一种无涡轮燃气轮机

专利摘要:
本实用新型公开了一种无涡轮燃气轮机，它主要由压气机、转子和外壳三部分组成。转子上主要有供油管路、离心叶轮、燃烧室、火焰桶、切向燃气喷口这几部分。工作时转子高速旋转，同轴的压气机产生的高压空气送往燃烧室，燃烧室利用高压空气将燃油在火焰桶中燃烧，形成高压燃气，高压燃气逆着转子旋转方向从切向喷口以比切向速度略大的速度喷出。高速喷出的燃气形成反作用力让转子获得动力。新增的动力除了维持转子和压气机运转，其余部分可作为动力输出，此发动机在无涡轮的情况下有更高的热效率。
公开号:CN214330769U
申请号:CN202120017654.0U
申请日:2021-01-06
公开日:2021-10-01
发明作者:葛建芳
申请人:Danyang Da Chuangwei Electrical Equipment Co ltd；
IPC主号:F02K7-08

专利说明:
[n0001] 本申请属于燃气轮机技术领域，具体地说，涉及一种无涡轮燃气轮机。
[n0002] 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机的发明促进了人类在发动机领域、航空领域的快速发展。然而，燃气轮机中涡轮承受着高温、高压、高冲击、高离心力，运行条件极为苛刻，涡轮的材料成为燃气轮机发展的重要瓶颈，它限制了燃气轮机各项性能指标的提升。
[n0003] 因此，一种无涡轮式燃气轮机亟待研究。
[n0004] 有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种无涡轮燃气轮机，用于避免以往燃气轮机采用涡轮传动，应用性差的麻烦。
[n0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种无涡轮燃气轮机，包括压气机，压气机具有导气通路；
[n0006] 连通导气通路的燃烧室，燃烧室通过动密封件安装于导气通路的外侧；
[n0007] 连通导气通路且位于燃烧室内的火焰桶，其与燃烧室之间形成导气间隙，火焰桶表面分布进气孔；
[n0008] 其中，火焰桶尾部与燃烧室尾部延伸环形凸出腔，环形凸出腔圆周分布多个通向外侧的切向喷口；
[n0009] 设置于火焰桶前端的供油管路，供油管路同时也是压气机的轴，其具有穿设入火焰桶内的喷油管；以及
[n0010] 设置于火焰桶后端的驱动输出轴，驱动输出轴穿设出燃烧室。
[n0011] 根据本实用新型一实施方式，还包括套设于燃烧室的外壳体，外壳体裸露出切向喷口与驱动输出轴，并与驱动输出轴通过无接触动密封件配合。
[n0012] 根据本实用新型一实施方式，其中上述燃烧室与火焰桶之间设有横向加强筋，同时也作为火焰筒的支撑部件。
[n0013] 根据本实用新型一实施方式，其中上述燃烧室与火焰桶环设多段内凹加强筋。
[n0014] 根据本实用新型一实施方式，其中上述火焰桶与驱动输出轴之间设置双层加强隔板，双层加强隔板延伸于环形凸出腔，并且上面也布有进气孔。
[n0015] 根据本实用新型一实施方式，其中上述燃烧室位于导气通路的端部设有离心叶轮。
[n0016] 根据本实用新型一实施方式，其中上述切向喷口切向设置，且切向喷口的喷口大小由火焰桶至燃烧室渐大。
[n0017] 与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
[n0018] 通过压气机产生高压空气送往燃烧室，燃烧室利用高压空气将燃油在火焰桶中燃烧，形成高压燃气，高压燃气逆着转子（燃烧室和火焰桶）旋转方向，从切向喷口比以切向速度略大的速度喷出，而高速喷出的燃气形成反作用力让转子获得更强的动力，此发动机在无涡轮的情况下有更高的热效率。
[n0019] 当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[n0020] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[n0021] 图1是本申请实施例的无涡轮燃气轮机示意图；
[n0022] 图2是图1的A向示意图；
[n0023] 图3是图1的B向示意图。
[n0024] 附图标记
[n0025] 压气机10，导气通路20，燃烧室30，动密封件40，火焰桶50，内凹加强筋51，双层加强隔板52，横向加强筋53，进气孔60，切向喷口70，供油管路80，喷油管81，驱动输出轴90，无接触动密封件91，外壳体100，离心叶轮110。
[n0026] 以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[n0027] 请一并参考图1至图3，图1是本申请实施例的无涡轮燃气轮机示意图；图2是图1的A向示意图；图3是图1的B向示意图。如图所示，一种无涡轮燃气轮机，包括压气机10，压气机10具有导气通路20；连通导气通路20的燃烧室30，燃烧室30通过动密封件40安装于导气通路20的外侧；连通导气通路20且位于燃烧室30内的火焰桶50，其与燃烧室30之间形成导气间隙，火焰桶50表面分布进气孔60；其中，火焰桶50尾部与燃烧室30尾部延伸环形凸出腔，环形凸出腔圆周分布多个通向外侧的切向喷口70；设置于火焰桶50前端的供油管路80，供油管路80同时也是压气机10的轴，其具有穿设入火焰桶50内的喷油管81；以及设置于火焰桶50后端的驱动输出轴90，驱动输出轴90穿设出燃烧室30。
[n0028] 在本实用新型一实施方式中，燃烧室30是为以轴线为中心线的内空圆柱形设计，火焰桶50与之对应，而供油管路80、燃烧室30、火焰桶50、切向喷口70、及驱动输出轴90形成转子。
