CN106089614A - 一种温差驱动涡轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温差驱动涡轮；包括压气机、低压涡轮、高压涡轮、离合器、内壳体、外壳体、压缩机、储存装置；低压涡轮和高压涡轮均由同轴、以铝合金制成的内盘面和外叶轮环组成，内盘面和外叶轮环之间的转矩传递通过磁传动技术来完成；压气机主体外形为圆台形设计，沿轴向排列的压气叶轮其直径呈收缩锥形趋势变化；离合器通过压紧弹簧、抱轴板、滑块等机构的联合作用实施对分离或接合压气机主轴与高压涡轮主轴之间的机械联系。本发明温差驱动涡轮采用空气作为热源、深层的海水作为冷源所产生的海洋温差能来驱动低压及高压涡轮旋转、进而驱动温差发电机发电，采用本发明温差驱动涡轮可以达到高效、低成本地开发海洋温差能的目的。

Description

一种温差驱动涡轮

技术领域

本发明涉及蜗轮，特别是涉及一种温差驱动涡轮，具体是一种以空气作为热源、深层的海水作为冷源构成的温差驱动装置。

背景技术

海洋表层作为热源的温海水或热空气与作为冷源深层冷海水之间存在着温差，蕴藏着丰富的热能资源。这种温差能具有可再生、无污染、不随时间变化、相对稳定等特点。将海洋温差所产生的能量通过一定的能量转换装置转化为旋转动、进而驱动温差发电机发电，就可以为一些海上人工结构、海岛地区提供大规模的、稳定的动力供应。设计和开发出一种高效的温差能驱动装置是人类实现有效地利用海洋温差能其中关键的一环。

常规的海洋温差能旋转动能转换装置比较多的采用闭式循环系统。在该系统中，循环工作介质通常采用低沸点工作流体。在闭式循环系统中，工作介质从热源中接受热量，化为蒸汽，推动汽轮机旋转，把所接受的热能转换为旋转动能。在这种闭式循环系统中，工作介质只是起到传递能量的作用。系统中的工作介质循环使用，它在通过蒸发器、汽轮机、冷凝器、工作介质泵时与外界隔绝，组成了一个封闭的循环系统。目前在世界上使用闭式循环系统作为海洋温差能提取装置的其中一个技术难点是如何避免和克服循环系统中工作介质容易泄漏的问题。

现有的温差发电系统基本上是以海洋表面的温海水作为温差能旋转动能转换装置的热源，以深层冷海水为冷源。虽然作为热源的海洋表面的温海水来源广泛，但是由于这一温差发电系统需要将系统所发出的部分电能消耗于表层海水的抽水水泵工作耗能上，由此而降低了温差能旋转动能转换装置做功的效率，这一缺陷在一定程度上限制了温差发电向着高效、低成本的方向发展。

发明内容

本发明以空气作为热源、深层的海水作为冷源，提供一种高效、低成本地开发海洋温差能的温差驱动涡轮。

本发明通过以下技术方案实现：

一种温差驱动涡轮，主要由压气机、低压涡轮、高压涡轮、离合器、内壳体、外壳体、压缩机、冷凝管、储存装置组成；所述外壳体为圆筒形腔体，内壳体从外壳体内伸出，在外壳体内的内壳体为圆筒形腔体，伸出段为从外到内的收缩锥形回转腔体；外壳体与内壳体之间的空间为外壳体空间；内壳体圆筒形腔体的内部空间为内壳体空间；外壳体与内壳体的圆筒形腔体部分从前向后方向依次设置有低压涡轮和高压涡轮；内壳体收缩锥形回转腔体的外端开口部分为热空气进口，内部设有压气机；压气机与低压涡轮通过压气机主轴连接，高压涡轮主轴与温差发电机连接；高压涡轮主轴通过离合器与压气机主轴连接；排气道与内壳体空间后端连通；导引管道与外壳体空间后端连通，导引管道与压缩机连接，压缩机分别与温差发电机和冷凝管连接，冷凝管与储存装置连接；储存装置通过管道与设置在外壳体空间上的多个工作介质喷嘴连通；蓄电池组与温差发电机连接；

