專利名稱：供冷節(jié)能裝置及所用蒸汽泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供冷節(jié)能裝置及所用蒸汽泵，屬于熱能轉(zhuǎn)移裝置和蒸汽驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
熱電廠蒸汽動力循環(huán)裝置即使采用了超臨界參數(shù)，回?zé)嵫h(huán)，再熱循環(huán)等措施后，熱效 率仍然很少超過40%，也就是說燃料中的熱量只有40%利用了，其余60%除冬季供暖外， 全部白白排入大氣造成熱污染，這些熱量的大部分是從凝汽器排出的，但一直以來因?yàn)槠錅?度水平過低無法得到利用，被認(rèn)為是無用能量。
近年來，熱泵技術(shù)得到迅猛發(fā)展，并在節(jié)能方面大顯身手。熱泵優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在 輸出熱量=輸入熱量+從環(huán)境中吸收的熱量
實(shí)踐表明熱泵輸出熱量為輸入熱量的3到4倍。
然而熱泵基本都是以高品質(zhì)的電能驅(qū)動，而化學(xué)能(煤)到電能的轉(zhuǎn)化率卻很低(約 35%)，從整體上來講沒有真正達(dá)到節(jié)能的目的，也就是說讓電廠使用電驅(qū)動式熱泵節(jié)能是 不合算的。但電廠有低品質(zhì)的能源--蒸汽，蒸汽驅(qū)動式熱泵應(yīng)運(yùn)而生。
如用蒸汽驅(qū)動式熱泵對用戶進(jìn)行集體供冷。所需蒸汽為汽輪機(jī)末級抽氣(壓力僅需IMP 左右)，對汽輪機(jī)發(fā)電影響不大。蒸汽產(chǎn)生的機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為熱泵的機(jī)械能，省去了機(jī)械 能到電能，電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換損失。熱泵從循環(huán)冷卻水吸收熱量，使循環(huán)冷卻水降到接近 零度，利用原有供熱管道對用戶實(shí)施供冷，建設(shè)成本低。循環(huán)冷卻水回水(20度左右)直 接進(jìn)凝汽器，不影響凝汽器真空度，且省去了冷卻塔的能量損失和水損失(即節(jié)能又節(jié)水)。 熱泵吸收的熱量傳遞到鍋爐給水，對給水進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到節(jié)煤的目的，多余的熱量還可用于 吸收式制冷，用于冷庫或冰糕廠等?？傮w上講不僅煤炭釋放的熱能全部得到利用，達(dá)到真正 節(jié)能的目的，還吸收了用戶室內(nèi)的多余熱量，即為電廠增效，又為人類造福。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種供冷節(jié)能裝置及所用蒸汽泵，能夠使熱電廠排放的蒸汽 的熱能得到充分利用，減小熱能浪費(fèi)，保護(hù)生存環(huán)境。
本實(shí)用新型所述的供冷節(jié)能裝置，鍋爐蒸汽連通蒸汽泵的驅(qū)動倉進(jìn)氣口，蒸汽泵的驅(qū)動倉出氣口連通凝汽器，凝汽器中凝結(jié)水出口連通鍋爐回水管，鍋爐回水管上設(shè)有蒸汽泵的熱 端交換器，凝汽器中循環(huán)冷卻水管依次連通蒸汽泵的冷端交換器和供冷用戶散熱片，蒸汽泵 的泵倉出口連通蒸汽泵的熱端交換器，蒸汽泵的熱端交換器通過膨脹閥連通蒸汽泵的冷端交 換器，冷端交換器連通蒸汽泵的泵倉進(jìn)口。
可增設(shè)中間熱交換器和二級蒸汽泵或多級蒸汽泵，中間熱交換器的一組進(jìn)出口分別連通 一級蒸汽泵的泵倉出口和經(jīng)過膨脹閥連通冷端交換器的進(jìn)口，另一組進(jìn)出口分別連通二級蒸 汽泵的泵倉進(jìn)口和經(jīng)過膨脹閥連通熱端交換器的出口。
其中
