微燃熱電聯(lián)供裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種或提供電源和熱源的輔助能源裝置，具體是以渦輪式燃燒器為微燃機(jī)、具有發(fā)電和供熱功能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃燒器是由電動(dòng)風(fēng)機(jī)、燃燒室、點(diǎn)火器等組成，國內(nèi)外的其它燃油、燃?xì)馊紵骰旧隙际切枰碾姷?，而本身并不發(fā)電，工作用電要靠外部電源提供，其中，燃燒器風(fēng)機(jī)需要耗電幾千瓦到幾十千瓦不等，包含了風(fēng)機(jī)、旋流板、燃燒室、點(diǎn)火器等。車輛的渦輪增壓器本體雖然就是一個(gè)燃燒器，但它的啟動(dòng)主要采用專用的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由于造價(jià)較高，又無其它功能，所以，一直沒有廣泛地應(yīng)用在其他領(lǐng)域。
[0003]另外，渦輪增壓器有史以來一直是作為發(fā)動(dòng)的附機(jī)生產(chǎn)的，是一種精密機(jī)加工產(chǎn)品，加工精度高，人們都認(rèn)為就是附機(jī)，所以一直沒應(yīng)用到主機(jī)位置，沒有廣泛地應(yīng)用在其他領(lǐng)域。
[0004]就是改造后的航空微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器，經(jīng)改造作為燃燒器用于鍋爐、爐窯、化工加熱、直燃制冷機(jī)組、也可用在應(yīng)急發(fā)電、采暖時(shí)獨(dú)立使用。
[0005]中國專利ZL 2011 20318163.6《可再生電能的渦輪燃燒器》，雖然能源利用較充分但也仍有如下不足之處:航空微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)空間狹小內(nèi)部無法配置更大功率的發(fā)電機(jī)，約束了裝置的性能發(fā)揮，上述專利尾管不能調(diào)整方向沒有坎事功能，降低了實(shí)用性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述存在的問題，本實(shí)用新型公開了一種微燃熱電聯(lián)供裝置，采用航空微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器改造為渦輪式微燃燒器、加裝動(dòng)力渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的方式，旨在提供一種制作簡單、運(yùn)行可靠、提高能效、兼有供熱和發(fā)電功能的熱電聯(lián)供裝置，為相對(duì)狹小空間內(nèi)或野外作業(yè)提供熱源和電源。
[0007]本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種微燃熱電聯(lián)供裝置，包括含有壓氣機(jī)、燃燒室、微燃機(jī)渦輪、轉(zhuǎn)軸的渦輪式燃燒器和啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子、定子線圈與壓氣機(jī)葉輪以轉(zhuǎn)軸為軸同軸安裝，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子線圈固定在壓氣機(jī)殼體上；另外，該裝置還包括動(dòng)力渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，渦輪式燃燒器的出氣口與動(dòng)力渦輪機(jī)的進(jìn)氣口連通，發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子和定子線圈與動(dòng)力渦輪機(jī)的動(dòng)力渦輪同軸安裝，發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子隨動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的定子線圈固定在動(dòng)力渦輪機(jī)的機(jī)殼上。
[0009]在上述方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，
[0010]渦輪式燃燒器的燃燒室和微燃機(jī)渦輪進(jìn)氣口通過火焰導(dǎo)管連通，燃燒室、火焰導(dǎo)管和微燃機(jī)渦輪的渦殼外均設(shè)有水套；動(dòng)力渦輪的渦殼外出設(shè)有水套，動(dòng)力渦輪為外殼帶水套增壓器渦輪；燃燒室、火焰導(dǎo)管、微燃機(jī)渦輪的渦殼外和動(dòng)力渦輪的渦殼外水套相互連通，各部件的水套通過管路連通，水套設(shè)有進(jìn)水口和出水/汽口。水套的進(jìn)水口和出水/汽口與散熱器連接，該裝置即構(gòu)成了供暖系統(tǒng)的熱源。
