專利名稱：燃氣輪機的制作方法
技術領域：
本實用新型實施例涉及機械技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機。
背景技術：
目前，使用于發電領域的燃氣輪機均繼承于航空領域中的噴射式飛機所使用的燃 氣輪機，該燃氣輪機一般包括壓氣機、燃燒室和渦輪機組成，其中，燃燒室包括外殼和配風 筒，外殼和配風筒由耐高溫的合金材料制成，并且外殼將配風筒密封包裹住。通過壓氣機將 空氣壓縮為高壓氣體，進而高壓氣體在燃燒室的配風筒內與燃料混合參與燃燒形成高壓高 速氣體，最后高壓高速氣體將帶動渦輪機進行旋轉發電。在燃氣輪機的工作過程中，將會有很大一部分能量用于對燃燒室進行降溫，以防 制成燃燒室的合金材料因高溫而導致損壞。以一臺總輸出功率為7MW的燃氣輪機為例，其 中，驅動發電機所需的功率為2MW，而剩余的5MW用于驅動壓氣機產生高壓氣體。而在壓氣 機產生的高壓氣體中，將有5% -40%的高壓氣體將用于冷卻燃燒室，以保護燃燒室不至于 損壞。在實現本實用新型過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題現有技術 燃氣輪機中的燃燒室，都需要利用壓氣機產生的高壓氣體對燃燒室進行冷卻，使現有技術 燃氣輪機的一大部分能量被消耗在冷卻燃燒室上，從而導致現有技術燃氣輪機的效率低 下。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種燃氣輪機，用以解決現有技術中燃氣輪機效率低下的 缺陷，實現提高燃氣輪機的效率。本實用新型實施例提供一種燃氣輪機，包括壓氣機和渦輪機，還包括燃燒室，所 述燃燒室包括外殼和陶瓷材料制成的配風筒；所述燃燒室分別與所述壓氣機和所述渦輪機 連接；所述壓氣機產生的高壓氣體全部進入所述配風筒內，用于與所述配風筒內的燃料進 行混合參與燃燒。本實用新型實施例的燃氣輪機，通過利用陶瓷材料制成配風筒，提高了配風筒的 耐高溫能力，從而使壓氣機產生的高壓氣體全部進入配風筒內與燃料混合參與燃燒，而無 需留出部分高壓氣體對燃燒室的配風筒進行冷卻。由于現有技術中使用的燃氣輪機是通過 飛機上使用的燃氣輪機演變而來，在燃氣輪機設計制造過程中，一直存在必須采用較輕的 合金材料制造燃燒室的配風筒技術偏見，從而造成用于發電使用的燃氣輪機依然采用耐高 溫性能較差的合金材料。本實用新型實施例的燃氣輪機克服了現有技術中的技術偏見，結 合用于發電使用的燃氣輪機的使用環境，采用陶瓷材料制成燃燒室的配風筒，提高了燃燒 室的耐高溫性能，無需將部分壓氣機產生的高壓氣體用于冷卻燃燒室，減少了壓氣機冷卻 氣體供氣以實現減少了壓氣機的消耗，從而顯著的提高了燃氣輪機的效率。如上所述的燃氣輪機，為了提高壓氣機所產生的高壓氣體的壓力，并提高壓氣機產生高壓氣體的效率，所述壓氣機包括多個連接在一起的子壓氣機。如上所述的燃氣輪機，相鄰兩所述子壓氣機之間設置有儲氣罐。如上所述的燃氣輪機，所述子壓氣機為軸流風機，或離心風機，或混流風機。如上所述的燃氣輪機，為了保護燃燒室，降低從燃燒室中散發到外部的能量，燃氣 輪機還包括保溫裝置，所述保溫裝置設置在所述外殼和所述配風筒之間。如上所述的燃氣輪機，所述保溫裝置為保溫磚壘砌成的保溫爐，所述保溫爐固設 在所述外殼上；所述保溫爐的一端部開設有進氣口，所述進氣口與所述壓氣機的出氣口連 通；所述保溫爐的另一端部開設有出氣口，所述出氣口與所述渦輪機的進氣口連通。如上所述的燃氣輪機，為了將壓風機產生的高壓氣體快速吹入到配風筒中，所述 保溫爐的一端部的側壁上開設有至少一個所述進氣口。如上所述的燃氣輪機，為了使燃燒室的耐高溫能力進一步提高，所述燃燒室包括 陶瓷材料制成的所述外殼。