CN103306757A - 一种小型蒸汽发电机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种小型蒸汽发电机。可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机是由空气增压器、蒸汽升压器、动能转化器和电动机、锅炉、气缸、发电机组成的。可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的锅炉内的蒸汽压力是靠空气增压器的气泵和锥台形的蒸汽升压器的长叶片旋转来增压的，达到发电标准的蒸汽通过动能转化器的长叶片旋转而转化成机械能并驱动20～35kW/小时发电机运转发电的；其废蒸汽是通过蒸汽升压器升压后压入锅炉来再利用的。采用可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的有益效果是可循环利用废蒸汽来发电，从而提高蒸汽的利用率。装置的结构简单，操作方便，利于工厂、学校、海岛上使用。

Description

一种小型蒸汽发电机

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发电机。

背景技术

现有的蒸汽发电机基本上都是每小时可发电数千千瓦的大型机组，所以只能供发电厂采用。对一个无法架设电源线路地区的单位、学校或是驻守海岛的部队，只能依靠柴油发电机、风力发电机、太阳能发电装置来发电，这类发电装置都需要相当的技术条件、经济条件的支持，所以也不是轻易可得的，因此，想利用这种装置来普及电源是困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便的小型蒸汽发电机。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种小型蒸汽发电机，其是由空气增压器、蒸汽升压器、动能转化器和电动机、锅炉、气缸、发电机组成的，它是将锅炉的一根排汽管与一个动能转化器I的进汽管相连接，动能转化器I的皮带轮用皮带与一台9.5KW/小时发电机的皮带轮相连接，9.5KW/小时发电机的后传动轴上设一个皮带轮与蒸汽升压器I的皮带轮相连接；动能转化器I的排汽管与一个蒸汽升压器I的进汽管相连接，蒸汽升压器I的排汽管与锅炉相连接，锅炉的另一根排汽管与蒸汽升压器II的进汽管相连接，蒸汽升压器II的排汽管与汽缸的进汽管相连接，汽缸的排汽管与动能转化器II的进汽管相连接，动能转化器II的皮带轮用皮带与一台20～35KW/小时发电机的皮带轮相连接，动能转化器II的排汽管与一个蒸汽升压器III的进汽管相连接，蒸汽升压器III的排汽管与锅炉相连接；20～35KW/小时发电机的后传动轴上连接两个皮带轮，分别与蒸汽升压器III、蒸汽升压器II的皮带轮相连接；9.5KW/小时发电机所发的电能是供7.5KW/小时电动机运转时使用的，7.5KW/小时电动机的传动轴上设一个皮带轮，并通过皮带与一组空气增压器的皮带轮相连接，一组空气增压器设两个空气增压器，每个空气增压器上连接两个气泵，四个气泵的排气管与锅炉的进气管相连接，上述所有连接管道上均设有单向阀。

发电机起动时，先将锅炉的蒸汽汽压烧至23大气压，即可停止烧炉，将锅炉内的23大气压的蒸汽通入功率为9.5KW/小时的发电机组的动能转化器I来驱动发电机发电，功率为9.5KW/小时发电机所发的电，供空气增压器的功率为7.5KW/小时电动机运转所需；功率为9.5KW/小时的发电机的动能转化器I排出的废蒸汽经过蒸汽升压器I后压入锅炉，此时，锅炉内的汽压可能不足23大气压，即可由7.5KW/小时的电动机通过皮带轮驱动两个空气增压器的圆盘旋转，使4个空气泵的活塞运行，将压缩空气通过单向排气阀给锅炉增压，增压后的锅炉内可保持23大气压不变。保持23大气压的锅炉内的蒸汽由锅炉上的另一个排汽单向阀排出，经蒸汽升压器II升压至45大气压，压入汽缸中稳压；从汽缸的排汽单向阀排出的具有45大气压的蒸汽进入动能转化器II，动能转化器II通过皮带轮驱动功率为20～35KW/小时的发电机运转发电，所发的电即供应所需之处；从动能转化器II中排出的废蒸汽经蒸汽升压器升压后，压入锅炉。在暂不烧锅炉的条件下，发电机可自动循环操作，直到锅炉内的汽压经空气增压器和蒸汽升压器III升压后仍不能使23大气压不下降时，方需再给锅炉添加燃料烧炉，使汽压升至于23大气压。由此可见可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机在起动后的操作过程基本上是自动的，其间的调整操作也是十分简单，所以由1名操作人员即可掌握连续发电；所以适用于工厂、学校、海岛上使用。

