CN105201563B - 一种多级喷射冲击式涡轮发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多级喷射冲击式涡轮发动机，所述多级喷射冲击式涡轮发动机包括多个相互串联的涡轮发动机，相邻两涡轮发动机中前一级涡轮发动机的排汽管连接下一级涡轮发动机的喷嘴，相邻两涡轮发动机的旋转轴端头相互配合连接，第一级涡轮发动机的喷嘴连接蒸汽发生器管路；最后一级涡轮发动机的旋转轴末端连接发电机主轴，带动发电机发电。本发明所涉及的原动机结构紧凑简单，易于实现占地面积小，造价低，节约资金，能适应复杂工况，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种多级喷射冲击式涡轮发动机。
背景技术
目前现有发电机的动力装置以螺杆膨胀动力机和汽轮机为主。螺杆膨胀动力机是一种容积式的全流动力设备，单机功率在50kw-2000kw范围内。螺杆是螺杆膨胀动力机的核心零件，它的齿面是一空间曲面，加工精度要求很高，需要特制的刀具在专用机床上加工。汽轮机多用于大型发电机组，功率范围从几百千瓦到几百兆瓦不等，自身结构复杂，对工况要求比较严格，对变负荷条件的适应性较差，造价也很昂贵，需要很多配套的系统和设备，占地面积很大。为此开展了对一种多级喷射冲击式涡轮发动机研究工作，目的是通过全面系统地试验、分析研究解决现有原动机无小功率机、不能适应复杂工况、变负荷条件无法平稳工作的问题和原动机结构复杂，造价高，占地面积大的问题。
发明内容
本发明提供一种多级喷射冲击式涡轮发动机，针对现有技术来解决解决现有原动机无小功率机、不能适应复杂工况、变负荷条件无法平稳工作的问题和原动机结构复杂，造价高，占地面积大的问题。
本发明的技术方案如下：
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，包括多个相互串联的涡轮发动机，相邻两涡轮发动机中前一级涡轮发动机的排汽管连接下一级涡轮发动机的喷嘴，相邻两涡轮发动机的旋转轴端头相互配合连接，第一级涡轮发动机的喷嘴连接蒸汽发生器管路；最后一级涡轮发动机的旋转轴末端连接发电机主轴，带动发电机发电。
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其优选方案为所述涡轮发动机包括壳体、喷嘴、旋转轴、动叶轮、机械密封a、机械密封b及轴承a和轴承b，所述壳体为相互连接的两部分壳体a、壳体b；所述喷嘴为两个，与水平面夹角35°，沿壳体中心对称布置，旋转轴通过轴承a和轴承b安装于壳体内，动叶轮套装在旋转轴上，与旋转轴之间采用平键联接，动叶轮两端的旋转轴上分别安装有机械密封a、机械密封b。
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其优选方案为所述壳体采用铸钢材质，壳体密封面采用O型圈密封。
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其优选方案为所述旋转轴上靠近动叶轮的位置设有放置卡簧的凹槽，通过卡簧对动叶轮进行轴向限位。
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其优选方案为所述喷嘴为渐缩喷嘴，具有一定温度和压力的蒸汽在喷管中加速，通过渐缩喷嘴喷射，冲击动叶轮带动转轴旋转。
一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其优选方案为所述相邻涡轮发 动机的旋转轴端头为相互配合的凸台或凹槽结构。
本发明的有益效果：本发明的技术方案制造简单，易于实现，与现有技术相比，本发明所涉及的原动机结构紧凑简单，占地面积小，造价低。在热源参数、功率及热负荷存在较大变化的条件下，通过结构上的多级串联，可保证设备平稳可靠运行，对工况要求低。能够实现小功率运行，可得到功率在1kw-500kw范围内变化的原动机。本发明的多级喷射冲击式涡轮发动机使用方便，生产成本低，运输简便，安全可靠性非常高，且实用。因此采用此发明具有重大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为一种多级喷射冲击式涡轮发动机结构示意图；
