具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)，整體呈圓柱形，包括：汽缸部、降溫部和潤(rùn)滑部，其中，汽缸部由內(nèi)向外依次包括：轉(zhuǎn)軸、空心葉輪和缸體，空心葉輪由輪體和輪板構(gòu)成，輪板均布在輪體外壁的圓周線(xiàn)上且與輪體軸線(xiàn)之間形成大于0°且小于90°的夾角；缸體內(nèi)壁上沿軸線(xiàn)方向形成有變向柵，變向柵的氣道與缸體的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，缸體閉合時(shí)變向柵上的氣道與空心葉輪上的輪板位置一一對(duì)應(yīng)且垂直。本實(shí)用新型的有益之處在于：(1)空心葉輪極大地減輕了自身的重量，軸承更耐用；(2)變向柵人為地改變了氣流方向，可以減少維持做功所需要的熱能、提高蒸汽輪機(jī)的熱能利用率、增大機(jī)械能和機(jī)械效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蒸汽輪機(jī)，具體涉及一種具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的蒸汽輪機(jī)，其葉輪上設(shè)有大量的葉扇片，汽缸容積等于葉扇片在汽缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周劃過(guò)的空間。葉扇片越高，則汽缸容積越大，葉輪扭矩也越大，相應(yīng)的，維持做功所需要的熱能越多。
[0003]由于受結(jié)構(gòu)和工藝所限，現(xiàn)有的蒸汽輪機(jī)主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題:
[0004]—、機(jī)械效率低
[0005]現(xiàn)有的蒸汽輪機(jī)，其汽缸內(nèi)熱氣流的運(yùn)動(dòng)方向與葉輪軸線(xiàn)平行，熱氣流不能垂直沖擊葉扇片板面，氣流的沖擊方向而是與葉扇片的旋轉(zhuǎn)方向垂直，屬于風(fēng)車(chē)原理。利用風(fēng)車(chē)原理的此種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蒸汽輪機(jī)能量損耗大，故機(jī)械效率低。
[0006]引起蒸汽輪機(jī)機(jī)械效率低下的另一個(gè)原因是:當(dāng)葉扇片受到與葉輪軸線(xiàn)平行的熱氣流沖擊時(shí)，葉扇片的扇峰和扇根在單位面積內(nèi)所消耗的熱能相等，而它們產(chǎn)生的機(jī)械能卻不同，扇峰力臂長(zhǎng)，扭矩大，其產(chǎn)生的機(jī)械能多；扇根力臂小，扭矩小，其產(chǎn)生的機(jī)械能少。
[0007]二、熱能利用率低
[0008]現(xiàn)有的蒸汽輪機(jī)，其汽缸內(nèi)熱氣流的運(yùn)動(dòng)方向與葉輪軸線(xiàn)平行，熱氣流在汽缸內(nèi)形成直射氣流，因?yàn)橹鄙錃饬髟谄變?nèi)運(yùn)行的路徑最短，熱氣流在汽缸內(nèi)重復(fù)循環(huán)做功的量小，所以熱能有效利用率較低。
[0009]三、軸承易老化磨損
[0010]現(xiàn)有的蒸汽輪機(jī)，其葉輪與轉(zhuǎn)軸采用整體實(shí)心鍛鑄，因?yàn)槿~輪的體積受自身重量及鍛鑄技術(shù)制約，所以葉輪的半徑和扭矩也受到限制。具有較小半徑的葉輪，其扭矩也小，機(jī)械效率較低。若要提高機(jī)械效率，則需增大葉輪的扭矩，相應(yīng)的，就需要增大葉輪上葉扇片的高度，如此一來(lái)，葉輪自身重量增大，軸承負(fù)荷增加，軸承易出現(xiàn)老化、磨損。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]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具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)。
[0012]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:
[0013]—種具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)，整體呈圓柱形，包括:汽缸部(I)、降溫部(2)和潤(rùn)滑部(3)，前述降溫部(2)位于汽缸部(I)的兩端，潤(rùn)滑部(3)嵌入在兩個(gè)降溫部(2)的底面圓心處，其特征在于，
[0014]前述汽缸部(I)由內(nèi)向外依次包括:轉(zhuǎn)軸(11)、空心葉輪(12)和缸體(13)，
[0015]前述轉(zhuǎn)軸(11)沿軸線(xiàn)方向設(shè)置有若干柱形凸臺(tái)(111);