由于小型蒸汽发电机基本上不会再排放出废蒸汽，从而使可循环利用废汽的小型蒸汽发电机的蒸汽利用率大为提高，经估算其蒸汽利用率与现有的类同蒸汽发电机的蒸汽利用率相比，最少可提高10％，其节能效果可观。

小型蒸汽发电机的空气增压器的结构是在一个具盖板的圆环中，沿着圆环的直径线位置，设置一个矩形滑板，矩形滑板的上面设有三个并列而不能旋转的小齿轮，在矩形滑板的两端面的中心位置上分别设连接杆，连接杆穿过圆环环壁后分别连接一个气泵的活塞杆，此气泵是固定在支架上而不能移位的，气泵的排气管上设排气单向阀，排气单向阀的排气出口管与锅炉的进气单向阀相连接。在圆环合上盖板时，盖板的内面上设有限定矩形滑板只能左右移动的轨道，轨道应卡在矩形滑板的两侧，圆环的环周边设有固定攀，可将圆环固定在支架上，使圆环不能旋转；圆环的另一面可插入一块圆盘，圆盘上设两个大齿轮，这两个大齿轮在圆盘插入圆环时，必须布设在矩形滑板的两侧，并与矩形滑板上三个并列而不能旋转的小齿轮中的一个小齿轮的轮齿相啮合，当圆盘在圆环中旋转时，大齿轮会同步围绕着三个小齿轮旋转，在大齿轮沿矩形滑板的一个侧边旋转并移动时，可使矩形滑板向矩形滑板的一个端头方向滑动，当大齿轮移动至矩形滑板的另一个侧边时，可使矩形滑板向矩形滑板的另一端头方向滑动，即完成了推拉圆环两侧固定的气泵活塞的动作；在圆盘的底面按120°角分设三个插杆，当盖板、圆环、圆盘构成一个空气增压器时，在两个空气增压器的圆盘之间配用同一个皮带轮，所以在皮带轮的平面上，按120°角分设三个已穿透皮带轮的插孔，将一个空气增压器的圆盘底面上的三根插杆从皮带轮的一个面上插入三个插孔中，再将另一个空气增压器底面上的三根插杆从皮带轮的另一个面上插入相同的三个插孔中，此时，一个插孔中是插入两根插杆，于是使一个皮带轮可带动两个空气增压器同步旋转；此皮带轮通过皮带与功率为7.5KW/小时的电动机的皮带轮相连接；开动电动机，通过皮带轮可驱动两个空气增压器的圆盘旋转，于是圆盘上的两个大齿轮同步旋转，并围绕着三个小齿轮旋转，驱使矩形滑板两端的气泵活塞杆左右推拉，通过气泵活塞移动的动作，可将空气吸入泵体，再将吸入的空气通过排气单向阀压入锅炉。

小型蒸汽发电机的动能转化器I和II的结构是在一个卧倒的两端密封的圆柱体容器的两端圆心位置上设一根轴杆，轴杆穿过容器两端的轴杆上各设有一个轴承，在其中一个轴承的里侧轴杆上设一个皮带轮；在圆柱体容器内的轴杆上固定设有长叶片的套筒I，圆柱体容器的上下两侧各设有一根蒸汽管，蒸汽管的端头处设单向阀；在密封容器与轴杆的交接处设有密封圈。动能转化器的作用是使锅炉中排出的高压蒸汽进入动能转化器后来推动长叶片，使轴杆旋转，轴杆上的皮带轮同步旋转，则使密封容器内的蒸汽动力转化为机械能，通过皮带轮与皮带，使发电机的传动轴上的皮带轮旋转，驱使发电机旋转发电。从动能转化器内排出的废蒸汽经蒸汽升压器升压并压入锅炉。

小型蒸汽发电机的蒸汽升压器I、II和III是一个两端密封的卧倒的锥台形容器，在容器靠近两端的内壁上各固定一个设有轴承套的支架，轴承套内设轴承，两轴承中连接一根轴杆，轴杆上固定有以120°角分设三片长叶片的套筒II，长叶片的顶边是靠近锥台形容器内壁的；锥台形容器内的轴杆穿过锥台的大圆面后固定一个皮带轮，在锥台形容器与轴杆的交接处设有密封圈；在锥台形容器的两端圆面上各设一根设有单向阀的蒸汽管，一根蒸汽管作为进汽管，另一根蒸汽管作为出汽管。当发电机的后传动轴上的皮带轮带动锥台形容器上的皮带轮旋转时，进汽管处的单向阀开启，蒸汽进入蒸汽升压器I、II和III的锥台形容器内，经长叶片高速旋转升压后，顶开排汽单向阀，压入锅炉。

