專利名稱：燃氣輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型實施例涉及機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃氣輪機。
背景技術(shù)：
目前，使用于發(fā)電領(lǐng)域的燃氣輪機均繼承于航空領(lǐng)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(nèi)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(zhuǎn)發(fā)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?lián)p壞。以一臺總輸出功率為7MW的燃氣輪機為例，其 中，驅(qū)動發(fā)電機所需的功率為2MW，而剩余的5MW用于驅(qū)動壓氣機產(chǎn)生高壓氣體。而在壓氣 機產(chǎn)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(xiàn)本實用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題現(xiàn)有技術(shù) 燃氣輪機中的燃燒室，都需要利用壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體對燃燒室進行冷卻，使現(xiàn)有技術(shù) 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(xiàn)有技術(shù)燃氣輪機的效率低 下。
實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供一種燃氣輪機，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃氣輪機效率低下的 缺陷，實現(xiàn)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、燃燒室和渦輪機，所述燃燒室 的配風筒的側(cè)壁設(shè)置有空腔；所述空腔用于容置冷卻液，以通過所述冷卻液對所述配風筒 進行保護；所述壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體全部進入所述配風筒內(nèi)，用于與所述配風筒內(nèi)的燃 料進行混合參與燃燒。本實用新型實施例的燃氣輪機，通過在燃燒室配風筒的側(cè)壁設(shè)置有空腔，并通過 空腔容置冷卻液，以通過冷卻液對配風筒進行降溫保護，可以有效的降低燃燒室的配風筒 溫度，從而可以使壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體全部進入配風筒內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)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(shè)計制造過程中，一直存在必須采用壓氣機產(chǎn) 生的高壓氣體對燃燒室進行降溫的技術(shù)偏見，從而造成用于發(fā)電使用的燃氣輪機依然采用 壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體進行降溫。本實用新型實施例的燃氣輪機克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù) 偏見，結(jié)合用于發(fā)電使用的燃氣輪機的使用環(huán)境，采用在配風筒側(cè)壁的空腔中注入冷卻液， 通過冷卻液對配風筒進行降溫，從而提高了對燃燒室的配風筒降溫效果，而且無需將部分 壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體用于冷卻配風筒，從而顯著的提高了燃氣輪機的效率。[0008]如上所述的燃氣輪機，為了便于向配風筒的空腔中注入冷卻液，并將加熱后的冷 卻液排出配風筒的空腔，所述配風筒的一端部設(shè)置有用于注入所述冷卻液的進口，所述配 風筒的另一端部設(shè)置有用于排出所述冷卻液的出口，所述進口和所述出口分別與所述空腔 連通。如上所述的燃氣輪機，為了提高壓氣機所產(chǎn)生的高壓氣體的壓力，并提高壓氣機 產(chǎn)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(shè)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(fā)到外部的能量，燃氣 輪機還包括保溫裝置，所述保溫裝置設(shè)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(shè) 在所述外殼上；所述保溫爐的一端部開設(shè)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(shè)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(chǎn)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(cè)壁上開設(shè)有至少一個所述進氣口。如上所述的燃氣輪機，為了使燃料在燃燒室內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提 下，還可以根據(jù)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(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一燃氣輪機中配風筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例一燃氣輪機中配風筒的展開結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例一燃氣輪機中壓氣機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例二燃氣輪機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)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(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)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(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型實施例一 燃氣輪機中配風筒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實用新型實施例一燃氣輪機中配風筒的展開結(jié) 構(gòu)示意圖，圖4為本實用新型實施例一燃氣輪機中壓氣機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-圖4所示，本實施例燃氣輪機，包括壓氣機11、燃燒室10和渦輪機13，燃燒室10的配風筒12的側(cè)壁 設(shè)置有空腔121 ；空腔121用于容置冷卻液，以通過冷卻液對配風筒12進行保護；壓氣機11 產(chǎn)生的高壓氣體全部進入配風筒12內(nèi)，用于與配風筒12內(nèi)的燃料進行混合參與燃燒。