[0016]前述空心葉輪(12)由輪體(121)和若干輪板(122)構(gòu)成，前述輪體(121)由若干節(jié)筒體(1211)連接而成，每一節(jié)筒體(1211)在內(nèi)部都設(shè)置有軸套(1212)，軸套(1212)與筒體(1211)為同心圓；前述輪板(122)均勻分布在輪體(121)外壁的圓周線(xiàn)上，并且輪板(122)與輪體(121)的軸線(xiàn)之間形成大于0°且小于90°的夾角，相鄰兩圈輪板(122)之間形成環(huán)形容腔(1221);輪體(121)內(nèi)的軸套(1212)緊密地套在轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)上，從而將轉(zhuǎn)軸(11)與空心葉輪(12)固定在一起；
[0017]前述缸體(13)為圓筒形柱體，中間為工作倉(cāng)，兩端分別為進(jìn)氣倉(cāng)和排氣倉(cāng)，進(jìn)氣倉(cāng)上的進(jìn)氣口( 132)和排氣倉(cāng)上的排氣口( 133)均位于柱體的圓弧形側(cè)壁上，整個(gè)缸體(13)沿對(duì)稱(chēng)軸一分為二，形成上半缸體和下半缸體，在工作倉(cāng)段，上半缸體和下半缸體的內(nèi)壁上沿軸線(xiàn)方向均形成有若干半圓環(huán)形變向柵(131)，前述變向柵(131)具有若干相互平行的氣道，前述氣道與缸體的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，上半缸體和下半缸體同一圓周線(xiàn)上的兩個(gè)半圓環(huán)形變向柵形成一個(gè)完整的圓環(huán)，缸體軸線(xiàn)方向上的相鄰兩個(gè)的變向柵(131)之間形成環(huán)形汽室(1311);在進(jìn)氣倉(cāng)段和排氣倉(cāng)段，進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上和排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上均形成有供轉(zhuǎn)軸(11)穿過(guò)的軸孔，軸孔的內(nèi)表面形成有若干環(huán)形凹槽(134)，轉(zhuǎn)軸(11)的外表面在相應(yīng)位置處形成有若干環(huán)形凸起(112)，環(huán)形凸起(112)卡在環(huán)形凹槽(134)內(nèi)，前述進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫墊(135)，兩個(gè)保溫墊(135)的外側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫罩(136)，前述排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫墊(135)，兩個(gè)保溫墊(135)的外側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫卓(136)；
[0018]當(dāng)缸體將空心葉輪(I2)扣合在其內(nèi)時(shí)，缸體內(nèi)壁上的環(huán)形變向柵(I 31)處在空心葉輪(12)上相鄰兩圈輪板(122)之間所形成的環(huán)形容腔(1221)內(nèi)，空心葉輪(12)上的輪板(122)處在缸體上相鄰的變向柵(131)之間所形成的環(huán)形汽室(1311)內(nèi)，并且變向柵上(131)的氣道與空心葉輪(12)上的輪板(122)位置一一對(duì)應(yīng)且垂直，進(jìn)氣倉(cāng)內(nèi)的高壓蒸汽進(jìn)入第一個(gè)變向柵(131)，從第一個(gè)變向柵(131)的氣道流出的高壓蒸汽垂直打在第一個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板板面上，變向柵(131)上的每一個(gè)氣道和與其一一對(duì)應(yīng)且垂直設(shè)置的輪板(122)構(gòu)成一個(gè)做功個(gè)體，做功后的高壓蒸汽再進(jìn)入第二個(gè)變向柵(131)，從第二個(gè)變向柵(131)的氣道流出的高壓蒸汽再垂直打在第二個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板板面上，依次類(lèi)推，持續(xù)不間斷做功，直至高壓蒸汽對(duì)最后一個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板(122)做完功，最后從排氣倉(cāng)排出。
[0019]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，前述汽缸部(I)還包括:鎖板，前述鎖板呈圓環(huán)形，與轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)和筒體(1211)內(nèi)部的軸套(1212)固定連接，使柱形凸臺(tái)(111)鎖定在對(duì)應(yīng)的軸套(1212)內(nèi)。
[0020]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，前述轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)的外徑逐個(gè)減小或逐個(gè)增大。