蒸汽泵包括驅(qū)動倉和泵倉，驅(qū)動倉包括驅(qū)動倉倉體、軸心偏離于倉體內(nèi)壁型線中心安裝 的轉(zhuǎn)子和密封端蓋，隔離板將驅(qū)動倉倉體內(nèi)腔分隔為一級倉和二級倉， 一級倉的進(jìn)氣口為驅(qū) 動氣體進(jìn)口， 二級倉的出氣口為驅(qū)動氣體排氣口， 一級倉的出氣口連通二級倉的進(jìn)氣口；
驅(qū)動倉中，轉(zhuǎn)子與倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，驅(qū)動倉倉體的進(jìn)口和出口分別 位于隔離處的兩側(cè)，轉(zhuǎn)子周邊上分布有帶缺口的圓形槽口，槽口中配裝有兩端帶軸承的小葉 片，小葉片根部裝大軸承，大軸承裝在轉(zhuǎn)子的圓形槽口中，小葉片末端裝有小軸承并始終與 驅(qū)動倉內(nèi)腔緊密接觸，小葉片與槽口間設(shè)有彈簧-，
泵倉包括泵倉倉體、泵倉倉體內(nèi)的葉片和葉輪軸，葉輪軸直徑小于泵倉倉體內(nèi)腔內(nèi)徑， 葉輪軸一側(cè)與泵倉倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，泵倉倉體的進(jìn)口和出口分別位于隔離 處的兩側(cè)，進(jìn)口為被動介質(zhì)進(jìn)口，出口為被動介質(zhì)出口，葉片穿過葉輪軸上的葉片穿孔并且
始終與泵倉倉體內(nèi)腔緊密接觸；
驅(qū)動倉轉(zhuǎn)子軸與泵倉葉輪軸通過聯(lián)軸器連接。
春秋不需要供冷時(shí)，冷卻水可直接通過冷端交換器回流至凝汽器，減少熱電廠冷卻塔的 熱損失和水損失。
在實(shí)施過程中，可通過配備溫度控制器和電磁閥等，實(shí)現(xiàn)過程的自動化控制。 本實(shí)用新型供冷節(jié)能裝置簡單合理，成本低，實(shí)施改造也不影響熱電廠的正常運(yùn)行，不
僅能夠輕松實(shí)現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)，還達(dá)到了節(jié)能減排增效的目的，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效
益顯著。
蒸汽泵可用作氣體循環(huán)泵，如熱泵和抽氣泵，也可用作液體循環(huán)泵，如水泵和油泵等。

圖l、本實(shí)用新型供冷節(jié)能裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2、本實(shí)用新型蒸汽泵實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、蒸汽泵中的驅(qū)動倉結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4、小葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、圖4的左側(cè)視圖。
圖6、圖3中的A部放大圖。
圖7、蒸汽泵中的泵倉結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8、泵倉中的葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9、泵倉中兩個(gè)葉片的配合結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10、泵倉內(nèi)壁型線示意圖。
圖中1、蒸汽鍋爐 2、汽輪機(jī) 3、蒸汽泵 4、凝汽器 5、水泵 6、冷端交 換器 7、供冷用戶 8、膨脹閥 9、水泵 10、熱端交換器 11、膨脹閥 12、中 間交換器 13、蒸汽泵 14、端蓋 15、 一級倉 16、轉(zhuǎn)子 17、隔離板 18、轉(zhuǎn)子 軸 19、 二級倉 20、軸承 21、聯(lián)軸器 22、泵倉 23、葉輪軸 24、葉片 25、 端蓋 26、驅(qū)動進(jìn)氣口 27、出氣口 28、連通管 29、霧化器 30、進(jìn)氣口 31、 驅(qū)動出氣口 32、小葉片 33、小軸承 34、大軸承 35、彈簧 36、介質(zhì)進(jìn)口 37、 介質(zhì)出口。