具體而言，本實施例中的燃燒室10中配風筒12的側(cè)壁設(shè)置有空腔121，可以將冷 卻液注入到空腔121中。在本實施例燃氣輪機工作的過程中，可以通過空腔121中的冷卻 液對配風筒12進行強效的冷卻，從而無需通過壓氣機11產(chǎn)生的高壓氣體對燃燒室10中配 風筒12進行冷卻，使壓氣機11產(chǎn)生的高壓氣體全部進入到配風筒12內(nèi)，用于與配風筒12 內(nèi)的燃料混合參與燃燒。其中，本實施例中的配風筒12固設(shè)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(shè)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(xiàn)渦輪機13與壓氣機 11之間傳動連接。而現(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)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 燃氣輪機只能通過風冷的方式對燃燒室進行冷卻，而不可能采用冷卻套的方式進行冷卻。 因此，現(xiàn)有技術(shù)中使用的燃氣輪機的燃燒室都采用壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體進行冷卻降溫， 造成壓氣機能量的浪費，使燃氣輪機的效率低下。由于本實施例燃氣輪機用于放置在地面 上發(fā)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的采用儲存 在配風筒12空腔121中的冷卻液對配風筒12進行冷卻，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)偏 見。另外，通過空腔121中的冷卻液對配風筒12進行冷卻，能夠?qū)⒐ぷ髦械呐滹L筒12的維 持在冷卻液的沸點溫度之下。從而使本實施例燃氣輪機中的配風筒12即可以采用價格更 加便宜的金屬材料制造，也可以采用耐高溫的非金屬材料制造。
以下結(jié)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(chǎn)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(nèi)，并通過配風筒12上開設(shè)的進氣口 122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(nèi)部，燃料 與高壓氣體充分混合后燃燒，從而將會產(chǎn)生高溫高速的氣體。此時，配風筒12的空腔121 中的冷卻液將吸收配風筒12的溫度，從而對配風筒12進行降溫。三、配風筒12中產(chǎn)生的高溫高速的氣體通過出氣口 123吹向渦輪機13，使渦輪機 13快速運轉(zhuǎn)。其中，本實施例中的配風筒12產(chǎn)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使渦輪機13快速運轉(zhuǎn)。本實用新型實施例的燃氣輪機，通過在燃燒室配風筒的側(cè)壁設(shè)置有空腔，并通過 空腔容置冷卻液，以通過冷卻液對配風筒進行降溫保護，可以有效的降低燃燒室的配風筒 溫度，從而可以使壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體全部進入配風筒內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)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(shè)計制造過程中，一直存在必須采用壓氣機產(chǎn) 生的高壓氣體對燃燒室進行降溫的技術(shù)偏見，從而造成用于發(fā)電使用的燃氣輪機依然采用 壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體進行降溫。本實用新型實施例的燃氣輪機克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù) 偏見，結(jié)合用于發(fā)電使用的燃氣輪機的使用環(huán)境，采用在配風筒側(cè)壁的空腔中注入冷卻液，通過冷卻液對配風筒進行降溫，從而提高了對燃燒室的配風筒降溫效果，而且無需將部分 壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體用于冷卻配風筒，從而顯著的提高了燃氣輪機的效率?；谏鲜黾夹g(shù)方案，可選的，為了便于向配風筒12的空腔121中注入冷卻液，并將 加熱后的冷卻液排出配風筒12的空腔121，本實施例中的配風筒12的一端部設(shè)置有用于注 入冷卻液的進口 124，配風筒12的另一端部設(shè)置有用于排出冷卻液的出口 125，進口 124和 出口 125分別與空腔121連通。具體而言，溫度低的冷卻液可以通過進口 124注入到配風筒12的空腔121中，而 空腔121中被加熱的冷卻液可以通過出口 125排出，從而實現(xiàn)空腔121中始終儲存有溫度 較低的冷卻液對配風筒12進行冷卻。其中，本實施例中的中的冷卻液可以是水或油等液體 物質(zhì)；而冷卻液可以通過泵等裝置注入到空腔121。例如，本實施例中的配風筒12可以由兩 層貼合在一起的沖壓板120制成。具體的，如圖3所示，通過對沖壓板120進行沖壓成型， 使沖壓板120上形成用于容置冷卻液的凹槽126，而在沖壓板上除凹槽126的部位上開設(shè)通 孔127。然后，將兩張沖壓板120對應(yīng)貼合在一起并卷曲形成配風筒12，相對應(yīng)的凹槽126 形成空腔121，相對應(yīng)的通孔127形成進氣口 122。另外，進口 124和出口 125也對應(yīng)形成， 并分別于空腔121連通。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(nèi)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，通過在配風筒上開設(shè)與空腔連通的進口出口，使空腔內(nèi)的冷 卻液始終保持低溫狀態(tài)，從而有效的對配風筒進行降溫。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(jié)省能源?