[0011]該裝置還可包括集汽缸，水套的出水/汽口與集汽缸連通；水套中產(chǎn)生的熱蒸汽進(jìn)入到集汽缸中；集汽缸的噴汽嘴設(shè)于動(dòng)力渦輪葉片的切向角度和/或微燃機(jī)渦輪的切向角度；利用集汽缸穩(wěn)壓功能，將噴氣嘴噴出的熱蒸汽直接作用于動(dòng)力渦輪和/或微燃機(jī)渦輪，進(jìn)一步為動(dòng)力渦輪和微燃機(jī)渦輪提供了輔助動(dòng)力。
[0012]所述火焰導(dǎo)管為波紋導(dǎo)管。
[0013]渦輪式燃燒器和動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)軸采用油浮式軸承。
[0014]所述啟動(dòng)發(fā)電機(jī)和/或發(fā)電機(jī)為柱式結(jié)構(gòu)電機(jī)或盤式結(jié)構(gòu)電機(jī)。
[0015]所述啟動(dòng)發(fā)電機(jī)為盤式結(jié)構(gòu)電機(jī)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子也可以是導(dǎo)磁體，固定在壓氣機(jī)葉輪的內(nèi)側(cè)隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子線圈固定在與壓氣機(jī)葉輪內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的壓氣機(jī)殼體上，所述定子線圈內(nèi)側(cè)壓氣機(jī)殼體設(shè)有另一個(gè)轉(zhuǎn)子，可以是永磁轉(zhuǎn)子也可以是導(dǎo)磁體與葉輪、軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]所述啟動(dòng)發(fā)電機(jī)為柱式結(jié)構(gòu)電機(jī)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)安裝于壓氣機(jī)進(jìn)氣口處。
[0017]所述燃燒室為微型渦噴環(huán)形燃燒室或電控直噴電子點(diǎn)火，并設(shè)有遙控裝置。
[0018]所述動(dòng)力渦輪機(jī)的出口處裝有可變向尾噴口。可變向尾噴口可以轉(zhuǎn)動(dòng)改變方向，尤其可以將尾噴口的方向調(diào)整到垂直向上。
[0019]所述渦輪式燃燒器的出氣口與動(dòng)力渦輪機(jī)的進(jìn)氣口是通過氣流導(dǎo)管連通，所述氣流導(dǎo)管與渦輪式燃燒器的出氣口和/或動(dòng)力渦輪機(jī)的進(jìn)氣口的連接方式為卡箍連接；動(dòng)力渦輪的水套與微燃機(jī)渦輪的渦殼外水套連接方式為卡箍連接。動(dòng)力渦輪機(jī)可以方便地拆卸和安裝、并可以獨(dú)立使用。
[0020]所述的柱式結(jié)構(gòu)電機(jī)，是指永磁轉(zhuǎn)子及定子線圈為圓柱式，永磁轉(zhuǎn)子被定子線圈包圍；所述的盤式結(jié)構(gòu)電機(jī)，是指永磁轉(zhuǎn)子及定子線圈為圓盤式，定子線圈的一側(cè)或兩側(cè)有永磁轉(zhuǎn)子。定子線圈兩側(cè)均可以布置導(dǎo)磁體和永磁體。
[0021]該微燃熱電聯(lián)供裝置的壓氣機(jī)葉輪和微燃機(jī)渦輪同軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)，由啟動(dòng)發(fā)電機(jī)提供啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)力，帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪和微燃機(jī)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)后，燃燒室產(chǎn)生的火焰和熱氣流推動(dòng)微燃機(jī)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為輔助發(fā)電設(shè)備而發(fā)電供本體裝置使用同時(shí)也與動(dòng)力渦輪帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)一同發(fā)電對(duì)外提供電源。
[0022]本裝置拆除動(dòng)力渦輪既可以獨(dú)立使用也更輕便，加上動(dòng)力渦輪即可以提供更大的電力輸出、渦殼水套又可以提供更大的熱量輸出。由于結(jié)構(gòu)簡單、可采用現(xiàn)有產(chǎn)品發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓器或微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)改制、生產(chǎn)成熟、產(chǎn)品本降低，又具有發(fā)電、供熱的功能，提高了能效，應(yīng)用面廣微燃熱電聯(lián)供裝置用于鍋爐、爐窯、化工加熱、直燃制冷機(jī)組、也可用在應(yīng)急發(fā)電、采暖時(shí)獨(dú)立使用。
