[發明專利]一種蒸汽輪機

有效

• 申請號: 201610324310.8
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105804801B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 高宏亮
• 申請（專利權）人: 高宏亮
• 主分類號: F01D1/04
• 分類號: F01D1/04;F01D25/12;F01D25/08;F01D25/18;F01D25/16;F01D9/04;F01D25/14;F01D25/24
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 劉玲玲

技術領域

本發明涉及一種蒸汽輪機，具體涉及一種具有高熱能利用率和高機械效率且耐用的蒸汽輪機，屬于機械領域。

背景技術

現有的蒸汽輪機，其葉輪上設有大量的葉扇片，汽缸容積等于葉扇片在汽缸內旋轉一周劃過的空間。葉扇片越高，則汽缸容積越大，葉輪扭矩也越大，相應的，維持做功所需要的熱能越多。

由于受結構和工藝所限，現有的蒸汽輪機主要存在以下三個方面的問題：

一、機械效率低

現有的蒸汽輪機，其汽缸內熱氣流的運動方向與葉輪軸線平行，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方向垂直，屬于風車原理。利用風車原理的此種結構，導致蒸汽輪機能量損耗大，故機械效率低。

引起蒸汽輪機機械效率低下的另一個原因是：當葉扇片受到與葉輪軸線平行的熱氣流沖擊時，葉扇片的扇峰和扇根在單位面積內所消耗的熱能相等，而它們產生的機械能卻不同，扇峰力臂長，扭矩大，其產生的機械能多；扇根力臂小，扭矩小，其產生的機械能少。

二、熱能利用率低

現有的蒸汽輪機，其汽缸內熱氣流的運動方向與葉輪軸線平行，熱氣流在汽缸內形成直射氣流，因為直射氣流在汽缸內運行的路徑最短，熱氣流在汽缸內重復循環做功的量小，所以熱能有效利用率較低。

三、軸承易老化磨損

現有的蒸汽輪機，其葉輪與轉軸采用整體實心鍛鑄，因為葉輪的體積受自身重量及鍛鑄技術制約，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，機械效率較低。若要提高機械效率，則需增大葉輪的扭矩，相應的，就需要增大葉輪上葉扇片的高度，如此一來，葉輪自身重量增大，軸承負荷增加，軸承易出現老化、磨損。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種具有高熱能利用率和高機械效率且耐用的蒸汽輪機。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種蒸汽輪機，整體呈圓柱形，包括：汽缸部、降溫部和潤滑部，前述降溫部位于汽缸部的兩端，潤滑部嵌入在兩個降溫部的底面圓心處，其特征在于，

前述汽缸部由內向外依次包括：轉軸、空心葉輪和缸體，

前述轉軸沿軸線方向設置有若干柱形凸臺；

前述空心葉輪由輪體和若干輪板構成，前述輪體由若干節筒體連接而成，每一節筒體在內部都設置有軸套，軸套與筒體為同心圓；前述輪板均勻分布在輪體外壁的圓周線上，并且輪板與輪體的軸線之間形成大于0°且小于90°的夾角，相鄰兩圈輪板之間形成環形容腔；輪體內的軸套緊密地套在轉軸上的柱形凸臺上，從而將轉軸與空心葉輪固定在一起；

前述缸體為圓筒形柱體，中間為工作倉，兩端分別為進氣倉和排氣倉，進氣倉上的進氣口和排氣倉上的排氣口均位于柱體的圓弧形側壁上，整個缸體沿對稱軸一分為二，形成上半缸體和下半缸體，在工作倉段，上半缸體和下半缸體的內壁上沿軸線方向均形成有若干半圓環形變向柵，前述變向柵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，當上半缸體和下半缸體對合時，上半缸體和下半缸體同一圓周線上的兩個半圓環形變向柵形成一個完整的圓環，缸體軸線方向上的相鄰兩個的變向柵之間形成環形汽室；在進氣倉段和排氣倉段，進氣倉的圓形側壁上和排氣倉的圓形側壁上均形成有供轉軸穿過的軸孔，軸孔的內表面形成有若干環形凹槽，轉軸的外表面在相應位置處形成有若干環形凸起，環形凸起卡在環形凹槽內，前述進氣倉的圓形側壁的內外兩側各設置有一個保溫墊，兩個保溫墊的外側各設置有一個保溫罩，前述排氣倉的圓形側壁的內外兩側也各設置有一個保溫墊，兩個保溫墊的外側也各設置有一個保溫罩；

當缸體將空心葉輪扣合在其內時，缸體內壁上的環形變向柵處在空心葉輪上相鄰兩圈輪板之間所形成的環形容腔內，空心葉輪上的輪板處在缸體上相鄰的變向柵之間所形成的環形汽室內，并且變向柵上的氣道與空心葉輪上的輪板位置一一對應且垂直，進氣倉內的高壓蒸汽進入第一個變向柵，從第一個變向柵的氣道流出的高壓蒸汽垂直打在第一個汽室內的輪板板面上，變向柵上的每一個氣道和與其一一對應且垂直設置的輪板構成一個做功個體，做功后的高壓蒸汽再進入第二個變向柵，從第二個變向柵的氣道流出的高壓蒸汽再垂直打在第二個汽室內的輪板板面上，依次類推，持續不間斷做功，直至高壓蒸汽對最后一個汽室內的輪板做完功，最后從排氣倉排出。

前述的蒸汽輪機，其特征在于，前述汽缸部還包括：鎖板，前述鎖板呈圓環形，與轉軸上的柱形凸臺和筒體內部的軸套固定連接，使柱形凸臺鎖定在對應的軸套內。