CN108368741A - 反作用式蒸汽涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反作用式蒸汽涡轮机，更加详细地，在位于圆盘叶片与蒸汽流入管之间的涡轮轴上设置导流翼，将通过蒸汽流入管流入机壳的蒸汽的方向改成朝向圆盘叶片，由此防止机壳内的蒸汽漩涡现象，并且，通过借助流入的蒸汽的压力的导流翼的旋转，使涡轮轴旋转，从而降低涡轮轴旋转初期的负荷，与圆盘叶片的旋转一起将涡轮轴旋转输出加倍。为此，提供一种反作用式蒸汽涡轮机，包括：机壳，一侧和另一侧分别形成蒸汽流入管以及蒸汽排出管，内部形成空间部；以及，涡轮轴，横穿所述机壳的空间部设置，边缘设有多个圆盘叶片，其特征在于，在所述蒸汽流入管的管道与圆盘叶片之间的涡轮轴上轴向连接有导流翼，用于将通过蒸汽流入管流入机壳的空间部的蒸汽引导至圆盘叶片。

Description

反作用式蒸汽涡轮机
技术领域
本发明涉及一种反作用式蒸汽涡轮机，更加详细地，涉及一种防止机壳内的蒸汽漩涡现象，降低涡轮轴的初期旋转负荷，从而能够实现能量输出的最大化的反作用式蒸汽涡轮机。
背景技术
反作用式蒸汽涡轮机通过排出的蒸汽能量的反作用获得旋转能量，从而结构简单，而且可以获得高热效率，因此是适合用作中小容量的动力机的涡轮机。
例如，韩国公开专利第10-2012-47709号(公开日：2012.05.14)、韩国公开专利第10-2013-42250号(公开日：2013.04.26)以及韩国注册专利第10-1229575号(注册日：2013.01.29)公开的涡轮装置均为涉及反作用式涡轮装置的一实施例。
图1是根据现有技术的切割反作用式蒸汽涡轮机的局部的立体图，图2是反作用式蒸汽涡轮机的正截面图。
如图1以及图2示出，蒸汽涡轮机由机壳10、在机壳10内部以可旋转方式支撑于机壳10的涡轮轴20以及设置于机壳10内且与涡轮轴20一体旋转且沿涡轮轴20的长度方向排列多个的圆盘叶片30构成。
这时，机壳10上分别形成蒸汽注入管11以及蒸汽排出管12，从蒸汽注入管11注入的蒸汽分别通过多个圆盘叶片30，同时使圆盘叶片30旋转，从而旋转驱动涡轮轴20，之后从蒸汽排出口12排出。
其中，如图2示出，每个圆盘叶片30上形成有喷嘴孔31和流入孔32，借助从流入孔32流入的蒸汽从喷嘴孔31排出时排出的蒸汽的反作用，圆盘叶片30进行旋转。
这时，从一个圆盘叶片30的喷嘴孔31排出的蒸汽从相邻的另一个圆盘叶片30的流入孔32进入，借助相同的原理，使圆盘叶片30旋转，从而所有的圆盘叶片30通过蒸汽的反作用旋转，由此，旋转与多个圆盘叶片30连接的涡轮轴20，进行发电。
另一方面，上述的现有的反作用式蒸汽涡轮机存在如下问题。
通过蒸汽注入口管11注入的蒸汽在流入涡轮入口13后，应该是将方向改为附图中的右侧，朝向圆盘叶片30的流入孔32，但是，通过蒸汽注入管11流入的蒸汽在涡轮入口13无法朝向圆盘叶片30，如图3示出，存在出现仅在上述涡轮入口13旋转的蒸汽漩涡的问题。
因此，存在蒸汽无法顺利地流入圆盘叶片30内，从而无法实现涡轮轴20旋转输出的最大化的问题。
并且，存在由于蒸汽漩涡现象，摩擦损失能量大的问题。
现有技术文献
专利文献
韩国公开专利第10-2012-47709号
发明内容
技术问题
本发明是为了解决上述问题做出的，本发明的目的在于提供反作用式蒸汽涡轮机，在位于涡轮入口上的涡轮轴设置导流翼，将通过涡轮注入口流入的蒸汽自动地引导至圆盘叶片侧，从而防止蒸汽漩涡现象，实现涡轮轴的输出的最大化。