[0021 ]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，前述缸體的外壁上形成有若干條橫梁和縱梁，前述橫梁與缸體的軸線(xiàn)平行，前述縱梁與缸體的圓周線(xiàn)平行，橫梁與縱梁相互垂直，在缸體的外壁上形成若干凹面凸棱，凹面內(nèi)設(shè)有保溫片，保溫片外部設(shè)有保護(hù)罩。
[0022]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，前述上半缸體和下半缸體的對(duì)接面上設(shè)置有相互配合的校正口和校正桿，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，校正桿沿校正口滑入，使得上半缸體和下半缸體準(zhǔn)確對(duì)接到一起。
[0023]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，前述降溫部(2)包括:降溫倉(cāng)(21)、轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩和霧化水嗔頭，
[0024]前述降溫倉(cāng)(21)呈圓筒形，其圓弧形的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水口(211)和排水口 212，轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩和霧化水噴頭均設(shè)置在前述降溫倉(cāng)(21)內(nèi)；
[0025]前述轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩設(shè)置在降溫倉(cāng)(21)的圓形底面上，霧化水噴頭設(shè)置在轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩上，霧化水噴頭與降溫倉(cāng)上的進(jìn)水口( 211)連通，霧化水直接噴灑在轉(zhuǎn)軸(11)上，對(duì)轉(zhuǎn)軸
(11)進(jìn)行降溫。
[0026]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，前述潤(rùn)滑部(3)包括:軸承(31)、軸承套(32)和潤(rùn)滑油密封組件(33)，
[0027]前述軸承(31)的內(nèi)圈套在轉(zhuǎn)軸(11)上，前述軸承套(32)套在軸承(31)的外圈上并且整體嵌入在降溫倉(cāng)(21)圓形底面的圓心處，轉(zhuǎn)軸(11)的外壁上和軸承套(32)的內(nèi)壁上均形成有卡階(113，321)，軸承(31)沿軸向鎖定在兩個(gè)卡階(113，321)內(nèi)，前述軸承(31)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)軸承(31)之間留有進(jìn)油道(311)和排油道(312)，進(jìn)油道(311)、排油道(312)均穿過(guò)軸承套(32)和降溫倉(cāng)(21)側(cè)壁與外界連通；
[0028]前述潤(rùn)滑油密封組件(33)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在兩個(gè)軸承(31)的外側(cè)，其包括:密封膠筒(331)、壓板(332)、擋板(333)和調(diào)節(jié)螺栓(334)，其中，前述密封膠筒(331)、壓板(332)和擋板(333)均套在轉(zhuǎn)軸(11)上，密封膠筒(331)緊貼軸承(31)設(shè)置，壓板(332)緊貼密封膠筒(331)設(shè)置，擋板(333)固定在軸承套(32)的兩端，調(diào)節(jié)螺栓(334)垂直穿過(guò)擋板(333)將壓板(332)和密封膠筒(331)壓緊。
[0029]前述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，前述潤(rùn)滑部(3)還包括:潤(rùn)滑油散熱器，前述潤(rùn)滑油散熱器設(shè)置在軸承套(32)的外部，與兩個(gè)軸承(31)之間的進(jìn)油道(311)和排油道(312)連通。
[0030]本實(shí)用新型的有益之處在于:
[0031](I)葉輪采用空心結(jié)構(gòu)，一方面，極大地減輕了葉輪自身的重量，從而減輕了軸承的負(fù)荷，使得軸承不易老化磨損;另一方面，使葉輪的自重不受體積和鍛鑄及加工技術(shù)的制約，葉輪的體積和直徑可以更大，從而扭矩可以更大，產(chǎn)生的機(jī)械能更大，從根本上提高了蒸汽輪機(jī)的機(jī)械效率；