所述冷凝管包括管道和外管，管道设有多个突扩管，管道设置在外管内，外管一端设有注水口，引入深层海水，外管另一端设有泄水口，泄水口与外管连接处设有阀门；

所述低压涡轮包括低压涡轮外叶轮环、低压涡轮内盘面、凹槽、第一永磁体、第二永磁体和两个滚珠轴承；低压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有多个涡轮叶片，在低压涡轮外叶轮环周向内表面设有凹槽，凹槽内安装第一永磁体；低压涡轮内盘面中心与压气机主轴连接，周向上布置有多个涡轮叶片；低压涡轮内盘面上设有第二永磁体，第二永磁体的位置与第一永磁体相对应；低压涡轮内盘面外缘外侧设置的滚珠轴承，滚珠轴承与内壳7、低压涡轮内盘面形成紧配合；内壳体外周布置有另一滚珠轴承，另一滚珠轴承与外低压涡轮外叶轮环、内壳体形成紧配合；

所述高压涡轮包括高压涡轮外叶轮环、高压涡轮内盘面、凹槽、第一永磁体、第二永磁体和两个滚珠轴承；高压涡轮的结构与低压涡轮的差异是：高压涡轮外叶轮环涡轮叶片倾角较低压涡轮大，布置较低压涡轮密集，且高压涡轮内盘面中心与高压涡轮主轴连接。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述离合器包括抱轴板、压紧弹簧、套筒和滑块；抱轴板设置在压气机主轴和高压涡轮主轴的外周，套筒通过间隔设置的多根压紧弹簧与抱轴板连接；压气机主轴设有槽道，抱轴板上设有凹槽，凹槽与压气机主轴的槽道位置相对应，滑块下端插入压气机主轴上的槽道，上端插入抱轴板上的凹槽。

优选地，所述离合器还包括橡胶垫，橡胶垫设置在槽道底部。

优选地，述压气机包括压气机主轴、圆台形叶片基座和压气叶片；在圆台形叶片基座上沿轴向间隔布置多排压气叶片，压气叶片尺寸由前向后逐排减小，叶片倾角为25°～30°。

优选地，所述圆台形叶片基座的圆台母线与圆台旋转轴之间的夹角为10°-15°；压气叶片为8-9排，每排压气叶片的叶轮的数量为20～30个。

优选地，所述的低压涡轮由两个涡轮片体组成，沿压气机主轴径向均匀设置；低压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有40个倾角为25°～30°涡轮叶片；在低压涡轮外叶轮环周向内表面设有四个凹槽；低压涡轮内盘面周向上布置有16个倾角为25°～30°涡轮叶片；

优选地，所述的高压涡轮由两个涡轮片体祖成，沿高压涡轮主轴径向均匀设置；高压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有50个倾角为35°～40°涡轮叶片；在高压涡轮外叶轮环周向内表面设有四个凹槽；高压涡轮内盘面周向上布置有16个倾角为25°～30°涡轮叶片。

优选地，所述低压涡轮内盘面外直径为450～500mm，低压涡轮外叶轮环的内直径为530～580mm；高压涡轮的内盘面外直径与高压涡轮外叶轮环的内直径与低压涡轮内盘面外直径和低压涡轮外叶轮环的内直径一致。

优选地，所述内壳体圆筒形腔体部分内壁直径为500～550mm，长度为3000～3500mm；所述外壳体的内壁直径为520～570mm，长度为2000～2500mm；所述热空气进口处直径比内壳体圆筒形腔体直径大100～200mm。

优选地，所述的低压涡轮和高压涡轮以铝合金材料制成。

本发明离合器为压气机主轴与高压涡轮主轴之间切断或传递转矩的机构，其作用是：1)在温差驱动涡轮启动工作阶段，压气机达到工作转速之前保证压气机主轴与高压涡轮主轴之间处于连接状态，由充放蓄电池组先行为兼备发电机和电动机二者功效的温差发电机供电以带动温差驱动涡轮中的压气机运转，将温差发电机发出的转矩传递给压气机主轴以带动压气机启动，将外部的热空气吸入内壳体空间；2)压气机达到工作转速正常运行后，离合器断离压气机主轴与高压涡轮主轴之间的连接，内外壳体之间空间的工作介质膨胀做功分别推动高压涡轮与低压涡轮按照自己的负荷需求旋转，低压涡轮带动压气机将外部的热空气持续吸入内壳体空间、高压涡轮带动温差发电机旋转发电。

