專利名稱：循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(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(guò)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)明的目的是要提供循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是用循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式纟咼輪發(fā)動(dòng)機(jī)和 供氣系統(tǒng)組成一臺(tái)循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。低品位燃?xì)獍旱V油 ffl開采提煉過(guò)程中產(chǎn)生的稀薄可燃?xì)怏w及其混合物。供氣系統(tǒng)由儲(chǔ)氣罐和防回火器組成。 從供氣系統(tǒng)輸入的低品位燃?xì)膺M(jìn)入循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體內(nèi)燃燒升 溫膨脹并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出。循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由兩級(jí)渦輪、兩個(gè)
渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成；第一級(jí)渦輪與增壓泵輪和內(nèi)齒圈連接；第二級(jí)渦輪 與行星架連接；行星架上均布有三個(gè)行星輪；內(nèi)齒圈、行星架、三個(gè)行星輪^]太陽(yáng)輪一起 構(gòu)成一個(gè)行星動(dòng)力匯流升速器，太陽(yáng)輪作為行星動(dòng)力匯流升速器的輸出端連接渦輪發(fā)電機(jī), 在膨脹室殼體內(nèi)下端含有均布的電熱絲網(wǎng)助燃裝置；膨脹室殼體在增壓泵輪以下均布多個(gè) 低品位燃?xì)膺M(jìn)氣端口和多路空氣^節(jié)閥。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)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)輸出端的行星動(dòng)力匯流升速器形成動(dòng)力匯流；在增壓泵輪的上方設(shè)置鐘型 整流罩和/或在第一級(jí)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ffl等企業(yè)在開采和提煉過(guò)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。低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)共有五種不同結(jié)構(gòu)和組合方式，本發(fā)明 循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(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 一定的壓力，從而使得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率得到提升。采用兩級(jí)渦輪可進(jìn)一歩提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 效率。采用無(wú)外殼的行星動(dòng)力匯流升速器還使得兩級(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)一歩說(shuō)明。
圖1是循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖示圖。 圖中l(wèi).循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，2.供氣系統(tǒng)，3.儲(chǔ)氣罐，4.防回火器，5. 第一級(jí)渦輪，6.第二級(jí)渦輪，7.第一渦輪軸，8.第二渦輪軸，9.增壓泵輪，IO.膨脹室殼體, 11.內(nèi)齒圈，12.行星架，13.行星輪，14.太陽(yáng)輪，15.發(fā)電機(jī)，16.鐘型整流罩，17.進(jìn)風(fēng)架， 18.電熱絲網(wǎng)助燃裝置，19.進(jìn)氣端口， 20.空氣調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)1和供氣系統(tǒng)2組成一臺(tái)循環(huán)式一泵兩 級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。供氣系統(tǒng)2由儲(chǔ)氣罐3和防回火器4組成。循環(huán)式一泵 兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2由第一級(jí)渦輪5、第二級(jí)渦輪6、第一渦輪軸7、第二渦輪軸8、 增壓泵輪9和膨脹室殼體10組成。第一級(jí)渦輪5與增壓泵輪9和內(nèi)齒圈11連接；第二級(jí) 渦輪6與行星架12連接；行星架12上均布有三個(gè)行星輪13;內(nèi)齒圏ll、，亍星架12、三 個(gè)行星輪13和太陽(yáng)輪14 一起構(gòu)成一個(gè)行星動(dòng)力匯流升速器，太陽(yáng)輪14作為《f星動(dòng)力匯流 升速器的輸出端連接發(fā)電機(jī)15;在增壓泵輪9上方和第一級(jí)渦輪5的下方各設(shè)置一個(gè)鐘型 整流罩16。在膨脹室殼體10的下方含有一個(gè)進(jìn)風(fēng)架17，在膨脹室殼體10內(nèi)—F端含有均布 的電熱絲網(wǎng)助燃裝置18;膨脹室殼體10在增壓泵輪9以下均布多個(gè)低品位'燃?xì)膺M(jìn)氣端口 19和多路空氣調(diào)節(jié)閥20。
