CN105658910A - 轴式多级涡轮机结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴式多级涡轮机结构。为此，本发明提供一种包括混合式涡轮机(100)的轴式多级涡轮机结构，混合式涡轮机(100)具有填充有流体的内部，混合式涡轮机包括：主体(101)，具有填充流体的空间部(105)以及分别形成于主体(101)的上端和下端处的入口(102)和出口(103)；旋转轴(140)，设置在主体(101)的中央、高速旋转并具有排放孔(107)；至少一个第一旋转叶片(110)，设置成与旋转轴(140)形成整体；多个第二旋转叶片(120)，设置成以预定间隔与旋转轴(140)形成整体；主体(101)包括形成于其上端的内部的接纳孔(106)和设置成固定于主体的下端处的多个固定叶片(130)。具有上述配置的本发明使用户能够根据现场环境选择性地使用浸入式、碰撞式和反作用式之中的涡轮机结构，具体地，可通过最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度而使效率最大，从而凭借通过显著提高产品的质量和可靠性满足用户的各种消费需求来提供良好的产品形象。

Description

轴式多级涡轮机结构
技术领域
本发明涉及轴式多级涡轮机结构，该轴式多级涡轮机结构可根据流体的类型和流速以及流体的速度或压头任意地形成为一级或多级，更具体地，涉及这样的轴式多级涡轮机结构，该轴式多级涡轮机结构可使用户能够根据现场环境从碰撞式涡轮机和反作用式涡轮机中选择性地使用涡轮机结构，具体地，可通过最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度而使效率最大，从而凭借通过显著提高产品的质量和可靠性满足用户的各种消费需求(需要)来提供良好的产品形象。
背景技术
应注意，本发明是对已由本申请人通过较早的申请登记的第1184877号专利(标题：改进的轴式涡轮机结构)进行改进的发明。
如众所周知，涡轮机是将诸如风、水、气体、蒸汽等的流体具有的能量转化成有用的机械能的设备，且其特征在于执行旋转运动。通常，这样的涡轮式机器称为涡轮机，在该涡轮式机器中，多个叶片或翼状件设置于转子的圆周处并通过将具有恒定速度的流体喷射至叶片或翼状件而进行高速旋转。使水从高处下落并且使下落的水穿过作为转子的转轮(runner)，从而将流动水的能量转化成机械能的涡轮机是水轮机；而通过将蒸汽从喷嘴喷射至叶片从而利用蒸汽能来使涡轮机能够旋转的涡轮机是汽轮机。另外，例如就汽轮机而言，存在碰撞式涡轮机和反作用式涡轮机，而且还存在形成整体两种涡轮机的优点的混合式涡轮机。另外，燃气轮机使用高温和高压气体具有的能量，而空气轮机使用高压压缩空气具有的能量。作为工业动力，任何涡轮机都是重要的。热力发电厂和核能发电厂中使用汽轮机来驱动发电机，而水力发电厂中使用水轮机来使发电机运行。
同时，多级涡轮机表示使气体或蒸汽在若干级中进行膨胀并通过形成整体多个级来实现的涡轮机，若干级中的每一个由喷嘴或固定叶片和旋转叶片构成。
然而，上述燃气轮机的热效率低且燃料消耗大，而且由于复杂的结构以及燃气轮机的转子的加大，所以在轴向方向上需要较大的空间，这一切都不便于安装。
另外，上述传统技术未能最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度，从而导致效率低。
现有技术文件
【专利文件1】第2010-0105103号韩国专利公开(标题：轴式多级涡轮机)已公开。
【专利文件2】第1184877号韩国专利登记(标题：改进的轴式多级涡轮机结构)已登记。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供轴式多级涡轮机结构，该轴式多级涡轮机结构可：包括第一旋转叶片和第二旋转叶片、固定叶片、碰撞翼状件倾斜表面以及设置于其主体中的抵抗突出部；根据流体的类型和流速以及流体的速度或压头任意地形成为一级或多级；使用户能够根据现场环境从碰撞式涡轮机和反作用式涡轮机中选择性地使用涡轮机结构；以及通过最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度而使效率最大，从而凭借通过显著提高产品的质量和可靠性满足用户的各种消费需求(需要)来提供良好的产品形象。
技术方案
