CN113309593A - 一种可发电的管道消音器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可发电的管道消音器，包括消音器本体和发电设备，所述消音器本体通过入口段与安全阀排汽管道连接；所述消音器本体包括消音器外壳、孔板排汽罩以及发电机外壳，所述发电设备包括若干转动叶片组、导流叶片组和发电机；所述转动叶片组和导流叶片组设置在消音器外壳内，导流叶片组设置在两个转动叶片组之间；所述消音器外壳上部依次连接孔板排汽罩和发电机外壳，发电机外壳内安装有发电机；所述发电机与转动叶片组通过主轴相连，转动叶片组在蒸汽推动下旋转并带动主轴转动从而使发电机发电。本发明将发电设备与消音器耦合，在消音过程中回收排放的高压蒸汽携带的部分能量，将蒸汽动能和内能转化为电能，实现节能减排。

Description

一种可发电的管道消音器
技术领域
本发明属于消音器技术领域，特别涉及一种可发电的管道消音器。
背景技术
高温高压蒸汽广泛应用于能源化工领域。对于承压设备，如蒸汽动力管道和压力容器，为了防止可能存在的超压风险，必须在管道或设备上设置安全阀装置。安全阀在正常状态下处于常闭状态，当设备或管道内的蒸汽压力超过规定值时，安全阀开启，蒸汽通过安全阀自发向系统外排放，以防止设备或管道因压力不断升高而损坏或发生事故。安全阀不能就地排放高压蒸汽，其出口需要布置一条通向建筑顶部的排汽管道，将排汽引至建筑顶部排向大气，防止高温高压蒸汽排出时伤人或损坏其他设备。
在安全阀启动瞬间，蒸汽流量非常大，会在排汽管道出口产生巨大的声响。为了降低噪音，通常在排气管道出口处安装消音器。现有消音器通常采用小孔消音器。小孔消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备，主要是利用多孔吸声材料来降低噪声。当声波进入消声器时，一部分声能在孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。
对于火力发电厂，安全阀启动频繁，大量高压蒸汽排入大气浪费了巨大的能量，目前还没有能够实现这部分能量的回收，如果利用管道发电装置进行能量回收，则还需要单独的布置空间，且安装投资较大。
为了解决这一问题，需要设计一种可发电的管道消音器，既能降低安全阀排汽管道出口的噪音，能够同时实现排放蒸汽的能量回收，将安全阀排汽的能量转换为电能存储起来。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题提供一种可发电的管道消音器，既能降低安全阀排汽管道出口的噪音，能够同时实现排放蒸汽的能量回收，将安全阀排汽的能量转换为电能存储起来。
本发明包括如下技术方案：一种可发电的管道消音器，包括消音器本体和发电设备，所述消音器本体通过入口段与安全阀排汽管道连接；所述消音器本体包括消音器外壳、孔板排汽罩以及发电机外壳，所述发电设备包括若干转动叶片组、导流叶片组和发电机；所述转动叶片组和导流叶片组设置在消音器外壳内，导流叶片组设置在两个转动叶片组之间；所述消音器外壳上部依次连接孔板排汽罩和发电机外壳，发电机外壳内安装有发电机；所述发电机与转动叶片组通过主轴相连，转动叶片组在蒸汽推动下旋转并带动主轴转动从而使发电机发电。
进一步的，所述转动叶片组包括若干转动叶片、惯性圈以及固定座；所述固定座的中部固装在主轴上，所述固定座的侧面径向均匀设置若干转动叶片；所述转动叶片外侧固装在惯性圈内，设置惯性圈来增加发电设备的转动惯量。转动叶片组在流动蒸汽推动下旋转并带动主轴，进而带动发电机发电。
进一步的，所述转动叶片倾斜布置，便于转动叶片组在来自下方的蒸汽作用下进行转动；每个转动叶片上均设有若干第一降噪孔，通过第一降噪孔降低噪声能量。
进一步的，所述导流叶片组包括若干导流叶片、连接圈以及连接轴承；所述连接轴承套接在主轴上，所述连接轴承的侧面径向均匀设置若干导流叶片；所述导流叶片外侧固装在连接圈内。转动叶片组带动主轴转动时，导流叶片组保持静止，起到引导气流方向的作用，使蒸汽均匀进入下一级转动叶片组。