如上所述的燃氣輪機，為了使燃料在燃燒室內充分燃燒，所述燃燒室的長度為0. 5 米至2米。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是 本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一燃氣輪機的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例一燃氣輪機中壓氣機的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例二燃氣輪機的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于 本實用新型保護的范圍。實施例一圖1為本實用新型實施例一燃氣輪機的結構示意圖。如圖1所示，本實施例燃氣 輪機，包括壓氣機11和渦輪機13，還包括燃燒室10，燃燒室10包括外殼14和陶瓷材料制 成的配風筒12 ；燃燒室10分別與壓氣機11和渦輪機13連接；壓氣機11產生的高壓氣體 全部進入燃燒室10內，用于與燃燒室10內的燃料進行混合參與燃燒。具體而言，本實施例燃氣輪機中的燃燒室10采用陶瓷材料制成的配風筒12，由于 陶瓷材料具有耐高溫性能強的特性，因此采用陶瓷材料制成的配風筒12可以無需通過壓 氣機11產生的高壓氣體進行冷卻，使壓氣機11產生的高壓氣體全部進入到配風筒12內， 用于與配風筒12內的燃料進行混合參與燃燒。其中，本實施例中的配風筒12固設在外殼14上，具體固定方式本實用新型燃氣輪機實施例不做限制。另外，壓氣機11與渦輪機13之 間設置有連接軸(未圖示)，該連接軸用于將壓氣機11與渦輪機13連接在一起，以便實現 渦輪機13與壓氣機11之間傳動連接。現有技術中使用的燃氣輪機通常由飛機上使用的燃氣輪機演化而來，因此，燃氣 輪機的結構及材料都與飛機上的燃氣輪機相同。由于受到重量的限制，在飛機上使用的燃 氣輪機必須使用輕質材料，因此，導致現有技術中使用的燃氣輪機的燃燒室中的配風筒都 采用耐高溫的合金材料。由于合金材料的熔點較低，因此在燃氣輪機工作過程中，需要通過 壓氣機產生的高壓氣體對燃燒室的配風筒進行冷卻，從而造成壓氣機能量的浪費，使燃氣 輪機的效率低下。現有技術中為了提高燃燒室的耐高溫性能，也采用過在組成配風筒的合 金板材之間增加隔熱瓦，雖然提高了配風筒的耐高溫性能，但是配風筒依然采用合金材料 制成，始終需要壓氣機對燃燒室進行冷卻。由于本實施例燃氣輪機用于放置在地面上發電， 本實施例燃氣輪機不會受到重量上的限制，因此，本實施例燃氣輪機中燃燒室10的配風筒 12采用的陶瓷材料制成，克服了現有技術中存在的技術偏見。本實施例燃氣輪機為了節省 壓氣機11用于冷卻配風筒12的能量，將配風筒12設置為陶瓷材料制成，使壓氣機11產生 的高壓氣體全部進入到配風筒12內與燃料混合參與燃燒，無需將壓氣機11產生的部分高 壓氣體用于冷卻配風筒12，從而有效的提高了本實施例燃氣輪機的效率。
以下結合附圖1對本實施例燃氣輪機的工作過程進行說明。本實施例燃氣輪機的 具體工作過程如下一、壓氣機11產生的高壓氣體通過管道151，穿過燃燒室10的外殼14進入到燃燒 室10內，并通過配風筒12上開設的進氣口 121進入到配風筒12中。二、通過配風筒12上的燃料進入口(未圖示)將燃料噴入到配風筒12內部，燃料 與高壓氣體充分混合后燃燒，從而將會產生高溫高速的氣體。三、配風筒12中產生的高溫高速的氣體從出氣口 122吹向渦輪機13，使渦輪機13 快速運轉。其中，本實施例中的配風筒12產生的高溫高速氣體可以直接通過管道152直接 吹向渦輪機13，從而使高溫高速氣體能夠帶動渦輪機13快速運轉。