CN103352730B - 一种汽动力机增压加力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽动力机增压加力装置，该装置包括汽膛壳体、汽体主进汽管和增压汽化管，汽膛壳体内由前至后依次设有前储汽腔、中储汽腔、后合汽腔、增压加力汽腔和总出汽口，增压汽化管的前端连接外置电源加热增压装置；伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管穿过前储汽腔、中储汽腔与后合汽腔，在前储汽腔内设有前出汽孔，其出口与总出汽口相通，伸入汽膛壳体内的增压汽化管穿过前储汽腔、中储汽腔后伸入增压加力汽腔内，并在其末端设置扩散出汽孔。本发明可快速提高机器功率，在不需要时以电能形式储存，缩小储汽容器，减小机器体积，还免于在提前转化储存过程中形成浪费，以提高能源效率，进一步提高能源综合利用率，使清洁能源得以广范充分利用。

Description

一种汽动力机增压加力装置

技术领域

本发明涉及一种高压汽动力机械的增压加力装置，特别是一种应用于子母式双轮转子汽动力机的汽动力机增压加力装置。

技术背景

动力机械中大都使用的是外燃机、内燃机和电动机。外燃机主要指的是蒸汽机，蒸汽机是18世纪工业革命的标志，推动了现代工业文明的进步，蒸汽机的弱点是：离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大；新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力不能过低，热效率难以提高；它是一种往复式机器，惯性力限制了转速的提高；工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

抛弃了笨重锅炉的内燃机，最终以其重量轻，体积小、热效率高和操作灵活等优点，在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。

然而，内燃机工作运转所消耗的能源正逐渐枯竭，以及所产生排放的二氧化碳等废汽是全球温室效应的元凶，使得全球环境问题日益严重和突出。

因此，能源的保障和环保问题都成了内燃机进一步发展的障碍。

本人发明了一种使用容易取得且清洁的能源的子母式双轮转子汽动力机（专利申请号：201310050282.1，申请日：2013年2月7日，申请人：粟永快），它集合了外燃机、内燃机和电动机的技术优点，取长补短。该汽动力机在高压汽体下工作运行，节能降耗明显，缩小了机器整体体积，使汽动力机结构紧凑，易于生产，利于推广。然而给机器提供额定汽体压力工作运行的情况下，若机器需要更大压力加速的时候，汽体的定压供给使加速受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可快速提高机器功率的汽动力机增压加力装置，以进一步完善和优化子母式双轮转子汽动力机。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种汽动力机增压加力装置包括带保温层的汽膛壳体11、两根并排伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管1和增压汽化管，汽膛壳体内由前至后依次设有前储汽腔7、中储汽腔8、后合汽腔9和总出汽口13，前储汽腔7、中储汽腔8和后合汽腔9的腔室由大至小排布，前储汽腔7和中储汽腔8之间由弧形分隔壁一20隔开，并通过设在弧形分隔壁一20外侧的中腔进汽管16相连通，中储汽腔8由一个内径为前大后小的锥筒形分隔壁二19、弧形分隔壁一20和分隔壁三40连接形成，锥筒形分隔壁二19的延伸壁与分隔壁三40连接形成后合汽腔9，锥筒形分隔壁二19及其延伸壁外侧与汽膛壳体11之间设有增压加力汽腔10，增压加力汽腔10内安装有内置加热增压装置12，中储汽腔8与后合汽腔9之间经中腔出汽口14相通，增压加力汽腔10与后合汽腔9的后端相通，后合汽腔9后端连接直管形总出汽口13；汽体主进汽管1和增压汽化管5在伸入汽膛壳体之前安装有单向汽阀21，汽体主进汽管1的进口端与单向汽阀21之间安装有供汽调节阀38，增压汽化管5的前端连接外置电源加热增压装置3，外置电源加热增压装置3的输入端有两路，一路通过供汽支进汽管2与供汽调节阀38连接，另一路与供液管4上的供液调节阀39连接；伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管1穿过前储汽腔7、中储汽腔8与后合汽腔9，在前储汽腔9内设有前出汽孔6，位于后合汽腔9的出口端与总出汽口13相通，伸入汽膛壳体内的增压汽化管5穿过前储汽腔7、中储汽腔8后伸入增压加力汽腔10内，并在其末端设置多个扩散出汽孔18。

