直流直噴汽輪機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種直流直噴汽輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有汽輪機(jī)的高效葉片外形復(fù)雜，對(duì)靜、動(dòng)平衡的要求高，否則會(huì)失衡發(fā)生振動(dòng)，不能正常使用。使汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造越來(lái)越繁雜化，制造難度大，成本居高不下?，F(xiàn)有的汽輪機(jī)，利用高速氣流沖擊汽輪機(jī)葉片進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，依賴動(dòng)、靜葉柵間的進(jìn)出氣流動(dòng)量變化獲得推力，這樣的結(jié)果，導(dǎo)致一定氣流速度條件下，葉片的推力與轉(zhuǎn)速相關(guān)，存在最佳速比。一般最佳速比時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度是沖擊氣流速度的46% - 48%，達(dá)到最大推力時(shí)，提高轉(zhuǎn)速推力反而下降，如轉(zhuǎn)動(dòng)線速度和氣流速度一致時(shí)，推力為零。這樣就大大降低了現(xiàn)有汽輪機(jī)的功率轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致現(xiàn)有汽輪機(jī)的效率不盡人意，從理論上講，如用物理矢量法計(jì)算現(xiàn)有汽輪機(jī)的功率，計(jì)算公式就是:N=P*L*r/9550=M*r/9550，現(xiàn)有汽輪機(jī)的效率就是在25%，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有高效率的汽輪機(jī)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)換效率顯著高于傳統(tǒng)汽輪機(jī)的直流直噴汽輪機(jī)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]直流直噴汽輪機(jī)，包括:接入蒸汽的空心軸，設(shè)置于空心軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件，直聯(lián)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電的聯(lián)軸器，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件包括:設(shè)置于空心軸的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)設(shè)通氣腔的推動(dòng)輪、均勻設(shè)置于推動(dòng)輪圓周壁的至少兩個(gè)內(nèi)設(shè)通氣道的推動(dòng)柱，以及設(shè)置于每個(gè)推動(dòng)柱周壁并與空心軸、通氣腔、通氣道相通形成氣體流動(dòng)腔將蒸汽加壓增速沿推動(dòng)輪的圓周切線方向噴出的一個(gè)或多個(gè)噴嘴。
[0006]運(yùn)行時(shí)，帶有一定溫度及壓力的蒸汽從空心軸進(jìn)氣，蒸汽進(jìn)入推動(dòng)輪內(nèi)的通氣腔，通過(guò)氣體流動(dòng)腔向推動(dòng)輪四周擴(kuò)散經(jīng)通氣道直流到噴嘴，由噴嘴加壓增速沿圓周切線方向噴出，推動(dòng)輪受推力高速運(yùn)轉(zhuǎn)，空心軸通過(guò)聯(lián)軸器直聯(lián)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0007]實(shí)用新型人采用創(chuàng)新的汽輪機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)理，結(jié)合對(duì)核心部件進(jìn)行巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得本直流直噴汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕便、運(yùn)行平穩(wěn)，相同功率的汽輪機(jī)，本直流直噴汽輪機(jī)的重量不到傳統(tǒng)汽輪機(jī)重量的三分之一，大幅度地節(jié)約耗材，節(jié)約了能源和減少了排放?；谌碌墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作工程中能量轉(zhuǎn)換沒(méi)有過(guò)渡和間損環(huán)節(jié)，使得本直流直噴汽輪機(jī)顯著提升了能量轉(zhuǎn)換效率，能量轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的汽輪機(jī)完全、徹底，最高甚至可達(dá)100%。具體而言，由于噴嘴直接帶動(dòng)推動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)做功，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，比現(xiàn)有汽輪機(jī)節(jié)能75%以上。并且由于本直流直噴汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造、實(shí)施、維修和保養(yǎng)，制造和運(yùn)行成本低廉、牢固扎實(shí)可靠，長(zhǎng)期無(wú)需更換和保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間和壽命成數(shù)倍增加。