[0032](2)缸體的內(nèi)壁上形成有若干變向柵，變向柵的氣道與缸體的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，人為地改變了氣流方向，使得熱氣在工作倉(cāng)內(nèi)做螺旋運(yùn)動(dòng)，做螺旋運(yùn)動(dòng)的效果:第一，汽缸容積可以更小，從而可以減少維持做功所需要的熱能;第二，高壓蒸汽在汽缸部運(yùn)行的路徑更長(zhǎng)，使熱氣流得到重復(fù)循環(huán)利用，從而可提高蒸汽輪機(jī)的熱能利用率；
[0033](3)變向柵上的氣道與空心葉輪上的輪板位置一一對(duì)應(yīng)且垂直，氣流方向與輪板垂直，使得輪板的受力面積最大化，輪板受力面積大，其產(chǎn)生的機(jī)械能也大；
[0034](4)蒸汽輪機(jī)的功率等于單位時(shí)間內(nèi)每一個(gè)汽室內(nèi)輪板做功的總和，因本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)做功個(gè)體多，故做功量大，機(jī)械效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是本實(shí)用新型的蒸汽輪機(jī)的軸向剖面圖；
[0036]圖2是圖1中的汽缸部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是圖2中的空心葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4是圖2中的缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5是圖2中的空心葉輪和轉(zhuǎn)軸連接后的軸向剖面圖。
[0040]圖中附圖標(biāo)記的含義:
[0041]1-汽缸部；
[0042]11-轉(zhuǎn)軸、12-空心葉輪、13-缸體；
[0043]111-柱形凸臺(tái)、112-凸起、113-卡階、121-輪體、122-輪板、131-變向柵、132-進(jìn)氣口、133-排氣口、134-凹槽、135-保溫墊、136-保溫罩；
[0044]1211-筒體、1212-軸套、1221-容腔、1311-汽室；
[0045]2-降溫部；
[0046]21-降溫倉(cāng)；
[0047]211-進(jìn)水口、212_排水口 ；
[0048]3-潤(rùn)滑部、
[0049]31-軸承、32-軸承套、33-潤(rùn)滑油密封組件；
[0050]311-進(jìn)油道、312-排油道、321-卡階、331-密封膠筒、332-壓板、333-擋板、334-調(diào)節(jié)螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0051]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。
[0052]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)，其整體呈圓柱形，包括:汽缸部1、降溫部2和潤(rùn)滑部3，其中，降溫部2位于汽缸部I的兩端，潤(rùn)滑部3嵌入在兩個(gè)降溫部2的底面圓心處。
[0053]下面分別詳細(xì)介紹汽缸部1、降溫部2和潤(rùn)滑部3的結(jié)構(gòu)。
[0054]一、汽缸部
[0055]參照?qǐng)D1和圖2，汽缸部I由內(nèi)向外依次包括:轉(zhuǎn)軸11、空心葉輪12和缸體13。
[0056]1、轉(zhuǎn)軸
[0057]參照?qǐng)D1和圖5，轉(zhuǎn)軸11呈圓柱形，沿軸線(xiàn)方向設(shè)置有若干柱形凸臺(tái)111，柱形凸臺(tái)111 一方面用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸11與空心葉輪12的緊密連接，另一方面用于取代葉輪的實(shí)心部分，減輕了整個(gè)汽缸部I的重量。
[0058]作為一種優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)軸11上的柱形凸臺(tái)111的外徑逐個(gè)減小或逐個(gè)增大。
[0059]作為一種優(yōu)選的方案，汽缸部I還包括:鎖板(未圖示)。鎖板呈圓環(huán)形，與轉(zhuǎn)軸11上的柱形凸臺(tái)111和筒體1211內(nèi)部的軸套1212固定連接，使柱形凸臺(tái)111鎖定在對(duì)應(yīng)的軸套1212內(nèi)，鎖板給轉(zhuǎn)軸11和空心葉輪12上了雙保險(xiǎn)。
[0060]2、空心葉輪
[0061 ] 空心葉輪12由輪體121和若干輪板122構(gòu)成。
[0062]參照?qǐng)D1和圖5，輪體121由若干節(jié)筒體1211連接而成，每一節(jié)筒體1211在內(nèi)部都設(shè)置有軸套1212，軸套1212與筒體1211為同心圓。輪體121內(nèi)的軸套1212緊密地套在轉(zhuǎn)軸11上的柱形凸臺(tái)111上，從而將轉(zhuǎn)軸11與空心葉輪12固定在一起。
[0063]參照?qǐng)D1、圖2和圖3，輪板122均勻分布在輪體121外壁的圓周線(xiàn)上，并且輪板122與輪體121的軸線(xiàn)之間形成大于0°且小于90°的夾角，相鄰兩圈輪板122之間形成環(huán)形容腔1221。
