專(zhuān)利名稱(chēng)：堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組的制作方法
堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組
所屬技術(shù)領(lǐng)域 '
本發(fā)明涉及堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中含有大量的能量未能加以利用，表現(xiàn)為高速流動(dòng)的高溫廢氣 直接排放大氣。即使采用廢氣渦輪增壓也只能利用極少一部分能量。尤其是燃?xì)鉁u輪 發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣的能量更大。還有，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于其它低品位能量包括大功率柴油機(jī) 或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣、由地?zé)崽峁┑臒釟饣蛘羝?、鋼鐵廠、水泥廠、各種窯爐及 熱電廠的余熱氣體和煙道廢氣的利用效率也很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供蕘式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是用兩級(jí)渦輪即第一級(jí)渦輪和第二級(jí) 渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和密封殼體組成一臺(tái)堯式低品位能量渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。在密封殼 體的下方采用一個(gè)進(jìn)風(fēng)架，在密封殼體的進(jìn)風(fēng)口上方采用一個(gè)固定安裝于第一渦輪軸 上的增壓泵輪，在密封殼體下端均布多個(gè)廢氣輸入管道接口，廢氣輸入管道接口與低 品位熱氣的輸氣管道連接。發(fā)動(dòng)機(jī)利用輸入的各種低品位熱氣做功并轉(zhuǎn)換成高品位能 量輸出，這些低品位熱氣包括大功率柴油機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣、由地?zé)崽峁┑?熱氣或蒸汽、鋼鐵廠、水泥廠、各種窯爐及熱電廠的余熱氣體和煙道廢氣。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)在密封殼體內(nèi)采用旋轉(zhuǎn)方向相反的兩級(jí)渦輪采用 兩級(jí)渦輪通過(guò)一個(gè)具有兩個(gè)同心安裝旋轉(zhuǎn)方向相反的輸入端和一個(gè)輸出端的行星增 速器形成動(dòng)力匯流采用第一級(jí)渦輪與增壓泵輪剛性連接，以及對(duì)密封殼體采用絕熱 層。
本發(fā)明的有益效果包括釆用增壓泵輪可使密封殼體內(nèi)的氣體獲得壓力，從而使 得渦輪發(fā)電機(jī)組的效率大大增加。本發(fā)明采用無(wú)外殼的行星增速器還使得兩級(jí)渦輪具 有自適應(yīng)能力從而使渦輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)始終處于最佳匹配和最高效率狀態(tài)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).第一級(jí)渦輪，2.第二級(jí)渦輪，3.第一渦輪軸，4.第二渦輪軸，5.增壓泵 輪，6.密封殼體，7.進(jìn)風(fēng)架，8.廢氣輸入管道接口， 9.內(nèi)齒圈，IO.螺旋曲線，11.行 星架，12.絕熱層13.輸出端，14.發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，第一級(jí)渦輪l、第二級(jí)渦輪2、第一渦輪軸3、第二渦輪軸4、增壓泵 輪5和密封殼體6組成一臺(tái)堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組。在密封殼體6的下方是一 個(gè)進(jìn)風(fēng)架7。在密封殼體6的進(jìn)風(fēng)口上方有一個(gè)固定安裝于第一渦輪軸3上的增壓泵 輪5。在密封殼體6下端均布有多個(gè)廢氣輸入管道接口 8，廢氣輸入管道接口 8與低 品位熱氣的輸氣管道連接。第一級(jí)渦輪1通過(guò)第一渦輪軸3與增壓泵輪5剛性連接并 同時(shí)與內(nèi)齒圈9連接。第二級(jí)渦輪2通過(guò)第二渦輪軸4與行星架11連接。密封殼體
36帶有絕熱層12以減少熱損。堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的能量通過(guò)輸出端 13傳遞給發(fā)電機(jī)14。
圖1所示實(shí)施例的工作原理為大功率柴油機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通過(guò)廢氣 輸入管道接口8進(jìn)入密封殼體6。由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣具有熱能和動(dòng)能，這些熱能和動(dòng)能 除了增加空氣的溫度和勢(shì)能外，還共同推動(dòng)第一級(jí)渦輪1轉(zhuǎn)動(dòng)。第一級(jí)渦輪1通過(guò)第 一渦輪軸3帶動(dòng)增壓泵輪5使得從進(jìn)風(fēng)架7進(jìn)入密封殼體6的空氣增壓。增壓的空氣 經(jīng)廢氣加熱產(chǎn)生更大的壓力，也推動(dòng)第一級(jí)渦輪1加速轉(zhuǎn)動(dòng)。這又使得增壓泵輪5 的增壓作用進(jìn)一步增強(qiáng)，由此形成雪崩反應(yīng)，使渦輪發(fā)電機(jī)組迅速達(dá)到最大輸出功率。 這些輸出功率通過(guò)發(fā)電機(jī)14轉(zhuǎn)化為電能輸出。這里要強(qiáng)調(diào)由于增壓泵輪5的轉(zhuǎn)動(dòng) 使密封殼體6內(nèi)的氣體旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)氣流按照螺旋曲線10所指引的途徑運(yùn)動(dòng)上升。均 布的廢氣輸入管道連接密封殼體的角度與增壓泵輪5產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流的方向相同，以 增強(qiáng)氣流運(yùn)動(dòng)能量，更有利于兩級(jí)渦輪的動(dòng)能利用。
