[发明专利]中冷等压吸热式空气轮机

说明书

技术领域  本发明涉及一种空气轮机，特别是涉及一种用于电厂的中冷等压吸热式空气轮机。

背景技术  由锅炉、汽轮机和冷凝器构成的蒸汽动力装置以其大功率和工作可靠的特点被广泛用于电厂发电的动力装置。但在蒸汽动力装置中，因出汽轮机的作功后乏汽要进入冷凝器中进行冷凝重新转变成水，乏汽中的大量潜热被散到外界产生了很大的散热损失。而在申请号为“200710086603.8”所描述的中冷等压吸热式热气机中，虽然通过中间冷却等压吸热和利用空气作为工质而避免了蒸汽循环中的蒸汽冷凝损失，但由于中冷等压吸热式热气机是一种利用活塞进行作功的发动机，在制成更大功率的动力装置时，活塞式的动力转换机构显然不如汽轮机那样能保持较小的尺寸和体积。

发明内容  本发明的目的是在保留中冷等压吸热式热气机的核心等压吸热结构基础上，结合气轮机这种叶轮动力转换机构提供出一种中冷等压吸热式空气轮机，这种空气轮机不仅具有很高的热量吸收利用效率，而且还因采用气轮机可制成更大功率的动力装置，从而使其更适合用于电厂发电。

本发明的中冷等压吸热式空气轮机包括中间冷却器、加热器、锅炉、压气机和经主轴相连的气轮机，加热器设在锅炉内，或者设在其它热源的高温排气或排液管道内。其特征在于：它还包括若干个由外壳和其内的旋转缸体所构成的配气装置，旋转缸体装在与外壳固定连接的中心轴上，其上分别设有绕中心轴环形排列的带冷通气口的小副缸和另一侧带热通气口的大副缸，大副缸和小副缸内相应的大小配气活塞通过连杆与中心轴上的周转斜盘传动相连，旋转缸体经其上的齿轮被主轴上的中心齿轮带动；在旋转缸体旋转时，小副缸上的冷通气口可分别与外壳侧面的小阀盘上所设的充气口和换气出相沟通，大副缸上的热通气口可分别与外壳另一侧大阀盘上所设的换气进口和出气口相沟通；所述的压气机的出气通道经中间冷却器与配气装置的小阀盘上的充气口相连通，小阀盘的换气出口经管路、加热器和隔热管与大阀盘上的换气进口相连通，大阀盘的出气口经压力隔热管通向气轮机的进气口；在采用锅炉作外部热源时，中间冷却器设在以逆流方式换热的空气冷却套内，冷却套的散热空气出口经设有鼓风机的管道通向锅炉的相应进风口。

为让大小配气活塞采用更有力的传动结构，在所述的配气装置中，旋转缸体内的各大配气活塞分别经连接梁与相对应的小配气活塞连为一体，连接梁的内侧具有躲开周转斜盘的凹入部分，在连接梁的外侧面上设有滑轨，在旋转缸体连接壳的内侧面相对应位置上设有座轨，在座轨与滑轨之间装有用保持架和滚柱所构成的滚柱排；在保持架上设有若干个在两侧布置的双排或中间布置的单排安装轴，轴上装有相同的中间齿轮，这些齿轮与座轨和滑轨上所设的相应齿条相啮合。

在配气装置的具体布置中，可让所述的配气装置绕主轴对称或环型布置，其上的出气口与气轮机的进气口相对并经压力隔热管连通。也可在对称或环型布置的配气装置的外侧再设一组相同的配气装置，该组配气装置与内侧的配气装置错开一定的角度安装，让其上各相应的出气口分别经穿过内侧配气装置间隔空隙的加长压力隔热管通向气轮机的进气口，加长的主轴通过外侧的中心齿轮带动配气装置内旋转缸体上的齿轮。

在采用闭式循环的空气轮机中，压气机设在气轮机的后部，气轮机的排气口与压气机的进口相对布置，两气口之间通过连通函道连通，在连通函道内设有空气预热器，预热器的排风口经设有鼓风机的管路通向锅炉的相应进风口。

对于设在连通函道内空气预热器的具体结构，所设的空气预热器由若干数量的吸热扁管构成，这些吸热扁管具有适长的长度并顺排气流向设在环形表的连通函道内，各吸热扁管以其横截面在环形连通函道内呈放射状进行布置，各相邻的吸热扁管之间由顺气流方向布置的若干条吸热片相连，各吸热扁管通过吸热片的相连构成了一个环形的整体预热器结构，各吸热扁管的转折处前端和尾部呈流线形状。

在采用开式循环的空气轮机中，气轮机的排气通道通向锅炉的相应进风口，在排气通道上设有低功率时开启的放气阀门。

为回收气轮机排气中的热量，气轮机的排气口经设有空气预热器的排气通道通向外界，空气预热器的排风口经设有鼓风机的管路通向锅炉的相应进风口。

为让空气轮机能以内燃方式增加输送功率，在与配气装置出气口相连接的压力隔热管的外围设有带燃烧室的旁通管路，在旁通管路的进口与压力隔热管之间设有摆动阀，在燃烧室进行燃烧时，摆动阀从关闭旁通管路位置相应的向压力隔热管内摆动。当然，也可采用更简单的燃烧室布置方式，在与配气装置出气口相连接的压力隔热管上直接设有加力燃烧室，所设的伸缩式燃料喷射器在喷射燃料时可伸进加力燃烧室。