[0064]葉輪采用空心結(jié)構(gòu)，一方面，極大地減輕了葉輪自身的重量，從而減輕了軸承的負(fù)荷，使得軸承不易老化磨損；另一方面，使葉輪的自重不受體積和鍛鑄及加工技術(shù)的制約，葉輪的體積和直徑可以更大，從而扭矩可以更大，產(chǎn)生的機(jī)械能更大，從根本上提高了蒸汽輪機(jī)的機(jī)械效率。
[0065]3、缸體
[0066]參照?qǐng)D1、圖2和圖4，缸體13為圓筒形柱體，中間為工作倉(cāng)，兩端分別為進(jìn)氣倉(cāng)和排氣倉(cāng)，進(jìn)氣倉(cāng)上的進(jìn)氣口 132和排氣倉(cāng)上的排氣口 133均位于柱體的圓弧形側(cè)壁上，整個(gè)缸體13沿對(duì)稱(chēng)軸一分為二，形成上半缸體和下半缸體，這樣有利于空心葉輪的安裝和拆卸。
[0067]在工作倉(cāng)段，上半缸體和下半缸體的內(nèi)壁上沿軸線(xiàn)方向均形成有若干半圓環(huán)形變向柵131，變向柵131具有若干相互平行的氣道，該氣道與缸體的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，上半缸體和下半缸體同一圓周線(xiàn)上的兩個(gè)半圓環(huán)形變向柵形成一個(gè)完整的圓環(huán)，缸體軸線(xiàn)方向上的相鄰兩個(gè)的變向柵131之間形成環(huán)形汽室1311。
[0068]在進(jìn)氣倉(cāng)段和排氣倉(cāng)段，進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上和排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上均形成有供轉(zhuǎn)軸11穿過(guò)的軸孔，軸孔的內(nèi)表面形成有若干環(huán)形凹槽134，轉(zhuǎn)軸11的外表面在相應(yīng)位置處形成有若干環(huán)形凸起112，環(huán)形凸起112卡在環(huán)形凹槽134內(nèi)。環(huán)形凸起112與環(huán)形凹槽134卡接后，第一、使得軸孔與轉(zhuǎn)軸的接觸面呈多個(gè)波浪形，可減少高熱高壓蒸氣外泄，減少熱能流失，提高蒸汽輪機(jī)的熱效率;第二、形成一個(gè)鎖定裝置，使得空心葉輪和缸體在軸線(xiàn)方向上的位置更穩(wěn)定。
[0069]進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫墊135，兩個(gè)保溫墊135的外側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫罩136。
[0070]排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫墊135，兩個(gè)保溫墊135的外側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫罩136。
[0071]雙層保溫墊的設(shè)置，可阻隔進(jìn)氣倉(cāng)和排氣倉(cāng)內(nèi)熱能對(duì)降溫倉(cāng)的熱傳遞，從而可減少熱能流失，同時(shí)還可減少熱能對(duì)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的損害。
[0072]當(dāng)缸體將空心葉輪12扣合在其內(nèi)時(shí)，缸體內(nèi)壁上的環(huán)形變向柵131處在空心葉輪12上相鄰兩圈輪板122之間所形成的環(huán)形容腔1221內(nèi)，空心葉輪12上的輪板122處在缸體上相鄰的變向柵131之間所形成的環(huán)形汽室1311內(nèi)，并且變向柵131上的氣道與空心葉輪12上的輪板122位置一一對(duì)應(yīng)且垂直，進(jìn)氣倉(cāng)內(nèi)的高壓蒸汽進(jìn)入第一個(gè)變向柵131，從第一個(gè)變向柵131的氣道流出的高壓蒸汽垂直打在第一個(gè)汽室1311內(nèi)的輪板板面上，氣流方向與輪板垂直，使得輪板的受力面積最大化，輪板受力面積大，其產(chǎn)生的機(jī)械能也大，變向柵131上的每一個(gè)氣道和與其一一對(duì)應(yīng)且垂直設(shè)置的輪板122構(gòu)成一個(gè)做功個(gè)體，做功后的高壓蒸汽再進(jìn)入第二個(gè)變向柵131，從第二個(gè)變向柵131的氣道流出的高壓蒸汽再垂直打在第二個(gè)汽室1311內(nèi)的輪板板面上，依次類(lèi)推，持續(xù)不間斷做功，直至高壓蒸汽對(duì)最后一個(gè)汽室1311內(nèi)的輪板122做完功，最后從排氣倉(cāng)排出。蒸汽輪機(jī)的功率等于單位時(shí)間內(nèi)每一個(gè)汽室內(nèi)輪板做功的總和，因本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)做功個(gè)體多，故做功量大，機(jī)械效率高。
