[发明专利]一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机

说明书

本发明提供了一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，涉及热机技术领域，解决了现有技术中热机热效率低、有害物排放不理想、排气噪音大、能功转化率较低和成本较高的问题，本发明将容积固定的燃烧室与压气组件分别独立设置，并将燃烧室设置于受热容器内，燃烧室接收来自压气组件的高压高温气体并加入燃料点燃燃烧，之后将燃气排入受热容器中储能，受热容器中的气体冲入偏置的膨胀气缸膨胀并推动冲击片进而带动转子转动做功，最终由转子连接的直轴式转子轴输出做功。本发明具有热效率较高，有害污染物的产生和排放较低，排气噪音低，能功转换效率高，整机结构较简单、重量轻、制造工艺难度较低、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及热机技术领域，具体的说，是一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机。

背景技术

如何提高热机效率一直是世界各国热机工程界竞相研究的核心问题和发展方向。

现有的活塞式四冲程内燃机的基本构造主要由活塞、连杆、曲轴、飞轮、进、排气门、机体、喷油器、火花塞等组成，其工作原理由四个冲程组成，分别是进气冲程、压缩冲程、作功冲程、排气冲程，曲轴旋转两转，活塞在气缸内作完四个冲程完成一个工作循环，依次循环往复连续旋转。外界空气从进气门进入气缸，然后进行压缩，压缩到活塞上止点气缸内喷入燃油，火花塞点火，燃料燃烧使缸内气体的压力和温度急剧升高，之后是推动活塞下行作功，最后作功后的废气从排气门排出外界。该种内燃机广泛应用于汽车工业、军事工业、工农业生产各个领域，随着内燃机的大量生产和使用，不仅以惊人的速度消耗着全球的石油资源，而且在消耗燃料的同时也无情的向自然界排放大量的有害气体和二氧化碳，造成日益严重的环境污染，破坏了生态环境和对城市空气的污染。

传统使用的活塞式热机自诞生至今有着近二百年的历史，其技术水平已达到相当完善和成熟的境地，尤其是在汽车工业以及各种动力工程产业，早已成为国民经济的支柱产业和科技水平的标杆。然而该种内燃机由于受其基本结构和热力循环形式的限制，却有着难以克服和致命的缺陷，其主要缺点有如下几点：1、有效热效率依然停留在较低水平上并难以进一步提升。据相关资料显示，作为活塞式汽油机的有效热效率大部分依然停留在25％-35％之间，现在国内最先进的商用汽油机其最高热效率只在35％—40％之间，国外发达国家如日本也在40％—43之间，这意味着超越50％的燃料能量白白浪费掉了。2、燃烧效率和尾气排放品质较差，这是由于燃料在气缸内燃烧时，受燃烧室空间和燃烧时间的限制，不能实现充分和完全燃烧。再是无法实现排气无噪音排放。3、由于活塞在气缸内的工作容积是不变的，为了工作循环的需要，排气门需要提前打开，迫使不能膨胀作功的能量气体完全膨胀作功，造成能量浪费。4、沿用笨重的曲柄连杆机构进行能功转换，机械效率、能功转换效率低、构造复杂、增加发动机的制造难度和整机制造成本。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，具有热效率较高，有害污染物的产生和排放较低，排气噪音较低，能功转换效率较高，整机结构较简单、重量轻、制造工艺难度较低、成本低的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种提高热机效率减少尾气污染的中燃热气轮机，包括压气组件、燃烧室、火花塞、喷油嘴、扩放阀、受热容器、第一转子轴和第一能功转换装置；所述压气组件通过气路连接所述燃烧室，所述压气组件用于向所述燃烧室送入压缩空气；所述燃烧室具有容积固定的内腔，所述燃烧室安装有所述火花塞、所述喷油嘴和所述扩放阀；所述扩放阀用于控制燃烧气体排放；所述燃烧室设置于所述受热容器内并与之密封连接；燃烧后的气体能通过所述扩放阀排放至所述受热容器；所述第一能功转换装置包括膨胀气缸、转子和冲击片；所述冲击片连接于所述转子并与之设置于所述膨胀气缸内，所述第一转子轴为直轴，所述膨胀气缸偏心套装于所述第一转子轴，所述转子同轴套装于所述第一转子轴，所述冲击片能沿所述转子的径向往复移动并与所述膨胀气缸缸壁接触密封，所述膨胀气缸的缸壁顶点与所述第一转子轴接触密封，所述膨胀气缸设置有冲气口和排气口，所述冲气口和所述排气口分别位于所述膨胀气缸的缸壁顶点的相对两侧；所述受热容器通过设置有放气阀的气路连接所述膨胀气缸的所述冲气口。