[n0029] 详细而言，在工作时，压气机10通过导气通路20完成高压空气的进气，并随之导入燃烧室30与火焰桶50之间的导气间隙，最终从进气孔60进入火焰桶30内部。同时，供油管路80通过喷油管81的末端喷嘴提供燃油，送入火焰桶50的内部，与通过进气孔60进入的高压空气混合产生燃烧，形成高压燃气，并且在转子的尾部通过逆着转子的旋转方向的切向喷口70以比切向速度略大的速度喷出。此时，高速喷出的燃气形成反作用力，便会让转子获得更强的动力，最终由驱动输出轴90完成动力的传递。值得一提的是，新增的动力除了维持转子和压气机10运转外，其余部分作为动力输出，让发动机在无涡轮的情况下也有更高的热效率。
[n0030] 另外，经过进气孔60进入的高压空气由于旋转半径变小，其转速也会加快，有利于扰动内部气体，从而有利于燃油和空气的充分混合和燃烧。
[n0031] 本实用新型还包括套设于燃烧室30的外壳体100，外壳体100裸露出切向喷口70与驱动输出轴90，并与驱动输出轴90通过无接触动密封件91配合。在本实施方式中，外壳体100实现对转子的包裹，同时与转子之间留有一定的间隙，由于转子的高速转动及喷口处高速气流的喷射作用，其间隙中会被抽成真空，由此减小了转子与空气的磨擦阻力，其前部跟发动机不转动的部位连接，尾部则通过无接触动密封件91配合与驱动输出轴90连接。另外裸露出切向喷口70的位置设置成排气口，形成排气通道，完成排气。
[n0032] 优选一实施方式中，上述燃烧室30与火焰桶50之间设有横向加强筋53，同时也作为火焰桶50的支撑部件。
[n0033] 燃烧室30与火焰桶50环设多段内凹加强筋51，用于加强转子的强度，提高应用范围。
[n0034] 同理而言，火焰桶50与驱动输出轴90之间设置双层加强隔板52，双层加强隔板52延伸于环形凸出腔，并且上面也布有进气孔60，实现与驱动输出轴90的连接加强，提高稳固效果。
[n0035] 另外，本实用新型的燃烧室30位于导气通路20的端部设有离心叶轮110，可以将压气机10传送过来的高压空气进一步压缩来提高压力，经过加压之后的高压空气先进入导气间隙，再分别通过燃烧室30的进气孔60进入火焰桶50，提高转子的转动效率。
[n0036] 本实用新型的切向喷口70切向设置，且切向喷口70的喷口大小由火焰桶50至燃烧室30渐大。当转子高速旋转时，其在切向喷口70处线速度就会很高，而如果切向喷口70反向向外高速喷气，喷气推动的效率会很高。若精确设计排气速度与喷口线速度，让两者差尽可能的小，那废气的绝对速度就可以相当小，带走的动能也就很少，从而大大提高能量的转化率，让发动机在无涡轮的情况下有更高的热效率。
[n0037] 综上所述，本实用新型工作时转子高速旋转，同轴的压气机产生的高压空气送往燃烧室，燃烧室利用高压空气将燃油在火焰桶中燃烧，形成高压燃气，高压燃气逆着转子旋转方向从切向喷口喷出，高速喷出的燃气形成反作用力让转子获得动力，而新增的动力除了维持转子和压气机运转，其余部分可作为动力输出，最终通过转子切向喷气转化动力，省去了传统上的涡轮，热效率也会更高。
[n0038] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种无涡轮燃气轮机，其特征在于，包括：
压气机，所述压气机具有导气通路；
连通所述导气通路的燃烧室，所述燃烧室通过动密封件安装于所述导气通路的外侧；
连通所述导气通路且位于所述燃烧室内的火焰桶，所述火焰桶与所述燃烧室之间形成导气间隙，所述火焰桶表面分布进气孔；
其中，所述火焰桶尾部与所述燃烧室尾部延伸环形凸出腔，所述环形凸出腔圆周分布多个通向外侧的切向喷口；
设置于所述火焰桶前端的供油管路，所述供油管路同时也是所述压气机的轴，其具有穿设入所述火焰桶内的喷油管；以及
设置于所述火焰桶后端的驱动输出轴，所述驱动输出轴穿设出所述燃烧室。
[0002] 2.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，还包括套设于所述燃烧室的外壳体，所述外壳体裸露出所述切向喷口与所述驱动输出轴，并与所述驱动输出轴通过无接触动密封件配合。
[0003] 3.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，其中所述燃烧室与火焰桶之间设有横向加强筋。
[0004] 4.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，其中所述燃烧室与所述火焰桶环设多段内凹加强筋。
[0005] 5.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，其中所述火焰桶与所述驱动输出轴之间设置双层加强隔板，所述双层加强隔板延伸于所述环形凸出腔，并且上面也布有所述进气孔。
[0006] 6.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，其中所述燃烧室位于所述导气通路的端部设有离心叶轮。
[0007] 7.根据权利要求1所述的无涡轮燃气轮机，其特征在于，其中所述切向喷口切向设置，且所述切向喷口的喷口大小由所述火焰桶至所述燃烧室渐大。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120017654.0U|CN214330769U|2021-01-06|2021-01-06|一种无涡轮燃气轮机|CN202120017654.0U| CN214330769U|2021-01-06|2021-01-06|一种无涡轮燃气轮机|