具體實(shí)施方式

結(jié)合上述實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖l、圖3所示，本實(shí)用新型所述的供冷節(jié)能裝置，為帶有中間換熱器的二級蒸汽泵 裝置，來自蒸汽鍋爐l的蒸汽經(jīng)過蒸汽泵3的驅(qū)動倉進(jìn)氣口，蒸汽泵3的驅(qū)動倉出氣口連通 凝汽器4，凝汽器4中凝結(jié)水出口連通蒸汽鍋爐1的回水管，蒸汽鍋爐1的回水管上設(shè)有蒸 汽泵13的熱端交換器10，凝汽器4中循環(huán)冷卻水管依次連通蒸汽泵3的冷端交換器6和供 冷用戶7的散熱片，蒸汽泵3的泵倉出口依次經(jīng)過中間換熱器12和膨脹閥8進(jìn)入冷端換熱 器6，再回到蒸汽泵3的泵倉進(jìn)口，蒸汽泵13的泵倉出口依次經(jīng)過熱端交換器10和膨脹閥 U進(jìn)入中間交換器12，再回到蒸汽泵13的泵倉進(jìn)口。
如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，蒸汽泵包括驅(qū)動倉和泵倉22，驅(qū)動倉包 括驅(qū)動倉倉體、軸心偏離于倉體內(nèi)壁型線中心安裝的轉(zhuǎn)子16和密封用端蓋14，隔離板17 將驅(qū)動倉內(nèi)腔分隔為一級倉15(為方便理解，圖2中一級倉和二級倉進(jìn)行了分離獨(dú)立圖示)， 和二級倉19， 一級倉15的進(jìn)氣口為驅(qū)動進(jìn)氣口26， 二級倉19的出氣口為驅(qū)動出氣口 31， 一級倉15的出氣口 27通過連通管28連通二級倉19的進(jìn)氣口 30，進(jìn)氣口 30內(nèi)可增設(shè)液態(tài) 驅(qū)動介質(zhì)噴口并設(shè)有霧化器29，用于降低排氣溫度，提高熱利用率。驅(qū)動倉中，轉(zhuǎn)子16與倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，驅(qū)動倉倉體的進(jìn)口26和出口 27分別位于隔離處的兩側(cè)，轉(zhuǎn)子16周邊上分布有帶缺口的圓形槽口，槽口中配裝有兩端帶 軸承的小葉片32，小葉片32根部裝大軸承34，大軸承34裝在轉(zhuǎn)子的圓形槽口中，小葉片 32末端裝有小軸承33，小葉片32與槽口間設(shè)有彈簧35，并在彈簧35的作用下小軸承33 始終與驅(qū)動倉內(nèi)腔緊密接觸，驅(qū)動;的倉體內(nèi)腔內(nèi)壁為圓形或橢圓形。驅(qū)動倉倉體內(nèi)部可不 使用潤滑油，避免對蒸汽造成污染。對于小型設(shè)備可省去小葉片末端的小軸承33。
泵倉包括泵倉倉體、泵倉倉體內(nèi)的葉片24和葉輪軸23，葉輪軸23直徑小于泵倉倉體 內(nèi)腔內(nèi)徑，葉輪軸23與泵倉倉體內(nèi)腔頂部緊密接觸形成隔離處，泵倉倉體的介質(zhì)進(jìn)口36和 介質(zhì)出口37分別位于隔離處的兩側(cè)，介質(zhì)出口37上設(shè)回止閥，葉片24穿過葉輪軸23上的 葉片穿孔并且與泵倉倉體內(nèi)腔緊密接觸；圖7中的葉輪為單葉片葉輪，也可使用雙葉片葉輪， 雙葉片葉輪的葉片結(jié)構(gòu)如圖8所示，兩葉片組合情況如圖9所示。
泵倉的倉體內(nèi)腔內(nèi)壁為非圓形，如圖10型線示意圖所示，其型線方程為b=L/2 + e-sinA ，式中L為葉片長度，e為圖示中圓心O，與圓心O的圓心距(O，為葉輪軸的圓心， O為外圓圓心)，b為圓心O，到葉輪腔內(nèi)壁的距離(為型線函數(shù)，屬于變量，隨夾角A的變 化而變化)，A為b與X正軸的夾角，范圍為0"360度。葉輪腔內(nèi)壁的非圓形型線設(shè)計(jì)， 保證葉片邊緣始終與倉體內(nèi)腔內(nèi)壁緊密接觸而形成隔離，既保證氣密性，又將葉片摩擦降到 最小。對于大型設(shè)備，也可將葉片上安裝軸承，進(jìn)一步減少摩擦。
