[实用新型]涡旋复合式热机

说明书

技术领域

本实用新型涉及热机技术领域，特别涉及一种以往复式内燃机为燃气发生器，连续流多变燃烧吸热闪蒸混合换热，涡旋增压，往复、涡轮复合式新型热机。

背景技术

往复式内燃机以其较高的热效率和较好的综合经济性，得到广泛的应用；近二三十年来，为进一步提高其效率和经济性，进行了多方研究和探讨，但没有大的突破。

燃气轮机采用定压式燃烧吸热，工作介质是大量高温低压燃气空气混合物，有效焓降低，排气余热余速损失大，限制了燃气轮机效率提高；较高的平均吸热温度，大量耐高温贵金属使用，使其在综合经济性要求较高场合得不到广泛应用。

蒸汽轮机效率提高，有赖于高参数蒸汽的应用，随着蒸汽压力的提高，相应提高了饱和蒸汽的温度，势必缩小锅炉传热面两侧温差，同时将大幅度增加锅板厚度；锅板厚度的增加和传热面两侧温差缩小，效果都是降低传热率，从而降低锅炉效率；这个传热面及传热面两侧热传导介质温差存在，这种换热方式制约着蒸汽轮机效率的提高。

上述三种类型热机共有的特点是对环境污染严重，效率低。也曾有人提出以往复式内燃机为燃气发生器的往复、燃气涡轮复合式热机，但因往复式内燃机排气背压大幅度增加有效焓降提高有限及不同气动和扭矩特性不同转数轴的联接动力统一输出未解决，以及性价比大幅下降而未进入实用领域。

发明内容

本发明的目的是：取各类型热机之所长，避其所短优势互补，探索一条提高热机效率新途径，推出一种以往复式内燃机为燃气发生器，连续流多变燃烧吸热闪蒸混合换热，涡旋增压，往复、涡轮复合式热机。

解决上述技术问题本发明采取技术方案是：一种涡旋复合式热机，所述涡旋复合式热机是再热涡旋复合式热机，包括往复式内燃机、高压透平、低压透平、丁字轴式差速联轴器、套轴式差速联轴器和计算机调控中心；所述涡旋复合式热机还包括涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋混合增压器、涡旋排气装置、空气流量调节装置和楔形体调控装置；所述涡旋增压器由设置在往复式内燃机与涡旋燃烧室间的第一组串联的多级涡旋增压器和涡旋混合增压器与高压透平间设置的第二组串联的多级涡旋增压器及高压透平与低压透平间设置的第三组串联的多级涡旋增压器组成，所述涡旋增压器是单入口立交式涡旋增压器或者是多入口立交式涡旋增压器，或者是超越式涡旋增压器；所述涡旋燃烧室是单入口立交式涡旋燃烧室或是多入口立交式涡旋燃烧室，或者是超越式涡旋燃烧室；所述涡旋排气装置是单环涡旋排气装置，或者是双环涡旋排气装置；所述涡旋增压器、涡旋燃烧室、涡旋混合增压器的进、排气通道上分别设置有一个楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置，或者是一体位变式楔形体调控装置，或者是分布形变式楔形体调控装置或是外推形变式楔形体调控装置，或者是内顶形变式楔形体调控装置；第一组串联的多级涡旋增压器中至少一级涡旋增压器涡壳上设置有空气流量调节装置；三组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器及涡旋排气装置各设置有一个固液体分离装置；

高压透平的套轴式高压透平轴和低压透平的低压透平轴分别与套轴式差速联轴器的两个套轴式差速联轴器锥形主动齿轮固接，套轴式差速联轴器的输出轴中介轴的一端与变速箱输入轴的一端传动连接，变速箱输出轴的一端和往复式内燃机输出轴的一端分别与丁字轴式差速联轴器的两个丁字轴式差速联轴器锥形主动齿轮固接，动力由丁字轴式差速联轴器输出轴丁字轴输出；往复式内燃机的排气通道与第一组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器环形进气通道相接连通，第一细串联的多级涡旋增压器上的空气流量调节装置与大气相通，第一组串联的多级涡旋增压器的末级涡旋增压器环形排气通道与涡旋燃烧室的环形进气通道相接连通，涡旋燃烧室的环形排气通道与涡旋混合增压器的环形进气通道相接连通，涡旋混合增压器的环形排气通道与第二组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器环形进气通道相接连通，第二组串联的多级涡旋增压器的末级涡旋增压器环形排气通道与高压透平的环形进气通道相接连通，高压透平的环形排气通道与第三组串联的多级涡旋增压器的第一级涡旋增压器环形进气通道相接连通，第三组串联的多级涡旋增压器的末级涡旋增压器环形排气通道与低压透平的环形进气通道相接连通，低压透平的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式排气口与大气相通，三组串联的多级涡旋增压器中上一级涡旋增压器的环形排气通道与其下一级涡旋增压器环形进气通道相接连通。