本发明的一方面提供轴式多级涡轮机结构，其中，该轴式多级涡轮机结构中设有混合式涡轮机100，混合式涡轮机100中填充有流体，混合式涡轮机包括：主体101，具有填充流体的空间部105、以及分别形成于主体101的上端和下端处的入口102和出口103；旋转轴140，枢转地布置在主体101的中央处、以高速旋转并具有流体通道107，流体在流体通道107中流动；一个或多个第一旋转叶片110，枢转地布置成与旋转轴140形成整体；多个第二旋转叶片，以预定间隔枢转地布置成与旋转轴140形成整体；以及多个固定叶片130，固定地安装在主体101的下端处，而喷嘴部106形成于主体101的上端的内部。
本发明的另一方面提供一种轴式多级涡轮机结构，其中，该轴式多级涡轮机结构中设有反作用式涡轮机200，反作用式涡轮机200填充有流体，反作用式涡轮机200包括：主体201，具有填充流体的空间部203、以及分别形成于主体201的上端和下端处的入口202和出口；旋转轴220，枢转地布置在主体201的中央处、以高速旋转、并具有形成于主体201中的接纳空间204；多个旋转叶片230，以预定间隔枢转地布置成与旋转轴220形成整体，并且多个旋转叶片230中形成有固定空间205；以及多个固定叶片210，以预定间隔固定地安装在主体201处。
有益效果
根据本发明的实施方式，在轴式多级涡轮机结构中，第一旋转叶片和第二旋转叶片、固定叶片、碰撞翼状件倾斜表面以及抵抗突出部可设置于主体中。
另外，根据本发明的实施方式，轴式多级涡轮机结构可根据流体的类型和流速以及流体的速度和压头任意地形成为一级或多级。
此外，根据本发明的实施方式，轴式多级涡轮机结构可使用户能够根据现场环境从碰撞式涡轮机和反作用式涡轮机中选择性地使用涡轮机结构。
具体地，根据本发明的实施方式，轴式多级涡轮机结构可通过最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度而使效率最大。
因此，根据本发明的实施方式，可凭借通过显著提高产品的质量和可靠性满足用户的各种消费需求(需要)来提供良好的产品形象。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的轴式多级涡轮机结构的剖视图。
图2是示出了根据本发明第二实施方式的轴式多级涡轮机结构的剖视图。
图3是示出了根据本发明第三实施方式的轴式多级涡轮机结构的剖视图。
图4是示出了根据本发明第四实施方式的轴式多级涡轮机结构的剖视图。
图5是根据本发明的轴式多级涡轮机结构的俯视剖视图。
图6是示出了根据本发明第一实施方式的喷嘴的剖视图。
图7a是示出了根据本发明第二实施方式的喷嘴的剖视图，以及图7b是示出了根据本发明第三实施方式的喷嘴的剖视图。
图8a是示出了根据本发明第四实施方式的喷嘴的剖视图，以及图8b是示出了根据本发明第五实施方式的喷嘴的剖视图。
图9是示出了根据本发明第六实施方式的喷嘴的剖视图。
图10是示出了根据本发明另一实施方式的旋转叶片的配置视图。
附图主要部件的说明
100：混合式涡轮机
110：第一旋转叶片
120：第二旋转叶片
130：固定叶片
140：旋转轴
300：盖
具体实施方式
将参考图1至图10描述根据本发明的轴式多级涡轮机结构。
在可根据本发明进行操作的可能实施方式的以下描述中，当已知本发明的部件和特征中的一些且其描述使本发明的主旨不清楚时，将省略对应的详细描述，将主要描述附图中所示的具体实施方式。
下列术语考虑本发明的功能进行定义，并可根据操作者的意图或习惯不同地定义。所以，术语应基于说明书的全部内容来定义。
首先，如图1所示，根据本发明第一实施方式的轴式多级涡轮机结构中设置有混合式涡轮机100，混合式涡轮机100具有填充有流体的内部，且混合式涡轮机包括主体101，其中，主体101具有空间部105以及入口102和出口103，空间部105中填充有流体，且入口102和出口103分别形成于主体101的上端和下端处。
另外，混合式涡轮机包括旋转轴140，该旋转轴140枢转地布置在主体101的中央处、进行高速旋转并且具有流体通道107，其中，流体在流体通道107内部流动。
另外，混合式涡轮机包括同轴地布置成与旋转轴140形成整体的一个或多个第一旋转叶片110。
另外，混合式涡轮机包括以预定间隔同轴地布置成与旋转轴140形成整体的多个第二旋转叶片120。
另外，主体101中形成有喷射孔121，且主体101中固定地安装有多个固定叶片130，其中，流动到形成于主体101上端内部的空间部109中的流体通过喷射孔121从喷嘴部106喷射出，从而与第一旋转叶片110碰撞进而流过流体通道107。
具体地，在根据本发明的主体101内部，抵抗突出部104形成为以预定间隔突出，从而使得流体与抵抗突出部104碰撞，进而产生反作用运动。
