CN104454174A - 一种提高燃气发动机动力输出功率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃气涡轮发动机技术。提供了一种提高燃气发动机动力输出功率的方法。把燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机所需的工质流量分成两部分提供，由压气机提供占1/4～2/5工质流量的压缩空气进入火焰筒前部，与喷嘴喷出来的燃油混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧；另占3/4～3/5的工质流量由水喷雾装置提供，水雾从火焰筒与外套间流过，受热气化对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮和螺管转子所要求的温度。
Description
技术领域
本发明涉及燃气涡轮发动机技术，更具体说，涉及提高燃气涡轮发动机和燃气螺管转子发动机的动力输出功率的方法。
技术背景
现有技术中，燃气涡轮发动机的工质流量燃料仅占非常少一部分，其余100％由压气机提供。压气机担负着为火焰筒提供燃烧所需的过量压缩空气外，还担负着为对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低的任务。由于燃气涡轮发动机的动力输出功率等于涡轮机发出功率减去压气机消耗功率，由于压气机压缩的是空气，压气机是一种非常耗能的装置，消耗功率可占涡轮机发出功率60％左右，这样一来，燃气涡轮发动机用于对外作功的动力输出功率就只剩40％左右了。
燃气螺管转子发动机是燃气涡轮发动机一种变型燃气涡轮发动机，它们多使用与涡轮机同轴结构的轴流式或离心式压气机。因它单位时间产气量大，要它担负提供全部的压缩空气工质流量不成问题，但当它使用单位时间产气量相对小的外置变容积式压气机时，要求变容积式压气机提供全部的压缩空气工质流量时，会遇到不仅发动机用于对外作功的动力输出功率就只剩40％左右问题，还会遇到不利于制造大功率发动机问题。
显然，通过减少对压气机需求压缩空气量，把担负着为对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低的任务改用其它低能耗的装置完成，能大幅提高发动机用于对外作功的动力输出功率。专利号201410415779.3一种提高涡轮发动机效率的方法及其装置中，未提供这方面的技术。
发明内容
本发明的目的提供一种提高燃气发动机动力输出功率的方法。
本发明的技术方案是，把燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机所需的工质流量分成两部分提供，由压气机提供占1/4～2/5工质流量的压缩空气进入火焰筒前部，与喷嘴喷出来的燃油混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧；另占3/4～3/5的工质流量由水喷雾装置提供，水雾从火焰筒与外套间流过，受热气化对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮和螺管转子所要求的温度。
用水喷雾装置的水通过换热器去回收涡轮和螺管转子所排废气热量，提高水温。
技术效果
由于采用了上技术措施，能收到下述技术效果：
1、能大幅提高燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机用于对外作功的动力输出功率。因为要把占3/4～3/5的压缩空气工质流量改由水喷雾装置提供，把水压力提高到与压缩空气相等的压力和流量进入火焰筒工作，因各自工质不同，水喷雾装置所消耗的功率远比压气机小得多，这是提高燃气发动机用于对外作功的动力输出功率的原理所在。
2、用单位时间产气量相对小的压气机，能造出大功率发动机。
3、节能环保、减轻重量和制造成本。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
一种提高燃气发动机动力输出功率的方法，把燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机所需的工质流量分成两部分提供，由压气机提供占1/4～2/5工质流量的压缩空气进入火焰筒前部，与喷嘴喷出来的燃油混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧；另占3/4～3/5的工质流量由水喷雾装置提供，水雾从火焰筒与外套间流过，受热气化对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮和螺管转子所要求的温度。
把水喷雾装置的多个水雾喷嘴均匀布置固定在火焰筒外套(或称机匣)圆周上，加压水泵把喷雾的水加压到至少大于压缩空气压力以上，使喷入的水雾从火焰筒与外套间流过。
用水喷雾装置的水通过换热器去回收涡轮和螺管转子所排废气热量，提高水温。就是在燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机的排气端设换热器，由从储水箱流入的水先吸收废气所含的热量，再由加压水泵加压喷雾，达到回热节能目的。
Claims (2)
1.一种提高燃气发动机动力输出功率的方法，把燃气涡轮发动机、燃气螺管转子发动机所需的工质流量分成两部分提供，由压气机提供占1/4～2/5工质流量的压缩空气进入火焰筒前部，与喷嘴喷出来的燃油混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧；另占3/4～3/5的工质流量由水喷雾装置提供，水雾从火焰筒与外套间流过，受热气化对火焰筒壁面进行冷却，然后进入火焰筒与高温燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮和螺管转子所要求的温度。
2.根据权利要求1所述的一种提高燃气发动机动力输出功率的方法，其特征在于：用水喷雾装置的水通过换热器去回收涡轮和螺管转子所排废气热量，提高水温。
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