解决技术问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供反作用式蒸汽涡轮机，其包括：机壳，一侧和另一侧分别形成蒸汽流入管以及蒸汽排出管，内部形成空间部；以及，涡轮轴，横穿所述机壳的空间部设置，边缘设有多个圆盘叶片，所述反作用式蒸汽涡轮机的特征在于，在所述蒸汽流入管的管道与圆盘叶片之间的涡轮轴上轴向连接有导流翼，用于将通过蒸汽流入管流入机壳的空间部的蒸汽引导至圆盘叶片。
这时，优选地，多个所述导流翼沿所述涡轮轴的边缘设置，且具有与通过蒸汽注入管流入的蒸汽相对的阻力面。
这时，优选地，所述导流翼的一端部朝蒸汽流入管弯曲成倒圆状，以使蒸汽的流动仅朝向圆盘叶片侧。
并且，优选地，所述机壳的空间部具有：与蒸汽流入管的管道直线状连通的涡轮入口，以及设在涡轮入口的一侧且设有多个圆盘叶片的涡轮轴与蒸汽流入管垂直配置的涡轮空间，其中，所述导流翼轴向连接至位于涡轮入口部位的涡轮轴。
发明的效果
根据本发明的反作用式蒸汽涡轮机具有如下效果。
第一，机壳内的涡轮入口侧设有将从蒸汽流入管流入的蒸汽引导至圆盘叶片的导流翼，从而能够防止蒸汽漩涡现象。
即，通过导流翼可以将从蒸汽流入管流入涡轮入口的蒸汽的前进方向直接改变为朝向圆盘叶片，从而蒸汽可以流入圆盘叶片而不停留在涡轮入口上，从而能够防止涡流带来的蒸汽漩涡现象。
因此，具有能够防止蒸汽漩涡现象导致的摩擦损失，不仅能够提高能量效率，还可以实现涡轮轴的旋转输出的最大化的效果。
第二，在通过蒸汽流入使圆盘叶片旋转之前，通过导流翼旋转，涡轮轴进行一次旋转，从而具有能够降低涡轮轴初期驱动负荷的效果。
即，利用从蒸汽流入管直线流入的初期蒸汽压力，对导流翼施加压力，可以使涡轮轴进行一次旋转，所以具有能够降低之后的通过圆盘叶片旋转的涡轮轴主旋转的负荷的效果。
第三，如上所述，利用蒸汽压力可以增加借助导流翼旋转的涡轮轴旋转力，所以可以使借助现有的圆盘叶片的反作用力的涡轮轴旋转力加倍。
由此，具有能够实现涡轮输出的最大化的效果。
第四，导流翼形成有与蒸汽流入的方向相对的阻力面，从而具有能够提高涡轮轴旋转输出的效果。
即，导流翼构成为可以实现通过蒸汽的阻力(抗力)的旋转，从而具有可以实现涡轮轴的旋转输出的最大化的效果。
附图说明
图1是示出根据现有技术的反作用式蒸汽涡轮机内部的示意图。
图2是示出根据现有技术的通过反作用式蒸汽涡轮机的圆盘叶片的蒸汽流动的局部截面图。
图3是简要示出根据现有技术的反作用式蒸汽涡轮机中出现蒸汽漩涡现象的状态的示意图。
图4是示出根据本发明优选实施例的反作用式蒸汽涡轮机内部的示意图。
图5是放大示出根据本发明优选实施例的反作用式蒸汽涡轮机的导流翼的立体图。
图6是简要示出根据本发明优选实施例的蒸汽流入反作用式蒸汽涡轮机内的状态的图。
具体实施方式
本说明书以及权利要求书中使用的术语或单词不限定于通常或词典中的解释，鉴于发明人为了以最佳的方法说明自己的发明可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为适合本发明技术思想的意思和概念。
下面，参照附图图4至图6，对根据本发明优选实施例的反作用式蒸汽涡轮机进行说明。
反作用式蒸汽涡轮机的技术特征在于在涡轮轴设置了导流翼，可以将直线流入的蒸汽的方向可以改变为朝向圆盘叶片侧。