另外，在第一旋转叶片110处进一步形成有碰撞翼状件倾斜表面111，其中，流体与该碰撞翼状件倾斜表面111碰撞从而增大旋转力。
在第二旋转叶片120处进一步形成有喷射孔121，其中，流动到主体101上端内部中的流体经过该喷射孔121排放至具有抵抗突出部的侧部。
同时，在根据本发明第二实施方式的轴式多级涡轮机结构中，如图1所示，设置了具有填充有流体的内部的反作用式涡轮机，并且反作用式涡轮机包括主体201，主体201具有填充流体的空间部203以及分别形成在主体201的上端和下端处的入口202和出口。
另外，反作用式涡轮机包括旋转轴220，该旋转轴220同轴地布置在主体201的中央处、以高速旋转并且具有形成于主体201中的接纳空间204。
另外，反作用式涡轮机包括多个旋转叶片230，该多个旋转叶片230以预定间隔同轴地布置成与旋转轴220形成整体并具有形成于多个旋转叶片230中的固定空间205。
另外，在主体201内部以预定间隔固定地安装有多个固定叶片210。
具体地，根据本发明的旋转叶片230和固定叶片210被组装和安装成以“”或“”的形式相互垂直地交叉。
在端部207，如图5所示的那样形成有流体通道，其中，在自旋转叶片230的外周界起的内空间部中形成有位于流体喷射方向上的路径。
另外，在旋转叶片230的外周界处形成有向上突出的第二端部208，并且以这样的方式形成有弯曲部分230a，在该方式中，流体经过图5所示的管通道凹槽200从翼状件的内部流动至叶片的外部，并与形成在壳体的内侧处的抵抗突出部206碰撞从而产生反作用力。
另外，在碰撞式涡轮机结构中，喷嘴部的端面231形成为与旋转叶片的端面232平行从而防止流体的流量损失，而且实现了至少一个或多个多喷嘴结构。
另外，根据本发明，喷嘴部的端面231处形成有盖300，以使得流体不散开。
另一方面，根据本发明，优选的是，旋转叶片230的翼形叶片形成于类似齿轮的、旋转叶片230的端侧表面处，而且，前(旋转方向)角度和后(与旋转方向相反的方向)角度形成为在旋转方向上相对于中央轴701在5度至45度的范围内倾斜，并且上角度和下角度相互垂直。
另外，优选的是，左角度和右角度在旋转方向上在90度至60度的范围中倾斜，且前角度和后角度形成为在旋转方向上在5度至45度的范围中倾斜，而旋转叶片230形成为类似风扇的肋(参见图8a)。
另外，根据本发明，喷嘴的角度与跟流体碰撞的翼状件表面在一条直线上或正交，且呈风扇的肋的圆盘形状的喷嘴的上角度和下角度处于1度至30度的范围内，并且该喷嘴的左角度和右角度与在旋转方向上倾斜的翼状件表面正交。
另外，根据本发明，如图2至图5所示，流体流至入口202中，经过接纳空间204进一步流动到形成于旋转叶片内部的固定空间205中，经由形成于转子端部处的管通道凹槽230b与形成于管通道凹槽230b的前表面处的抵抗壁221碰撞，从而引起推进动作；而且当流体在与叶片旋转的方向相反的方向被喷射时，流体与形成于壳体内部的抵抗突出部206碰撞，从而获得反作用力。
另外，根据本发明，如图7a和图7b所示，喷嘴的端面形成为与和流体碰撞的旋转叶片的翼状件端面232平行，设置有多个喷嘴，且利用盖遮盖端面的外周界以便防止流体分散。
另外，根据本发明，喷嘴的端面231形成为与旋转叶片的翼状件端面232平行，其中，流体从喷嘴的端面231喷射出。
同时，当应用上述部件时，本发明可不同地进行修改并可应用不同的形式。
另外，应理解的是，本发明不限于上述具体形式。相反，本发明涵盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替换、修改和等同方案，具体地，可以各种形式对碰撞式涡轮机结构中的翼状件形状进行修改。
在下文中，将描述如上所述进行配置的、根据本发明的轴式多级涡轮机结构的效果。
首先，根据本发明，用户可根据现场环境从碰撞式涡轮机结构和反作用式涡轮机结构中选择性地使用涡轮机结构，且具体地，可通过最大程度地形成涡轮机的叶片和喷嘴的角度而使效率最大化。
为此，根据本发明第一实施方式，在主体101的出口103关闭的状态中，内空间部105通过入口102完全填充有流体或气体。
相应地，第一旋转叶片110和第二旋转叶片120的内空间部以及主体101的空间部105中形成有流体或气体的传送通道，并且传送通道的尺寸根据流体或气体的类型或压力条件进行调节和安装。
在上述状态中，当流体或气体通过入口102和喷嘴部106以高压喷射时，流体或气体使第一旋转叶片110和第二旋转叶片120在流体或气体流动到流体通道107中时以高速相对于旋转轴140旋转。