本實用新型實施例的燃氣輪機，通過利用陶瓷材料制成配風筒，提高了燃燒室的 耐高溫能力，從而使壓氣機產生的高壓氣體全部進入配風筒內與燃料混合參與燃燒，而無 需留出部分高壓氣體對燃燒室的配風筒進行冷卻。由于現有技術中使用的燃氣輪機是通過 飛機上使用的燃氣輪機演變而來，在燃氣輪機設計制造過程中，一直存在必須采用較輕的 合金材料制造燃燒室的技術偏見，從而造成用于發電使用的燃氣輪機依然采用耐高溫性能 較差的合金材料。本實用新型實施例的燃氣輪機克服了現有技術中的技術偏見，結合用于 發電使用的燃氣輪機的使用環境，采用陶瓷材料制成燃燒室，提高了燃燒室的耐高溫性能， 無需將部分壓氣機產生的高壓氣體用于冷卻燃燒室的配風筒，減少了壓氣機冷卻氣體供氣 以實現減少了壓氣機的消耗，從而顯著的提高了燃氣輪機的效率。基于上述技術方案，可選的，圖2為本實用新型實施例一燃氣輪機中壓氣機的結 構示意圖。如圖2所示，為了提高壓氣機11所產生的高壓氣體的壓力，并提高壓氣機11產 生高壓氣體的效率，本實施例中的壓氣機11包括多個連接在一起的子壓氣機111。進一步 的，相鄰兩子壓氣機111之間可以設置有儲氣罐112。更進一步的，本實施例中的子壓氣機 111可以為軸流風機，或離心風機，或混流風機。[0031]具體而言，如圖1和圖2所示，為了使壓氣機11能夠產生更高壓力的氣體，本實施 例中的壓氣機11可以包括多個連接在一起的子壓氣機111，相鄰兩個子壓氣機111之間設 置有儲氣罐112。與大氣連通的子壓氣機111會將空氣壓縮儲存到第一個儲氣罐112中，在 第一個儲氣罐112后的子壓氣機111將第一個儲氣罐112輸出的氣體壓縮，最終，可以通過 最后一個子壓氣機111將儲氣罐112中的高壓氣體再次增壓并傳輸到燃燒室10中。此時， 進入到燃燒室10中的高壓氣體的壓力將顯著增高，更有利于燃料的充分燃燒。同時，由于 進入到燃燒室10內的氣體壓力已經增高，該氣體在與燃料混合參與燃燒后，能夠形成速度 更快、壓力更高的氣體，從而使渦輪機能夠更加快速的運轉。進一步的，為了使本實施例中的燃燒室10的耐高溫能力進一步提高，本實施例中 的燃燒室10可以包括陶瓷材料制成的外殼14。具體的，通過采用陶瓷材料制成的外殼14， 使整個燃燒室10的耐高溫性能進一步的提高，更有利于提高燃氣輪機的效率。更進一步的，本實施例中的燃燒室10的長度可以為0. 5米至2米。具體的，為了 使燃料在燃燒室10內充分燃燒，本實施例中的燃燒室10的長度可以適當增長，從而使燃料 能夠有足夠的時間充分燃燒。本實施例燃氣輪機，通過將多個子壓氣機和儲氣罐連接在一起形成一個總的壓氣 機，使壓氣機能夠輸出更高壓力的氣體，從而使燃燒室內的燃料能夠更加充分的燃燒，實現 燃燒室排出壓力更大、速度更快的氣體以推動渦輪機運轉，更有利于提高燃氣輪機的效率。 通過采用陶瓷材料制成的燃燒室的外殼，可以使整個燃燒室的耐高溫性能進一步的提高， 更有利于提高燃氣輪機的效率。另外，通過增長燃燒室的長度，可以使燃料能夠有足夠的時 間充分燃燒，從而能夠更加高效的利用燃料，有利于節省能源。實施例二圖3為本實用新型實施例二燃氣輪機的結構示意圖。如圖3所示，本實施例燃氣 輪機基于上述實施例一，其區別在于，本實施例燃氣輪機還包括保溫裝置27，保溫裝置27 設置在外殼24和配風筒22之間。具體而言，本實施例中的配風筒22與外殼24之間還設置有一保溫裝置27，該保溫 裝置27可以有效的降低燃燒室20中燃料燃燒產生的熱量通過外殼24散發到外部，從而更 有利于節省能量并提高本實施例燃氣輪機的效率。進一步的，本實施例中的保溫裝置27可以為保溫磚272壘砌成的保溫爐，保溫爐 固設在外殼24上；保溫爐的一端部開設有進氣口 271，該進氣口 271與壓氣機21的出氣口 (未圖示)連通；保溫爐的另一端部開設有出氣口(未圖示)，該出氣口與渦輪機23的進 氣口(未圖示)連通。