如图4示出，反作用式蒸汽涡轮机包括机壳100、涡轮轴200、圆盘叶片300以及导流翼400构成。
机壳100提供通过蒸汽的反作用力实现圆盘叶片300的旋转的空间，一侧和另一侧分别形成蒸汽流入管110以及蒸汽排出管120。
蒸汽流入管110形成蒸汽流入机壳100内的管道，蒸汽排出管120形成流入机壳100内的蒸汽通过圆盘叶片300排出的管道。
所述机壳100的内部形成空间部130，涡轮轴200以及圆盘叶片300设在空间部130。
所述空间部130由涡轮入口131和涡轮空间132构成。
涡轮入口131构成通过蒸汽流入管110流入的蒸汽移动到涡轮空间132之前经过的入口空间，形成与蒸汽流入管110的管道直线连通的空间。
涡轮空间132提供设置圆盘叶片300的空间以及圆盘叶片300旋转的空间，形成在涡轮入口131的一侧。
这时，涡轮入口131的一侧是指相对于蒸汽流入管110的管道垂直方向的位置，如图4示出。
另外，所述涡轮空间132形成为与蒸汽排出管120的管道连通。
其次，涡轮轴200通过圆盘叶片300以及导流翼400的旋转力进行旋转，由此提供发电输出，并且设在机壳100内部。
这时，如图4示出，涡轮轴200横穿机壳100的涡轮入口131以及涡轮空间132设置。
其次，圆盘叶片300提供用于使涡轮轴200旋转的动力，借助通过蒸汽流入管110流入的蒸汽出入圆盘叶片300的内外部时产生的反作用力进行旋转，同时产生使涡轮轴200旋转的动力。
圆盘叶片300在涡轮轴200的长度方向设有多个，位于机壳100的涡轮空间132。
这时，圆盘叶片300构成为圆形，并且形成有蒸汽流入的流入孔和排出蒸汽的喷嘴孔，这样的圆盘叶片300的构成与上述的现有技术相同。
其次，导流翼400位于涡轮入口131，起到将通过蒸汽流入管110流入的蒸汽的前进方向改变为朝向涡轮空间132的作用。
即，导流翼400起到对通过蒸汽流入管110直接朝向涡轮入口131的蒸汽施加干扰，使其朝向涡轮入口131一侧的涡轮空间132的作用。
如图4示出，导流翼400连接至位于涡轮入口131的涡轮轴200。
参照图5，详细说明导流翼400的构成。
导流翼400由轴向连接至涡轮轴200的结合部410以及沿结合部410的边缘设置的多个阻力面420构成。
结合部410构成为轴向连接于涡轮轴200，并且构成为具有对应于涡轮轴200直径的内径的圆柱形。
另外，阻力面420与通过蒸汽流入管110流入涡轮入口131的蒸汽相对，起到将所述蒸汽引导至涡轮空间132的作用。
即，导流翼400形成为具有与蒸汽前进方向相对的阻力面420，从而能够实现利用蒸汽的压力使涡轮轴200旋转的效果的最大化，而且起到将蒸汽的方向改成朝向圆盘叶片300所在的涡轮空间132的作用。
这时，导流翼400的旋转通过蒸汽的阻力(抗力)实现，从而能够实现涡轮轴200的旋转输出的最大化。
这时，阻力面420沿结合部410的边缘形成多个。
这时，如图5示出，阻力面420由折弯部421和直线部422构成。
折弯部421将从涡轮入口131流入的蒸汽的方向转换为朝向直线部422，构成阻力面420的一侧。
这时，阻力面420的一侧是指圆盘叶片300所在的涡轮空间132的相反侧，折弯部421朝蒸汽流入的方向弯折形成。
如上所述，阻力面420的一侧朝蒸汽流入的方向弯折，从而从涡轮入口131流入的蒸汽被折弯部421引导，始终朝向涡轮空间132。
这时，优选地，阻力面420的折弯部421形成为倒圆状。