具体地，通过喷嘴部106流入的流体与第一旋转叶片110碰撞，从而使得第一旋转叶片110可进行高速旋转。另外，第一旋转叶片的端面处形成有碰撞翼状件倾斜表面111，且多个碰撞翼状件倾斜表面111设置成具有处于60度至90度的范围内的角度。也就是说，流体喷射的角度处于1度至30度的范围内，碰撞翼状件倾斜表面111形成为具有处于60度至90度的范围内的倾斜角度(倾斜度)，并且流体喷射的角度和与流体碰撞的表面(碰撞翼状件倾斜表面)的角度互相正交。
然后，流体或气体经过流体通道107、通过形成于第二旋转叶片120的外圆周面中的喷射孔121进行喷射、然后被排放至下一级。
在这种情况下，通过喷射孔121喷射的流体或气体与抵抗突出部104碰撞，然后再次在向内的方向上进入，而且这个过程被重复执行以操作混合式涡轮机100。
另外，流体渗至固定叶片130和第二旋转叶片120的空间，甚至传送通过流体通道107，从而可在不存在现有技术中涡轮机的翼状件的端面与壳体的内壁之间的流体发生渗漏的情况下，使得流体的流量损失最小，进而使第二旋转叶片120以高速旋转。
当第二旋转叶片120旋转时，接近第二旋转叶片120的固定叶片120放置成固定状态而不进行旋转。
在下文中，将描述本发明的第二实施方式。
本发明的第二实施方式与上述第一实施方式大致类似，而且在下文中将描述两者之间的差异。
当通过入口202流入的流体被排放到旋转叶片230和固定叶片210之间的接纳空间204时，该流体使同轴地布置在旋转轴220上的旋转叶片230以高速旋转。
在上述过程中，旋转叶片230的外周界处形成有第一端部207从而增加旋转力，其中，第一端部207中形成有内空间部。
另外，在上述过程中，旋转叶片230的周界处形成有向上突出的第二端部208，而且流体也与第二端部203碰撞，从而进一步增加旋转叶片230的旋转力。
同时，如图4所示，本发明可明显地以碰撞式涡轮机和反作用式涡轮机的形式被配置和使用。
另外，根据本发明，喷嘴的端面可形成为图6、图7a、图7b和图7c中的那样，从而增加旋转叶片的旋转力。
另外，根据本发明，如图7a和7b所示，喷嘴可形成为一个或多个多结构。喷嘴形成为平行地沿着叶片的圆周表面，以便减少流体的流量损失，且旋转叶片形成为具有与喷射的流体的角度相同的角度或更小的角度，以防止流体的损失。
另外，根据本发明，如图8a和图8b所示，喷嘴可形成为一个或多个多结构，从而使得喷嘴的端面和旋转叶片的翼状件端面形成为互相平行，从而增加旋转叶片的旋转力。
另外，根据本发明，如图9所示，喷嘴的端面处可形成有盖300，从而使得流体或气体可直接排出而不分散，进而增加旋转叶片的旋转力。
工业实用性
根据本发明的轴式多级涡轮机结构的技术观点在现实中可重复执行相同的结果，具体地，可通过执行本发明来促进技术发展从而有助于工业发展，因此本发明可足以值得保护。

Claims (14)

1.一种轴式多级涡轮机结构，其中，所述轴式多级涡轮机结构中设有混合式涡轮机(100)，所述混合式涡轮机(100)中填充有流体，所述混合式涡轮机(100)包括：
主体(101)，具有空间部(105)以及入口(102)和出口(103)，其中，所述流体填充在所述空间部(105)中，所述入口(102)和所述出口(103)分别形成于所述主体(101)的上端和下端处；
旋转轴(140)，布置在所述主体(101)的中央处，所述旋转轴(140)高速旋转且具有流体通道(107)，其中所述流体在所述流体通道(107)中流动；
一个或多个第一旋转叶片(110)，同轴地布置成与所述旋转轴(140)形成整体；
多个第二旋转叶片，以预定间隔同轴地布置成与所述旋转轴(140)形成整体；以及
多个固定叶片(130)，固定地安装在所述主体(101)的下端处，所述主体(101)的上端内部形成有喷嘴部(106)。
2.根据权利要求1所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述主体(101)的内部形成有抵抗突出部(104)，所述抵抗突出部(104)以预定间隔突出，以使所述流体与所述抵抗突出部(104)碰撞从而引起反作用运动。
3.根据权利要求1所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述第二旋转叶片(120)处还形成有喷射孔(121)，流入所述主体(101)的上端内部的流体通过所述喷射孔(121)排放至具有所述抵抗突出部的侧部。
4.一种轴式多级涡轮机结构，其中，所述轴式多级涡轮机结构中设置有反作用式涡轮机(200)，所述反作用式涡轮机(200)中填充有流体，所述反作用式涡轮机(200)包括：