[0008]上述推動(dòng)輪與所述推動(dòng)柱為一體鑄造件。推動(dòng)輪與推動(dòng)柱采用一體鑄造成型，有利于推動(dòng)輪與推動(dòng)柱之間的緊密結(jié)合，并增強(qiáng)兩者之間的密封性，能夠有效提高旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件整體結(jié)構(gòu)的牢固，確保其功能可靠性。實(shí)際實(shí)施時(shí)，推動(dòng)輪與推動(dòng)柱亦可以采用牢固和密封性可靠的其它結(jié)合方式，例如焊接，或者通過(guò)增加設(shè)置密封和連接部件連接。
[0009]所述通氣腔為圓環(huán)狀空腔，圓環(huán)狀空腔中部與空心軸相通、外周與通氣道相通；或所述通氣腔包括圓環(huán)狀中腔，和數(shù)目上與所述推動(dòng)柱對(duì)應(yīng)的條狀導(dǎo)氣腔，條狀導(dǎo)氣腔一端與所述中腔相通、另一端與通氣道相通。
[0010]本實(shí)用新型的通氣腔采用優(yōu)選上述兩種結(jié)構(gòu)形式，有助于蒸汽的增壓增速。由于空心軸、通氣腔、通氣道與噴嘴形成從上游至下游體積由大而小的氣體流動(dòng)腔，來(lái)自空心軸的蒸汽進(jìn)入推動(dòng)輪內(nèi)的通氣腔，并經(jīng)通氣道直流到噴嘴，帶有一定溫度及壓力的蒸汽在氣體流動(dòng)腔中被不斷加壓，并在最下游由噴嘴加壓增速沿圓周切線方向噴出，從而達(dá)到能量高效轉(zhuǎn)換的良好效果，噴嘴噴出高壓高速蒸汽形成強(qiáng)大推力，推動(dòng)輪受推力高速運(yùn)轉(zhuǎn)，空心軸通過(guò)聯(lián)軸器直聯(lián)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0011]上述推動(dòng)輪的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需求而定，實(shí)際實(shí)施時(shí)應(yīng)結(jié)合功率因素確定推動(dòng)輪的數(shù)目。當(dāng)推動(dòng)輪的數(shù)量大于兩個(gè)時(shí)，各推動(dòng)輪之間應(yīng)等距布置。
[0012]每個(gè)推動(dòng)輪上設(shè)置的推動(dòng)柱數(shù)量，亦根據(jù)實(shí)際需要而定，但優(yōu)選在每個(gè)推動(dòng)輪上圍繞推動(dòng)輪圓心等距布置四個(gè)推動(dòng)柱。
[0013]本實(shí)用新型中，推動(dòng)柱的結(jié)構(gòu)形式對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件的性能影響較大，應(yīng)考慮如何減少旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的推動(dòng)柱產(chǎn)生的阻力，同時(shí)顧及推動(dòng)柱與推動(dòng)輪、推動(dòng)柱與噴嘴的穩(wěn)固性，實(shí)用新型人通過(guò)研宄發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)柱采用從推動(dòng)柱基部至尾部由大而小的結(jié)構(gòu)形式能夠良好減少阻力和增強(qiáng)穩(wěn)固性。因此，實(shí)用新型人通過(guò)精密設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型中推動(dòng)柱包括夾固于推動(dòng)輪兩側(cè)的兩個(gè)夾板和與兩個(gè)夾板連接的柱粧，所述夾板、柱粧的縱切面呈等腰梯形，且兩個(gè)夾板與柱粧底部一定傾角連接使得推動(dòng)柱縱切面的外圍輪廓呈等腰梯形。
[0014]上述噴嘴優(yōu)選為增壓增速噴嘴，當(dāng)帶有一定溫度、壓力的蒸汽流進(jìn)入噴嘴時(shí)，增壓增速噴嘴在0.001秒內(nèi)將蒸汽的熱能快速轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能增加流速，再加上原有的壓力流速，合力合速后的氣流速度是蒸汽進(jìn)氣流速度的4.85倍以上，形成一股巨大的推力從噴嘴超高音速噴出。
[0015]噴嘴可設(shè)置在推動(dòng)柱周壁的任何位置，但需確保由噴嘴加壓增速的蒸汽可沿圓周切線方向噴出。作為優(yōu)選，噴嘴設(shè)置于所述柱粧處于兩個(gè)夾板之間側(cè)壁上，所述噴嘴與推動(dòng)輪的切線平行。為了確保噴嘴在柱粧上的穩(wěn)固性，在設(shè)置噴嘴的側(cè)壁上，設(shè)置有設(shè)有螺紋的安裝槽，噴嘴通過(guò)螺接設(shè)置于安裝槽中。
[0016]實(shí)際實(shí)施時(shí)，每個(gè)推動(dòng)柱上可以布置I個(gè)或數(shù)個(gè)噴嘴。
[0017]進(jìn)一步地，前述的直流直噴汽輪機(jī)，還包括:包裹旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件的外殼，連接于空心軸與外殼之間的第一密封件。
[0018]前述的直流直噴汽輪機(jī)，第一密封件為側(cè)齒式汽封件。
[0019]前述的直流直噴汽輪機(jī)，還包括:置于第一密封件右邊的軸承座，置于軸承座上的軸承。
[0020]前述的直流直噴汽輪機(jī)，還包括:連接于空心軸的另一端并封閉上述空心軸的第二密封件。
[0021]前述的直流直噴汽輪機(jī)，第二密封件為實(shí)心軸。
[0022]前述的直流直噴汽輪機(jī)，還包括:連接空心軸的氣壓智能調(diào)控裝置，連接于空心軸的氣溫智能監(jiān)控裝置。
[0023]前述的直流直噴汽輪機(jī)，氣壓智能調(diào)控裝置包括:用于感應(yīng)空心軸氣壓的氣壓傳感器，與氣壓傳感器連接的電動(dòng)氣壓調(diào)節(jié)閥和流量控制閥。
[0024]前述的直流直噴汽輪機(jī)，氣溫智能監(jiān)控裝置包括:溫度傳感器，與溫度傳感器連接的溫控?cái)?shù)據(jù)表、溫控器和超控報(bào)警器。
[0025]本實(shí)用新型的有益之處在于:
[0026]1、實(shí)用新型人采用創(chuàng)新的汽輪機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)理，結(jié)合對(duì)核心部件進(jìn)行巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得本直流直噴汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕便、運(yùn)行平穩(wěn)，相同功率的汽輪機(jī)，本直流直噴汽輪機(jī)的重量不到傳統(tǒng)汽輪機(jī)重量的三分之一，大幅度地節(jié)約耗材，節(jié)約了能源和減少了排放?；谌碌墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作工程中能量轉(zhuǎn)換沒(méi)有過(guò)渡和間損環(huán)節(jié)，使得本直流直噴汽輪機(jī)顯著提升了能量轉(zhuǎn)換效率，能量轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的汽輪機(jī)完全、徹底，最高甚至可達(dá)100%。具體而言，由于噴嘴直接帶動(dòng)推動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)做功，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，比現(xiàn)有汽輪機(jī)節(jié)能75%以上
[0027]2、并且由于本直流直噴汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造、實(shí)施、維修和保養(yǎng)，制造和運(yùn)行成本低廉、牢固扎實(shí)可靠，長(zhǎng)期無(wú)需更換和保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間和壽命成數(shù)倍增加。
[0028]3、本實(shí)用新型的通氣腔采用的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)形式，有助于蒸汽的增壓增速。由于空心軸、通氣腔、通氣道與噴嘴形成從上游至下游體積由大而小的氣體流動(dòng)腔，來(lái)自空心軸的蒸汽進(jìn)入推動(dòng)輪內(nèi)的通氣腔，并經(jīng)通氣道直流到噴嘴，帶有一定溫度及壓力的蒸汽在氣體流動(dòng)腔中被不斷加壓，并在最下游由噴嘴加壓增速沿圓周切線方向噴出，從而達(dá)到能量高效轉(zhuǎn)換的良好效果，噴嘴噴出高壓高速蒸汽形成強(qiáng)大推力，推動(dòng)輪受推力高速運(yùn)轉(zhuǎn)，空心軸通過(guò)聯(lián)軸器直聯(lián)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0029]4、本實(shí)用新型中，實(shí)用新型人通過(guò)精密設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型中推動(dòng)柱包括夾固于推動(dòng)輪兩側(cè)的兩個(gè)夾板和與兩個(gè)夾板連接的柱粧，所述夾板、柱粧的縱切面呈等腰梯形，且兩個(gè)夾板與柱粧底部一定傾角連接使得推動(dòng)柱縱切面的外圍輪廓呈等腰梯形。由于本實(shí)用新型中推動(dòng)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的推動(dòng)柱產(chǎn)生的阻力，同時(shí)顧及推動(dòng)柱與推動(dòng)輪、推動(dòng)柱與噴嘴的穩(wěn)固性。
[0030]5、本實(shí)用新型中噴嘴優(yōu)選為增壓增速噴嘴，當(dāng)帶有一定溫度、壓力的蒸汽流進(jìn)入噴嘴時(shí)，增壓增速噴嘴在0.001秒內(nèi)將蒸汽的熱能快速轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能增加流速，再加上原有的壓力流速，合力合速后的氣流速度是蒸汽進(jìn)氣流速度的4.85倍以上，形成一股巨大的推力從噴嘴超高音速噴出，從而為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能量。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的立體圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型殼體內(nèi)部的一種實(shí)施例的立體圖；
[0033]圖3是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的截面圖；
[0034]圖中附圖標(biāo)記的含義:
[0035]I空心軸，2氣溫智能監(jiān)控裝置，3推動(dòng)輪，4推動(dòng)柱，5噴嘴，601上外殼，602下外殼，7側(cè)齒式汽封件，8軸承，9氣壓智能調(diào)控裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。
[0037]如圖1至圖3所示，本實(shí)施例的直流直噴汽輪機(jī)，包括:接入蒸汽的空心軸1，設(shè)置于空心軸I的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件，直聯(lián)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)發(fā)電的聯(lián)軸器，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力組件包括:設(shè)置于空心軸的五個(gè)內(nèi)設(shè)通氣腔的推動(dòng)輪3、均勻設(shè)置于推動(dòng)輪圓周壁的四個(gè)內(nèi)設(shè)通氣道的推動(dòng)柱4，以及設(shè)置于每個(gè)推動(dòng)柱周壁并與空心軸、通氣腔、通氣道相通形成氣體流動(dòng)腔將蒸汽加壓增速沿推動(dòng)輪