；谏鲜黾夹g(shù)方案，可選的，為了提高壓氣機11所產(chǎn)生的高壓氣體的壓力，并提 高壓氣機11產(chǎn)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(shè)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。具體而言，如圖1和圖2所示，為了使壓氣機11能夠產(chǎn)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(shè) 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?shù)饺紵?0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(nèi)的氣體壓力已經(jīng)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(zhuǎn)。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(nèi)的燃料能夠更加充分的燃燒，實現(xiàn) 燃燒室排出壓力更大、速度更快的氣體以推動渦輪機運轉(zhuǎn)，更有利于提高燃氣輪機的效率。圖5為本實用新型實施例二燃氣輪機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本實施例燃氣 輪機基于上述實施例一，其區(qū)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(shè)置在外殼24和配風筒22之間。[0040]具體而言，本實施例中的配風筒22與外殼24之間還設(shè)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(chǎn)生的熱量通過外殼24散發(fā)到外部，從而更 有利于節(jié)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(shè)在外殼24上；保溫爐的一端部開設(shè)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(shè)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(nèi)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(chǎn)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(shè)有進氣口 271，從而壓氣機21產(chǎn)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(chǎn)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(cè)壁上可以開設(shè)有至少一個進氣口 271。 通過在保溫裝置27的側(cè)壁上開設(shè)至少一個進氣口 271，使壓氣機21產(chǎn)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。本實施例燃氣輪機，通過設(shè)置保溫裝置可以有效的降低燃燒室中燃料燃燒產(chǎn)生的 能量散發(fā)到外部，有利于節(jié)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(cè)壁開設(shè)至少一個進氣口，可以使使壓氣機產(chǎn)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(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)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(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù) 方案的精神和范圍。
權(quán)利要求一種燃氣輪機，包括壓氣機、燃燒室和渦輪機，其特征在于，所述燃燒室的配風筒的側(cè)壁設(shè)置有空腔；所述空腔用于容置冷卻液，以通過所述冷卻液對所述配風筒進行保護；所述壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體全部進入所述配風筒內(nèi)，用于與所述配風筒內(nèi)的燃料進行混合參與燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機，其特征在于，所述配風筒的一端部設(shè)置有用于注 入所述冷卻液的進口，所述配風筒的另一端部設(shè)置有用于排出所述冷卻液的出口，所述進 口和所述出口分別與所述空腔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃氣輪機，其特征在于，相鄰兩所述子壓氣機之間設(shè)置有儲氣罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3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。
6.根據(jù)權(quán)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(shè)置在所述外殼和所述配風筒之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6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(shè)在所述外殼上；所述保溫爐的一端部開設(shè)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(shè)有出氣口，所述出氣口與所述渦輪機 的進氣口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣輪機，其特征在于，所述保溫爐的一端部的側(cè)壁上開設(shè) 有至少一個所述進氣口。
9.根據(jù)權(quán)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、燃燒室和渦輪機，其特征在于，所述燃燒室的配風筒的側(cè)壁設(shè)置有空腔；所述空腔用于容置冷卻液，以通過所述冷卻液對所述配風筒進行保護；所述壓氣機產(chǎn)生的高壓氣體全部進入所述配風筒內(nèi)，用于與所述配風筒內(nèi)的燃料進行混合參與燃燒。本實用新型提供的燃氣輪機，通過冷卻液對配風筒進行冷卻，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(chǎn)生的高壓氣體全部進入燃燒室的配風筒內(nèi)用于燃燒，從而提高了燃氣輪機的效率。
文檔編號F02C3/14GK201650463SQ20102012077
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者李慶民, 武楨, 邵俊杰 申請人:馬鞍山科達潔能有限公司