[發(fā)明專利]蒸氣熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置

無效

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• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103615294A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 郭富強
• 申請（專利權(quán)）人: 郭富強
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置，尤其是一種蒸氣熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置。

背景技術(shù)

目前，低溫熱源的浪費非常嚴重，傳統(tǒng)用能大戶廣泛存在低溫余熱利用率低，甚至零利用率的現(xiàn)象。60—180℃溫區(qū)中能量轉(zhuǎn)化理論與技術(shù)的研究相對薄弱，而該溫區(qū)中的余熱排放量非常大，無法高效率利用，只能將其排放大氣，導致熱能白白浪費。

就現(xiàn)有的技術(shù)，汽輪機的排汽壓力越低，蒸汽循環(huán)的熱效率就越高。不過排汽壓力主要取決凝汽器的真空度，真空度又取決于冷卻水的溫度和抽真空的設備(通常稱為真空泵)，如果采用過低的排汽壓力，就需要增大冷卻水流量、增大凝汽器冷卻水和冷卻介質(zhì)的換熱面、降低被使用的冷卻水的溫度和抽真空的設備，較長的末級葉片，但同時真空太低又會導致汽輪機汽缸(低壓缸)的蒸汽流速加快，使汽輪機汽缸(低壓缸)差脹加劇，危及汽輪機安全運轉(zhuǎn)。凝汽式汽輪機常用的排汽壓力為5～10千帕。

100℃一個大氣壓的水蒸汽發(fā)電潛能與8.8MPa535℃的水蒸汽發(fā)電潛能比較；

0.005～0.01兆帕對應的性質(zhì)：

溫度32.9℃干蒸汽焓2560.55Kj／Kg熵8.393Kj(Kg·K)飽和水焓137.72Kj／Kg熵0.4761Kj(Kg·K)；

溫度45.8℃干蒸汽焓2583.72Kj／Kg熵8.1481Kj(Kg·K)飽和水焓191.76Kj／Kg熵0.649Kj(Kg·K)；

100℃水的性質(zhì)：

溫度100℃干蒸汽焓2675.71Kj／Kg熵7.3545Kj(Kg·K)飽和水焓419.06Kj／Kg熵1.3069Kj(Kg·K)；

100℃水蒸汽等熵膨脹：

設100℃的干水蒸汽等熵膨脹到0.005兆帕設濕度為x

7.3545=0.4761x+(1-x)8.393

x=0.131

h=2243.15Kj／Kg

差432.56Kj／Kg；

535℃水蒸汽等熵膨脹：

8.8MPa535℃h=3474.15Kj／Kgs=6.779Kj(Kg·K)

等熵膨脹到到0.005兆帕設濕度為x

x=0.204

h=2056.07Kj／Kg

差1418.08Kj／Kg；

蒸汽發(fā)電能力比較：

432.56／1418.08=30.5％；

溫度差比較：

(535-32.9)／(100-32.9)=13％；

100攝氏度飽和水蒸汽自由膨脹到0.005兆帕的速度

432.56kj/kg=0.5mv²

V=930m/s；

100℃的干水蒸汽等熵膨脹到0.005兆帕體積擴大18倍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低溫蒸氣能量回收再利用的蒸氣熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種蒸氣熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置，第1進口與空心軸固定連通，空心軸與內(nèi)設于第1外殼的上下兩個第1噴嘴對應固定連通；

第1噴嘴呈長條彎曲喇吧狀，前端設有噴嘴入口，后端設有噴嘴出口，噴嘴入口的開口尺寸小于噴嘴出口開口尺寸；噴嘴入口與噴嘴出口固定連通，空心軸通過噴嘴入口與第1噴嘴固定連通；

第1外殼與第1出口固定連接；

蒸汽進入噴嘴入口后，體積擴張膨脹從噴嘴出口排出，第1噴嘴通過蒸汽的體積變化產(chǎn)生自轉(zhuǎn)從而帶動空心軸轉(zhuǎn)動。

空心軸的一端與軸承固定連接。

第1噴嘴和空心軸由金屬材料或塑料構(gòu)成。

一種蒸氣熱能轉(zhuǎn)換成機械能裝置，第2進口與開槽軸固定連通，開槽軸與內(nèi)設于第2外殼的上下兩個第2噴嘴對應固定連通；

第2噴嘴呈長條彎曲喇吧狀，前端設有噴嘴入口，后端設有噴嘴出口，噴嘴入口的開口尺寸小于噴嘴出口開口尺寸；噴嘴入口與噴嘴出口固定連通，開槽軸通過噴嘴入口與第2噴嘴固定連通；開槽軸由空心軸內(nèi)設隔板構(gòu)成；

第2外殼與第2出口固定連接；

蒸汽進入噴嘴入口后，體積擴張膨脹從噴嘴出口排出，第2噴嘴通過蒸汽體積變化產(chǎn)生自轉(zhuǎn)從而帶動開槽軸轉(zhuǎn)動。

開槽軸的一端與軸承固定連接。

第2噴嘴和開槽軸由金屬材料或塑料構(gòu)成。

本發(fā)明的有益效果：