本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種回?zé)崞骱腿細(xì)廨啓C(jī)。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，并將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，燃?xì)廨啓C(jī)可以分為重型燃?xì)廨啓C(jī)、輕型燃?xì)廨啓C(jī)和微型燃?xì)廨啓C(jī)。

以微型燃?xì)廨啓C(jī)為例，微型燃?xì)廨啓C(jī)主要包括壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪，其工作過程為：壓氣機(jī)從大氣中吸入空氣并將空氣壓縮，壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合后燃燒產(chǎn)生高溫燃?xì)?，然后高溫燃?xì)饬魅霚u輪中膨脹做功，而推動(dòng)渦輪做功后的燃?xì)庵苯优欧诺酱髿庵?，此時(shí)排放的燃?xì)鉁囟热匀豢蛇_(dá)到500℃～700℃。為了充分利用能源并提高工作效率，現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)通常還包括回?zé)崞鳎糜趯簹鈾C(jī)壓縮后的空氣與渦輪排出的燃?xì)膺M(jìn)行換熱，一方面可以充分利用燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱，另一方面還可以提高燃燒室燃燒的基礎(chǔ)溫度。

現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，由于壓氣機(jī)壓縮后的高壓空氣需要在回?zé)崞鲀?nèi)進(jìn)行換熱，因此回?zé)崞鞯臍んw需要有足夠的厚度來承載高壓空氣，這樣就導(dǎo)致回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量較重，進(jìn)而導(dǎo)致回?zé)崞鬟_(dá)到熱平衡所需的時(shí)間較長，影響換熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種回?zé)崞骱腿細(xì)廨啓C(jī)，以減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量，從而縮短回?zé)崞鬟_(dá)到熱平衡所需時(shí)間，提高換熱效率。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種回?zé)崞?，包括殼體、位于殼體內(nèi)的換熱器以及分別位于換熱器兩側(cè)的第一環(huán)形集氣腔和第二環(huán)形集氣腔，其中：

所述換熱器包括環(huán)形設(shè)置且具有相隔離冷流道和熱流道的換熱核心部；

所述第一環(huán)形集氣腔一端具有高壓空氣進(jìn)氣口，另一端具有沿周向分布且與所述換熱核心部的冷流道的進(jìn)口連通的若干個(gè)進(jìn)氣歧管；

所述第二環(huán)形集氣腔一端具有高壓空氣出氣口，另一端具有沿周向分布且與所述換熱核心部的冷流道的出口連通的若干個(gè)出氣歧管；

所述殼體內(nèi)具有與所述第二環(huán)形集氣腔同側(cè)設(shè)置且與換熱核心部的熱流道的進(jìn)口連通的高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔，以及與所述第一環(huán)形集氣腔同側(cè)設(shè)置且與換熱核心部的熱流道的出口連通的高溫燃?xì)獬鰵馇弧?/p>

優(yōu)選的，所述高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔的進(jìn)氣口處設(shè)置有進(jìn)氣流道，所述進(jìn)氣流道的通道截面面積朝靠近所述換熱器的方向逐漸增大。

更優(yōu)的，所述進(jìn)氣流道包括外殼和套設(shè)于所述外殼內(nèi)的內(nèi)殼，所述外殼和內(nèi)殼之間的區(qū)域形成進(jìn)氣流道的通道。

進(jìn)一步，所述外殼靠近所述換熱器的一端與所述第二環(huán)形集氣腔的外壁連接，所述內(nèi)殼靠近所述換熱器的一端與所述換熱核心部的環(huán)形內(nèi)壁連接。

可選的，所述殼體靠近所述第一環(huán)形集氣腔的一側(cè)設(shè)置有膨脹節(jié)；和/或，所述殼體靠近所述第二環(huán)形集氣腔的一側(cè)設(shè)置有膨脹節(jié)。

