[发明专利]水汽动力系统、水汽发生组件、航空器及提供动力方法

说明书

本发明涉及一种水汽动力系统、水汽发生组件、航空器及提供动力方法，其中，所述水汽动力系统包括增压组件，包括压气机组，空气进入所述增压组件，经过所述压气机组的增压形成增压空气，从所述压气机组输出；水汽发生组件，包括储水件、第一入口、第二入口、汽化室以及导向件，所述第一入口加压喷射水至所述汽化室，第二入口输入所述增压气体至所述汽化室，所述水在所述汽化室内与所述增压空气直接接触而剧烈气化，使得所述水的体积膨胀形成膨胀水汽，经过所述导向件导向从所述汽化室输出；动力组件，包括涡轮，由所述膨胀水汽推动做功，输出动力。上述水汽动力系统具有零排放、运行成本低等优点。

技术领域

本发明涉及能源动力领域，尤其涉及一种水汽动力系统、水汽发生组件、航空器及提供动力方法。

背景技术

航空动力装置涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，其温度、压力、应力、转速、振动、间隙和腐蚀等工作条件远比飞机其他分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性等又有极高的要求。因此，传统的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代过程。

传统的航空动力系统如图1、图2所示，即燃气轮机动力系统10，包括风扇100、压气机组200、燃烧室300、以及涡轮400，空气经过风扇100、压气机组200后进入燃烧室300，与经过燃油喷嘴喷入燃烧室300的燃油发生燃烧反应，反应后的高温气体推动涡轮400做功输出动力。燃气轮机动力系统10的核心部件之一为燃气发生器，即燃烧室300。燃气发生器的燃料一般为航空煤油，煤油燃烧无法回避污染、排放问题，即环境污染问题十分突出，尤其是民用航空发动机污染和排放指标如果不达标将无法取得适航证。随着相关技术手段的进步，现有的民用航空发动机在性能指标上已经有了显著的进步，例如耗油率和污染物排放指标相比此前有了较大幅度的降低。但是，另一方面而言，随着国际社会和民航组织对民用航空发动机在经济性和环保性上越来越高的要求，如何使航空发动机满足日益增长的高性能指标要求，仍是一项长期面临的重要问题。

目前而言，虽然增加发动机压比和燃烧室出口温度可以提高整机的热效率从而降低耗油率，但是受限于设计水平、加工水平、材料能力和冷却技术的水平，现有航空发动机的涡轮前温度已接近安全使用的极限值，很难有明显程度的提高。现有技术中也有采用低污染燃烧室的技术方案，但由于航空发动机使用化石燃料，一般是航空煤油作为其动力来源，在燃烧中很难完全避免产生NOx、CO、UHC等污染物，因此均会造成一定的环境污染。同时，航空煤油成本高、不可再生、且不易存储危险性较高。

因此，本领域需要一种水汽动力系统、水汽发生组件、航空器及提供动力方法，以克服上述环境污染以及航空煤油成本高、不可再生、且不易存储危险性较高等等不足之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水汽动力系统。

本发明的目的还在于提供一种水汽发生组件。

本发明的目的还在于提供一种航空器。

本发明的目的还在于提供一种提供动力方法。

根据本发明一方面的水汽动力系统，包括增压组件，包括压气机组，空气进入所述增压组件，经过所述压气机组的增压形成增压空气，从所述压气机组输出；水汽发生组件，包括储水件、第一入口、第二入口、汽化室以及导向件，所述第一入口加压喷射水至所述汽化室，第二入口输入所述增压气体至所述汽化室，所述水在所述汽化室内与所述增压空气直接接触而剧烈气化，使得所述水的体积膨胀形成膨胀水汽，经过所述导向件导向从所述汽化室输出；其中，所述第一入口喷射的所述水至少有部分来自所述储水件经第一管路输送；以及动力组件，包括涡轮，由所述膨胀水汽推动做功，输出动力。

在一个或多个实施例中，所述水汽发生组件包括有喷嘴，所述喷嘴设置于所述第一入口，所述喷嘴耦接有高压共轨件，使得从所述第一入口喷射的所述水至少有部分为高压水雾。