本发明压气机其主要作用是在正常运转过程中不断地吸入外部热空气，并将热空气在内壳体空间内加压，使热空气内能增加而成为温差驱动涡轮的热源。本发明中，压气机主体外形的圆台形设计以及内壳体中包围压气机部分的收缩锥形设计，使得热空气所处的空间体积由进气道至压气机末端逐渐减小，对气体加压起到辅助作用。

本发明冷凝管为外部直管包围内部连续的球型管的部件，其功能为引入深层的海水吸收做功后工作介质蒸汽的热量，使之冷却而重新液化。

本发明温差发电机为普通船用发电机，可兼备发电机和电动机二者的功效。在温差发电涡轮启动阶段起电动机的作用，它将将蓄电池组供给的电能通过高压涡轮主轴和离合器转换为压气机主轴的转矩，进而带动压气机运转；当温差驱动涡轮达到工作转速正常运行后，温差发电机则用以吸收来自高压涡轮主轴的转矩发电、将高压涡轮的旋转动能转化为对外输出的电能。

本发明压缩机主要功能是将做完功后的低压丁烷蒸汽再次加压形成高压丁烷蒸汽。冷凝管以深层海水作为冷源将经过压缩机压缩丁烷蒸汽冷却后重新变为液态。

本发明与传统温差发电装置的现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1)降低了开发海洋温差能的成本。本发明采用温差驱动涡轮周围的热空气作为热源、利用深层海水作为冷源来实现海洋温差能的开发。较之于传统的温差发电装置惯常所采用的表层温海水作为温差发电装置热源的方式，本发明采用了热空气作为新型温差驱动涡轮的热源。这种热源利用方式可直接、方便地采集温差驱动涡轮周围的热空气，从而减少了传统的温差发电装置需要抽取海面表层温海水所需要的海水泵、海水管，以及由此而引起的维持水泵正常工作所需要的电能消耗。

2)具有更高的工作效率。空气可压缩性的特点可以使热空气从温差驱动涡轮外部吸入内壳体空间被压缩后可以产生更高的温度，热源与工作介质的温度差也随之增大，这种比传统温差发电装置使用不可压缩的温海水作为热源的工作方式，产生了更大的温度差，也使工作介质通过热交换后可以获得压力更高的蒸汽。因此，本发明所提出的温差驱动涡轮具有更高的工作效率。

3)避免了海洋温差能开发系统中可能出现的工作介质泄漏问题。本发明在高低压涡轮结构中引入了磁传动技术，这一技术的运用将工作介质的循环回路与从动涡轮完全分隔开来，从而为克服在海洋温差能开发系统中，工作介质循环期间可能出现泄漏的问题提供了一种切实可行的实际解决方案。

4)温差驱动涡轮的制造工艺可以采用常规制造技术。本发明所提出的温差驱动涡轮其基本结构概念来源于燃气轮机，制造本发明所提出的温差驱动涡轮可以采用燃气轮机常规制造技术。由于制造技术成熟，制造技术难度、制造成本以及使用过程中的故障率都将较低。因此，这样的结构形式更加有利于这一新型温差驱动涡轮的低成本的广泛使用。

附图说明

图1是温差驱动涡轮整体结构示意图。

图2-1是离合器工作原理示意图。

图2-2是离合器结构图

图3是冷凝管的结构示意图。

图4是温差驱动涡轮系统运转流程图。

图5是低压涡轮结构示意图。

图6是高压涡轮结构示意图。

图7是压气机截面示意图。

图中示出：热空气进口1、热压气机2、工作介质喷嘴3、外壳体空间4、内壳体空间5、外壳体6、内壳体7、低压涡轮8、离合器9、高压涡轮10、导引管道11、排气道12、压缩机13、冷凝管14、储存装置15、压气机主轴16、抱轴板17、压紧弹簧18、套筒19、滑块20、橡胶垫21、高压涡轮主轴22、传感器23、注水口24、管道25、泄水口26、阀门27、蓄电池组28、温差发电机29、温差驱动涡轮30、低压涡轮外叶轮环31、低压涡轮内盘面32、高压涡轮外叶轮环33、高压涡轮内盘面34、凹槽35、第一永磁体36、第二永磁体37、滚珠轴承38、圆台形密闭壳体39、压气叶轮40。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地说明，但本发明的实施方式不限于此。内壳体7的收缩锥形回转体壳体部分与圆筒形腔体连接处直径与该腔体直径一致，

