使用透平的高效廢氣利用裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電裝置，特別是涉及一種利用廢氣余熱余壓的廢氣透平發電機組。
【背景技術】
[0002]在現有技術中有利用透平來進行廢氣余熱余壓的回收。在這種構造中，廢氣源(例如，活塞發動機尾氣)注入透平推動透平旋轉帶動負載。然而，一般而言，活塞發動機尾氣的排氣溫度一般在500攝氏度左右。這個溫度點對于透平而言并不是理想的工作溫度，因此透平效率低下。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本文提出一種廢氣透平發電機組，對廢氣的余熱余壓進行高效回收。
[0004]本文提出的使用透平的高效廢氣利用裝置包括廢氣通道、補燃裝置和透平。所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通。所述補燃裝置設置在所述廢氣通道上，所述補燃裝置用于對所述廢氣通道內的廢氣進行進一步燃燒形成廢氣燃燒物。所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內的廢氣燃燒物驅動旋轉從而帶動負載。
[0005]在一實施例中，所述負載可為發電機，所述透平的旋轉驅動所述發電機進行發電。例如，所述發電機可為永磁發電機。
[0006]在一實施例中，所述廢氣源為活塞式主發動機的尾氣。
[0007]在一實施例中，透平固定在轉軸上從而帶動轉軸旋轉。透平的轉軸利用機械傳動機構連接至主發動機的主軸，從而實現透平轉軸的旋轉與主發動機的主軸同軸輸出，以帶動負載。
[0008]在一實施例中，所述廢氣在燃燒前的溫度為450至550度，燃燒后的溫度為600至850 度。
[0009]綜上所述，本文提供了一種使用透平的高效廢氣利用裝置。通過對廢氣進行補燃，提高廢氣的溫度，從而可以較少的燃料獲得透平效率的大幅提高，進而對廢氣的余熱余壓進行高效回收。同時，通過對廢氣進行補燃，廢氣所含的有害物質大部分可轉化為無害物質，從而凈化了廢氣。另外，透平的旋轉動能可與主發動機同軸輸出，增加了發動機的功率儲備。
【附圖說明】
[0010]圖1是高效廢氣利用裝置的一個實施例的系統示意圖。
[0011]圖2是高效廢氣利用裝置的另一個實施例的系統示意圖。
【具體實施方式】
[0012]在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本發明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本發明可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本發明并不限定該元件的數量為一個，也可以包括多個。
[0013]本文提出了一種使用透平的高效廢氣利用裝置，其一般包括廢氣通道、補燃裝置和透平。所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通。所述補燃裝置設置在所述廢氣通道上，所述補燃裝置用于對所述廢氣通道內的廢氣進行進一步燃燒形成廢氣燃燒物。所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內的廢氣燃燒物驅動旋轉從而帶動負載。以下特舉例結合附圖對此進行進一步說明。
[0014]圖1是高效廢氣利用裝置的一個實施例的系統示意圖。如圖1，高效廢氣利用裝置主要包括廢氣通道11、補燃裝置12和透平14。廢氣通道11與廢氣源10流體相通。
[0015]在本實施例中，廢氣源10為活塞主發動機，廢氣通道11用以接收活塞主發動機的尾氣。在活塞主發動機10未裝備增壓器的情況下，廢氣通道11接收的尾氣可以是從活塞主發動機10的排氣門直接獲取；在活塞主發動機10裝備有增壓器的情況下，廢氣通道11接收的尾氣可以是從增壓器的排氣口獲取。
[0016]補燃裝置12設置在廢氣通道11上，對廢氣通道11內的廢氣進行進一步燃燒形成廢氣燃燒物。廢氣燃燒物然后經由廢氣通道11供應至透平14，驅動透平14旋轉，進而帶動負載。透平的工作效率與透平前工質溫度有很大關系，溫度越高，效率也越高。對于活塞發動機10而言，其排出的尾氣溫度一般在450度至550度，在這個溫度下，透平效率一般較低。通過補燃裝置12以燃燒的方式提高尾氣的溫度，透平14的效率將會大幅提高。在一些實施例中，補燃后的尾氣溫度在600至850度。也就是說，通過在補燃裝置12中投入較少的燃料，即可獲得大幅提高的透平效率。