具體的，本實施例中的保溫裝置27可以是通過保溫磚272壘砌成的 保溫爐，例如，可以將保溫磚272固定在外殼24的內壁上，從而形成本實施例中的保溫裝置 27。其中，為了方便壓氣機21產生的高壓氣體進入到配風筒22中，本實施例中的保溫裝置 27在靠近壓氣機21的端部開設有進氣口 271，從而壓氣機21產生的高壓氣體依次通過外 殼24和進氣口 271進入到配風筒22中。其中，為了將壓風機21產生的高壓氣體快速吹入 到配風筒22中，本實施例中的保溫爐的一端部的側壁上可以開設有至少一個進氣口 271。 通過在保溫裝置27的側壁上開設至少一個進氣口 271，使壓氣機21產生的高壓氣體垂直吹 向配風筒22，從而使高壓氣體能夠快速的被吹入到配風筒22中，加快與配風筒22中的燃料 進行燃燒。[0039]本實施例燃氣輪機，通過設置保溫裝置可以有效的降低燃燒室中燃料燃燒產生的 能量散發到外部，有利于節省能并提高本實施例燃氣輪機的效率。另外，通過在保溫裝置的 側壁開設至少一個進氣口，可以使壓氣機產生的高壓氣體垂直吹向配風筒，從而使高壓氣 體能夠快速的被吹入到配風筒中，加快與配風筒中的燃料進行燃燒。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術 方案的精神和范圍。
權利要求一種燃氣輪機，包括壓氣機和渦輪機，其特征在于，還包括燃燒室，所述燃燒室包括外殼和陶瓷材料制成的配風筒；所述燃燒室分別與所述壓氣機和所述渦輪機連接；所述壓氣機產生的高壓氣體全部進入所述配風筒內，用于與所述配風筒內的燃料進行混合參與燃燒。
2.根據權利要求1所述的燃氣輪機，其特征在于，所述壓氣機包括多個連接在一起的 子壓氣機。
3.根據權利要求2所述的燃氣輪機，其特征在于，相鄰兩所述子壓氣機之間設置有儲氣罐。
4.根據權利要求2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述子壓氣機為軸流風機，或離心風 機，或混流風機。
5.根據權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于，還包括保溫裝置，所述保溫裝 置設置在所述外殼和所述配風筒之間。
6.根據權利要求5所述的燃氣輪機，其特征在于，所述保溫裝置為保溫磚壘砌成的保 溫爐，所述保溫爐固設在所述外殼上；所述保溫爐的一端部開設有進氣口，所述進氣口與所 述壓氣機的出氣口連通；所述保溫爐的另一端部開設有出氣口，所述出氣口與所述渦輪機 的進氣口連通。
7.根據權利要求6所述的燃氣輪機，其特征在于，所述保溫爐的一端部的側壁上開設 有至少一個所述進氣口。
8.根據權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述燃燒室包括陶瓷材料制成的 所述外殼。
9.根據權利要求1或2所述的燃氣輪機，其特征在于，所述燃燒室的長度為0.5米至2米。
專利摘要本實用新型提供一種燃氣輪機，包括壓氣機和渦輪機，還包括還包括燃燒室，所述燃燒室包括外殼和陶瓷材料制成的配風筒；所述燃燒室分別與所述壓氣機和所述渦輪機連接；所述壓氣機產生的高壓氣體全部進入所述配風筒內，用于與所述配風筒內的燃料進行混合參與燃燒。本實用新型提供的燃氣輪機，減少了壓氣機冷卻氣體供氣從而減少了壓氣機的消耗，并使壓氣機產生的高壓氣體全部進入燃燒室中的配風筒內用于燃燒，從而提高了燃氣輪機的效率。
文檔編號F02C3/14GK201650462SQ20102011290
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者李慶民, 武楨, 邵俊杰 申請人:馬鞍山科達潔能有限公司