[發明專利]透平膨脹機的噴嘴調節裝置

無效

• 申請號: 200910021919.8
• 申請日: 2009-04-08
• 公開（公告）號: CN101586478A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 劉小民;席光;周海洋;張麗麗;布魯斯·菲利普·彼德曼;史蒂夫·A·洛茲尼亞克
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F01D17/16
• 分類號: F01D17/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本發明涉及透平膨脹機，特別涉及一種透平膨脹機的噴嘴調節裝置。

背景技術

余熱回收技術具有低污染、低成本、節能等優點，近年來受到社會廣泛 關注。透平膨脹機作為余熱回收系統中的關鍵做功部件越來越受到科研機構 的重視。在對低溫余熱回收利用時，由于其熱品位較低、熱源供應不穩定等 特點，傳統的具有不可調噴嘴葉片的透平膨脹機很難滿足工業應用的要求。

具有可調噴嘴葉片的透平膨脹機，具有工況可調的優點，在余熱回收系 統中能更好地適應變工況的要求，因此近幾年得到快速發展。關于可調噴嘴 葉片的透平膨脹機國內外已經有大量的研究，噴嘴的調節形式多樣化。

例如：美國專利US4850795采用雙列葉柵并且葉柵稠度不同，進口區為 低稠度，出口區為高稠度，這種結構由于出口葉柵稠度較高，限制了工作區 域的擴大，不能全面適應余熱回收多變工況的需要；美國專利US3756739采 用在長葉片端部設有小葉片來控制工況調節，調節范圍相對較窄并且控制結 構相對比較復雜；美國專利US4499732采用變葉高的調節形式，該型式結構 復雜，在變工況時只是通過改變流道內的葉片高度，而葉片安裝角度并沒有 改變，因此性能較不可調葉片提高有限，同時變葉高的調節形式也存在著沖 擊損失大、效率不高等缺點；中國專利00204860.4提出了一種內外環旋轉的 擴壓器，將擴壓器葉片一分為二，并分別位于可以相對轉動的兩個環上，其 結構簡單，但由于轉動環上葉片的錯開，使得流道結構發生改變，會帶來較 大的流動損失，而且不同工況下很難保證相應的位置關系，并且不能主動調 節流量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單的透平膨脹機的噴嘴調節裝置，能 夠實現在不同工況下，方便地實現對透平膨脹機流量的調節；同時能保證透 平膨脹機具有良好的密封性，在各個流量工況下依然保證有較高的流動效率。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

一種透平膨脹機的噴嘴調節裝置，其特征在于，包括：齒輪軸，齒弧， 噴嘴出口環，同心鑲嵌在噴嘴出口環的前端面的可轉動的控制環，周向分布 在噴嘴出口環的前端面和控制環的前端面的葉片；每個葉片的頭部設有滑槽、 尾部設有圓孔，對應每個葉片，噴嘴出口環的前端面設置有貫穿滑槽的第一 軸，控制環的前端面設置有貫穿圓孔的第二軸；控制環的后端面開設有固定 齒弧的凹坑，所述齒輪軸貫穿出噴嘴出口環的后端面與齒弧嚙合；所述第一 軸與滑槽之間設置有套筒，該套筒的高度略大于葉片的高度。

本發明的進一步改進和特點在于：

所述控制環的前端面設置有盲坑，盲坑內固定有軸承，軸承連接第二軸。

所述控制環的后端面設置有滾輪，其外周開設有放置滾輪的凹坑。

所述齒輪軸與噴嘴出口環之間設置有軸密封。

由于本發明在噴嘴出口環的前端面的設置有同心鑲嵌的可轉動的控制 環，周向分布在噴嘴出口環的前端面和控制環的前端面的葉片。其中，每個 葉片的頭部設有滑槽、尾部設有圓孔，噴嘴出口環的前端面設置有貫穿滑槽 的第一軸，控制環的前端面設置有貫穿圓孔的第二軸，旋轉控制環，可以方 便改變葉片之間的通流面積，從而實現對透平膨脹機流量的調節。

控制環同心鑲嵌在噴嘴出口環的前端面，帶動控制環旋轉的齒弧固定在 控制環的后端面的凹坑內，齒輪軸貫穿噴嘴出口環的后端面與齒弧嚙合。控 制環的驅動機構不直接連通透平膨脹機的流道，因此，能保證透平膨脹機具 有良好的密封性，并在各個流量工況下依然保證有較高的流動效率。

附圖說明

圖1為具有本發明噴嘴調節裝置的透平膨脹機的局部示意圖；

圖2為噴嘴的葉片安裝示意圖；

圖3為噴嘴的葉片結構示意圖；

圖4為圖3沿A-A線的剖視圖；

圖5為控制環的后端面結構示意圖；

圖6為控制環的驅動機構示意圖。

其中：1、端蓋；2、噴嘴出口環；3、葉片；4、第一軸；5、控制環； 6、噴嘴進口環；7、擴壓器；8、“O”型密封圈；9、套筒；10、第二軸； 11、齒弧；12、滾輪；13、齒輪軸；14、滑槽；15、圓孔。

具體實施方式