[发明专利]汽轮发动机换热式喷嘴箱

说明书

技术领域

本发明是一种汽轮发动机换热式喷嘴箱，属于汽轮发动机组件。

背景技术

汽轮发动机喷嘴是汽轮机实现能量转换的重要部件，它将工质蒸汽携带的热能转变成驱动发动机旋转的动能。对于汽轮发动机的热效率的提高起到至关重要的作用。

传统的拉伐尔管喷嘴箱不能充分的将工质气流携带的能量转换为动能，导致发动机效率较低。为了提高发动机的效率，人们对喷嘴箱的结构做过种种改进，但均没有取得令人满意的效果。

一种结构简单、制造方便又能大大提高汽轮发动机效率的喷嘴组是人们所期待的。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种结构简单、制造方便又能大大提高汽轮发动机效率的喷嘴组。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于包括扩压室2和换热室3；其中，所述之换热室3内，设有多个增速管4；工质气流经工质气流入口1进入扩压室2，然后流入换热室3；在换热室3中，流经增速管4的管间，同时与在增速管4内流动的气流换热后，汇集进入增速管4；在增速管4中，被减压、增速、降温，同时吸收增速管的管间来自扩压室2的工质气流携带的热量，进一步提高做功能力后，经工质气流出口5流出，再经导向后，冲击汽轮机叶片做功。

发明人经多次实验证实，当气流流经增速管4时，由于流速的急剧增加，导致其温度迅速下降，与来自扩压室2、流经增速管4管间的气流之间，存在较大温差。基于这一实验结果，激发了发明人对于汽轮发动机换热式喷嘴箱的发明创造灵感，从而完成了本发明。一方面，增速管4内的高速低温气流，吸收来自扩压室2、流经增速管4管间的高温工质气流携带的热量，升温、升压，进一步提高工质气流的流速，使得喷出的气流具有更高的速度，大大提高了气流的做功能力；另一方面，来自扩压室的气流不断被冷却，体积不断缩小，压力不断降低，从而降低了系统的阻力，也减少了增速管内气体的体积，增加了增速管的的做功能力，对提高汽轮机的效率也做出了贡献。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于所述之增速管4的末端设有汇集总管，将经增速管增速后的工质气流汇集后喷出。

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于包括两个以上换热室3，将其串联、组装使用。以便进一步优化换热、增速参数，扩大生产能力。

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于所述之换热室3内增速管管间的扩压气流流向与增速管内的气流流向相反。换热效果更佳。

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于所述之增速管4采用导热性能好、强度高、耐腐蚀性能优异的合金材料制造。可选用铜合金、镁合金、镍合金或铝合金材料制造。

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱，其特征在于所述之增速管4至少具有一个缩口，可以是先扩后缩增速管，也可以是先缩后扩增速管。

本发明的汽轮发动机换热式喷嘴箱相比现有技术具有如下积极效果：

1.提供了一种结构简单、制造方便又能大大提高汽轮发动机效率的喷嘴箱；

2.增速管4内低压高速气流与增速管间的高压低速气流进行换热，使工质气流携带的热能得到充分利用，同时体积缩小，从而提高了汽轮发动机的热效率；

3.增速管4内的高速低温气流，吸收来自扩压室2、流经增速管4管间的高温工质气流携带的热量，升温、升压，进一步提高工质气流的流速，使得喷出的气流具有更高的速度，大大提高了气流的做功能力；

4.来自扩压室2的气流不断被冷却，体积不断降低，气体进入增速管后，因为密度增大，提高了增速管的的做功能力，对提高汽轮机的效率也做出了贡献；

5.广泛用于汽轮发动机，使发动机效率提高到95％以上。

具体实施方式

本发明下面将通过附图作进一步详述：

附图1-汽轮发动机换热式喷嘴箱结构示意图

图中：

1-工质气流进口；

2-扩压室；

3-换热室；

4-增速管；

5-工质气流出口。

本发明下面将结合实施例作进一步详述：

实施例1本发明的一种汽轮发动机换热式喷嘴箱