图2为一种多级喷射冲击式涡轮发动机截面图。
图中：1为轴承a，2为机械密封a，3为壳体，4为动叶轮，5为旋转轴，6为机械密封b，7为轴承b，8为壳体b，9为排汽管，10为喷嘴，11为卡簧。
具体实施方式
如图1、2所示，一种多级喷射冲击式涡轮发动机，包括多个相互串联的涡轮发动机，相邻两涡轮发动机中前一级涡轮发动机的排汽管9连接下一级涡轮发动机的喷嘴10，相邻两涡轮发动机的旋转轴5端头相互配合连接，第一级涡轮发动机的喷嘴10连接蒸汽发生器管路；最后一级涡轮发动机的旋转轴末端连接发电机主轴，带动发电机发电。所述涡轮发动机包括壳体3、喷嘴10、旋转轴5、动叶轮4、机械密封a2、机械密封b6及轴承a1和轴承b2，所述壳体为相互连 接的两部分壳体a、壳体b；所述喷嘴10为两个，与水平面夹角35°，沿壳体中心对称布置，旋转轴5通过轴承a1和轴承b7安装于壳体3内，动叶轮4套装在旋转轴5上，与旋转轴5之间采用平键联接，动叶轮4两端的旋转轴5上分别安装现有的58B型机械动密封a1和机械密封b6。所述壳体3采用铸钢材质，壳体3密封面采用O型圈密封。所述旋转轴5上靠近动叶轮4的位置设有放置卡簧11的凹槽，通过卡簧11对动叶轮4进行轴向限位。所述喷嘴10为渐缩喷嘴，具有一定温度和压力的蒸汽在喷管中加速，通过渐缩喷嘴喷射，冲击动叶轮4带动转轴旋转。所述相邻涡轮发动机的旋转轴端头为相互配合的凸台或凹槽结构；通过凸台和凹槽的配合连接来实现多级串联。涡轮发动机各级之间的串联，使其可以在更大的蒸汽温度范围内稳定工作。
蒸汽在蒸发器生成，经过管路系统进入两个渐缩喷嘴，蒸汽在渐缩喷嘴中膨胀加速，在喷嘴10出口处达到最大速度喷出，高速蒸汽喷射到动叶片上，蒸汽随即改变方向，同时动叶轮因受到冲击开始带动转轴旋转。做功后的壳体内部蒸汽，经过两个排汽管9排出壳体，进入下一级涡轮发动机的喷嘴10，然后再重复上述工作过程。
Claims (5)
1.一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其特征在于：包括多个相互串联的涡轮发动机，相邻两涡轮发动机中前一级涡轮发动机的排汽管连接下一级涡轮发动机的喷嘴，相邻两涡轮发动机的旋转轴端头相互配合连接，第一级涡轮发动机的喷嘴连接蒸汽发生器管路；最后一级涡轮发动机的旋转轴末端连接发电机主轴，带动发电机发电；
所述涡轮发动机包括壳体、喷嘴、旋转轴、动叶轮、机械密封a、机械密封b及轴承a和轴承b，所述壳体为相互连接的两部分壳体a、壳体b；所述喷嘴为两个，与水平面夹角35°，沿壳体中心对称布置，旋转轴通过轴承a和轴承b安装于壳体内，动叶轮套装在旋转轴上，与旋转轴之间采用平键联接，动叶轮两端的旋转轴上分别安装有机械密封a、机械密封b。
2.根据权利要求1所述一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其特征在于：所述壳体采用铸钢材质，壳体密封面采用O型圈密封。
3.根据权利要求1所述一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其特征在于：所述旋转轴上靠近动叶轮的位置设有放置卡簧的凹槽，通过卡簧对动叶轮进行轴向限位。
4.根据权利要求1所述一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其特征在于：所述喷嘴为渐缩喷嘴，具有一定温度和压力的蒸汽在喷管中加速，通过渐缩喷嘴喷射，冲击动叶轮带动转轴旋转。
5.根据权利要求1所述一种多级喷射冲击式涡轮发动机，其特征在于：所述相邻涡轮发动机的旋转轴端头为相互配合的凸台或凹槽结构。
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