優(yōu)選的，所述膨脹節(jié)為波紋管膨脹節(jié)。

優(yōu)選的，所述膨脹節(jié)為不銹鋼膨脹節(jié)。

優(yōu)選的，所述換熱器為板翅式換熱器。

在本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案中，高壓空氣通過高壓空氣進(jìn)氣口進(jìn)入第一環(huán)形集氣腔，進(jìn)而通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入換熱器中與由高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔輸入的高溫燃?xì)膺M(jìn)行熱交換，換熱后的高壓空氣通過出氣歧管進(jìn)入第二環(huán)形集氣管，然后由高壓空氣出氣口排出回?zé)崞?，在此過程中，高壓空氣在第一環(huán)形集氣腔、換熱器和第二環(huán)形集氣腔形成的封閉管路中循環(huán)而不會進(jìn)入回?zé)崞鞯臍んw內(nèi)，這樣，回?zé)崞鞯臍んw可以按非壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，殼體厚度相對較薄，相比現(xiàn)有技術(shù)，該方案可以大大減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量，從而縮短回?zé)崞鬟_(dá)到熱平衡所需時(shí)間，提高換熱效率。

本發(fā)明還提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪以及上述任一技術(shù)方案中的回?zé)崞?，所述壓氣機(jī)與所述回?zé)崞鞯母邏嚎諝膺M(jìn)氣口連通，所述燃燒室與所述回?zé)崞鞯母邏嚎諝獬鰵饪谶B通，所述渦輪與所述回?zé)崞鞯母邷厝細(xì)膺M(jìn)氣腔連通。

可選的，所述壓氣機(jī)包括離心式壓氣機(jī)、軸流式壓氣機(jī)或混合流式壓氣機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的燃?xì)廨啓C(jī)整體質(zhì)量較輕，工作效率較高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例回?zé)崞鲀?nèi)高壓空氣流動(dòng)路徑示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例回?zé)崞鲀?nèi)高溫燃?xì)饬鲃?dòng)路徑示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-殼體

20-換熱器

30-第一環(huán)形集氣腔

40-第二環(huán)形集氣腔

21-換熱核心部

31-高壓空氣進(jìn)氣口

32-進(jìn)氣歧管

41-高壓空氣出氣口

42-出氣歧管

11-高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔

12-高溫燃?xì)獬鰵馇?/p>

13-進(jìn)氣流道

14-外殼

15-內(nèi)殼

16-膨脹節(jié)

具體實(shí)施方式

為了減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量，從而縮短回?zé)崞鬟_(dá)到熱平衡所需時(shí)間，提高換熱效率，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種回?zé)崞骱腿細(xì)廨啓C(jī)。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的回?zé)崞?，包括殼體10、位于殼體內(nèi)的換熱器20以及分別位于換熱器20兩側(cè)的第一環(huán)形集氣腔30和第二環(huán)形集氣腔40，其中：

換熱器20包括環(huán)形設(shè)置且具有相隔離冷流道和熱流道的換熱核心部21；

第一環(huán)形集氣腔30一端具有高壓空氣進(jìn)氣口31，另一端具有沿周向分布且與換熱核心部21的冷流道的進(jìn)口連通的若干個(gè)進(jìn)氣歧管32；

第二環(huán)形集氣腔40一端具有高壓空氣出氣口41，另一端具有沿周向分布且與換熱核心部21的冷流道的出口連通的若干個(gè)出氣歧管42；

殼體10內(nèi)具有與第二環(huán)形集氣腔40同側(cè)設(shè)置且與換熱核心部21的熱流道的進(jìn)口連通的高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11，以及與第一環(huán)形集氣腔30同側(cè)設(shè)置且與換熱核心部21的熱流道的出口連通的高溫燃?xì)獬鰵馇?2。

