[發(fā)明專利]徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010970779.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112096460B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐明照;刁安娜;袁瑋瑋;楊小強(qiáng);劉釋杰;翁愷;高培文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/30;F01D9/04;F01D11/00;F01D25/00
• 代理公司: 上海華祺知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31247
• 代理人: 劉衛(wèi)宇

一種徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)氣管、靜輪盤、導(dǎo)流錐、葉輪、轉(zhuǎn)軸、動(dòng)葉輪蓋和排氣導(dǎo)流環(huán)。進(jìn)氣管與靜輪盤的背面相連，靜輪盤的正面設(shè)有多個(gè)延周向間隔排列的靜葉片，多個(gè)靜葉片環(huán)繞在靜輪盤的中心通孔周圍，每相鄰的兩個(gè)靜葉片之間的間隙構(gòu)成噴嘴；導(dǎo)流錐的底部與多個(gè)靜葉片的頂部相連；葉輪套設(shè)于轉(zhuǎn)軸外，并與轉(zhuǎn)軸相連；葉輪的正面設(shè)有多個(gè)延周向間隔排列的動(dòng)葉片；動(dòng)葉輪蓋為環(huán)狀，動(dòng)葉輪蓋的底面與多個(gè)動(dòng)葉片的頂部連接。多個(gè)動(dòng)葉片環(huán)繞在多個(gè)噴嘴的周圍；排氣導(dǎo)流環(huán)環(huán)繞設(shè)置在葉輪的周圍，并與靜輪盤相對，排氣導(dǎo)流環(huán)與靜輪盤之間的環(huán)形間隙構(gòu)成排氣通道。本發(fā)明工作時(shí)內(nèi)部的工質(zhì)氣體流向?yàn)殡x心式徑流，且高效可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透平機(jī)技術(shù)。

背景技術(shù)

透平作為一個(gè)動(dòng)力循環(huán)中的關(guān)鍵部件，對于它的研究也相當(dāng)重要。目前，透平主要分為軸流式透平和徑流式透平。軸流式透平一般設(shè)計(jì)為多級，流量大，輸出功率大。但因不同半徑處的旋轉(zhuǎn)線速度不同，葉片一般較長且扭曲，反動(dòng)度跟速比沿葉高變化較快，不能一直處于最佳速比狀態(tài)。徑流式透平分為離心和向心兩類，向心透平的葉輪形狀與半開式離心壓氣機(jī)葉輪的形狀及其相似，葉輪上的葉片由徑向直葉片和出口的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片組合形成，具有較好的強(qiáng)度和剛度；其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高，在透平的輸出端往往需要配置速比較大的減速器；一般設(shè)計(jì)為單級，焓降大，在流動(dòng)方向，葉高變化劇烈，流量受到限制，氣動(dòng)與幾何不相容，只能用于小流量，軸功率在1MW以內(nèi)。 離心透平是軸向進(jìn)氣，一般設(shè)計(jì)為多級，各級焓降分配合理，可利用余速和重?zé)幔?流量比向心大，焓降大，一般在1MW~25MW 。

在本世紀(jì)初，隨著ORC技術(shù)的興起，有機(jī)工質(zhì)較水蒸汽而言分子量大，音速低，易形成超音速流動(dòng)，離心透平可采用多級設(shè)計(jì)，各級焓降合理分配，利用余速和重?zé)幔軌蛴行岣哒麢C(jī)熱效率。離心式透平在同等裝機(jī)容量下，效率高，體積小，轉(zhuǎn)速低，振動(dòng)低，噪音小，檢維修方便，這些優(yōu)勢很快就被業(yè)內(nèi)所關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種工作時(shí)內(nèi)部的工質(zhì)氣體流向?yàn)殡x心式徑流、高效可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)氣管、靜輪盤、導(dǎo)流錐、葉輪、轉(zhuǎn)軸、動(dòng)葉輪蓋和排氣導(dǎo)流環(huán)；進(jìn)氣管的一端與靜輪盤的背面相連，靜輪盤的正面設(shè)有多個(gè)延周向間隔排列的靜葉片，多個(gè)靜葉片環(huán)繞在靜輪盤的中心通孔周圍，每相鄰的兩個(gè)靜葉片之間的間隙構(gòu)成噴嘴；導(dǎo)流錐的底部與多個(gè)靜葉片的頂部相連；葉輪套設(shè)于轉(zhuǎn)軸外，并與轉(zhuǎn)軸相連；葉輪的正面設(shè)有多個(gè)延周向間隔排列的動(dòng)葉片；動(dòng)葉輪蓋為環(huán)狀，動(dòng)葉輪蓋的底面與多個(gè)動(dòng)葉片的頂部連接，多個(gè)動(dòng)葉片環(huán)繞在多個(gè)噴嘴的周圍；排氣導(dǎo)流環(huán)環(huán)繞設(shè)置在葉輪的周圍，并與靜輪盤相對，排氣導(dǎo)流環(huán)與靜輪盤之間的環(huán)形間隙構(gòu)成排氣通道。

上述的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，其中，徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)包括動(dòng)葉輪蓋密封件，動(dòng)葉輪蓋密封件安裝在靜輪盤上，并與動(dòng)葉輪蓋的頂面密封配合。

上述的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，其中，徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)包括葉輪外周密封件，葉輪外周密封件安裝在排氣導(dǎo)流環(huán)的內(nèi)周面，并與葉輪的外周面密封配合。

上述的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，其中，葉輪設(shè)有平衡孔，以降低葉輪正面與葉輪背面之間的壓差。

上述的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，其中，葉輪與所述轉(zhuǎn)軸的一端相連。

上述的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)，其中，轉(zhuǎn)軸與葉輪的中心孔型面連接。

本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：

1、與傳統(tǒng)的徑流式透平膨脹機(jī)為向心式結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明實(shí)施例的徑流式透平膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的氣體流向?yàn)殡x心式徑流；

2、導(dǎo)流錐與靜輪盤連為一體，與常規(guī)導(dǎo)流錐裝在葉輪上相比，大大減小了轉(zhuǎn)軸的軸向力，提高了軸承的運(yùn)行可靠性；