[0023]尤其是流動(dòng)的營房、邊防哨所、島嶼使用既解決電力問題又解決了供暖問題，將尾噴管調(diào)置向上坎事班可以在熱電聯(lián)供的同時(shí)炒菜做飯或供給蒸發(fā)式海水淡化設(shè)備，結(jié)合使用如中國專利ZL201420224106.5《一體化熱電淡水聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng)》，即成為階梯式能源利用。
[0024]更重要的是可以取代現(xiàn)在使用的裝甲車輛的現(xiàn)有加溫鍋，現(xiàn)有裝甲車輛的加溫鍋不僅不發(fā)電而且自耗電很大接近千瓦，其風(fēng)機(jī)170W水泵油泵一體化電機(jī)650W，工作電壓24V，那么工作電流:820W除以24V需要34.16A的電流，那么150AH的蓄電池除以34.16A最多只能保溫潛伏待命4.39小時(shí)，在高寒地區(qū)執(zhí)行任務(wù)或待命時(shí)，僅依靠車載蓄電池供實(shí)際可用時(shí)間約3小時(shí)多，超時(shí)則電量耗盡，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)尚有溫度，但失去了再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電力，失去戰(zhàn)斗力。
[0025]在全球安全指數(shù)下降到極度，黨中央號(hào)召我們軍民融合，我們做為中國公民有責(zé)任為保衛(wèi)國防做出貢獻(xiàn)。由于啟動(dòng)時(shí)是需要最強(qiáng)大的電流的，所以保持車載蓄電池的供電能力，可以大大提高戰(zhàn)場生存能力。本裝置不僅不耗電而且還可以供電給蓄電池同時(shí)充電，使蓄電池始終保持電力充沛隨時(shí)待命啟動(dòng)，并且可以給通訊更大的電力，使雷達(dá)功率更大、探的更遠(yuǎn)、提前預(yù)警，所以說本實(shí)用新型有重要的推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0026]圖1是實(shí)施例1的剖視示意圖；
[0027]圖2是實(shí)施例2的剖視示意圖；
[0028]圖3是實(shí)施例3的剖視示意圖；
[0029]圖4是實(shí)施例3的剖視示意圖；
[0030]圖中標(biāo)記分別表示:
[0031 ] 1-壓氣機(jī)，12-壓氣機(jī)葉輪，13-微燃機(jī)渦輪，14-氣流導(dǎo)管，15-潤滑油入口，16-潤滑油出口，
[0032]2-燃燒室，3-啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，4-轉(zhuǎn)軸，5-波紋導(dǎo)管，
[0033]6-水套，61水套的進(jìn)水口，62水套的出水/汽口，
[0034]7-動(dòng)力渦輪機(jī)，71-可變向尾噴口，73-動(dòng)力渦輪，
[0035]8-發(fā)電機(jī)，9-集汽缸，91-集汽缸的噴汽嘴，92-兩位三通閥。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面，結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]可用于相對(duì)狹小或封閉的空間內(nèi)，作為熱源和電源，如作為坦克或裝甲車內(nèi)的加溫發(fā)電裝置使用。
[0039]如附圖1所示，在現(xiàn)有的汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器基礎(chǔ)上改造，由此構(gòu)成本實(shí)施例的壓氣機(jī)和微燃機(jī)渦輪；在壓氣機(jī)I和微燃機(jī)渦輪13間設(shè)有燃燒室2，將壓氣機(jī)出口與燃燒室連通，通過火焰導(dǎo)管5再將燃燒室熱氣流出口與微燃機(jī)渦輪進(jìn)氣口連通，即成為本實(shí)施例的渦輪式燃燒器；利用去掉壓氣機(jī)葉輪及其外殼的另一個(gè)輪渦輪增壓器，作為本裝置的動(dòng)力渦輪機(jī)7 ;在動(dòng)力渦輪的轉(zhuǎn)軸上安裝發(fā)電機(jī)；渦輪式燃燒器的熱氣流出口與動(dòng)力渦輪機(jī)的進(jìn)氣口通過氣流導(dǎo)管14連通；氣流導(dǎo)管與渦輪式燃燒器的熱氣流出口和/或動(dòng)力渦輪機(jī)的進(jìn)氣口，采用卡箍方式連接，方便拆卸，當(dāng)使用較小功率時(shí)，不安裝動(dòng)力渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，當(dāng)使用較大功率時(shí)，再安裝動(dòng)力渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，這樣可以使得本裝置的性能得到進(jìn)一步的發(fā)揮，也可