在本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案中，高壓空氣通過高壓空氣進(jìn)氣口31進(jìn)入第一環(huán)形集氣腔30，進(jìn)而通過進(jìn)氣歧管32進(jìn)入換熱器20中與由高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11輸入的高溫燃?xì)膺M(jìn)行熱交換，換熱后的高壓空氣通過出氣歧管42進(jìn)入第二環(huán)形集氣管40，然后由高壓空氣出氣口41排出回?zé)崞?，在此過程中，高壓空氣在第一環(huán)形集氣腔30、換熱器20和第二環(huán)形集氣腔40形成的封閉管路中循環(huán)而不會進(jìn)入回?zé)崞鞯臍んw10內(nèi)，這樣，回?zé)崞鞯臍んw可以按非壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，殼體厚度相對較薄，相比現(xiàn)有技術(shù)，該方案可以大大減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量，從而縮短回?zé)崞鬟_(dá)到熱平衡所需時(shí)間，提高換熱效率。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在回?zé)崞髟O(shè)計(jì)階段，可通過cfd(computationalfluiddynamics，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，簡稱cfd)對第一環(huán)形集氣腔30和第二環(huán)形集氣腔40進(jìn)行仿真分析，以得到能夠最大限度減少高壓空氣壓力損失的結(jié)構(gòu)尺寸。換熱器20的具體類型不限，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施實(shí)例中，換熱器20為板翅式換熱器。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施實(shí)例中，高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11的進(jìn)氣口處設(shè)置有進(jìn)氣流道13，進(jìn)氣流道13的通道截面面積朝靠近換熱器20的方向逐漸增大。采用該技術(shù)方案，上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣流道13可等效于擴(kuò)壓管，高溫燃?xì)庠诮?jīng)過進(jìn)氣流道13進(jìn)入高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11時(shí)可實(shí)現(xiàn)減速擴(kuò)壓的目的。更優(yōu)的，進(jìn)氣流道13包括外殼14和套設(shè)于外殼內(nèi)的內(nèi)殼15，外殼14和內(nèi)殼15之間的區(qū)域形成進(jìn)氣流道13的通道。通過設(shè)置內(nèi)殼15，使得高溫燃?xì)膺M(jìn)入高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11時(shí)的熱負(fù)荷得以緩沖，避免對換熱器20造成直接沖擊，提高了回?zé)崞鞯墓ぷ骺煽啃浴?/p>

進(jìn)一步，外殼14靠近換熱器20的一端與第二環(huán)形集氣腔40的外壁連接，內(nèi)殼15靠近換熱器20的一端與換熱核心部21的環(huán)形內(nèi)壁連接。采用該技術(shù)方案，外殼14靠近換熱器20的一端與第二環(huán)形集氣腔40的外壁連接可以有效減小回?zé)崞鞯妮S向長度，從而進(jìn)一步減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量；內(nèi)殼15靠近換熱器20的一端與換熱核心部21的環(huán)形內(nèi)壁連接可以避免高溫燃?xì)庵苯油ㄟ^換熱核心部21界定出的內(nèi)孔進(jìn)入高溫燃?xì)獬鰵馇?2，造成熱量損失。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，殼體10靠近第一環(huán)形集氣腔30的一側(cè)設(shè)置有膨脹節(jié)16，以補(bǔ)償回?zé)崞鲀?nèi)第一環(huán)形集氣腔30、第二環(huán)形集氣腔40、換熱器20以及高溫燃?xì)膺M(jìn)氣腔11和高溫燃?xì)獬鰵馇?2由于溫度變化和機(jī)械誤差等原因造成的附加應(yīng)力，提高了回?zé)崞鞯墓ぷ骺煽啃?。需要說明的是，殼體10靠近第二環(huán)形集氣腔40的一側(cè)也可以設(shè)置膨脹節(jié)16。具體的，在本發(fā)明實(shí)施例中，膨脹節(jié)16可選用能夠沿回?zé)崞鞯妮S向方向伸縮的波紋管膨脹節(jié)，以對回?zé)崞鞯妮S向長度變形進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)選的，膨脹節(jié)16為不銹鋼膨脹節(jié)，不銹鋼的塑性較好，同時(shí)較耐腐蝕，采用不銹鋼膨脹節(jié)時(shí)其厚度可相對減薄，從而能夠進(jìn)一步減輕回?zé)崞鞯恼w質(zhì)量。

本發(fā)明還提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪以及上述任一技術(shù)方案中的回?zé)崞鳎瑝簹鈾C(jī)與回?zé)崞鞯母邏嚎諝膺M(jìn)氣口連通，燃燒室與回?zé)崞鞯母邏嚎諝獬鰵饪谶B通，渦輪與回?zé)崞鞯母邷厝細(xì)膺M(jìn)氣腔連通。本發(fā)明實(shí)施例提供的燃?xì)廨啓C(jī)整體質(zhì)量較輕，工作效率較高。其中，壓氣機(jī)的具體類型不限，例如可以為離心式壓氣機(jī)、軸流式壓氣機(jī)或混合流式壓氣機(jī)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。