所述汽膛壳体11设有多个并以串联形式连接时，总出汽口13的高压汽体接入另一串联体的主进汽管1。

，所述汽膛壳体11设有多个并以并联形式连接时，在子轮或母轮喷嘴前端设置出汽调节阀37，各汽膛壳体11的总出汽口13均从出汽调节阀37前端接入。

所述汽膛壳体11设有多个并以并联形式连接时，各汽膛壳体11的总出汽口13分别接入子轮喷嘴，并在总出汽口13上设置有出汽调节阀29。

所述汽膛壳体11设有多个并联时，各总出汽口13的输出端连接后再经总输出管输出。

所述述总输出管为直筒状或锥形状。

将本发明汽动力机增压加力装置应用于子母式双轮转子汽动力机，可以快速提高机器功率，在不需要时以电能形式储存，缩小储汽容器，减小机器体积，还免于在提前转化储存过程中形成浪费，以提高能源效率，进一步提高能源综合利用率，使清洁能源得以广范利用。

附图说明

图1是本发明汽动力机增压加力装置的结构示意图。

图2是将本发明应用于子母式双轮转子汽动力机的母轮上进行增压加力的示意图。

图3是将本发明应用于子母式双轮转子汽动力机的子轮上进行增压加力的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明汽动力机增压加力装置包括带保温层的汽膛壳体11及两根并排伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管1和增压汽化管5，汽膛壳体内由前至后依次设有前储汽腔7、中储汽腔8、后合汽腔9和总出汽口13，前储汽腔7、中储汽腔8和后合汽腔9的腔室由大至小排布，前储汽腔7和中储汽腔8之间由弧形分隔壁一20隔开，并通过设在弧形分隔壁一20外侧的中腔进汽管16相连通，中储汽腔8由一个内径为前大后小的锥筒形分隔壁二19、弧形分隔壁一20和分隔壁三40连接形成，锥筒形分隔壁二19的延伸壁与分隔壁三40连接形成后合汽腔9，锥筒形分隔壁二19及其延伸壁外侧与汽膛壳体11之间设有增压加力汽腔10，增压加力汽腔10内安装有内置加热增压装置12，中储汽腔8与后合汽腔9之间通过中腔出汽口14相通，增压加力汽腔10与后合汽腔9的后端相通，后合汽腔9后端连接直管形总出汽口13；汽体主进汽管1和增压汽化管5在伸入汽膛壳体之前安装有单向汽阀21，汽体主进汽管1的进口端与单向汽阀21之间安装有供汽调节阀38，增压汽化管5的前端连接外置电源加热增压装置3，外置电源加热增压装置3的输入端有两路，一路通过供汽支进汽管2与供汽调节阀38连接，另一路与供液管4上的供液调节阀39连接；伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管1穿过前储汽腔7、中储汽腔8与后合汽腔9，并在前储汽腔7内设有前出汽孔6，之后汽体主进汽管1在后合汽腔9的出口端与总出汽口13相通，伸入汽膛壳体11内的增压汽化管5穿过前储汽腔7、中储汽腔8后伸入增压加力汽腔10内，并在其末端设置多个扩散出汽孔18。

所述汽膛壳体11可单独一个运行工作，也可多个串联或并联运行，串联运行时，总出汽口13的高压汽体接入另一串联体的主进汽管1，外置电源加热增压装置3和进液管4设置不变；并联运行时，在子轮42喷嘴30或母轮41喷嘴23前端设置出汽调节阀37（如图2所示），各汽膛壳体11的总出汽口13均从出汽调节阀37前端接入；另一种并联运行是，各汽膛壳体11的总出汽口13分别接入两个子轮喷嘴30，并在总出汽口13上设置有出汽调节阀29（如图3所示）。