[0073]本實(shí)用新型的蒸汽輪機(jī)，其缸體13的內(nèi)壁上形成有若干變向柵131，變向柵131的氣道與缸體13的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，我們?nèi)藶榈馗淖兞藲饬鞣较?，使得熱氣在工作倉(cāng)內(nèi)做螺旋運(yùn)動(dòng)，做螺旋運(yùn)動(dòng)的效果:第一，汽缸容積可以更小，從而可以減少維持做功所需要的熱能;第二，高壓蒸汽在汽缸部運(yùn)行的路徑更長(zhǎng)，使熱氣流得到重復(fù)循環(huán)利用，從而可提高蒸汽輪機(jī)的熱能利用率。
[0074]作為一種優(yōu)選的方案，缸體13的外壁上形成有若干條橫梁(未圖示)和縱梁(未圖示)，橫梁與缸體13的軸線(xiàn)平行，縱梁與缸體13的圓周線(xiàn)平行，橫梁與縱梁相互垂直，在缸體13的外壁上形成若干凹面凸棱，凹面內(nèi)設(shè)有保溫片(未圖示)，保溫片外部設(shè)有保護(hù)罩(未圖示)。
[0075]缸體13的外壁上設(shè)置的多條橫梁與縱梁，使得缸體13更加堅(jiān)固，不僅避免了缸體13變形，而且還減少了鋼材的用量。
[0076]凹面內(nèi)設(shè)置的保溫片可減少缸體13內(nèi)熱能的損耗，減少缸體13內(nèi)冷凝水的產(chǎn)生，從而可提高蒸汽輪機(jī)的熱效率。
[0077]更為優(yōu)選的是，上半缸體和下半缸體的對(duì)接面上設(shè)置有相互配合的校正口(未圖示)和校正桿(未圖示)，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，校正桿沿校正口滑入，使得上半缸體和下半缸體準(zhǔn)確對(duì)接到一起，此時(shí)，空心葉輪12上的輪板122恰好在各自對(duì)應(yīng)的汽室1311內(nèi)。
[0078]二、降溫部
[0079]參照?qǐng)D1，降溫部2包括:降溫倉(cāng)21、轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩(未圖示)和霧化水噴頭(未圖示)。
[0080]降溫倉(cāng)21呈圓筒形，其圓弧形的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水口211和排水口 212，轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩和霧化水噴頭均設(shè)置在降溫倉(cāng)21內(nèi)，其中，轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩設(shè)置在降溫倉(cāng)21的圓形底面上，霧化水噴頭設(shè)置在轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩上，霧化水噴頭與降溫倉(cāng)上的進(jìn)水口 211連通，霧化水直接噴灑在轉(zhuǎn)軸11上，對(duì)轉(zhuǎn)軸11進(jìn)行降溫，可提高軸承31及密封膠筒331的使用壽命。
[0081 ] 三、潤(rùn)滑部
[0082]參照?qǐng)D1，潤(rùn)滑部3包括:軸承31、軸承套32和潤(rùn)滑油密封組件33。
[0083]軸承31的內(nèi)圈套在轉(zhuǎn)軸11上，轉(zhuǎn)軸11的外壁上形成有卡階113，卡階113用于卡住軸承31的內(nèi)圈，以防止軸承31沿軸向移動(dòng)。
[0084]軸承套32套在軸承31的外圈上，并且整體嵌入在降溫倉(cāng)21圓形底面的圓心處，軸承套32的內(nèi)壁上形成有卡階321，卡階321用于卡住軸承31的外圈，以防止軸承31沿軸向移動(dòng)。
[0085]軸承31的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)軸承31之間留有進(jìn)油道311和排油道312，進(jìn)油道311、排油道312均穿過(guò)軸承套32和降溫倉(cāng)21側(cè)壁與外界連通。
[0086]作為一種優(yōu)選的方案，潤(rùn)滑部3還包括:潤(rùn)滑油散熱器(未圖示)。潤(rùn)滑油散熱器設(shè)置在軸承套32的外部，與兩個(gè)軸承31之間的進(jìn)油道311和排油道312連通。
[0087]下面介紹潤(rùn)滑油密封組件33的組成。
[0088]參照?qǐng)D1，潤(rùn)滑油密封組件33對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在兩個(gè)軸承31的外側(cè)，其包括:密封膠筒331、壓板332、擋板333和調(diào)節(jié)螺栓334。其中，密封膠筒331、壓板332和擋板333均套在轉(zhuǎn)軸11上，密封膠筒331緊貼軸承31設(shè)置，壓板332緊貼密封膠筒331設(shè)置，擋板333固定在軸承套32的兩端，調(diào)節(jié)螺栓334垂直穿過(guò)擋板333將壓板332和密封膠筒331壓緊。
