CN101469673A - 尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组 - Google Patents
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Abstract
尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组，由两级涡轮、涡轮轴、增压泵轮和密封壳体组成；密封壳体的下方含有一个进风架；密封壳体下端含有一个废气输入管道，其特征在于密封壳体上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形螺壳废气流道，螺壳废气流道与废气输入管道连接。本发明的有益效果包括：采用增压泵轮可使密封壳体内的气体获得压力，从而使发动机的效率大大增加。采用两级涡轮可进一步提高发动机的效率。采用螺壳废气流道可以充分利用废气气流的动能，并使废气气流对空气的加热处于最佳状态。本发明采用无外壳的行星增速器还使得两级涡轮具有自适应能力从而使涡轮发电机组系统始终处于最佳匹配和最高效率状态。
Description
所属技术领域
本发明涉及尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组。
背景技术
现有的发动机排气中含有大量的能量未能加以利用，表现为高速流动的高温废气直接排放大气。即使采用废气涡轮增压也只能利用极少一部分能量。尤其是燃气涡轮发动机排放废气的能量更大。
发明内容
本发明的目的是要提供尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：用两级涡轮即第一级涡轮和第二级涡轮、涡轮轴、增压泵轮和密封壳体组成一台尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组。在密封壳体的下方采用一个进风架。在密封壳体的进风口上方采用一个固定安装于第一涡轮轴上的增压泵轮。在密封壳体下端设置一个废气输入管道，各种低品位热气包括大功率柴油机或燃气涡轮发动机的排气、由地热提供的热气或蒸汽、钢铁厂、水泥厂、各种窑炉及热电厂的余热气体和烟道废气通过此废气输入管道进入密封壳体并转换成高品位机械能输出。密封壳体上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形的螺壳废气流道，螺壳废气流道与废气输入管道连接。
作为对上述技术方案的改进：在密封壳体内采用旋转方向相反的两级涡轮：采用两级涡轮通过一个具有两个同心安装旋转方向相反的输入端和一个输出端的行星增速器形成动力汇流：采用第一级涡轮与泵轮刚性连接：以及对密封壳体采用绝热层。
本发明的有益效果包括：采用增压泵轮可使密封壳体内的气体获得压力，从而使得涡轮发电机组的效率大大增加。采用两级涡轮可进一步提高发动机的效率。采用螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形废气流道可以充分利用废气气流的动能，并使废气气流对空气的加热处于最佳状态。本发明采用无外壳的行星增速器还使得两级涡轮具有自适应能力从而使涡轮发电机组系统始终处于最佳匹配和最高效率状态。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组实施例的结构剖示图。
图中1.第一级涡轮，2.第二级涡轮，3.第一涡轮轴，4.第二涡轮轴，5.增压泵轮，6.密封壳体，7.内齿圈，8.行星架，9.进风架，10.螺壳废气流道，11.废气输入管道，12.绝热层，13.螺旋曲线，14.输出端，15.发电机。
具体实施方式
在图1中，两级涡轮即第一级涡轮1和第二级涡轮2、第一涡轮轴3、第二涡轮轴4、增压泵轮5和密封壳体6组成一台尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组。第一级涡轮1与增压泵轮5刚性连接并同时与内齿圈7连接。第二级涡轮2通过第二涡轮轴4与行星架8连接。在密封壳体6的下方是一个进风架9。在密封壳体6的进风口上方采用一个固定安装于第一涡轮轴3上的增压泵轮5。在密封壳体6上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形废气流道简称螺壳废气流道10。密封壳体6下端含有一个废气输入管道11，螺壳废气流道10与废气输入管道11连接。各种低品位热气通过此废气输入管道11进入密封壳体6。密封壳体6带有绝热层12以减少热损。尧式低品位能量涡轮发电机组产生的能量通过输出端14传递给发电机15。
图1所示实施例的工作原理为：各种低品位热气通过废气输入管道11进入螺壳废气流道10。由于这些热气具有热能和动能，而螺壳废气流道10为充分利用废气气流的动能提供了条件。在螺壳废气流道10附近，废气与增压空气充分换热并使空气膨胀产生势能。这些势能和动能共同推动第一级涡轮1转动，并通过第一涡轮轴3带动增压泵轮5使得从进风架9进入密封壳体6的空气增压。增压的空气经废气加热产生更大的压力，推动第一级涡轮1加速转动。这又使得增压泵轮5的增压作用进一步增强，由此形成雪崩反应，使涡轮发电机组迅速达到最大输出功率。这些输出功率通过发电机15转化为电能输出。
这里要强调：由于增压泵轮的转动使密封壳体6内的气体旋转，旋转气流按照螺旋曲线13所指引的途径运动。螺壳废气流道10的角度与增压泵轮5产生的旋转气流的运动方向相同，从而增强了气流运动能量，更有利于两级涡轮的动能利用。
还需要指出：第一级涡轮1只吸收了一部分膨胀的能量做功，将剩余的能量留给第二级涡轮2继续吸收做功。第一级涡轮1所做的功一部分通过第一涡轮轴3传递给增压泵轮5，另一部分功率传递给行星机构的内齿圈7。第二级涡轮2通过第二级涡轮轴4将功率传递给行星机构的行星架8。这两个涡轮在行星增速器中完成动力汇流后共同输出并使涡轮发电机组系统始终处在效率曲线的高位运行。
现有的燃气涡轮发动机都设有多级导轮机构，在许多场合它们都具有有益效果。但经我们研究发现：导轮机构的存在同时也使发动机的结构复杂化，而且还影响发动机的工作效率。如果能够采用可逆性的涡轮和泵轮来取代导轮，既可以简化结构，又能大大提高工作效率。所以我们采用不设导轮。
本发明的技术要求为：当两只相反旋转的涡轮均为125转/分时，三构件同时运作的行星齿轮机构升速比为6:1，它的任务就是驱动750转/分的交流发电机，以保证输出电能为50赫兹。可与电网直接连接。
Claims (5)
1.尧式低品位能量螺壳涡轮发电机组，由两级涡轮即第一级涡轮和第二级涡轮、涡轮轴、增压泵轮和密封壳体组成；在密封壳体的下方含有一个进风架；在密封壳体的进风口上方含有一个固定安装于第一涡轮轴上的增压泵轮，在密封壳体下端含有一个废气输入管道，各种低品位热气包括大功率柴油机或燃气涡轮发动机的排气、由地热提供的热气或蒸汽、钢铁厂、水泥厂、各种窑炉及热电厂的余热气体和烟道废气通过此废气输入管道进入密封壳体并转换成高品位机械能输出，其特征在于密封壳体上制有螺旋上升并且截面逐渐缩小的半圆形螺壳废气流道，螺壳废气流道与废气输入管道连接。
2.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于密封壳体内含有旋转方向相反的两级涡轮。
3.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于密封壳体含有绝热层。
4.根据权利要求1或2所述的发电机组，其特征在于密封壳体内的两级涡轮具有自适应能力。
5.根据权利要求1或2所述的发电机组，其特征在于密封壳体内的两级涡轮通过一个具有两个同心安装旋转方向相反的输入端和一个输出端的行星增速器形成动力汇流。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604797A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-05-25 | 高飞 | 一种螺形结构的风能发电机 |
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2007
- 2007-12-25 CN CNA2007101728779A patent/CN101469673A/zh active Pending
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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