采用可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的有益效果是可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的结构简单，操作方便，由1名操作人员即可操控连续发电；利于工厂、学校、海岛上使用。由于可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机基本上不再排放出废蒸汽，所以蒸汽的利用率大为提高，经估算其蒸汽利用率与现有的类同蒸汽发电机的蒸汽利用率相比，最少可提高10％，其节能效果可观。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的空气增压器的装配分解示意图；

图3是本发明的蒸汽升压器的结构示意图；

图4是本发明的动能转化器的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的发电量是20～35KW/小时；可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机是将锅炉6的一根排汽管与一个动能转化器I 5的进汽管相连接，动能转化器I 5的皮带轮用皮带与一台9.5KW/小时发电机4的皮带轮相连接，9.5KW/小时发电机4的后传动轴上设一个皮带轮，来带动蒸汽升压器I 3运转；动能转化器I 5的排汽管与一个蒸汽升压器I 3的进汽管相连接，蒸汽升压器I 3的排汽管与锅炉6相连接，锅炉6的另一根排汽管与一个蒸汽升压器II 11的进汽管相连接，蒸汽升压器II 11的排汽管与汽缸7的进汽管相连接，汽缸7的排汽管与一个动能转化器II 10的进汽管相连接，动能转化器II 10的皮带轮用皮带与一台20～35KW/小时发电机8的皮带轮相连接，动能转化器II 10的排汽管与一个蒸汽升压器III9的进汽管相连接，蒸汽升压器III9的排汽管与锅炉6相连接；20～35KW/小时发电机8的后传动轴上连接两个皮带轮，来带动蒸汽升压器III、II9、11运转；7.5KW/小时电动机2的传动轴上设一个皮带轮，并通过皮带与一组空气增压器的皮带轮相连接，一组空气增压器设两个空气增压器1，每个空气增压器1上连接两个气泵17，四个气泵17的排气管与锅炉6的进气管相连接。上述装置的管道上均设有单向阀。

发电机起动时，先将锅炉6的蒸汽汽压烧至23大气压，即可停止烧炉，将锅炉6内的23大气压的蒸汽通入功率为9.5KW/小时的发电机4连接的动能转化器I 5来驱动发电机4发电，功率为9.5KW/小时发电机4所发的电，供空气增压器1的功率为7.5KW/小时电动机2运转所需；功率为9.5KW/小时的发电机的动能转化器I 5排出的废蒸汽经过蒸汽升压器I 3后压入锅炉6，此时，锅炉6内的汽压可能不足23大气压，即可由7.5KW/小时的电动机2通过皮带轮驱动两个空气增压器1旋转，使4个气泵17的活塞运行，将压缩空气通过单向排气阀18给锅炉6增压，增压后的锅炉6内可保持23大气压不变。保持23大气压的锅炉6内的蒸汽由锅炉6上的另一个排汽单向阀排出，经蒸汽升压器II 11升压至45大气压，压入汽缸7中稳压；从汽缸7的排汽单向阀排出的具有45大气压的蒸汽进入动能转化器II 10，动能转化器II 10通过皮带轮驱动功率为20～35KW/小时的发电机8运转发电，所发的电即供应所需之处；从动能转化器II 10中排出的废蒸汽经蒸汽升压器III9升压后，压入锅炉6。在暂不烧锅炉的条件下，可循环利用废汽的蒸汽发电机可自动操作，直到锅炉6内的汽压经增压、升压后仍从23大气压向下降时，方需再给锅炉6添加燃料烧炉，使汽压升至于23大气压，使可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机能维持发电。