这是为了使直接流入涡轮入口131的蒸汽的方向转换变得灵活。
所述直线部422将被折弯部421引导的蒸汽原样引导至涡轮空间132，构成阻力面420的另一侧。
下面，说明具有如上所述的构成的反作用式蒸汽涡轮机的作用。
通过蒸汽流入管110供给蒸汽，蒸汽通过蒸汽流入管110的管道直接压入涡轮入口131。
这时，蒸汽碰撞导流翼400的阻力面420，沿折弯部421以及直线部422，引导至附图(图4)右侧(涡轮空间侧)。
这时，导流翼400的阻力面420改变蒸汽的方向，将蒸汽引导至涡轮空间132，同时受到蒸汽的压力进行旋转。
即、流入蒸汽流入管110的蒸汽还兼具对导流翼400施加压力，以使涡轮轴200进行一次旋转的作用。
这样，利用蒸汽压力，使涡轮轴200进行一次旋转，从而能够降低用于涡轮轴200主旋转的初期负荷，能够提高用于旋转涡轮轴200的能量效率性。
之后，通过蒸汽流入管110流入的蒸汽持续地对导流翼400的阻力面420施加压力，旋转涡轮轴200，同时流向设在涡轮空间132的圆盘叶片300的流入孔。
之后，蒸汽进出多个圆盘叶片300，使圆盘叶片300旋转，执行使涡轮轴200进行二次的主旋转的作用。
通过这样的一系列的过程，实现涡轮轴的输出。
如上所述，根据本发明的反作用式蒸汽涡轮机，具有在位于涡轮入口131的涡轮轴200轴向连接导流翼400的技术特征。
由此，直接流入机壳内的蒸汽与导流翼400碰撞后，自然地被引导至圆盘叶片300侧，所以在涡轮入口131上能够防止涡流带来的蒸汽漩涡现象，能够降低能量损失。
并且，利用初期流入机壳内的蒸汽的压力，可以通过导流翼旋转，使涡轮轴进行一次旋转，所以降低通过圆盘叶片的旋转涡轮轴进行主旋转时的负荷，能够提高用于使涡轮轴旋转的能量效率性。
以上，本发明详细说明了具体例子，但是，本领域技术人员在本发明的技术思想范围内可以得到各种变形以及修改，这样的变形以及修改均包括在权利要求书中。
附图标记
100：机壳 110：蒸汽流入管
120：蒸汽排出管 130：空间部
131：涡轮入口 132：涡轮空间
200：涡轮轴 300：圆盘叶片
400：导流翼 410：结合部
420：阻力面 421：折弯部
422：直线部

Claims (4)

1.一种反作用式蒸汽涡轮机，其包括：机壳，一侧和另一侧分别形成蒸汽流入管以及蒸汽排出管，内部形成空间部；以及，涡轮轴，横穿所述机壳的空间部设置，边缘设有多个圆盘叶片，所述反作用式蒸汽涡轮机的特征在于，
在所述蒸汽流入管的管道与圆盘叶片之间的涡轮轴上轴向连接有导流翼，用于将通过蒸汽流入管流入机壳的空间部的蒸汽引导至圆盘叶片。
2.根据权利要求1所述的反作用式蒸汽涡轮机，其特征在于，
多个所述导流翼沿所述涡轮轴的边缘设置，且具有与通过蒸汽注入管流入的蒸汽相对的阻力面。
3.根据权利要求2所述的反作用式蒸汽涡轮机，其特征在于，
所述导流翼的一端部朝蒸汽流入管弯曲成倒圆状，以使蒸汽的流动仅朝向圆盘叶片侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的反作用式蒸汽涡轮机，其特征在于，
所述机壳的所述空间部具有：与蒸汽流入管的管道直线状连通的涡轮入口，以及设在所述涡轮入口的一侧且设有多个圆盘叶片的涡轮轴与所述蒸汽流入管垂直配置的涡轮空间，
其中，所述导流翼轴向连接至位于涡轮入口部位的涡轮轴。
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