[發(fā)明專利]一種旋殼式能量回收集成發(fā)電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610095388.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105673295A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣小平;劉思晗;施衛(wèi)東;李偉;周嶺;王川;吳家輝;朱嘉煒;龐慶龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B3/00
• 分類號(hào): F03B3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水力機(jī)械以及能量回收領(lǐng)域，特別是一種用于能量回收的旋殼式集成發(fā)電 裝置。

背景技術(shù)

隨著世界能源消耗的加劇，對(duì)廢棄能量進(jìn)行回收已成為緩解能源緊張現(xiàn)狀的重要手段。 對(duì)于現(xiàn)存的能量回收裝置，如液力透平，其很多已經(jīng)用于工業(yè)應(yīng)用并取得了一定的經(jīng)濟(jì)收 效。常規(guī)的能量回收裝置，大都通過(guò)軸與發(fā)電機(jī)相連接來(lái)完成功率的傳遞，在安裝上比較 繁瑣，且在軸功率的傳遞過(guò)程中存在一定的功率損失。

對(duì)于大多數(shù)的液力透平，由于轉(zhuǎn)子與固定件在結(jié)構(gòu)上總會(huì)有間隙存在，因此就會(huì)有容 積效率問(wèn)題的產(chǎn)生，容積效率將直接影響能量回收的效率。若參考屏蔽泵的結(jié)構(gòu)，采用屏 蔽式液力透平直接將水力部件與發(fā)電機(jī)構(gòu)件連接為一體雖然能減少部件之間的摩擦損失， 但容積效率問(wèn)題依然不能解決，尤其對(duì)于高壓余能回收工況下，容積損失將會(huì)大大增加。 若采用旋殼式水力部件并與發(fā)電機(jī)構(gòu)件進(jìn)行集成化，將會(huì)大大增加能量回收的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種旋殼式能量回收集成發(fā)電裝置，從而改變現(xiàn)有能量回收裝置結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、安裝繁瑣、高壓工況下工質(zhì)泄漏導(dǎo)致容積效率不高的應(yīng)用現(xiàn)狀。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種旋殼式能量回收集成發(fā)電裝置，包括裝置外殼、進(jìn)水管、旋殼式水管、發(fā)電裝置 轉(zhuǎn)子、發(fā)電裝置定子、出水管、外殼蓋板；

所述裝置外殼一端和外殼蓋板相連，裝置外殼和外殼蓋板所形成腔室的內(nèi)部分別設(shè)有 旋殼式水管、發(fā)電裝置轉(zhuǎn)子、發(fā)電裝置定子；

旋殼式水管分別與其兩側(cè)的進(jìn)水管、出水管相連通；所述旋殼式水管整體采用鑄鋼材 料，包含螺旋葉片、中心軸、管壁、推力盤(pán)；所述螺旋葉片設(shè)置在旋殼式水管的內(nèi)部，所 述中心軸沿螺旋葉片中心穿過(guò)并與其焊接保持固定，所述螺旋葉片外緣與管壁內(nèi)壁相連， 使管壁、螺旋葉片、中心軸構(gòu)成共同運(yùn)動(dòng)的整體，所述管壁在旋殼式水管出口處設(shè)有推力 盤(pán)，推力盤(pán)與管壁為同時(shí)加工的一體結(jié)構(gòu)；

所述旋殼式水管外套發(fā)電裝置轉(zhuǎn)子，工作時(shí)兩者保持相對(duì)固定并共同旋轉(zhuǎn)，裝置外殼 內(nèi)壁固定發(fā)電裝置定子，與發(fā)電裝置轉(zhuǎn)子配合形成一對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子副。

進(jìn)一步，所述旋殼式水管前端穿過(guò)裝置外殼一端通孔，旋殼式水管后端穿過(guò)外殼蓋板 一端通孔；旋殼式水管上的推力盤(pán)貼緊外殼蓋板內(nèi)壁來(lái)保證旋殼式水管軸向位置固定。

進(jìn)一步，還包括次要構(gòu)件，所述次要構(gòu)件包括管套、軸承、前軸承蓋、后軸承蓋、擋 水環(huán)、石墨環(huán)；

所述管套為兩個(gè)，均外套在旋殼式水管兩端小管徑處；位于前部的管套與裝置外殼之 間、位于后部的管套與外殼蓋板之間的間隙內(nèi)均塞入石墨環(huán)，旋殼式水管兩端管套的外側(cè) 均外套有軸承，所述軸承分別與裝置外殼、外殼蓋板形成過(guò)盈配合；所述前軸承蓋、后軸 承蓋分別用于壓緊軸承和石墨環(huán)，并分別通過(guò)六角螺釘將前軸承蓋固定在裝置外殼、將后 軸承蓋固定在外殼蓋板上；

所述進(jìn)水管、出水管分別通過(guò)六角螺釘連接在前軸承蓋、后軸承蓋上，旋殼式水管兩 端的管套與前軸承蓋、后軸承蓋之間均設(shè)有擋水環(huán)，擋水環(huán)分別被進(jìn)水管/出水管以及軸承 夾緊。

進(jìn)一步，所述旋殼式水管的推力盤(pán)與外殼蓋板內(nèi)壁之間涂有石墨粉。

進(jìn)一步，所述旋殼式水管兩端與進(jìn)水管、出水管之間存在2～5mm的距離；進(jìn)水管與前 軸承蓋、出水管與后軸承蓋之間的連接處加設(shè)密封墊圈。

本發(fā)明的一種旋殼式能量回收集成發(fā)電裝置，具有以下創(chuàng)新點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：

1.水力部件為旋殼式，螺旋葉片受水推力帶動(dòng)管壁共同旋轉(zhuǎn)，不存在容積效率問(wèn)題， 具有較高的能量回收效率；

2.將管式水力部件作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，外套發(fā)電裝置轉(zhuǎn)子，形成了透平機(jī)與發(fā)電機(jī) 的集成化，優(yōu)化了發(fā)電裝置的空間結(jié)構(gòu)，使其變得簡(jiǎn)單緊湊，且更容易安裝；

3.水力部件與發(fā)電裝置的集成化，相比采用軸相連接的方式，轉(zhuǎn)子與其他構(gòu)件之間的 摩擦更小，因此機(jī)械損失小，效率高。

4.推力盤(pán)的設(shè)置能有效地保證旋殼式水管軸向位置固定，并協(xié)助軸承承擔(dān)水沖擊螺旋 葉片產(chǎn)生的軸向力，從而使裝置運(yùn)行保持穩(wěn)定，使裝置運(yùn)行的可靠性大大提高。

5.采用固體自潤(rùn)滑軸承并使用固體潤(rùn)滑劑石墨，能夠保證裝置的長(zhǎng)時(shí)間高效工作，無(wú) 需經(jīng)常補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑，且能夠避免液體潤(rùn)滑劑泄露而對(duì)裝置內(nèi)部構(gòu)件工作產(chǎn)生影響。