参照图2、图1，可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的空气增压器1的结构是在一个具盖板的圆环13中，沿着圆环13的直径线位置，设置一个矩形滑板14，矩形滑板14的上面设有三个并列而不能旋转的小齿轮15，在矩形滑板14的两端面的中心位置上设连接杆16，连接杆16穿过圆环13的环壁后连接一个气泵17的活塞杆，此气泵17是固定不能移位的，气泵17的排气管上设排气单向阀18，排气单向阀18的排气出口管与锅炉6的进气单向阀相连接。盖板的内面上设有限定矩形滑板14左右移动的轨道12，盖板合上圆环13时，轨道12应卡在矩形滑板14的两侧，圆环13的环周边设有固定攀，可将圆环13固定在支架上，使圆环13不能旋转；圆环13的另一面可插入一块圆盘20，圆盘20上设两个大齿轮19，这两个大齿轮19在圆盘20合上圆环13时，必须布设在矩形滑板14的两侧，并与矩形滑板14上的三个并列而不能旋转的小齿轮15中的一个小齿轮的轮齿相啮合，当圆盘20在圆环13中旋转时，大齿轮19会同步围绕着三个小齿轮15旋转，在大齿轮19沿矩形滑板14的一个侧边旋转并移动时，可使矩形滑板14向矩形滑板14的一个端头方向滑动，当大齿轮19移动至矩形滑板14的另一个侧边时，可使矩形滑板14向矩形滑板14的另一个端头方向滑动，即完成了推拉气泵17活塞的动作；在圆盘20的另一面按120°角分设三个插杆21，当盖板、圆环13、圆盘20构成一个空气增压器1时，在两个空气增压器1的圆盘20之间配用同一个皮带轮22，所以在皮带轮22的平面上，按120°角分设三个已穿透皮带轮22的插孔23，将一个空气增压器1的圆盘20底面上的三根插杆21从皮带轮22的一个面上插入三个插孔23中，再将另一个空气增压器1圆盘20底面上的三根插杆21从皮带轮22的另一个面上插入相同的三个插孔23中，于是一个皮带轮22可带动两个空气增压器1的圆盘20同步旋转；皮带轮22通过皮带与功率为7.5KW/小时的电动机2的皮带轮相连接；开动电动机2，可驱动两个空气增压器1的圆盘20旋转，于是圆盘20上的两个大齿轮19同步旋转，并围绕着三个小齿轮15旋转，驱使矩形滑板14两端的气泵17的活塞杆左右推拉，通过气泵17活塞移动的动作，可将空气吸入缸体，再将吸入的空气通过排气单向阀18压入锅炉6。

参照图4、图1，可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的动能转化器I、II 5、10的结构是在一个卧倒密封的圆柱体容器32，在圆柱体容器32的两端圆心位置设一根轴杆35，轴杆35穿过容器32两端的轴杆35上各设有一个轴承31，在其中一个轴承31里侧的轴杆35上设有一个皮带轮36；在圆柱体容器32内的轴杆35上固定有长叶片的套筒I 34，圆柱体容器32的上下两侧各设有一根蒸汽管33，蒸汽管33的端头处设单向阀；在圆柱体容器32与轴杆35的交接处设有密封圈37。动能转化器I、II 5、10的作用是从锅炉6中排出的高压蒸汽进入动能转化器I、II 5、10后，蒸汽推动长叶片旋转，于是带动轴杆35旋转，使轴杆35上的皮带轮36同步旋转，通过皮带带动发电机8的传动轴上的皮带轮旋转，使发电机8发电。从动能转化器I、II 5、10内排出的废蒸汽经蒸汽升压器I、III3、9升压后，压入锅炉6。

参照图3、图1，可循环利用废蒸汽的小型蒸汽发电机的蒸汽升压器I、III、II 3、9、11是一个两端密封的卧倒的锥台形容器，在锥台形容器靠近两端的内壁上各固定一个轴承套支架30，轴承套内设有轴承，轴承中心连接一根轴杆25，轴杆25上固定有以120°角分设三片长叶片28的套筒II 29，长叶片28顶边是靠近锥台形容器内壁的；在锥台形容器内的轴杆穿过锥台的大圆面后固定一个皮带轮24，在锥台形容器与轴杆的交接处设有密封圈26；在锥台形容器的两端圆面上各设一根设有单向阀的蒸汽管，一根蒸汽管作为进汽管，另一根蒸汽管作为出汽管。当发电机4、8的后传动轴上的皮带轮带动锥台形容器I、III、II 3、9、11上的皮带轮旋转时，进汽管处的单向阀开启，蒸汽进入蒸汽升压器I、III、II 3、9、11的锥台形容器内，经长叶片28高速旋转升压后，顶开排汽单向阀，压入锅炉6。

Claims (4)

