[發明專利]動力機構

有效

• 申請號: 201710432216.9
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107882638B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 鄭淞生;王兆林;張彬彬;陳錦
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C9/28
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 楊依展

本發明公開了一種動力機構，包括氨供給裝置、壓縮機、燃燒室和動力件，該氨供給裝置能連接燃燒室以將氨供給燃燒室，該壓縮機連接燃燒室以壓縮包含空氣的氣體并供給燃燒室，該燃燒室連接動力件以通過燃燒室燃燒產生的排氣推動動力件活動，其特征在于：還包括輔助燃料供給裝置，該輔助燃料供給裝置能連接燃燒室以將包含有輔助燃料的氣體供給燃燒室，該輔助燃料燃點小于氨燃點，該包含壓縮空氣和輔助燃料的氣體與氨混合燃燒并產生排氣。它具有如下優點：能降低氨燃料壓縮燃燒對壓縮比和進氣溫度的要求。

技術領域

本發明涉及動力機構，尤其涉及一種主要以氨為燃料的動力機構。

背景技術

動力機構，如燃氣輪機，它是一種以連續流動的氣體作為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械。在空氣和燃氣的主要流程中，有空氣壓縮機、燃燒室和渦輪這三大部件組成的燃氣輪機循環，通稱為簡單循環。大多數燃氣輪機均采用簡單循環方案。因為它的結構最簡單，而且最能體現出燃氣輪機所特有的體積小、重量輕、啟動快、無需冷卻水等一系列優點。

針對上述不足，有人提出了采用氨作為燃料的燃氣輪機，如CN102272427B、CN102272428B，如圖1所示，它包括液氨供給裝置4、壓縮機2、燃燒室1和渦輪3，液氨供給裝置4連接燃燒室1以將液氨供給燃燒室1，該壓縮機2連接燃燒室1以壓縮空氣并供給燃燒室1，該壓縮空氣和液氨燃燒并產生排氣，該燃燒室1連接渦輪3以通過排氣推動壓縮機2和渦輪3運轉。液氨的自燃溫度與最小點火能量高，氨作為燃氣輪機或發動機的燃料存在點火性較差的問題，具體參數情況如下表1所示。液氨的火焰傳播速度小，這使得其在發動機內燃燒時所需時間較長，不利于發動機性能的實現，具體參數情況如下表2所示。

表1所示為壓縮比為18，燃燒室1內的燃燒室進氣溫度變化，燃燒室1內氨發生壓縮燃燒的情況。在燃燒室進氣溫度為400℃-550℃時，燃燒室1內的溫度和壓力變化不大，表明氨燃料沒有被壓縮燃燒；氨的自燃溫度較高，因此在燃燒室進氣溫度為600℃時氨燃料才會發生壓縮燃燒。燃燒室進氣溫度在600℃以上時氨燃料發生壓縮燃燒，隨著燃燒室進氣溫度的升高，氨燃料被壓縮燃燒所需的時間縮短，燃燒起動才會加快。一方面，但燃燒室所需進氣溫度較高時(如大于500℃)，壓縮機2通常難以將空氣和氨的混合氣體壓縮至該進氣溫度。另一方面，燃燒室進氣溫度若大于800℃，則壓縮機需要消耗的功率較高，導致輸出的機械功大幅降低。本發明所指的燃燒室進氣溫度為：使含氨混合燃料在燃燒室內壓縮燃燒所需的溫度。

表1燃燒室內最高溫度隨燃燒室進氣溫度變化