[0089]需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有高熱能利用率和高機(jī)械效率且耐用的蒸汽輪機(jī)，整體呈圓柱形，包括:汽缸部(I)、降溫部(2)和潤(rùn)滑部(3)，所述降溫部(2)位于汽缸部(I)的兩端，潤(rùn)滑部(3)嵌入在兩個(gè)降溫部(2)的底面圓心處，其特征在于， 所述汽缸部(I)由內(nèi)向外依次包括:轉(zhuǎn)軸(11)、空心葉輪(12)和缸體(13)， 所述轉(zhuǎn)軸(11)沿軸線(xiàn)方向設(shè)置有若干柱形凸臺(tái)(111); 所述空心葉輪(12)由輪體(I21)和若干輪板(I22)構(gòu)成，所述輪體(I21)由若干節(jié)筒體(1211)連接而成，每一節(jié)筒體(1211)在內(nèi)部都設(shè)置有軸套(1212)，軸套(1212)與筒體(1211)為同心圓;所述輪板(122)均勻分布在輪體(121)外壁的圓周線(xiàn)上，并且輪板(122)與輪體(121)的軸線(xiàn)之間形成大于0°且小于90°的夾角，相鄰兩圈輪板(122)之間形成環(huán)形容腔(1221);輪體(121)內(nèi)的軸套(1212)緊密地套在轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)上，從而將轉(zhuǎn)軸(11)與空心葉輪(12)固定在一起； 所述缸體(13)為圓筒形柱體，中間為工作倉(cāng)，兩端分別為進(jìn)氣倉(cāng)和排氣倉(cāng)，進(jìn)氣倉(cāng)上的進(jìn)氣口( 132)和排氣倉(cāng)上的排氣口( 133)均位于柱體的圓弧形側(cè)壁上，整個(gè)缸體(13)沿對(duì)稱(chēng)軸一分為二，形成上半缸體和下半缸體，在工作倉(cāng)段，上半缸體和下半缸體的內(nèi)壁上沿軸線(xiàn)方向均形成有若干半圓環(huán)形變向柵(131)，所述變向柵(131)具有若干相互平行的氣道，所述氣道與缸體的圓形底面之間形成大于0°且小于90°的夾角，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，上半缸體和下半缸體同一圓周線(xiàn)上的兩個(gè)半圓環(huán)形變向柵形成一個(gè)完整的圓環(huán)，缸體軸線(xiàn)方向上的相鄰兩個(gè)的變向柵(131)之間形成環(huán)形汽室(1311);在進(jìn)氣倉(cāng)段和排氣倉(cāng)段，進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上和排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁上均形成有供轉(zhuǎn)軸(11)穿過(guò)的軸孔，軸孔的內(nèi)表面形成有若干環(huán)形凹槽(134)，轉(zhuǎn)軸(11)的外表面在相應(yīng)位置處形成有若干環(huán)形凸起(112)，環(huán)形凸起(112)卡在環(huán)形凹槽(134)內(nèi)，所述進(jìn)氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫墊(135)，兩個(gè)保溫墊(135)的外側(cè)各設(shè)置有一個(gè)保溫罩(136)，所述排氣倉(cāng)的圓形側(cè)壁的內(nèi)外兩側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫墊(135)，兩個(gè)保溫墊(135)的外側(cè)也各設(shè)置有一個(gè)保溫罩(136)； 當(dāng)缸體將空心葉輪(12)扣合在其內(nèi)時(shí)，缸體內(nèi)壁上的環(huán)形變向柵(131)處在空心葉輪(12)上相鄰兩圈輪板(122)之間所形成的環(huán)形容腔(1221)內(nèi)，空心葉輪(12)上的輪板(122)處在缸體上相鄰的變向柵(131)之間所形成的環(huán)形汽室(1311)內(nèi)，并且變向柵(131)上的氣道與空心葉輪(12)上的輪板(122)位置一一對(duì)應(yīng)且垂直，進(jìn)氣倉(cāng)內(nèi)的高壓蒸汽進(jìn)入第一個(gè)變向柵(131)，從第一個(gè)變向柵(131)的氣道流出的高壓蒸汽垂直打在第一個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板板面上，變向柵(131)上的每一個(gè)氣道和與其一一對(duì)應(yīng)且垂直設(shè)置的輪板(122)構(gòu)成一個(gè)做功個(gè)體，做功后的高壓蒸汽再進(jìn)入第二個(gè)變向柵(131)，從第二個(gè)變向柵(131)的氣道流出的高壓蒸汽再垂直打在第二個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板板面上，依次類(lèi)推，持續(xù)不間斷做功，直至高壓蒸汽對(duì)最后一個(gè)汽室