[0017]我國目前使用的國產柴油發動機中，效率普遍比較低，其尾氣中含有相當含量的氧氣，因此對尾氣進行補燃是完全可行的。而且，由于不完全燃燒，發動機的尾氣中含有大量有害物質，比如CO、CnHm, OHO、HO等。通過進一步燃燒，這些有害物質大部分可以轉換為無害物質進行排放。因此，除了提高效率之外，本發明也具有凈化廢氣的功能。
[0018]在圖1的實施例中，負載可為發電機18。透平14的旋轉動力通過減速箱16后驅動發電機18進行發電。在一具體實施例中，發電機18為永磁發電機。本發明還可設置逆變器。該逆變器與永磁發電機18連接，以將永磁發電機18發出的電力轉換為所需要的電力。
[0019]圖2是高效廢氣利用裝置的另一個實施例的系統示意圖。如圖2，高效廢氣利用裝置主要包括廢氣通道21、補燃裝置22和透平24。廢氣通道21與廢氣源20流體相通。廢氣源20、廢氣通道21、補燃裝置22和透平24可與圖1的實施例相同，在此不再贅述。
[0020]在圖2的實施例中，透平24固定在轉軸26上從而帶動轉軸26旋轉。透平24的轉軸26利用機械傳動機構32連接至主發動機20的主軸30，從而實現透平轉軸26的旋轉與主發動機20的主軸30同軸輸出，帶動負載34。
[0021]綜上所述，本文提供了一種使用透平的高效廢氣利用裝置。通過對廢氣進行補燃，提高廢氣的溫度，從而可以較少的燃料獲得透平效率的大幅提高。同時，通過對廢氣進行補燃，廢氣所含的有害物質大部分可轉化為無害物質，從而凈化了廢氣。另外，透平的旋轉動能可與主發動機同軸輸出，增加了發動機的功率儲備。
[0022]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實施成其它形式。所公開的具體實施例應被視為例示性而不是限制性的。因此，本發明的范圍是由所附的權利要求，而不是根據之前的這些描述進行確定。在權利要求的字面意義及等同范圍內的任何改變都應屬于這些權利要求的范圍。
【主權項】
1.一種使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，它包括: 廢氣通道，所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通； 補燃裝置，所述補燃裝置設置在所述廢氣通道上，所述補燃裝置用于對所述廢氣通道內的廢氣進行進一步燃燒形成廢氣燃燒物；以及 透平，所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內的廢氣燃燒物驅動旋轉從而帶動負載。
2.如權利要求1所述的使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，所述負載為發電機，所述透平的旋轉驅動所述發電機進行發電。
3.如權利要求2所述的使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，所述發電機為永磁發電機。
4.如權利要求1所述的使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，所述廢氣源為活塞式主發動機的尾氣。
5.如權利要求4所述的使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，所述透平固定在轉軸上從而帶動轉軸旋轉。
6.如權利要求1所述的使用透平的高效廢氣利用裝置，其特征在于，所述廢氣在燃燒前的溫度為450至550度，燃燒后的溫度為600至850度。
【專利摘要】一種使用透平的高效廢氣利用裝置，包括廢氣通道、補燃裝置和透平。所述廢氣通道用以與廢氣源流體相通。所述補燃裝置設置在所述廢氣通道上，所述補燃裝置用于對所述廢氣通道內的廢氣進行進一步燃燒形成廢氣燃燒物。所述透平與所述廢氣通道流體相通以被所述廢氣通道內的廢氣燃燒物驅動旋轉從而帶動負載。
【IPC分類】F01D15-10, F01N3-08, F02B41-10
【公開號】CN204402648
【申請號】CN201420831091
【發明人】王崎文
【申請人】王崎文
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月24日