如图1、4所示，一种温差驱动涡轮，包括热空气进口1、热压气机2、工作介质喷嘴3、外壳体空间4、内壳体空间5、外壳体6、内壳体7、低压涡轮8、离合器9、高压涡轮10、导引管道11、排气道12、压缩机13、冷凝管14和储存装置15、压气机主轴16、高压涡轮主轴22；外壳体6为圆筒形腔体，内壳体7从外壳体6内伸出，在外壳体6内的内壳体7为圆筒形腔体，伸出段为从外到内的收缩锥形回转腔体；外壳体6与内壳体7之间的空间为外壳体空间4；内壳体7圆筒形腔体的内部空间为内壳体空间5；外壳体6与内壳体7的圆筒形腔体部分从前向后方向依次设置有低压涡轮8和高压涡轮10；内壳体7收缩锥形回转腔体的外端开口部分为热空气进口1，内部设有压气机2；压气机2与低压涡轮8通过压气机主轴16连接，高压涡轮主轴22通过高压涡轮10的轴心连接；高压涡轮主轴22通过离合器9与压气机主轴16连接。排气道12与内壳体空间5后端连通；导引管道11与外壳体空间4后端连通，导引管道11与压缩机13连接，压缩机13选用珠海凌达有限公司生产的QX-C238E030型压缩机，压缩机13分别与温差发电机29和冷凝管14连接，冷凝管14与储存装置15连接；储存装置15通过管道与设置在外壳体空间4上的多个工作介质喷嘴3连通。蓄电池组28与温差发电机29连接。

内壳体7圆筒形腔体部分内壁直径优选为500～550mm，长度优选为3000～3500mm，热空气进口处直径比内壳体圆筒形腔体直径大100～200mm。外壳体内壁直径优选为520～570mm，长度优选为2000～2500mm。

离合器9的主要功能是分离或接合压气机主轴16与高压涡轮主轴22之间的机械联系，以实现在压气机主轴与高压涡轮主轴之间切断或传递转矩的目的。如图2-1和图2-2所示，离合器9包括抱轴板17、压紧弹簧18、套筒19、滑块20和橡胶垫21；抱轴板17设置在压气机主轴16和高压涡轮主轴22的外周，套筒19通过间隔设置的多根压紧弹簧18与抱轴板17连接；压气机主轴16设有槽道，槽道底部设有橡胶垫21，抱轴板17上设有凹槽，凹槽与压气机主轴16的槽道位置相对应，滑块20下端插入压气机主轴16上的槽道，上端插入抱轴板17上的凹槽。

如图3所述，冷凝管14包括管道25和外管，管道25设有多个突扩管，管道25设置在外管内，外管一端设有注水口24，引入深层海水，外管另一端设有泄水口26，泄水口26与外管连接处设有阀门27；传感器23设置在外管内；高压丁烷蒸汽运动至冷凝管14处，在管道25内经深层海水的冷凝，丁烷蒸汽液化，形成高压丁烷液体，而后流入储存装置15中。冷凝管14通过注水口24将深层海水注入管内空间，通过泄水口26保证冷凝水的流动。传感器23负责侦测水位，根据其反馈的数据调整注水口的流量，决定阀门27的开关，保证冷凝水量的恒定。

本发明采用空气作为热源、深层的海水作为冷源所产生的海洋温差能来驱动低压及高压涡轮旋转，进而驱动温差发电机发电。内壳体7优选采用非磁性的铝合金材质，作为包围压气机2、低压涡轮8、高压涡轮10的空间，其作用是作为从外部吸入的热空气加压的空间，同时也作为热空气与工作介质的隔离装置，将热空气的热能通过内壳体的热传导作用，将空气热量传递给工作介质。

如图5所示，低压涡轮8包括低压涡轮外叶轮环31、低压涡轮内盘面32、凹槽35、第一永磁体36、第二永磁体37和两个滚珠轴承38。低压涡轮外叶轮环31周向外表面均匀设有多个(40个)倾角为25°～30°涡轮叶片，在低压涡轮外叶轮环31周向内表面设有四个凹槽35用于安装第一永磁体36；低压涡轮内盘面32中心开孔，用于与压气机主轴16连接，其周向上布置有多个(16个)倾角为25°～30°涡轮叶片；低压涡轮内盘面32上布置四块第二永磁体37，其位置与第一永磁体36相对应；低压涡轮内盘面32外缘外侧设置的滚珠轴承38，滚珠轴承38与内壳体7、低压涡轮内盘面32形成紧配合。内壳体7外周布置有另一滚珠轴承38，另一滚珠轴承38与外低压涡轮外叶轮环31、内壳体7形成紧配合。

