專利名稱：堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
低品位燃料，本發(fā)明只是指某種可燃?xì)怏w或多種可燃?xì)怏w，與其它氣體混合在一起，并且所占的比例很小，小到已經(jīng)失去了商業(yè)應(yīng)用價(jià)值，所以低品位燃料是稀薄的、分散的、不穩(wěn)定的。低品位燃料一般很難點(diǎn)燃，即使點(diǎn)燃，也會(huì)自動(dòng)熄火即使持續(xù)燃'燒，溫度也很低。在煤礦、油田等企業(yè)在開采和提煉過程中，如果將這些低品位燃料直接排放到大氣中，會(huì)產(chǎn)生空氣污染，加以凈化處理又要消耗成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是用堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和特種燃燒系統(tǒng)組成一臺(tái)堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。低品位燃?xì)獍旱V油田開采提煉過程中產(chǎn)生的稀薄可燃?xì)怏w及其混合物。堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成。特種燃燒系統(tǒng)由儲(chǔ)氣罐、防回火器、空燃比調(diào)節(jié)器、氣體增壓器和電熱絲網(wǎng)燃燒室組成。采用特種燃燒系統(tǒng)的出口與膨脹室殼體下端相連通，膨脹室殼體上制有蟪旋上升并且截面逐漸縮小的半圓形螺殼熱氣流道，從特種燃燒系統(tǒng)噴出的熱氣通過螺殼熱氣流道進(jìn)入膨脹室殼體并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出或者采用特種燃燒系統(tǒng)的出口與和膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器相連通，從特種燃燒系統(tǒng)噴出的熱氣通過換熱器使膨脹室殼體內(nèi)的氣體升溫膨脹并轉(zhuǎn)換成髙品位機(jī)械能輸出。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)采用和膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器，在增壓泵輪上方設(shè)置鐘型整流罩和/或在渦輪的下方設(shè)置鐘型整流罩以及對(duì)膨脹室殼體采用絕熱層。本發(fā)明的有益效果包括可將煤礦、油田等企業(yè)在開采和提煉過程中產(chǎn)生的這些有害氣體用低廉的成本方式轉(zhuǎn)化為輸出動(dòng)力或電能，既能解除污染，又節(jié)約了寶貴的能源，擁有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用殼體換熱器制式的工作方式，由于不再使用強(qiáng)制氣體增壓技術(shù)，將熱氣直接灌入到有一定低壓的膨脹室內(nèi)，僅需使用普通排風(fēng)扇就能完成，所以可以大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)自身的巨大能耗。此種工作制式也非常適合熱電廠、水泥廠、鋼鐵廠、各種爐窯的廢熱和地?zé)崤c渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣體換熱，并將其轉(zhuǎn)化成髙品位機(jī)械能輸出。
特種燃燒系統(tǒng)與低品位螺殼或換熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，共有五種不同結(jié)構(gòu)和十種組合方式，本發(fā)明堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓泵輪可使膨脹室殼體內(nèi)的氣體獲得一定壓力，從而使得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率得到提升。具有機(jī)構(gòu)簡單、工作可靠、制造成本低的特征。膨脹室殼體內(nèi)采用螺旋上升并且截面逐漸縮小的半圓形熱氣流道可以充分利用熱氣流的動(dòng)能，并使熱氣流對(duì)空氣的加熱處于最佳狀態(tài)。也有利于動(dòng)力渦輪的利用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1和圖2是堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖示圖。圖中l(wèi).特種燃燒系統(tǒng)，2.堯式一型嫘殼渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，3.儲(chǔ)氣罐，4.防回火器，5.空燃比調(diào)節(jié)器，6.氣體增壓器，7.電熱絲網(wǎng)燃燒室，8.渦輪，9.渦輪軸，IO.增壓泵輪，11.膨脹室殼體，12.發(fā)電機(jī)，13.鐘型整流翠，14.進(jìn)風(fēng)架，15.嫘殼熱氣流道，16.務(wù)式一型換
3熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，17.殼體換熱器，18.換熱器出口。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，特種燃燒系統(tǒng)1和堯式一型螺殼渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2組成一臺(tái)堯式一型低品位燃 氣螺殼渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。特種燃燒系統(tǒng)1由儲(chǔ)氣罐3、防回火器4、空燃比調(diào)節(jié)器5、氣體增壓 器6和電熱絲網(wǎng)燃燒室7組成。螺殼渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2由渦輪8、渦輪軸9、增壓泵輪10和膨 脹室殼體11組成。渦輪8連接增壓泵輪10和發(fā)電機(jī)12。在增壓泵輪10上方和渦輪8的 下方各設(shè)置一個(gè)鐘型整流罩13。在膨脹室殼體11的下方含有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架14。膨脹室殼體 11上制有螺旋上升并且截面逐漸縮小的半圓形蠊殼熱氣流道15。特種燃燒系統(tǒng)1的電熱 絲網(wǎng)燃燒室7的出口與膨脹室殼體11下端相連通。膨脹室殼體11帶有絕熱層以減少熱損。
圖l所示實(shí)施例的工作原理為儲(chǔ)氣罐3中的低品位燃?xì)饨?jīng)過防回火器4，被氣體增 壓器6泵送進(jìn)電熱絲網(wǎng)燃燒室7?？杖急日{(diào)節(jié)器5通過控制空氣的流入量來調(diào)節(jié)進(jìn)入電熱 絲網(wǎng)燃燒室7的低品位燃?xì)獾臐舛龋_保渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作穩(wěn)定髙效。進(jìn)入電熱絲網(wǎng)燃 燒室7的混合氣體被電熱絲網(wǎng)點(diǎn)燃并充分徹底燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱氣進(jìn)入蠊殼熱氣流道 15。由于這些熱氣具有熱能和動(dòng)能，而嫘殼熱氣流道15為充分利用熱氣氣流的動(dòng)能提供 了條件。在螺殼熱氣流道15附近，熱氣與從進(jìn)風(fēng)架14進(jìn)入膨脹室殼體11的增壓空氣充 分換熱并使空氣膨脹產(chǎn)生勢(shì)能。這些勢(shì)能和動(dòng)能共同推動(dòng)渦輪8轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)增壓泵輪10 使得從進(jìn)風(fēng)架14進(jìn)入膨脹室殼體11的空氣增壓。增壓的空氣經(jīng)熱氣加熱產(chǎn)生更大的壓力， 推動(dòng)渦輪8加速轉(zhuǎn)動(dòng)。這又使得增壓泵輪10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)動(dòng)機(jī)迅速達(dá)到滿功率輸出。這些輸出功率通過發(fā)電機(jī)12轉(zhuǎn)化為電能輸出。
在圖2中，特種燃燒系統(tǒng)1和堯式一型換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16組成一臺(tái)堯式一型低品位 燃?xì)鈸Q熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。特種燃燒系統(tǒng)1由儲(chǔ)氣罐3、防回火器4、空燃比調(diào)節(jié)器5、氣體增 壓器6和電熱絲網(wǎng)燃燒室7組成。換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16由渦輪8、渦輪軸9、增壓泵輪10 和膨脹室殼體11組成。在膨脹室殼體11的進(jìn)風(fēng)口上方有一個(gè)固定安裝于渦輪軸9上的增 壓泵輪IO。渦輪軸9的下端與發(fā)電機(jī)12連接。在換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的增壓泵輪10上方 和渦輪8的下方各設(shè)置一個(gè)鐘型整流罩13。在膨脹室殼體11的下方含有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架14。 殼體換熱器17與堯式一型換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體11 一體制造。特種燃燒系統(tǒng)1的電 熱絲網(wǎng)燃燒室7的出口與殼體換熱器17相連通。從電熱絲網(wǎng)燃燒室7的出口噴出的熱氣 通過殼體換熱器17將膨脹室殼體11內(nèi)的空氣加熱，自身冷卻后從換熱器出口 18進(jìn)入大 氣。轉(zhuǎn)移到膨脹室殼體11內(nèi)空氣中的熱能由堯式一型換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16轉(zhuǎn)換成高品位機(jī) 械能輸出。殼體換熱器17帶有絕熱層以減少熱損。
