[实用新型]一种新型的热机

说明书

热机通常由压气机、燃烧室及涡轮等组成。工作时，压气机将进入燃烧室的空气进行压缩，以提高燃烧效率，经燃烧后的气体急剧膨胀，产生巨大的冲力，带动涡轮旋转。这种热机因其重量较轻，一般多用于航空领域。但因排出的空气温度较高，故热能浪费较多。

为提高热能的利用率，人们设想在涡轮后面再安装一台废热锅炉，利用涡轮排出的废气来加热锅炉内的水，产生蒸汽，然后再利用蒸汽推动涡轮转动，相对于前者而言，其热能利用率就比较高，因其先利用燃气作功，再利用蒸汽作功，相当于将两种工作物质即两种工质串接起来作功，故习惯上将其称为串接式复合循环热机。

相对于串接式复合循环热机而设计的另一种热机是平行复合循环热机，其特点是燃气在燃烧室内燃烧时，同时喷进水，因燃烧室温度较高，故水在燃烧室内全部变为蒸汽，该蒸汽与燃气一起进入涡轮作功。这种方式的优点是不需另设锅炉，而热效率相对而言较高。

以上三种热机有一个共同点，即涡轮的进口压力与压气机的出口压力一般需要相等，其排气道中排出的废气温度仍然比较高，或者工质压力较低，因此热能仍然未能充分利用。

本实用新型的目的在于设计一种热效率较高的热机。

其特征是燃烧室外面有一套罩，在套罩的一端有进水管，另一端有弯曲管，壁上有喷水管，在燃烧室上联接有排气管，并在外壁设置导热叶片。燃油在火焰筒内燃烧后，其表面的叶片温度极高，将水喷在其表面后，利用产生的高压蒸汽，推动涡轮作功，火焰筒内的废气则通过排气道排出。

本实用新型的优点是热机的比功率大，主要作功的工质是蒸汽而非燃气，而蒸汽的热焓较高，因此每单位工质重量产生的功率就比较高，发动机的部分负荷性能好。这对于舰船推进极有价值，因为舰船经常要求动力装置在部分负荷下工作。

压气机出来的空气在燃烧室内全部和燃油混合燃烧，产生的热量绝大部分都用于加热燃烧室外的水蒸汽，因此排气道中废气的温度较低，热效率较高。

图1为本实用新型的局部结构图。

图2为本实用新型的原理图。

如图1及图2所示：发动机运转时，空气19经节流阀20调整压力后进入压气机17内，空气经压缩后，其压力与温度都得到提高，并沿导气管16进入燃烧室21，燃烧室由火焰筒6及喷油嘴12组成，具有一定压力及温度的压缩空气进入火焰筒6后，燃油同时经喷油嘴12喷入，燃烧后产生的热使火焰筒壁的温度高达数千度。然后将水经喷水口7喷入火焰筒6外壁的叶片5上，产生大量高压蒸汽。喷水口7安装在火焰筒6外面的套罩13上，产生的高压蒸汽即沿套罩13与火焰筒6构成的通道经弯曲管1进入涡轮25，推动涡轮25的动叶4旋转。火焰筒内的废气则沿排气管14先经空气预热器15，再经冷凝水预热器24进入排气口23。蒸汽22从涡轮25出来后即进入工作汽轮机26输出功率，然后再经冷凝器27凝结成水。

图2中29为贮水器。31为凝水器，30为废水处理器，28为补给水，当水量减少时即由此增加。图1中2是涡轮导向器或称静叶，8是涡轮轴，9是后轴承，10是点火器，11是进水管，18是压气机轴。其中压气机轴18与涡轮轴8位于环形燃烧室21的中心线，并处于同一轴线，压气机17则通过导气管16与燃烧室21相联，涡轮25由涡轮轴8、涡轮盘3及涡轮动叶4组成，并且动叶4通过涡轮盘3与涡轮轴8相联，起导向作用的静叶2与弯曲管1相联。

本实用新型主要针对燃烧室21及其外面的套罩13而言，其余的结构与原来的相同，故不予详述。