1.一种小型蒸汽发电机，它是由空气增压器、蒸汽升压器、动能转化器和电动机、锅炉、气缸、发电机组成的，其特征在于：它是将锅炉(6)的一根排汽管与一个动能转化器I(5)的进汽管相连接，动能转化器I(5)的皮带轮用皮带与一台9.5KW/小时发电机(4)的皮带轮相连接，9.5KW/小时发电机(4)的后传动轴上设一个皮带轮与蒸汽升压器I(3)的皮带轮相连接；动能转化器I(5)的排汽管与一个蒸汽升压器I(3)的进汽管相连接，蒸汽升压器I(3)的排汽管与锅炉(6)相连接，锅炉(6)的另一根排汽管与蒸汽升压器II(11)的进汽管相连接，蒸汽升压器II(11)的排汽管与汽缸(7)的进汽管相连接，汽缸(7)的排汽管与动能转化器II(10)的进汽管相连接，动能转化器II(10)的皮带轮用皮带与一台20～35KW/小时发电机(8)的皮带轮相连接，动能转化器II(10)的排汽管与一个蒸汽升压器III(9)的进汽管相连接，蒸汽升压器III(9)的排汽管与锅炉(6)相连接；20～35KW/小时发电机(8)的后传动轴上连接两个皮带轮，分别与蒸汽升压器III(9)、蒸汽升压器II(11)的皮带轮相连接；7.5KW/小时电动机(2)的传动轴上设一个皮带轮，并通过皮带与一组空气增压器的皮带轮相连接，一组空气增压器设两个空气增压器(1)，每个空气增压器(1)上连接两个气泵(17)，四个气泵(17)的排气管与锅炉(6)的进气管相连接。

2.根据权利要求1所述的小型蒸汽发电机，其特征在于：其空气增压器(1)的结构是在一个具盖板的圆环(13)中，沿着圆环(13)的直径线位置，设置一个矩形滑板(14)，矩形滑板(14)的上面设有三个并列而不能旋转的小齿轮(15)，在矩形滑板(14)的两端面的中心位置上分别设连接杆(16)，连接杆(16)穿过圆环(13)的环壁后分别连接一个气泵(17)的活塞杆，气泵(17)是固定不能移位的，气泵(17)的排气管上设排气单向阀(18)，排气单向阀(18)的排气出口管与锅炉(6)的进气单向阀相连接；圆环(13)的盖板内面上设有限定矩形滑板(14)左右移动的轨道(12)，盖板合上圆环(13)时，轨道(12)应卡在矩形滑板(14)的两侧，圆环(13)的环周边设有固定攀；圆环(13)的另一面可插入一块圆盘(20)，圆盘(20)上设两个大齿轮(19)，这两个大齿轮(19)在圆盘(20)插入圆环(13)时，必须布设在矩形滑板(14)的两侧，并与矩形滑板(14)上的三个并列而不能旋转的小齿轮(15)中的一个小齿轮的轮齿相啮合；在圆盘(20)的另一面按120°角分设三个插杆(21)，当盖板、圆环(13)、圆盘(20)构成一个空气增压器(1)时，在两个空气增压器(1)的圆盘(20)之间配用同一个皮带轮(22)，皮带轮(22)的平面上，按120°角分设三个已穿透皮带轮(22)的插孔(23)，每个空气增压器(1)的圆盘(20)底面上的三根插杆(21)可插入三个插孔(23)中；皮带轮(22)通过皮带与功率为7.5KW/小时的电动机(2)的皮带轮相连接。

3.根据权利要求1所述的小型蒸汽发电机，其特征在于：其动能转化器I(5)、动能转化器II(10)的结构是在一个卧倒密封的圆柱体容器(32)的两端圆心位置设一根轴杆(35)，穿出圆柱体容器(32)两端的轴杆上分别设有轴承(31)，在其中一个轴承(31)里侧的轴杆(35)上设有一个皮带轮(36)；在圆柱体容器(32)内的轴杆(35)上固定设有长叶片的套筒I(34)，圆柱体容器(32)的上下两侧各设有一根蒸汽管(33)，蒸汽管(33)的端头处设单向阀；在圆柱体容器(32)与轴杆(35)的交接处设有密封圈(37)。

4.根据权利要求1所述的小型蒸汽发电机，其特征在于：其蒸汽升压器I(3)、蒸汽升压器III(9)、蒸汽升压器II(11)是一个两端密封的卧倒的锥台形容器，在锥台形容器靠近两端的内壁上各固定一个轴承套支架(30)，轴承套内设有轴承，轴承中连接一根轴杆(25)，轴杆(25)上固定有以120°角分设三片长叶片(28)的套筒II(29)，长叶片(28)顶边是靠近锥台形容器内壁的；在锥台形容器内的轴杆(25)穿出锥台的大圆面后固定一个皮带轮(24)，在锥台形容器与轴杆(25)的交接处设有密封圈(26)；在锥台形容器的两端圆面上各设一根设有单向阀的蒸汽管。

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