本发明的工作原理如下：

由汽体主进汽管1提供的汽体经供汽调节阀38、单向汽阀21后大部分从其出口端出来进入总出汽口供给子轮或母轮的喷嘴做功，有一部分从前出汽孔6排入前储汽腔7内，经中腔进汽管16进入中储汽腔8，再经中腔出汽口14流入后合汽腔9，由于汽体经过由大变小的腔室的压缩，使得它压力增大后再从总出汽口13排出做功。由供汽支进汽管2或供液管4，提供的汽体或液体经过外置电源加热增压装置3加热增压后，形成的高压汽体由增压汽化管5，从其末端的多个扩散出汽孔18，排入加热增压汽腔10，再经内置加热增压装置12的进一步增压处理后流入后合汽腔9及总出汽口13，从而使汽体压力得到进一步的增强。

如图2所示，将本发明应用于子母式双轮转子汽动力机的母轮上进行增压加力的工作原理：

在汽动力机需加力时，供汽支进汽管2提供基础汽体，液体的进液管4提供所需汽化的液体，通过外置电源加热增压装置3，进行一次加热汽化，到增压汽化管5，经单向汽阀21，进入汽膛壳体11，穿过前储汽腔7、中储汽腔8，到加热增压汽腔10，经多个扩散出汽孔18出汽，经内置电源加热增压装置再次加热增压后，射入合汽腔9混合增压，在总出汽口13和主进汽管1来汽一起，由出汽调节阀37调节出汽，汽门开关22开启后，由喷嘴23将高压汽体喷射进孔槽25中，孔槽内设置多片涡轮叶片26，高压汽体推动母轮41运转做功。

所述母轮41上只有一个孔槽，孔槽内设置多片涡轮叶片26，母轮41是在子轮带动下旋转，并在启动汽门开关22后做功。

所述喷嘴23上有密封件24，两侧还有密封附件27。

高压汽体推动母轮41，使孔槽25旋转到排汽区28，将高压释放。排汽区28尽量延长直至排汽阻挡件43，以使释放后高压汽体尽可能长的时间内伴随孔槽25和涡轮叶片26运转，使释放后高压汽体余能得到利用，提高汽动力机的效率。

在母轮41的孔槽25中，设置的涡轮叶片26，叶片受力方向是来自和孔槽25相通的喷嘴23，喷嘴23和转子41以最大做功半径相切安装，尽量远离圆心。

如图3所示，将本发明应用于子母式双轮转子汽动力机的子轮上进行增压加力的工作原理：

子轮运转系统在高压汽体推动子轮做功，及用电源加热增压加力原理，与母轮运转系统原理一样的。不同的是，子轮转子上有两个喷嘴30，多个孔槽31；母轮只有一个喷嘴23，一个孔槽25；母轮喷嘴上还有汽门开关22，子轮喷嘴上则没有。各汽膛壳体11的总出汽口13分别接入两个子轮喷嘴30，并在总出汽口13上设置有出汽调节阀29，出汽调节阀29是联动的阀门，可同时控制两个喷嘴30的汽体流量。

当工作汽体从总出汽口13到达出汽调节阀29时，出汽调节阀29开启，高压汽体分别从两个喷嘴30同时喷射到孔槽31，推动孔槽31及涡轮叶片33，使子轮42旋转做功，再带动母轮41旋转，并同时通过启动汽门开关22，高压汽体经喷嘴23对孔槽25及涡轮叶片26施压做功。