轉(zhuǎn)子軸18與葉輪軸23通過聯(lián)軸器21連接，對應(yīng)轉(zhuǎn)子軸18和葉輪軸23設(shè)有軸承20等。
工作原理
在本實(shí)用新型供冷節(jié)能裝置中，從汽輪機(jī)2抽氣或蒸汽母管中引出蒸汽，經(jīng)過蒸汽泵3 的一級倉15， 二級倉19，驅(qū)動蒸汽泵驅(qū)動倉轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)后排入凝汽器4.驅(qū)動倉轉(zhuǎn)子16通 過轉(zhuǎn)子軸18，聯(lián)軸器21帶動泵倉22內(nèi)葉輪軸23轉(zhuǎn)動。使與之相通的冷端交換器6中的管 路內(nèi)的低沸點(diǎn)介質(zhì)流向中間換熱器12中與之相通的管路，由于膨脹閥8的作用兩邊產(chǎn)生壓 差。冷端交換器6中的管路內(nèi)的低沸點(diǎn)介質(zhì)壓力降低，從管外循環(huán)冷卻水中吸收熱量氣化， 通過泵倉進(jìn)入與之相通的中間換熱器12管內(nèi)，壓力升高，液化放熱，以液態(tài)形式經(jīng)膨脹閥 8霧化回流冷端交換器6管內(nèi)。中間換熱器12內(nèi)管路之外為另一種低沸點(diǎn)介質(zhì)，并與蒸汽 泵13的泵倉，熱端交換器10內(nèi)的管路，膨脹陶ll相連通。同理蒸汽泵13將溫度進(jìn)一步 提高后將熱量傳遞給熱端交換器10內(nèi)管外經(jīng)過的鍋爐給水，起到預(yù)熱的作用。同時(shí)循環(huán) 冷卻水由于被吸走了熱量而溫度降低(接近0度)，被輸送到用戶7散熱器中，吸收夏季用 戶室內(nèi)的多余熱量達(dá)到制冷的目的。在本實(shí)用新型蒸汽泵中，從驅(qū)動進(jìn)氣口 26進(jìn)入一級倉15內(nèi)的高壓蒸汽驅(qū)動轉(zhuǎn)子16轉(zhuǎn)動， 進(jìn)而通過二級倉19進(jìn)一步膨脹驅(qū)動轉(zhuǎn)子16轉(zhuǎn)動，從二級倉19的驅(qū)動出氣口 31排入低壓凝 汽器4，安裝在轉(zhuǎn)子16周邊的小葉片32在彈簧35及蒸汽壓力的作用下邊緣與驅(qū)動倉內(nèi)壁 緊密接觸，蒸汽從高壓流向低壓驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同時(shí)，泵倉內(nèi)葉輪軸23通過聯(lián)軸器21與驅(qū) 動轉(zhuǎn)子16—起轉(zhuǎn)動，并通過葉片24將介質(zhì)由介質(zhì)進(jìn)口 36吸入，從介質(zhì)出口37排出，并形 成壓差，介質(zhì)出口 37的回止閥避免介質(zhì)回流。
權(quán)利要求1、一種供冷節(jié)能裝置，其特征在于鍋爐蒸汽連通蒸汽泵的驅(qū)動倉進(jìn)氣口，蒸汽泵的驅(qū)動倉出氣口連通凝汽器，凝汽器中凝結(jié)水出口連通鍋爐回水管，鍋爐回水管上設(shè)有蒸汽泵的熱端交換器，凝汽器中循環(huán)冷卻水管依次連通蒸汽泵的冷端交換器和供冷用戶散熱片，蒸汽泵的泵倉出口連通蒸汽泵的熱端交換器，蒸汽泵的熱端交換器通過膨脹閥連通蒸汽泵的冷端交換器，冷端交換器連通蒸汽泵的泵倉進(jìn)口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的供冷節(jié)能裝置，其特征在于增設(shè)中間熱交換器和二級蒸汽泵 或多級蒸汽泵，中間熱交換器的一組進(jìn)出口分別連通一級蒸汽泵的泵倉出口和經(jīng)過膨脹閥連 通冷端交換器的進(jìn)口，另一組進(jìn)出口分別連通二級蒸汽泵的泵倉進(jìn)口和經(jīng)過膨脹閥連通熱端 交換器的出口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供冷節(jié)能裝置，其特征在于蒸汽泵包括驅(qū)動倉和泵倉， 