主体(201)，具有空间部(203)以及入口(202)和出口，其中，所述流体填充在所述空间部(203)中，所述入口(202)和所述出口分别形成于所述主体(201)的上端和下端处；
旋转轴(220)，同轴地布置在所述主体(201)的中央处，所述旋转轴(220)高速旋转并具有形成于所述主体(201)中的接纳空间(204)；
多个旋转叶片(230)，以预定间隔同轴地布置成与所述旋转轴(220)形成整体，所述多个旋转叶片(230)中形成有固定空间(205)；以及
多个固定叶片(210)，以预定间隔固定地安装在所述主体(201)的内部。
5.根据权利要求4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，在所述旋转叶片(230)的外周界处，在所述流体喷射至内空间的方向上进一步形成有第一端部(207)。
6.根据权利要求5所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述旋转叶片(230)的外周界中形成有向上突出的第二端部(208)，当所述流体通过形成于弯曲部(230a)中的管通道凹槽(230b)从翼状件的内部流动至外部时，所述流体与形成于所述管通道凹槽前方的壁碰撞；当所述流体在与所述叶片旋转的方向相反的方向上进行喷射时，所述流体与在所述流体的喷射方向上形成的抵抗突出部(206)碰撞，从而获得反作用力。
7.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，喷嘴的端面(231)形成为平行地沿着所述旋转叶片，以减少流量损失，所述轴式多级涡轮机结构形成为一个或多个多结构，与所述流体碰撞的所述旋转叶片的端面(232)形成为具有与喷射流体的角度相同的角度或更小的角度，以减少所述流体的损失。
8.根据权利要求7所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述喷嘴的端面中还形成有盖(300)，从而使得所述流体不分散至外部。
9.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述旋转叶片的端侧表面处形成有叶片，并且上角度和下角度形成为60度至90度范围内且前(旋转方向)角度和后(与所述旋转方向相反的方向)角度形成为相对于中央轴(701)的直线在所述旋转方向上在5度至45度的范围中倾斜。
10.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，所述旋转叶片(230)形成为风扇的肋的形状，以及上角度和下角度形成为处于90度至60度的范围中，且前角度和后角度形成为相对于中央轴(801)的直线在旋转方向上在5度至45度的范围中倾斜。
11.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，喷嘴的角度处于5度至45度的范围中，从而使得所述喷嘴的角度是与同所述流体碰撞的翼状件表面在一条直线上的角度，以及呈风扇的肋的圆盘形状的、所述喷嘴的左角度和右角度形成为处于1度至30度的范围中，并且所述喷嘴的前角度和后角度形成为在旋转方向上在5度至45度的范围中倾斜。
12.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，
所述流体流动到所述入口(202)中，通过所述接纳空间(204)进一步流动到形成于所述旋转叶片内部的所述固定空间(205)中，并且经由形成于转子的端部处的管通道凹槽(230b)与形成于管通道凹槽(230b)的前表面处的抵抗壁(221)碰撞，从而引起推进动作，以及
当所述流体在与所述叶片旋转的方向相反的方向上进行喷射时，所述流体与形成于壳体内部的抵抗突出部(206)碰撞，从而获得反作用力。
13.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，喷嘴的角度形成为在水平方向和竖直方向上与同所述流体碰撞的翼状件的表面正交，一个或多个喷嘴形成为多个层并沿着端面延伸成形成多层结构从而使得所述喷嘴互相平行，以及所述端面的外周界利用盖进行遮盖以防止所述流体分散。
14.根据权利要求1或4所述的轴式多级涡轮机结构，其中，喷嘴的端面(231)形成为与所述旋转叶片的端面(232)平行，其中，所述流体通过喷嘴的端面(231)进行喷射。
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