低压涡轮内盘面32与压气机2共轴，其作用是利用在内外壳体之间空间的受热工作介质在此空间膨胀做功，驱动外叶轮环持续旋转，并把这一旋转动能所产生的转矩通过磁传动技术传递到低压涡轮内盘面32，驱动低压涡轮内盘面32持续旋转带动压气机2工作，以满足温差驱动涡轮可以持续吸入外部热空气，在内壳体空间5内加压的正常工作需要。低压涡轮内盘面32和低压涡轮外叶轮环31之间的间隙由内壳体7进行阻隔而没有机械上的联系，低压涡轮内盘面32和低压涡轮外叶轮环31之间的转矩传递通过磁传动技术来完成。

如图6所示，高压涡轮包括高压涡轮外叶轮环33、高压涡轮内盘面34、凹槽35、第一永磁体36、第二永磁体37和两个滚珠轴承38；高压涡轮10的结构与低压涡轮8类似。差异是，高压涡轮外叶轮环33周向外表面设置的涡轮叶片较之低压涡轮相对密集、倾角也更大。高压涡轮的叶片数量优选为50个、倾角范围为35°～40°。高压涡轮内盘面34中心开孔与高压涡轮主轴22连接，高压涡轮主轴22与温差发电机29相连。其作用是利用在内外壳体之间空间的受热工作介质通过后的膨胀做功，使高压涡轮外叶轮环33持续旋转，形成转矩，通过磁传动技术传递到高压涡轮内盘面34，通过传高压涡轮主轴22带动温差发电机29工作，进而达到发电的目的。

低压涡轮8内盘面外直径优选为450～500mm，外叶轮环的内直径优选为530～580mm。高压涡轮10的内盘面外直径与外叶轮环的内直径与低压涡轮8一致。

如图7所示，压气机2包括压气机主轴16、圆台形叶片基座39、压气叶片40；圆台形叶片基座39的圆台母线与圆台旋转轴之间的夹角优选为10°-15°，在圆台形叶片基座39上沿轴向间隔布置多排压气叶片40；优选为8-9排，压气叶片尺寸由前向后逐排减小，叶轮倾角范围优选为25°～30°。每排压气叶片40的数量优选为20～30个。由于压气机2的压气叶片40几何尺度由进气口端的小直径底面至圆台另一端的大直径底面逐渐减小，热空气在压气机2的抽吸作用下逐渐被压缩，由此形成了逐级加压的模式，以达到提高压气效率的目的。

如图2-1、图2-2和图4所示，当温差驱动涡轮30还未启动时，抱轴板17在压紧弹簧18的作用下抱紧压气机主轴16和高压涡轮主轴22。在温差驱动涡轮30启动阶段，蓄电池组28为温差发电机29供电，使温差发电机29以电动机状态工作，带动高压涡轮主轴22旋转起来，并通过抱轴板17将转动传导至压气机主轴16，蓄电池组28由多个风帆股份有限公司生产的船用6-CQ-195a型蓄电池组成，温差发电机选用佛山格锐斯发电机有限公司生产的GRS-80型发电机。随着压气机主轴16的转速逐渐增加，滑块20所受离心力也逐渐增加。当转速达到工作转速时，滑块20的离心力大于压紧弹簧18的压力，推动抱轴板17松开与压气机主轴16和高压涡轮主轴22之间的摩擦连接，压气机主轴16与高压涡轮主轴22的机械连接断开。低压涡轮8与高压涡轮10按各自的功能要求运转。在离合器总成中，套筒19的作用是为压紧弹簧18提供支持力。

当温差驱动涡轮30缓慢停机工作时，低压涡轮8的转速逐渐降低。这时离合器9中的滑块20所受的离心力减小，弹簧18施加于抱轴板17的压力逐渐增加，最终抱轴板17在滑块20和弹簧18压力的作用下复位，抱紧压气机主轴16和高压涡轮主轴22，离合器总成将压气机主轴16和高压涡轮主轴22接合起来。为了防止复位过程中滑块20受到的冲击力过大，造成其损坏，在滑块20底部放置橡胶垫21。