驅(qū)動倉包括驅(qū)動倉倉體、軸心偏離于倉體內(nèi)壁型線中心安裝的轉(zhuǎn)子和密封端蓋，隔離板將驅(qū) 動倉倉體內(nèi)腔分隔為一級倉和二級倉， 一級倉的進(jìn)氣口為驅(qū)動氣體進(jìn)口， 二級倉的出氣口為 驅(qū)動氣體排氣口， 一級倉的出氣口連通二級倉的進(jìn)氣口；驅(qū)動倉中，轉(zhuǎn)子與倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，驅(qū)動倉倉體的進(jìn)口和出口分別位 于隔離處的兩側(cè)，轉(zhuǎn)子周邊上分布有帶缺口的圓形槽口，槽口中配裝有兩端帶軸承的小葉片， 小葉片根部裝大軸承，大軸承裝在轉(zhuǎn)子的圓形槽口中，小葉片末端裝有小軸承并始終與驅(qū)動 倉內(nèi)腔緊密接觸，小葉片與槽口間設(shè)有彈簧；泵倉包括泵倉倉體、泵倉倉體內(nèi)的葉片和葉輪軸，葉輪軸直徑小于泵倉倉體內(nèi)腔內(nèi)徑， 葉輪軸一側(cè)與泵倉倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，泵倉倉體的進(jìn)口和出口分別位于隔離 處的兩側(cè)，進(jìn)口為被動介質(zhì)進(jìn)口，出口為被動介質(zhì)出口，葉片穿過葉輪軸上的葉片穿孔并且 始終與泵倉倉體內(nèi)腔緊密接觸；驅(qū)動倉轉(zhuǎn)子軸與泵倉葉輪軸通過聯(lián)軸器連接。
4、 一種蒸汽泵，其特征在于包括驅(qū)動倉和泵倉，驅(qū)動倉包括驅(qū)動倉倉體、軸心偏離于 倉體內(nèi)壁型線中心安裝的轉(zhuǎn)子和密封端蓋，隔離板將驅(qū)動倉倉體內(nèi)腔分隔為一級倉和二級 倉， 一級倉的進(jìn)氣口為驅(qū)動氣體進(jìn)口， 二級倉的出氣口為驅(qū)動氣體排氣口， 一級倉的出氣口 連通二級倉的進(jìn)氣口；驅(qū)動倉中，轉(zhuǎn)子與倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，驅(qū)動倉倉體的進(jìn)口和出口分別位 于隔離處的兩側(cè)，轉(zhuǎn)子周邊上分布有帶缺口的圓形槽口，槽口中配裝有兩端帶軸承的小葉片，小葉片根部裝大軸承，大軸承裝在轉(zhuǎn)子的圓形槽口中，小葉片末端裝有小軸承并始終與驅(qū)動 倉內(nèi)腔緊密接觸，小葉片與槽口間設(shè)有彈簧；泵倉包括泵倉倉體、泵倉倉體內(nèi)的葉片和葉輪軸，葉輪軸直徑小于泵倉倉體內(nèi)腔內(nèi)徑， 葉輪軸一側(cè)與泵倉倉體內(nèi)腔一側(cè)緊密接觸形成隔離處，泵倉倉體的進(jìn)口和出口分別位于隔離 處的兩側(cè)，進(jìn)口為被動介質(zhì)進(jìn)口，出口為被動介質(zhì)出口，葉片穿過葉輪軸上的葉片穿孔并且 始終與泵倉倉體內(nèi)腔緊密接觸；驅(qū)動倉轉(zhuǎn)子軸與泵倉葉輪軸通過聯(lián)軸器連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種供冷節(jié)能裝置及所用蒸汽泵，屬于熱能轉(zhuǎn)移裝置和蒸汽驅(qū)動裝置，鍋爐蒸汽連通蒸汽泵的驅(qū)動倉進(jìn)氣口，蒸汽泵的驅(qū)動倉出氣口連通凝汽器，凝汽器中凝結(jié)水出口連通鍋爐回水管，鍋爐回水管上設(shè)有蒸汽泵的熱端交換器，凝汽器中循環(huán)冷卻水管依次連通蒸汽泵的冷端交換器和供冷用戶散熱片，蒸汽泵的泵倉出口連通蒸汽泵的熱端交換器，蒸汽泵的熱端交換器通過膨脹閥連通蒸汽泵的冷端交換器，冷端交換器連通蒸汽泵的泵倉進(jìn)口；蒸汽泵包括驅(qū)動倉和泵倉。能夠使熱電廠排放的蒸汽的熱能得到充分利用，減小熱能浪費(fèi)，保護(hù)生存環(huán)境。
文檔編號F24F5/00GK201302248SQ200820225400
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者殷紅波 申請人:殷紅波