[发明专利]改进的蒸汽、燃气双工质气轮机

说明书

本发明属于热力涡轮发动机类，特别适合于作为水上和陆地交通工具的动力机械。

申请人向中国专利局提出的实用新型专利申请“蒸汽、燃气双工质气轮机”（专利号：88212566.4）公开了一种由蒸汽、燃气双工质联合循环的原动机结构。这种原动机由空压机、气轮机、燃烧室及蒸汽发生器等组成，空压机与气轮机同轴，其涡壳背靠安装，燃烧室横卧于空压机与气轮机涡壳上方，空压机的出气口与燃烧室的进气口相通，燃烧室出气口与气轮机进气口相通，燃烧室由保温罩、焰管、旋流器等组成，它由旋流器中心管与喷油嘴连通，蒸气发生器为螺旋蒸发管，设置于燃烧室焰管出口与气轮机进口之间。其工作原理是：喷油嘴通过旋流器中心管将油雾喷入焰管内，空压机输送的空气，一部分由焰管壁外的流道流向燃烧室出口，一部分从旋流器旋流进入焰管与油雾混合燃烧，焰管内冲出的高温燃气将螺旋蒸发管内的水，蒸发成蒸汽，从蒸汽喷嘴中喷出与燃气混合，一道进入气轮机，使气轮机旋转而输出动力。这种原动机结构简单紧凑，热效率可达40.2%。因而节能效果非常理想，适用范围广。但由于其本身结构的限制，还存在着在工况变化时，燃烧效率不稳定的缺陷，其原因就在于：减油减水时，火焰反应快，而蒸汽喷射产生的负压减低慢（因螺旋蒸发管内存有一定量的蒸汽）;加油加水时，蒸汽喷射产生的负压上升快，进气压力与流量增加慢，这样就影响了燃烧效率的平稳性，特别是在工况变化幅度较大时，由于焰管内没有形成一个较为稳定的高温火焰炬，甚至可能出现熄火现象。

本发明的目的在于克服上述专利存在的缺陷，提供一种改进的蒸汽、燃气双工质气轮机，使其结构更加臻于成熟和完善。

本发明是在“蒸汽、燃气双工质气轮机”（专利号：88212566.4）基础上改进而成的，它包括空压机、气轮机、燃烧室和蒸汽发生器，空压机与气轮机同轴，其涡壳背靠安装，燃烧室横卧于空压机与气轮机涡壳上方，空压机出气口与燃烧室进气口相通，燃烧室出气口与气轮机进气口相通，燃烧室包括保温罩、焰管和旋流器，燃烧室由旋流器中心管与喷油嘴相通，蒸汽发生器为螺旋蒸发管，设置于燃烧室焰管出口与气轮机进口之间。其主要改进处在于：1、在燃烧室的进气口处，设置一块分气隔板，将空压机的供气分成互相隔离的两部分，使流入焰管内助油雾燃烧的空气量不受负压的影响，这样可提高燃烧效率的平稳性。2、将旋流器叶片设计成瓦槽形并向中心倾斜（倾斜角度最好设计成45°）。旋流器中心管前端位置定在旋流器后段，并在旋流器中心管前方的旋流器中空处设置一块挡板，喷油嘴的喷油位置在中心管另一端，喷出油雾，通过中心管引导入旋流器，这样就将旋流器原来只旋流空气改变成将空气与油雾混合旋流。挡板的作用就在于更好地强制油雾与空气混合旋流，在混合旋流时开始燃烧，可提高燃油的温度，使混合油气在出旋流器后化气乃至分解加剧燃烧，旋流器叶片设计成瓦槽形并向中心倾斜，可使浓度大的混合油气，通过旋流器后能聚集在焰管内中心处多次翻滚，提高温度，加剧燃烧，在焰管内形成一个炽热的高温火焰柜，这样，旋流器的作用，就由原来单独旋流空气变成了将空气与油雾混合旋流;储热加热燃油;聚集浓度大的混合油气，形成核心高温火焰炬三大作用，达到变工况时的稳定燃烧。

实验证明，这种改进后的蒸汽、燃气双工质气轮机较原机性能稳定可靠，达到本机高温燃烧、控温工作，低温排气，双工质特殊联合循环的效果，热效率由原来的40.2%进一步提高到了43%-45%，即其耗油从原来的160克/马力.小时下降到了145克/马力.小时。因而较原机更为实用，节能效果也更为显著。

下列附图提供了本发明的一个实施例：

图1是本发明的侧面结构示意图

图2是本发明正面气流过程示意图

下面结合附图对本发明进一步描述：

改进的蒸汽、燃气双工质气轮机，由空压机、气轮机、燃烧室、蒸汽发生器、行星齿轮减速器、副减速器等组成。

空压机涡壳[1]和气轮机涡壳[2]背靠相联安装，空压机有无叶扩压[3]和有叶扩压[4]，端盖与涡壳[1]相联，端盖上用八片筋板支承轴承座构成一体的端盖支承座[5]。筋板之间的孔隙为空压机进气口，轴承[6]为静压轴承，用迷宫油封[7]封油。

气轮机涡壳[2]中，有一圈导向叶片，组成喷管[8]。端盖与涡壳[2]相接，以八片筋板支承轴承座，构成端盖轴承座[9]，筋板之间的孔隙为气轮机排气口，轴承[10]为静压轴承，用迷宫油封[11]封油。气轮机排气管[12]为环状，罩在排气口四周，导向废气出排气口[13]。