[發(fā)明專利]用于產(chǎn)生能量、特別是電能的模塊化渦輪、特別是具有熱交換器的渦輪在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201780052994.3 | 申請日： | 2017-07-11 |
| 公開（公告）號： | CN109690192A | 公開（公告）日： | 2019-04-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | H·巴亞托達;J-B·米歇爾;J·泰利奧特 | 申請（專利權(quán)）人： | IFP新能源公司 |
| 主分類號： | F23R3/00 | 分類號： | F23R3/00;F02C7/08 |
| 代理公司： | 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100 | 代理人： | 江漪 |
| 地址： | 法國里埃*** | 國省代碼： | 法國;FR |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 集流管 渦輪 燃燒室 壓縮氣體出口 壓縮氣體入口 熱交換器 叉流式熱交換器 能量產(chǎn)生裝置 膨脹氣體出口 氣體壓縮器 膨脹渦輪 模塊化 膨脹級 壓縮級 壓縮器 過熱 軸桿 冷卻 | ||
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生能量、特別是電能的渦輪、特別是具有熱交換器的渦輪，該渦輪包括具有至少一個氣體壓縮器(14)的至少一個壓縮級(12)、包括壓縮氣體入口集流管(60)的叉流式熱交換器(16)、壓縮氣體出口集流管(62)、過熱壓縮氣體入口集流管(64)、冷卻膨脹氣體出口集流管(66)、燃燒室(18)、具有通過軸桿(24)連接至壓縮器的至少一個膨脹渦輪(22)的至少一個膨脹級(20)以及能量產(chǎn)生裝置(26)。根據(jù)本發(fā)明，壓縮氣體出口集流管(62)包括燃燒室(18)。
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生能量、特別是電能的渦輪、特別是具有包括熱交換器的熱力循環(huán)的渦輪。
本發(fā)明更具體地涉及一種具有換熱器的微型渦輪，用于由液體或氣體燃料發(fā)電。
一般地，微型渦輪是指通常小于200kW的小功率渦輪。
如示出現(xiàn)有技術(shù)渦輪的圖1中最佳地示出的，該渦輪10包括借助至少一個氣體壓縮器14實現(xiàn)的至少一個壓縮級12、熱交換器16(或換熱器)、燃燒室18(或燃燒器)、具有通過軸桿24連接至壓縮器的至少一個膨脹渦輪22的至少一個膨脹級20。該渦輪還包括產(chǎn)生能量、在該示例中為電能的裝置，該裝置包括發(fā)動機26，有利地，發(fā)電機26在壓縮器與渦輪之間布置在軸桿24上。
當(dāng)然且如圖中以虛線示出的，該發(fā)電機可替代地通過連接渦輪與壓縮器的軸桿之外的軸桿而連接至膨脹渦輪。
優(yōu)選地，熱交換器16是叉流式交換器，例如是外殼管道類型或是交替板類型，且具有兩個入口和兩個出口。
壓縮器14包括用于含有氧氣的新鮮空氣的入口28以及壓縮氣體出口30，在該示例中，外部空氣一般處于環(huán)境溫度，壓縮氣體出口30經(jīng)由管道34通向交換器16的壓縮氣體入口32。該交換器的熱壓縮氣體出口36通過管線38連接至燃燒室18的熱壓縮氣體進氣口40。該燃燒室還包括燃料入口42，燃料入口42通過管道44連接至槽罐(未示出)，以將燃料引入該燃燒室中。燃燒室的過熱壓縮氣體出口46通過管線48連接至膨脹渦輪的入口50、膨脹渦輪的出口52通過過熱膨脹氣體管道56連接至交換器的另一入口54。交換器16還包括用于冷卻膨脹氣體的出口58，該冷卻膨脹氣體被引向任何排放和處理裝置，比如煙囪(未示出)。
雖然該渦輪設(shè)計是令人滿意的，但仍存在一些并非可忽略的缺陷。
具體地，為確保令人滿意的電效率，交換器在尺寸方面存在顯著問題，這是由于，根據(jù)交換器中采用的技術(shù)，其體積可能10倍地增加。
一般地，最廣泛用于該類型交換器的技術(shù)是叉流板式交換器技術(shù)，其中，一般使用0.3至0.2mm厚等級的非常薄的板來減小這種交換器的體積。
然而，相比于渦輪的其他部件，交換器的體積仍較大。于是產(chǎn)生了要在機載應(yīng)用中遵守對集成的嚴(yán)格限制的問題。
本發(fā)明通過一種渦輪的特定部件的模塊化設(shè)計且更具體是通過燃燒室和交換器組合在一起形成單個部件而使得可能獲得緊湊的設(shè)計的事實使得可能克服前述缺陷。
該設(shè)計因此使得可能大幅減小渦輪的體積并獲得與現(xiàn)有技術(shù)相比30至40％級別的體積節(jié)省。
其還使得可能通過減小尤其是在交換器與燃燒室之間的壓降和部件數(shù)量來提升循環(huán)的性能并減小總體成本。
為此，本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生能量、特別是電能的渦輪、特別是具有熱交換器的渦輪，該渦輪包括具有至少一個氣體壓縮器的至少一個壓縮級、包括壓縮氣體入口集流管的叉流式熱交換器、壓縮氣體出口集流管、過熱壓縮氣體入口集流管、冷卻膨脹氣體出口集流管、燃燒室、具有通過軸桿連接至壓縮器的至少一個膨脹渦輪的至少一個膨脹級、以及用于產(chǎn)生能量的裝置，其特征在于，所述壓縮氣體出口集流管包括燃燒室。
壓縮氣體出口集流管的壁可形成燃燒室的殼體。
壓縮氣體出口集流管可在其一端處被燃燒室的支承注射器的隔板封閉。
出口集流管可支承用于附連至膨脹渦輪的基部。
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