圖2所示實(shí)施例的工作原理為儲(chǔ)氣罐3中的低品位燃?xì)饨?jīng)過防回火器4,被氣體增 壓器6泵送進(jìn)電熱絲網(wǎng)燃燒室7?？杖急日{(diào)節(jié)器5通過控制空氣的流入量來調(diào)節(jié)進(jìn)入電熱 絲網(wǎng)燃燒室7的低品位燃?xì)獾臐舛?，使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定有效。進(jìn)入電熱絲網(wǎng)燃燒室7的混 合氣體被電熱絲網(wǎng)點(diǎn)燃并充分徹底燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱氣進(jìn)入殼體換熱器17，與從進(jìn)風(fēng)架 H進(jìn)入膨脹室殼體11的增壓空氣充分換熱并使空氣膨脹產(chǎn)生勢(shì)能。這些勢(shì)能推動(dòng)渦輪8 轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過渦輪軸9帶動(dòng)增壓泵輪10使得從進(jìn)風(fēng)架14進(jìn)入膨脹室殼體11的空氣增壓。 增壓的空氣經(jīng)熱氣加熱產(chǎn)生更大的壓力，推動(dòng)渦輪8加速轉(zhuǎn)動(dòng)。這又使得增壓泵輪10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)動(dòng)機(jī)迅速達(dá)到滿功率輸出。這些輸出 功率通過發(fā)電機(jī)12轉(zhuǎn)化為電能輸出。
這里要強(qiáng)調(diào)圖1實(shí)施例中增壓泵輪10也使膨脹室殼體11內(nèi)的氣體按蠊旋曲線旋轉(zhuǎn)。 螺殼熱氣流道15的角度與增壓泵輪10產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流的運(yùn)動(dòng)方向相同，從而增強(qiáng)了氣流 運(yùn)動(dòng)能量，更有利于兩級(jí)渦輪的動(dòng)能利用。還有，圖1實(shí)施例由于氣體增壓器6耗用的功 率很大，將燃?xì)庵苯庸嗳氲脚蛎浭覛んw11內(nèi)的方式，價(jià)值不一定很大。因此也可采用圖2 實(shí)施例的方法采用殼體換熱器17為低品位發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱能。
權(quán)利要求
1.堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，由堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和特種燃燒系統(tǒng)組成；低品位燃?xì)獍旱V油田開采提煉過程中產(chǎn)生的稀薄可燃?xì)怏w及其混合物；堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成；采用特種燃燒系統(tǒng)的出口與堯式一型螺殼渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體下端相連通，膨脹室殼體上制有螺旋上升并且截面逐漸縮小的半圓形螺殼熱氣流道，從特種燃燒系統(tǒng)噴出的熱氣通過此螺殼熱氣流道進(jìn)入膨脹室殼體并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出；或者采用特種燃燒系統(tǒng)的出口與和堯式一型換熱渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器相連通，從特種燃燒系統(tǒng)噴出的熱氣通過換熱器使膨脹室殼體內(nèi)的氣體升溫膨脹并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出，其特征在于含有一個(gè)由儲(chǔ)氣罐、防回火器、空燃比調(diào)節(jié)器、氣體增壓器和電熱絲網(wǎng)燃燒室組成的特種燃燒系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于特種燃燒系統(tǒng)的出口與和堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在增壓泵輪的上方含有一個(gè)鐘型整流罩和/或在渦輪的下方含有一個(gè)鐘型整流罩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于膨脹室殼體含有絕熱層。
全文摘要
用堯式一型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和特種燃燒系統(tǒng)組成一臺(tái)堯式一型低品位燃?xì)馔鉄崾綔u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成。膨脹室殼體的下方有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架；在進(jìn)風(fēng)口上方有一個(gè)固定安裝于渦輪軸上的增壓泵輪。特種燃燒系統(tǒng)由儲(chǔ)氣罐、防回火器、空燃比調(diào)節(jié)器、氣體增壓器和電熱絲網(wǎng)燃燒室組成，其出口與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體下端相連通或與和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體低熱阻連接的殼體換熱器相連通，從特種燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的熱氣使膨脹室殼體內(nèi)的氣體升溫膨脹并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出。本發(fā)明可將煤礦、油田等企業(yè)在開采和提煉過程中產(chǎn)生的這些有害氣體用低廉的成本方式轉(zhuǎn)化為輸出動(dòng)力或電能，既能解除污染，又節(jié)約了寶貴的能源。
文檔編號(hào)F02C7/236GK101493041SQ20081003313
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者楊錫堯 申請(qǐng)人:楊時(shí)杰