[发明专利]分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机

说明书

所属技术领域

本发明涉及分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机。

背景技术

低品位燃料，本发明只是指某种可燃气体或多种可燃气体，与其它气体混合在一起，并且所占的比例很小，小到已经失去了商业应用价值，所以低品位燃料是稀薄的、分散的、不稳定的。低品位燃料一般很难点燃，即使点燃，也会自动熄火；即使持续燃烧，温度也很低。在煤矿、油田等企业在开采和提炼过程中，如果将这些低品位燃料直接排放到大气中，会产生空气污染，加以净化处理又要消耗成本。

发明内容

本发明的目的是要提供分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：用分流式两泵两级涡轮发动机和特种燃烧系统组成一台分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机。低品位燃气包括煤矿油田开采提炼过程中产生的稀薄可燃气体及其混合物。分流式两泵两级涡轮发动机由两级涡轮、涡轮轴、两级增压泵轮、导轮和膨胀室壳体组成。特种燃烧系统由储气罐、防回火器、空燃比调节器、气体增压器和电热丝网燃烧室组成。采用特种燃烧系统的出口与膨胀室壳体下端相连通，膨胀室壳体上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形螺壳热气流道，从特种燃烧系统喷出的热气通过此螺壳热气流道进入膨胀室壳体并转换成高品位机械能输出；或者采用特种燃烧系统的出口与和膨胀室壳体低热阻连接的换热器相连通。从特种燃烧系统喷出的热气通过换热器使膨胀室内的气体升温膨胀并转换成高品位机械能输出。

作为对上述技术方案的改进：采用和膨胀室壳体一体制造的壳体换热器；在第二级增压泵轮上方设置钟型整流罩和/或第一级涡轮的下方设置钟型整流罩；令第一级涡轮和第二级涡轮旋转方向相反；以及对膨胀室壳体采用绝热层。

本发明的有益效果包括：可将煤矿、油田等企业在开采和提炼过程中产生的这些有害气体用低廉的成本方式转化为输出动力或电能，既能解除污染，又节约了宝贵的能源，拥有极高的经济价值。利用壳体换热器制式的工作方式，由于不再使用强制气体增压技术，将热气直接灌入到有一定低压的膨胀室内，仅需使用普通排风扇就能完成，所以可以大大降低发动机自身的巨大能耗。此种工作制式也非常适合热电厂、水泥厂、钢铁厂、各种炉窑的废热和地热与涡轮发动机内的气体换热，并将其转化成高品位机械能输出。特种燃烧系统与低品位螺壳或换热式涡轮发动机相结合，共有五种不同结构和十种组合方式，本发明分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机采用两级增压泵轮可使膨胀室壳体内的气体获得比只用一级增压泵轮更高的压力，从而使得涡轮发动机的功率大大增加。采用两级旋转方向相反的涡轮可使热转换效率大大提高。膨胀室内采用螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形热气流道可以充分利用热气流的动能，并使热气流对空气的加热处于最佳状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1和图2是分流式两泵两级低品位燃气外热式涡轮发动机两个实施例的结构剖示图。

图中1.特种燃烧系统，2.分流式两泵两级螺壳涡轮发动机，3.储气罐，4.防回火器，5.空燃比调节器，6.气体增压器，7.电热丝网燃烧室，8.第一级涡轮，9.第二级涡轮，10.第一涡轮轴，11.第二涡轮轴，12.第一级增压泵轮，13.第二级增压泵轮，14.导轮，15.膨胀室壳体，16.发电机，17.钟型整流罩，18.进风架，19.螺壳热气流道，20.分流式两泵两级换热涡轮发动机，21.壳体换热器，22.换热器出口。

具体实施方式

在图1中，特种燃烧系统1和分流式两泵两级螺壳涡轮发动机2组成一台分流式两泵两级低品位燃气螺壳涡轮发动机。特种燃烧系统1由储气罐3、防回火器4、空燃比调节器5、气体增压器6和电热丝网燃烧室7组成。分流式两泵两级螺壳涡轮发动机2由第一级涡轮8、第二级涡轮9、第一涡轮轴10、第二涡轮轴11、第一级增压泵轮12、第二级增压泵轮13、导轮14和膨胀室壳体15组成。第一级涡轮8连接第一级增压泵轮12和第二级增压泵轮13。导轮14固定安装在两级增压泵轮中间的膨胀室壳体15的内壁。第二级涡轮9通过第二涡轮轴11与发电机16连接。第一级涡轮8和第二级涡轮9旋转方向相反。在第二级增压泵轮13上方和第一级涡轮8的下方各设置一个钟型整流罩17。在膨胀室壳体15的下方含有一个进风架18。膨胀室壳体15上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形螺壳热气流道19。特种燃烧系统1的电热丝网燃烧室7的出口与膨胀室壳体15下端相连通。膨胀室壳体15带有绝热层以减少热损。