(1311)內(nèi)的輪板(122)做完功，最后從排氣倉(cāng)排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述汽缸部(I)還包括:鎖板，所述鎖板呈圓環(huán)形，與轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)和筒體(1211)內(nèi)部的軸套(1212)固定連接，使柱形凸臺(tái)(111)鎖定在對(duì)應(yīng)的軸套(1212)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，所述轉(zhuǎn)軸(11)上的柱形凸臺(tái)(111)的外徑逐個(gè)減小或逐個(gè)增大。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，所述缸體(13)的外壁上形成有若干條橫梁和縱梁，所述橫梁與缸體(13)的軸線(xiàn)平行，所述縱梁與缸體(13)的圓周線(xiàn)平行，橫梁與縱梁相互垂直，在缸體(13)的外壁上形成若干凹面凸棱，凹面內(nèi)設(shè)有保溫片，保溫片外部設(shè)有保護(hù)罩。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，在汽缸部(I)，所述上半缸體和下半缸體的對(duì)接面上設(shè)置有相互配合的校正口和校正桿，當(dāng)上半缸體和下半缸體對(duì)合時(shí)，校正桿沿校正口滑入，使得上半缸體和下半缸體準(zhǔn)確對(duì)接到一起。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述降溫部(2)包括:降溫倉(cāng)(21)、轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩和霧化水噴頭， 所述降溫倉(cāng)(21)呈圓筒形，其圓弧形的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水口(211)和排水口(212)，轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩和霧化水噴頭均設(shè)置在所述降溫倉(cāng)(21)內(nèi)； 所述轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩設(shè)置在降溫倉(cāng)(21)的圓形底面上，霧化水噴頭設(shè)置在轉(zhuǎn)軸防護(hù)罩上，霧化水噴頭與降溫倉(cāng)上的進(jìn)水口( 211)連通，霧化水直接噴灑在轉(zhuǎn)軸(11)上，對(duì)轉(zhuǎn)軸(I I)進(jìn)行降溫。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述潤(rùn)滑部(3)包括:軸承(31)、軸承套(32)和潤(rùn)滑油密封組件(33)， 所述軸承(31)的內(nèi)圈套在轉(zhuǎn)軸(11)上，所述軸承套(32)套在軸承(31)的外圈上并且整體嵌入在降溫倉(cāng)(21)圓形底面的圓心處，轉(zhuǎn)軸(11)的外壁上和軸承套(32)的內(nèi)壁上均形成有卡階(113，321)，軸承(31)沿軸向鎖定在兩個(gè)卡階(113，321)內(nèi)，所述軸承(31)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)軸承(31)之間留有進(jìn)油道(311)和排油道(312)，進(jìn)油道(311)、排油道(312)均穿過(guò)軸承套(32)和降溫倉(cāng)(21)側(cè)壁與外界連通； 所述潤(rùn)滑油密封組件(33)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在兩個(gè)軸承(31)的外側(cè)，其包括:密封膠筒(331)、壓板(332)、擋板(333)和調(diào)節(jié)螺栓(334)，其中，所述密封膠筒(331)、壓板(332)和擋板(333)均套在轉(zhuǎn)軸(11)上，密封膠筒(331)緊貼軸承(31)設(shè)置，壓板(332)緊貼密封膠筒(331)設(shè)置，擋板(333)固定在軸承套(32)的兩端，調(diào)節(jié)螺栓(334)垂直穿過(guò)擋板(333)將壓板(332)和密封膠筒(331)壓緊。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述潤(rùn)滑部(3)還包括:潤(rùn)滑油散熱器，所述潤(rùn)滑油散熱器設(shè)置在軸承套(32)的外部，與兩個(gè)軸承(31)之間的進(jìn)油道(311)和排油道(312)連通。
【文檔編號(hào)】F01D25/14GK205638568SQ201620445040
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】高宏亮
【申請(qǐng)人】高宏亮