大大降低压气机的转速，降低气流速度，从而使燃气有足够的时间与冷空气混合降温，并且低速气流流动阻力会降低，有利于提高热效率，并且低转速压气机制造容易，可大幅度降级造价。
附图说明
图1：本实用新型一种热气轮机实施例1的结构示意图；
图2：本实用新型一种热气轮机实施例2的结构示意图；
图3：压气机的结构示意图。
图中：1、压气机，2、传动轴，3、减速机，4、热气涡轮机，5、冷空气通道，6、燃料箱，7、燃料出口，8、燃料输送器，9、负荷，10、燃烧室，11、燃气、冷空气混合气管道，12、驱动设备，13、动力传输装置，14、排杂口，15、转子叶片，16、定子叶片，17、进料口。
具体实施方式
以下参考附图给出实用新型的具体实施方式，用来对本实用新型的构成做进一步的说明。
实施例1
本实施例的一种热气轮机参考附图1、3，包括与驱动设备12相连接、内部密布有转子叶片15及定子叶片16的压气机1，压气机1的输出端与内部设有燃料燃烧室10的冷空气通道5相连通，燃烧室10上设有燃料输送装置，冷空气通道5通过燃气、冷空气混合热气管道11与热气涡轮机4相连通，热气涡轮机4与压气机1之间安装有减速机3，减速机3连接有负荷9；减速机3通过传动轴2与热气涡轮机4、压气机1相连接；燃料输送装置包括与压气机1输出端相连接的动力传输装置13，动力传输装置13驱动与其相连接的燃料输送器8工作，燃料输送器8通过燃料出口7与燃烧室10相贯通，燃料输送器8上设有燃料箱6；冷空气通道5上设有燃烧废料排杂口14。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，燃料输送装置为设于冷空气通道5上的进料口17。
工作原理：驱动设备12带动压气机1工作，空气经压缩后进入冷空气通道5，冷空气通道5内设有燃料燃烧室10，通过燃料输送装置将燃料送入燃烧室10，燃料在燃烧室内燃烧后将会产生高热燃气，燃气与压缩后的冷空气混合，使燃气温度降低，燃气与冷空气通过燃气、冷空气混合热气管道11喷向热气涡轮机4，带动热气涡轮机4高速运转，由于混合后的气体工质温度较低，从而使热气涡轮机叶片的使用寿命增长，降低叶片材料成本，热气涡轮机4涡轮高速运转产生动力，带动压气机1运转，热气涡轮机4与压气机1之间设有减速机3，使热气涡轮机4输出的动力得到减速后再传递给压气机1，这样可以大大降低压气机1的转速，降低气流速度，从而使燃气有足够的时间与冷空气混合降温，并且低速气流流动阻力会降低，有利于提高热效率，由于压气机1内部密布有转子叶片15及定子叶片16，从而保证了足够的压力。
本实施例的热气轮机对提高热效率的理解是：传统的燃气轮机和本实施例的热气轮机都是将空气作为工质经过加热-膨胀-做工使热能转化为动能，在能量转化的过程中，有一个关键的因素决定着能量转化效能的高低，即气体工质在被加热的过程中，最理想的状况是气体工质的密度不低于被吸入前的自然密度，如果在加热时的密度降低了，能量转化的效能就会降低，打一个比方，在气体被加热时并且体积不受限制的情况下，体积会自由膨胀，密度也随之降低，此时的压力为零，动能转化效能也就等于零，然而，气体在密度不降低的情况下被加热，温度越高产生的压力越高，这说明关系能量转化效能高低的主要因素是气体工质在被加热的过程中，是否保持了足够的密度。
本实施例的一种热气轮机与传统技术的差别在于，热气涡轮输出的动力经过减速机减速，传递给压气机，为了保证足够的压力，需增加压气机叶片级数，被压气机压缩的空气，被分成两种通道，其中一种通道是参加燃烧的空气，另一种通道是使冷空气与燃气混合，以达到降低温度的目的，此技术的一个重要特征在于：冷空气与燃气结合，需要一定的时间，相应的降低压气机转速，降低气流速度，可以带来以下好处：
1、气体工质温度降低，从而使涡轮叶片材料价格降低，有效节约了资源；
2、所须工作压力也相应降低，从而了保证气体工质被加热时的足够密度，并且低速气流流动阻力低，提高了热效率；
3、燃气有足够的时间与冷空气混合降温；
4、低转速压气机制造容易，可大幅度降低造价。
Claims (5)
1.一种热气轮机，其特征在于包括与驱动设备(12)相连接、内部密布有转子叶片(15)及定子叶片(16)的压气机(1)，压气机(1)的输出端与内部设有燃料燃烧室(10)的冷空气通道(5)相连通，燃烧室(10)上设有燃料输送装置，冷空气通道(5)通过燃气、冷空气混合热气管道(11)与热气涡轮机(4)相连通，热气涡轮机(4)与压气机(1)之间安装有减速机(3)，减速机(3)连接有负荷(9)。
2.按照权利要求1所述的一种热气轮机，其特征在于所述减速机(3)通过传动轴(2)与热气涡轮机(4)、压气机(1)相连接。
3.按照权利要求1所述的一种热气轮机，其特征在于所述燃料输送装置为设于冷空气通道(5)上的进料口(17)。
4.按照权利要求1所述的一种热气轮机，其特征在于所述燃料输送装置包括与压气机(1)输出端相连接的动力传输装置(13)，动力传输装置(13)驱动连接燃料输送器(8)，燃料输送器(8)通过燃料出口(7)与燃烧室(10)相贯通，燃料输送器(8)上设有燃料箱(6)。
5.按照权利要求1所述的一种热气轮机，其特征在于所述冷空气通道(5)上设有燃烧废料排杂口(14)。
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| CN2009203513649U Expired - Fee Related CN201581995U (zh) | 2009-12-26 | 2009-12-26 | 一种热气轮机 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101761395A (zh) * | 2009-12-26 | 2010-06-30 | 姜文岐 | 一种热气轮机 |
| CN103133173A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 熵循环发动机 |
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2009
- 2009-12-26 CN CN2009203513649U patent/CN201581995U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN103133173A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 熵循环发动机 |
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