還需要指出第一級(jí)渦輪l只吸收了一部分膨脹的能量做功，將剩余的能量留給 第二級(jí)渦輪2繼續(xù)吸收做功。第一級(jí)渦輪1所做的功一部分通過(guò)第一渦輪軸3傳遞給 增壓泵輪5，另一部分功率傳遞給行星機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈9。第二級(jí)渦輪2通過(guò)第二級(jí)渦 輪軸4也將功率傳遞給行星機(jī)構(gòu)的行星架11。這兩個(gè)渦輪在行星增速器中完成動(dòng)力 匯流后共同輸出并使渦輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)始終處在效率曲線的高位運(yùn)行。
現(xiàn)有的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)都設(shè)有多級(jí)導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)，在許多場(chǎng)合它們都具有有益效果。 但經(jīng)我們研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的存在同時(shí)也使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而且還影響發(fā)動(dòng) 機(jī)的工作效率。如果能夠采用可逆性的渦輪和泵輪來(lái)取代導(dǎo)輪，既可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，又 能大大提高工作效率。所以我們采用不設(shè)導(dǎo)輪或只設(shè)一級(jí)導(dǎo)輪。
本發(fā)明的技術(shù)要求為當(dāng)兩只旋轉(zhuǎn)方向相反的渦輪均為125轉(zhuǎn)/分時(shí)，三構(gòu)件同 時(shí)運(yùn)作的行星齒輪機(jī)構(gòu)升速比為6:1，它的任務(wù)就是驅(qū)動(dòng)750轉(zhuǎn)/分的交流發(fā)電機(jī)， 以保證輸出電能為50赫茲?？膳c電網(wǎng)直接連接。
權(quán)利要求
1. 堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組，由兩級(jí)渦輪即第一級(jí)渦輪和第二級(jí)渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和密封殼體組成；利用各種低品位熱氣做功并轉(zhuǎn)換成高品位能量輸出，這些低品位熱氣包括大功率柴油機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣、由地?zé)崽峁┑臒釟饣蛘羝?、鋼鐵廠、水泥廠、各種窯爐及熱電廠的余熱氣體和煙道廢氣；在密封殼體的下方含有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架；其特征在于在密封殼體的進(jìn)風(fēng)口上方含有一個(gè)固定安裝于第一渦輪軸上的增壓泵輪；在密封殼體下端均布有多個(gè)廢氣輸入管道接口，廢氣輸入管道接口與低品位熱氣的輸氣管道連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于密封殼體內(nèi)含有旋轉(zhuǎn)方向相反的兩 級(jí)渦輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于密封殼體含有絕熱層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于密封殼體內(nèi)的兩級(jí)渦輪具有自 適應(yīng)能力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于密封殼體內(nèi)的兩級(jí)渦輪通過(guò)一 個(gè)具有兩個(gè)同心安裝旋轉(zhuǎn)方向相反的輸入端和一個(gè)輸出端的行星增速器形成動(dòng)力匯流。
全文摘要
堯式低品位能量渦輪發(fā)電機(jī)組，由兩級(jí)渦輪即第一級(jí)渦輪和第二級(jí)渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和密封殼體組成；在密封殼體的下方含有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架；在密封殼體的進(jìn)風(fēng)口上方含有一個(gè)固定安裝于第一渦輪軸上的增壓泵輪，其特征在于密封殼體下端均布有多個(gè)廢氣輸入管道接口，廢氣輸入管道接口與低品位熱氣的輸氣管道連接。本發(fā)明的有益效果包括采用增壓泵輪可使密封殼體內(nèi)的氣體獲得壓力，從而使得渦輪發(fā)電機(jī)組的效率大大增加。采用兩級(jí)渦輪可進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。為各種低品位熱能的商業(yè)化利用建立了新的技術(shù)路線。本發(fā)明采用無(wú)外殼的行星增速器還使得兩級(jí)渦輪具有自適應(yīng)能力從而使渦輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)始終處于最佳匹配和最高效率狀態(tài)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101469672SQ20071017287
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者楊錫堯 申請(qǐng)人:楊錫堯