本发明温差驱动涡轮工作过程：

在温差驱动涡轮启动阶段，蓄电池组28为温差发电机29供电，使之以电动机状态工作来带动高压涡轮主轴22旋转。启动之初，由于转速较低，离合器9处于结合状态，将压气机主轴16和高压涡轮主轴22连接在一起，把温差发电机29发出的转矩通过高压涡轮主轴22传递给压气机主轴16。当压气机主轴16和高压涡轮主轴22转速达到工作转速时，离合器9处于断开状态，离合器9结构中的滑块20在离心作用下由压气机主轴16上的槽道向外运动推动抱轴板17一同向外运动从而断开两轴之间的连接。低压涡轮8与高压涡轮10分别在外壳体空间4中接受了来自内壳体空间5热空气热量传递的工作介质驱动下，获得克服各自所受的载荷的转矩并以不同的速度旋转。当温差驱动涡轮30以工作转速进行正常运转时，低压涡轮8所发出的转矩主要用于维持将外部热空气持续吸入内壳体空间5内的压气机2的正常运转，高压涡轮10所发出的转矩则主要用于驱动温差发电机29发电。

温差驱动涡轮启动工作后，压气机主轴16的旋转带动压气机2开始工作，热空气从热空气进口1吸入，并被压入温差驱动蜗轮内壳体7所包围的内壳体空间5中，使之内能增加，温度升高。工作介质喷嘴3将作为工作介质的丁烷液滴液喷入内壳体7与外壳体6之间的外壳体空间4。丁烷在储存与输送至喷嘴的过程中均处于高压环境下，因而喷出的时候在减压和加热的双重作用下发生剧烈汽化，形成高压丁烷蒸汽(工作介质蒸汽)。这些高压工作介质蒸汽成为了驱动温差驱动涡轮中低压涡轮8和高压涡轮10的动力来源。

作为工作介质的高压丁烷蒸汽在外壳体空间4中先后通过低压涡轮外叶轮环31与高压涡轮外叶轮环33，对其膨胀做功来带动低压涡轮外叶轮环31与高压涡轮外叶轮环33转动，从而使布置于周向内表面凹槽中的第一永磁体36转动起来。这时，设置在低压涡轮内盘面32与高压涡轮内盘面34上的第二永磁体37在第一永磁体36磁力的牵引下也被带动而旋转起来。本发明通过这样一种磁传动技术既保证了工作介质在其循环工作中不会有任何的泄漏，同时可以高效地将高压工作介质蒸汽驱动低压涡轮外叶轮环31和高压涡轮外叶轮环32所产生的转矩传递至低压涡轮内盘面32与高压涡轮内盘面34供不断地旋转，以此维持温差发电机和压气机正常工作。

为了将低压涡轮外叶轮环31与高压涡轮外叶轮环33，以及低压涡轮内盘面32与高压涡轮内盘面34更好地与内壳体7保持良好的固定连接，并保证外叶轮环与内盘面低阻力条件下旋转，在内壳体7的内外两侧与外叶轮环和内盘面之间设置有两个滚珠轴承38。

内壳体7内的热空气释放完自身热量之后，直接从排气道12排出到大气。做功之后的丁烷蒸汽，通过导引管道11流向压缩机13处；压缩机13由温差发电机29直接供电，将做完功后的低压丁烷蒸汽再次加压形成高压丁烷蒸汽。

高压丁烷蒸汽继续运动至冷凝管14处，在管道25内经深层海水的冷凝，丁烷蒸汽液化，形成高压丁烷液体，而后流入储存装置15中。冷凝管14通过注水口24将深层海水注入管内空间，通过泄水口26保证冷凝水的流动。传感器23负责侦测水位，根据其反馈的数据调整注水口的流量，决定阀门27的开关，保证冷凝水量的恒定。

Claims (10)

