[發(fā)明專利]一種多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)及其裝配方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011263684.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN112483188A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 至玥騰風(fēng)科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): F01D1/36
• 分類號(hào): F01D1/36;F01D13/02;F01D5/02;F01D5/06;F01D25/24;F01D9/02;F01D25/16;F01D15/10
• 代理公司: 北京嘉途睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11793
• 代理人: 李鵬

一種多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)，包括至少兩個(gè)特斯拉渦輪機(jī)單元；特斯拉渦輪機(jī)單元包括：轉(zhuǎn)軸，至少兩個(gè)徑向軸承和設(shè)置于轉(zhuǎn)軸和至少兩個(gè)徑向軸承上的殼體，殼體上設(shè)置有介質(zhì)入口和介質(zhì)出口；設(shè)置于殼體內(nèi)的若干個(gè)轉(zhuǎn)盤，若干個(gè)轉(zhuǎn)盤固定連接于轉(zhuǎn)軸上，若干個(gè)轉(zhuǎn)盤中的每?jī)蓚€(gè)相鄰轉(zhuǎn)盤之間均設(shè)置有間隙，若干個(gè)轉(zhuǎn)盤中的每個(gè)轉(zhuǎn)盤上均繞中心均布設(shè)置排氣孔；至少兩個(gè)徑向軸承設(shè)置于轉(zhuǎn)軸上。上一級(jí)特斯拉渦輪機(jī)單元的介質(zhì)出口與下一級(jí)特斯拉渦輪機(jī)單元的介質(zhì)入口連通。本發(fā)明的多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)，落壓比高，減少壓降損失，系統(tǒng)整體效率高，壓縮后的氣體可以得到充分利用，可節(jié)約能源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬渦輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)及其裝配方法。

背景技術(shù)

特斯拉渦輪機(jī)是一種無葉片的，由流體剪切力驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)，它被稱為無葉片渦輪。特斯拉渦輪機(jī)應(yīng)用了邊界層效應(yīng)，流體受黏滯力影響，會(huì)在管壁或者其它物體邊緣形成一層很薄的邊界層，在邊界層內(nèi)，固定表面的流速為0，離表面越遠(yuǎn)速度越大。利用這個(gè)效應(yīng)就可以讓高速運(yùn)動(dòng)的流體帶動(dòng)一組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。特斯拉渦輪機(jī)的機(jī)械效率可達(dá)95％，比普通的葉片渦輪機(jī)高得多。

然而目前特斯拉渦輪的落壓比很難突破2，即壓氣機(jī)將氣體增壓，高壓氣體對(duì)渦輪做功后會(huì)存在較大的壓力損失，因此當(dāng)其用于發(fā)電或發(fā)熱等系統(tǒng)中時(shí)，熱效率并不高，造成能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)，可解決現(xiàn)有特斯拉渦輪落壓比低，易造成壓力損失、系統(tǒng)效率低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)，包括至少兩個(gè)特斯拉渦輪機(jī)單元；所述特斯拉渦輪機(jī)單元包括：轉(zhuǎn)軸，至少兩個(gè)徑向軸承和設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸和至少兩個(gè)徑向軸承上的殼體，所述殼體上設(shè)置有介質(zhì)入口和介質(zhì)出口；設(shè)置于所述殼體內(nèi)的若干個(gè)轉(zhuǎn)盤，所述若干個(gè)轉(zhuǎn)盤固定連接于所述轉(zhuǎn)軸上，所述若干個(gè)轉(zhuǎn)盤中的每?jī)蓚€(gè)相鄰轉(zhuǎn)盤之間均設(shè)置有間隙，所述若干個(gè)轉(zhuǎn)盤中的每個(gè)轉(zhuǎn)盤上均繞中心均布設(shè)置排氣孔；所述至少兩個(gè)徑向軸承設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸上；上一級(jí)特斯拉渦輪機(jī)單元的介質(zhì)出口與下一級(jí)特斯拉渦輪機(jī)單元的介質(zhì)入口連通。

進(jìn)一步的，每個(gè)特斯拉渦輪機(jī)單元包括電機(jī)，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與所述轉(zhuǎn)軸連接；或者，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為所述轉(zhuǎn)軸。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)為發(fā)電機(jī)或啟發(fā)一體式電機(jī)。

進(jìn)一步的，每個(gè)特斯拉渦輪機(jī)單元包括推力軸承。

進(jìn)一步的，兩個(gè)徑向軸承分別位于兩端轉(zhuǎn)盤的外側(cè)。

進(jìn)一步的，至少兩個(gè)徑向軸承和/或推力軸承為非接觸式軸承。

進(jìn)一步的，所述介質(zhì)入口設(shè)置有噴嘴。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)盤兩側(cè)面設(shè)置螺旋式空氣槽。

上述多級(jí)特斯拉渦輪機(jī)的裝配方法，包括如下步驟：

S100)、裝配特斯拉渦輪機(jī)單元：

S110)、裝配特斯拉渦輪單元的一片轉(zhuǎn)盤套入轉(zhuǎn)軸固定，接著套入墊片；

S120)、重復(fù)步驟110)，依次套入預(yù)定數(shù)量的轉(zhuǎn)盤，直至套入最后一片轉(zhuǎn)盤；最后一片轉(zhuǎn)盤端部通過彈性擋圈固定、限制所述轉(zhuǎn)盤的軸向位移；

S130)、將殼體罩設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤上并密封；

S140)、轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)前級(jí)數(shù)的特斯拉渦輪機(jī)，檢測(cè)轉(zhuǎn)盤之間的同軸度，平行度的偏差及振動(dòng)幅度；

S150)、如果步驟S140中，檢測(cè)的轉(zhuǎn)盤之間的同軸度，平行度的偏差及振動(dòng)幅度超過預(yù)定值，則取下最后裝配的轉(zhuǎn)盤后重復(fù)步驟S140和步驟S150直至檢測(cè)的轉(zhuǎn)盤之間的同軸度，平行度的偏差及振動(dòng)幅度在預(yù)定值范圍內(nèi)，完成單個(gè)特斯拉渦輪機(jī)單元的裝配；

S200)、重復(fù)步驟S100，直至完成預(yù)定級(jí)數(shù)的特斯拉渦輪機(jī)的裝配；