一种基于等容燃烧的小型燃气轮机

摘要

本发明公开了一种基于等容燃烧的小型燃气轮机，包括进气道、离心压气机、燃气整流室、等容燃烧室、燃烧室动力输入轴、燃烧室驱动马达、轴流透平、燃气排气结构、II号变速器、II号发电机和主动力轴等。本发明采用旋转等容增压燃烧室替换传统等压燃烧室后，燃气轮机可减小压气机级数，降低压气机压缩功，进而使透平输出轴功率中用于发电的比例增加，整体上提高燃气轮机的循环热效率；因等容燃烧是在一密闭容积内进行，燃烧室内气流速度低，容易形成稳定燃烧火焰，且燃烧过程中燃料和空气不再填充，故不存在因空气或燃料压力/流量波动带来的燃烧不稳定性问题，可成功解决传统燃气轮机中采用低污染燃烧技术后燃烧室燃烧稳定区域变窄和容易熄火等问题。

主权项

一种基于等容燃烧的小型燃气轮机，其特征在于，包括进气道(1)、离心压气机(2)、压缩空气输送管(3)、燃气整流室(4)、等容燃烧室(5)、燃烧室动力输入轴(11)、燃烧室驱动马达(12)、燃烧室排气总管(13)、轴流透平(14)、燃气排气结构(15)、II号变速器(16)、II号发电机(17)和主动力轴(20)；其中，等容燃烧室(5)采用中心对称结构，包括具有中空腔体的圆柱形燃烧室外壳(30)，燃烧室外壳(30)周向呈180度夹角上设置有与燃烧室外壳(30)相切且连通的方管形燃烧室排气结构(22)，燃烧室外壳(30)腔体的中心处设置有进气结构，进气结构的周向上套装有等容燃烧室主体(29)，进气结构内部设置有燃烧室进气结构(28)，该燃烧室进气结构(28)与燃烧室外壳(30)和燃烧室进气结构(28)之间形成的腔体相连通，燃烧室外壳(30)的两个侧面上对称设置有四个燃料预热器(24)；每个燃料预热器(24)均呈环形，且燃料预热器(24)沿顺时针方向相对的两端分别为进气端和出气端，每个燃料预热器(24)的进气端均设置有一个燃料入口管(23)，出气端均设置有一个燃料出口管(25)，每个燃料预热器(24)靠近燃料预热器(24)进气端的侧面上均设置有与燃烧室外壳(30)连通的若干燃料喷嘴(26)和火花塞安装座(27)，火花塞(31)安装在火花塞安装座(27)上；等容燃烧室主体(29)包括燃烧室旋转轴(35)，该燃烧室旋转轴(35)的一端设置有燃烧室内腔旋转盘(36)，燃烧室内腔旋转盘(36)的周向上通过燃烧室内腔支架(32)均匀设置有若干燃烧室隔板(33)，若干燃烧室隔板(33)用于将燃烧室外壳(30)和进气结构之间形成的腔体等间距划分为若干个独立等容燃烧室，燃烧室旋转轴(35)的另一端伸出至燃烧室外壳(30)上相对于设置有燃烧室进气结构(28)的一个侧面外；离心压气机(2)设置在进气道(1)后，离心压气机(2)的出口与压缩空气输送管(3)的入口相连通，压缩空气输送管(3)的出口与燃烧室进气结构(28)的入口相连通；轴流透平(14)设置在燃气整流室(4)后，两个燃烧室排气结构(22)的出口通过燃烧室排气总管(13)与燃气整流室(4)的入口相连通，轴流透平(14)的出口与燃气排气结构(15)的入口相连通，II号发电机(17)的动力输入轴通过II号变速器(16)与主动力轴(20)的输出端相连，主动力轴(20)用于驱动与轴流透平(14)同轴心设置的离心压气机(2)旋转；燃烧室驱动马达(12)的动力输出端通过燃烧室动力输入轴(11)与燃烧室旋转轴(35)的输入端相连。