子轮两个喷嘴30在一定位置同时保持和一个孔槽相通，运转到一定位置还同时两个喷嘴和两个孔槽保持相通状态，子轮转子运转到任何状态下，都保持至少有一个子轮喷嘴和一个子轮孔槽相通，喷嘴不能通过孔槽和排汽区相通。

两个外置电源加热增压装置，分别独立安置，进汽管从进汽调节阀处相连通，进液管则从进液调节阀处连通。

本发明采用的外置电源加热增压装置3、内置电源加热增压装置12，为电源加热方式加热，可用电磁发热，电发热盘等方式给工质加热增压。

本发明汽动力机增压加力装置，旨在快速增压，提高机器功率，减少汽体储备量，缩小机器体积，提高能源效率和能源利用率，增强安全性和实用性，利于推广应用。

以上所述是对本发明实施例详细的描述，但并不局限于上述具体实施方式，在不脱离本发明宗旨和权利要求所限定范围的情况下，本发明还可有其他的优化和变形。

Claims (5)

1.一种汽动力机增压加力装置，其特征在于，该装置包括带保温层的汽膛壳体(11)、两根并排伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管(1)和增压汽化管(5)，汽膛壳体内由前至后依次设有前储汽腔(7)、中储汽腔(8)、后合汽腔(9)和总出汽口(13)，前储汽腔(7)、中储汽腔(8)和后合汽腔(9)的腔室由大至小排布，前储汽腔(7)和中储汽腔(8)之间由弧形分隔壁一(20)隔开，并通过设在弧形分隔壁一(20)外侧的中腔进汽管(16)相连通，中储汽腔(8)由一个内径为前大后小的锥筒形分隔壁二(19)、弧形分隔壁一(20)和分隔壁三(40)连接形成，锥筒形分隔壁二(19)的延伸壁与分隔壁三(40)连接形成后合汽腔(9)，锥筒形分隔壁二(19)及其延伸壁外侧与汽膛壳体(11)之间设有增压加力汽腔(10)，增压加力汽腔(10)内安装有内置加热增压装置(12)，中储汽腔(8)与后合汽腔(9)之间经中腔出汽口(14)相通，增压加力汽腔(10)与后合汽腔(9)的后端相通，后合汽腔(9)后端连接直管形总出汽口(13)；汽体主进汽管(1)和增压汽化管(5)在伸入汽膛壳体之前安装有单向汽阀(21)，汽体主进汽管(1)的进口端与单向汽阀(21)之间安装有供汽调节阀(38)，增压汽化管(5)的前端连接外置电源加热增压装置(3)，外置电源加热增压装置(3)的输入端有两路，一路通过供汽支进汽管(2)与供汽调节阀(38)连接，另一路与供液管(4)上的供液调节阀(39)连接；伸入汽膛壳体内的汽体主进汽管(1)穿过前储汽腔(7)、中储汽腔(8)与后合汽腔(9)，在前储汽腔(9)内设有前出汽孔(6)，位于后合汽腔(9)的出口端与总出汽口(13)相通，伸入汽膛壳体内的增压汽化管(5)穿过前储汽腔(7)、中储汽腔(8)后伸入增压加力汽腔(10)内，并在其末端设置多个扩散出汽孔(18)。

2.根据权利要求1所述的汽动力机增压加力的装置，其特征在于，所述汽膛壳体设有多个并以串联形式连接时，总出汽口的高压汽体接入另一串联体的主进汽管。

3.根据权利要求1所述的汽动力机增压加力的装置，其特征在于，所述汽膛壳体设有多个并以并联形式连接时，在子轮或母轮喷嘴前端设置出汽调节阀，各汽膛壳体的总出汽口均从出汽调节阀前端接入。

4.根据权利要求1所述的汽动力机增压加力的装置，其特征在于，所述汽膛壳体设有多个并联时，各总出汽口的输出端连接后再经总输出管输出。

5.根据权利要求4所述的汽动力机增压加力的装置，其特征在于，所述述总输出管为直筒状或锥形状。