圖1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(guò)防回火器4和各低品位 燃?xì)膺M(jìn)氣端口 19,被增壓泵輪9均勻吸入膨脹室殼體10。同時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)低品位燃?xì)?的濃度調(diào)節(jié)各空氣調(diào)節(jié)閥20來(lái)控制進(jìn)入膨脹室殼體10的空燃比，確保渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工 作穩(wěn)定高效。進(jìn)入膨脹室殼體10的混合氣體被電熱絲網(wǎng)助燃裝置點(diǎn)燃。燃燒產(chǎn)生的熱氣膨 脹產(chǎn)生勢(shì)能推動(dòng)第一級(jí)渦輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)增壓泵輪9使得從進(jìn)風(fēng)架17進(jìn)入膨脹室殼體 IO的混合氣體增壓燃燒產(chǎn)生更大的壓力，推動(dòng)第一級(jí)渦輪5加速轉(zhuǎn)動(dòng)。這又f吏得增壓泵輪 9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(guò)發(fā)電機(jī)15轉(zhuǎn)化為電能輸出。
需要指出第一級(jí)渦輪5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6繼續(xù)吸收做功。第一級(jí)渦輪5所做的功一部分傳遞給增壓泵輪9，另一部分功率傳 遞給內(nèi)齒圈11。第二級(jí)渦輪6將功率傳遞給行星架12。這兩個(gè)渦輪在行星動(dòng)力匯流升速器 中完成動(dòng)力匯流并通過(guò)太陽(yáng)輪14傳遞給發(fā)電機(jī)15轉(zhuǎn)化為電能輸出。行星動(dòng)力匯流升速器 還使渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)始終處在效率曲線的高位運(yùn)行。
現(xiàn)有的燃?xì)馔鉄崾綔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。所以這里不采用導(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)，行星動(dòng)力匯流升 速器升速比為6:1,帶動(dòng)750轉(zhuǎn)/分的交50赫茲流發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。
權(quán)利要求
1.循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，由循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和供氣系統(tǒng)組成；低品位燃?xì)獍旱V油田開采提煉過(guò)程中產(chǎn)生的稀薄可燃?xì)怏w及其混合物；供氣系統(tǒng)由儲(chǔ)氣罐和防回火器組成；從供氣系統(tǒng)輸入的低品位燃?xì)膺M(jìn)入循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體內(nèi)燃燒升溫膨脹并轉(zhuǎn)換成高品位機(jī)械能輸出；循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由兩級(jí)渦輪、渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成；第一級(jí)渦輪與增壓泵輪和內(nèi)齒圈連接；第二級(jí)渦輪與行星架連接；行星架上均布有三個(gè)行星輪；內(nèi)齒圈、行星架、三個(gè)行星輪和太陽(yáng)輪一起構(gòu)成一個(gè)行星動(dòng)力匯流升速器，太陽(yáng)輪作為行星動(dòng)力匯流升速器的輸出端連接發(fā)電機(jī)，其特征在于在膨脹室殼體內(nèi)下端含有均布的電熱絲網(wǎng)助燃裝置；膨脹室殼體在增壓泵輪以下均布多個(gè)低品位燃?xì)膺M(jìn)氣端口和多路空氣調(diào)節(jié)閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1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/ 或在第一級(jí)渦輪的下方含有一個(gè)鐘型整流罩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體內(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)輸出端的行星動(dòng)力匯流升速器形成動(dòng)力匯流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體含有絕熱層。
全文摘要
用循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和供氣系統(tǒng)組成一臺(tái)循環(huán)式一泵兩級(jí)低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。循環(huán)式一泵兩級(jí)內(nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由兩級(jí)渦輪、兩個(gè)渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成；在膨脹室殼體內(nèi)下端含有均布的電熱絲網(wǎng)助燃裝置；膨脹室殼體在增壓泵輪以下均布多個(gè)低品位燃?xì)膺M(jìn)氣端口和多路空氣調(diào)節(jié)閥。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(guò)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。低品位燃?xì)鈨?nèi)熱式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)共有五種不同結(jié)構(gòu)和組合方式，本發(fā)明給出采用一個(gè)采用增壓泵輪、兩級(jí)渦輪和行星動(dòng)力匯流升速器的實(shí)施例。
文檔編號(hào)F02C7/236GK101493047SQ20081003315
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:楊錫堯