1.一种温差驱动涡轮，其特征在于：主要由压气机、低压涡轮、高压涡轮、离合器、内壳体、外壳体、压缩机、冷凝管、储存装置组成；所述外壳体为圆筒形腔体，内壳体从外壳体内伸出，在外壳体内的内壳体为圆筒形腔体，伸出段为从外到内的收缩锥形回转腔体；外壳体与内壳体之间的空间为外壳体空间；内壳体圆筒形腔体的内部空间为内壳体空间；外壳体与内壳体的圆筒形腔体部分从前向后方向依次设置有低压涡轮和高压涡轮；内壳体收缩锥形回转腔体的外端开口部分为热空气进口，内部设有压气机；压气机与低压涡轮通过压气机主轴连接，高压涡轮主轴与温差发电机连接；高压涡轮主轴通过离合器与压气机主轴连接；排气道与内壳体空间后端连通；导引管道与外壳体空间后端连通，导引管道与压缩机连接，压缩机分别与温差发电机和冷凝管连接，冷凝管与储存装置连接；储存装置通过管道与设置在外壳体空间上的多个工作介质喷嘴连通；蓄电池组与温差发电机连接；

所述冷凝管包括管道和外管，管道设有多个突扩管，管道设置在外管内，外管一端设有注水口，引入深层海水，外管另一端设有泄水口，泄水口与外管连接处设有阀门；

所述低压涡轮包括低压涡轮外叶轮环、低压涡轮内盘面、凹槽、第一永磁体、第二永磁体和两个滚珠轴承；低压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有多个涡轮叶片，在低压涡轮外叶轮环周向内表面设有凹槽，凹槽内安装第一永磁体；低压涡轮内盘面中心与压气机主轴连接，周向上布置有多个涡轮叶片；低压涡轮内盘面上设有第二永磁体，第二永磁体的位置与第一永磁体相对应；低压涡轮内盘面外缘外侧设置的滚珠轴承，滚珠轴承与内壳7、低压涡轮内盘面形成紧配合；内壳体外周布置有另一滚珠轴承，另一滚珠轴承与外低压涡轮外叶轮环、内壳体形成紧配合

所述高压涡轮包括高压涡轮外叶轮环、高压涡轮内盘面、凹槽、第一永磁体、第二永磁体和两个滚珠轴承；高压涡轮的结构与低压涡轮的差异是：高压涡轮外叶轮环涡轮叶片倾角较低压涡轮大，布置较低压涡轮密集，且高压涡轮内盘面中心与高压涡轮主轴连接。

2.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述离合器包括抱轴板、压紧弹簧、套筒和滑块；抱轴板设置在压气机主轴和高压涡轮主轴的外周，套筒通过间隔设置的多根压紧弹簧与抱轴板连接；压气机主轴设有槽道，抱轴板上设有凹槽，凹槽与压气机主轴的槽道位置相对应，滑块下端插入压气机主轴上的槽道，上端插入抱轴板上的凹槽。

3.根据权利要求2所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述离合器还包括橡胶垫，橡胶垫设置在槽道底部。

4.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述压气机包括压气机主轴、圆台形叶片基座和压气叶片；在圆台形叶片基座上沿轴向间隔布置多排压气叶片，压气叶片尺寸由前向后逐排减小，叶轮倾角为25°～30°。

5.根据权利要求4所述的温差驱动涡轮，其特征在于，其特征在于，所述圆台形密闭壳体的圆台母线与圆台旋转轴之间的夹角为10°-15°；压气叶片为8-9排，每排压气叶片的数量为20～30个。

6.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，述的低压涡轮由两个涡轮片体组成，沿压气机主轴径向均匀设置；低压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有40个倾角为25°～30°涡轮叶片；在低压涡轮外叶轮环周向内表面设有四个凹槽；低压涡轮内盘面周向上布置有16个倾角为25°～30°涡轮叶片。

7.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述的高压涡轮由两个涡轮片体祖成，沿高压涡轮主轴径向均匀设置；高压涡轮外叶轮环周向外表面均匀设有50个倾角为35°～40°涡轮叶片；在高压涡轮外叶轮环周向内表面设有四个凹槽；高压涡轮内盘面周向上布置有16个倾角为25°～30°涡轮叶片。

8.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述低压涡轮内盘面外直径为450～500mm，低压涡轮外叶轮环的内直径为530～580mm；高压涡轮的内盘面外直径与高压涡轮外叶轮环的内直径与低压涡轮内盘面外直径和低压涡轮外叶轮环的内直径一致。

9.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述内壳体圆筒形腔体部分内壁直径为500～550mm，长度为3000～3500mm；所述外壳体的内壁直径为520～570mm，长度为2000～2500mm；所述热空气进口处直径比内壳体圆筒形腔体直径大100～200mm。

10.根据权利要求1所述的温差驱动涡轮，其特征在于，所述的低压涡轮和高压涡轮以铝合金材料制成。