[發明專利]循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機

無效

• 申請號: 200810033153.0
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101493047A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 楊錫堯
• 申請（專利權）人: 楊錫堯
• 主分類號: F02C7/236
• 分類號: F02C7/236;F02C7/266;F23R3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機。

背景技術

低品位燃料，本發明只是指某種可燃氣體或多種可燃氣體，與其它氣體混合在一起，并且所占的比例很小，小到已經失去了商業應用價值，所以低品位燃料是稀薄的、分散的、不穩定的。低品位燃料一般很難點燃，即使點燃，也會自動熄火；即使持續燃燒，溫度也很低。在煤礦、油田等企業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，會產生空氣污染，加以凈化處理又要消耗成本。

發明內容

本發明的目的是要提供循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：用循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機和供氣系統組成一臺循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機。低品位燃氣包括煤礦油田開采提煉過程中產生的稀薄可燃氣體及其混合物。供氣系統由儲氣罐和防回火器組成。從供氣系統輸入的低品位燃氣進入循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機膨脹室殼體內燃燒升溫膨脹并轉換成高品位機械能輸出。循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機由兩級渦輪、兩個渦輪軸、增壓泵輪和膨脹室殼體組成；第一級渦輪與增壓泵輪和內齒圈連接；第二級渦輪與行星架連接；行星架上均布有三個行星輪；內齒圈、行星架、三個行星輪和太陽輪一起構成一個行星動力匯流升速器，太陽輪作為行星動力匯流升速器的輸出端連接渦輪發電機，在膨脹室殼體內下端含有均布的電熱絲網助燃裝置；膨脹室殼體在增壓泵輪以下均布多個低品位燃氣進氣端口和多路空氣調節閥。

作為對上述技術方案的改進：采用兩級渦輪通過一個具有兩個同心安裝旋轉方向相反的輸入端和一個輸出端的行星動力匯流升速器形成動力匯流；在增壓泵輪的上方設置鐘型整流罩和/或在第一級渦輪的下方設置鐘型整流罩；以及對膨脹室殼體采用絕熱層。

本發明的有益效果包括：可將煤礦、油田等企業在開采和提煉過程中產生的這些有害氣體用低廉的成本方式轉化為輸出動力或電能，既能解除污染，又節約了寶貴的能源，擁有極高的經濟價值。低品位燃氣內熱式渦輪發動機共有五種不同結構和組合方式，本發明循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機采用增壓泵輪可使膨脹室殼體內的氣體獲得一定的壓力，從而使得渦輪發動機的效率得到提升。采用兩級渦輪可進一步提高發動機的效率。采用無外殼的行星動力匯流升速器還使得兩級渦輪具有自適應能力從而使渦輪發電機組系統始終處于最佳匹配和最高效率狀態。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機實施例的結構剖示圖。

圖中1.循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機，2.供氣系統，3.儲氣罐，4.防回火器，5.第一級渦輪，6.第二級渦輪，7.第一渦輪軸，8.第二渦輪軸，9.增壓泵輪，10.膨脹室殼體，11.內齒圈，12.行星架，13.行星輪，14.太陽輪，15.發電機，16.鐘型整流罩，17.進風架，18.電熱絲網助燃裝置，19.進氣端口，20.空氣調節閥。

具體實施方式

在圖1中，循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機1和供氣系統2組成一臺循環式一泵兩級低品位燃氣內熱式渦輪發動機。供氣系統2由儲氣罐3和防回火器4組成。循環式一泵兩級內熱式渦輪發動機2由第一級渦輪5、第二級渦輪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。第一級渦輪5與增壓泵輪9和內齒圈11連接；第二級渦輪6與行星架12連接；行星架12上均布有三個行星輪13；內齒圈11、行星架12、三個行星輪13和太陽輪14一起構成一個行星動力匯流升速器，太陽輪14作為行星動力匯流升速器的輸出端連接發電機15；在增壓泵輪9上方和第一級渦輪5的下方各設置一個鐘型整流罩16。在膨脹室殼體10的下方含有一個進風架17，在膨脹室殼體10內下端含有均布的電熱絲網助燃裝置18；膨脹室殼體10在增壓泵輪9以下均布多個低品位燃氣進氣端口19和多路空氣調節閥20。

圖1所示實施例的工作原理為：儲氣罐3中的低品位燃氣經過防回火器4和各低品位燃氣進氣端口19，被增壓泵輪9均勻吸入膨脹室殼體10。同時，控制系統根據低品位燃氣的濃度調節各空氣調節閥20來控制進入膨脹室殼體10的空燃比，確保渦輪發動機系統工作穩定高效。進入膨脹室殼體10的混合氣體被電熱絲網助燃裝置點燃。燃燒產生的熱氣膨脹產生勢能推動第一級渦輪5轉動，并帶動增壓泵輪9使得從進風架17進入膨脹室殼體10的混合氣體增壓燃燒產生更大的壓力，推動第一級渦輪5加速轉動。這又使得增壓泵輪9的增壓作用進一步增強，由此形成雪崩反應，使渦輪發動機迅速達到滿功率輸出。這些輸出功率通過發電機15轉化為電能輸出。