进一步的，所述导流叶片垂直水平面布置，便于对经过转动叶片组的蒸汽气流进行引导；每个导流叶片上均设有若干第二降噪孔，通过第二降噪孔降低噪声能量。
进一步的，所述入口段包括法兰和进气管，所述法兰固装在进气管底部，通过所述法兰连接安全阀排汽管道。
进一步的，所述消音器外壳底部设有疏水槽和疏水管，所述疏水槽一端密闭焊接所述进气管的顶端，另一端连接疏水管；所述疏水槽向疏水管一端倾斜设置，便于收集排汽中凝结的水并将其引导至疏水管排出。
进一步的，所述主轴下端通过支座轴承安装在所述进气管顶部；所述主轴和发电机之间安装有密封轴承，防止蒸汽和水泄露影响发电机工作。
进一步的，所述消音器外壳、孔板排汽罩以及发电机外壳均为钢板制成；所述孔板排汽罩上均匀设置若干排气孔，用于将水蒸气排入大气。
进一步的，所述发电机外壳顶部设有防雨罩，防止雨水影响发电设备工作以及流入排汽管道内；所述发电机与蓄电池电连接，将产生的电能储存在蓄电池内。
本发明具有的优点和积极效果：
1、本发明通过将发电设备与消音器耦合，从而实现在消音过程中回收排放的高压蒸汽携带的部分能量，将蒸汽动能和内能转化为电能；而且不需要在单独布置能量回收装置，减少了布置空间和设备投入。
2、本发明采用转动叶片组和导流叶片组的组合方式；转动叶片组在流动蒸汽推动下旋转并带动主轴，进而带动发电机发电；转动叶片组带动主轴转动时，导流叶片组保持静止，起到引导气流方向的作用，使蒸汽均匀进入下一级转动叶片组；这种组合设置的方式使主轴上的多个转动叶片组均受力均匀不易损坏，且降噪效果更好。
3、本发明采用在转动叶片和导流叶片上设置降噪孔的方式来有效吸收声音的能量，在蒸汽推动下，叶片高速旋转时增加了声波与降噪孔的接触和反射次数，进一步提高了降噪效果。
4、本发明的消音器外壳底部设有疏水槽和疏水管，便于收集排汽中凝结的水并将其引导至疏水管排出，防止内部积水影响转动叶片组的转动。
5、本发明的孔板排汽罩上均匀设置若干排气孔，用于将经过消音降噪的水蒸气排入大气。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图。
图2是转动叶片组的立体结构示意图。
图3是导流叶片组的立体结构示意图。
图4是支座轴承的平面示意图。
图中，1-法兰；2-进气管；3-转动叶片组；31-转动叶片；32-第一降噪孔；33-惯性圈；34-固定座；4-导流叶片组；41-导流叶片；42-第二降噪孔；43-连接圈；44-连接轴承；5-主轴；6-发电机；7-防雨罩；8-发电机外壳；9-密封轴承；10-孔板排汽罩；11-消音器外壳；12-支座轴承；13-疏水槽；14-疏水管。
具体实施方式
为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图详细说明如下。
实施例：参阅附图1-4，一种可发电的管道消音器，包括消音器本体和发电设备，所述消音器本体通过入口段与安全阀排汽管道连接；所述入口段包括法兰1和进气管2，所述法兰1固装在进气管2底部，通过所述法兰1连接安全阀排汽管道。
所述消音器本体包括消音器外壳11、孔板排汽罩10以及发电机外壳8，所述发电机外壳8顶部设有防雨罩7，防止雨水影响发电设备工作以及流入排汽管道内。所述消音器外壳11、孔板排汽罩10以及发电机外壳8均为钢板制成；所述孔板排汽罩10上均匀设置若干排气孔，用于将水蒸气排入大气。所述消音器外壳11底部设有疏水槽13和疏水管14，所述疏水槽13一端密闭焊接所述进气管2的顶端，另一端连接疏水管14。所述疏水槽13向疏水管14一端倾斜设置，便于收集排汽中凝结的水并将其引导至疏水管14排出。
所述发电设备包括若干转动叶片组3、导流叶片组4和发电机6；所述转动叶片组3和导流叶片组4设置在消音器外壳11内，导流叶片组4设置在两个转动叶片组3之间；所述消音器外壳11上部依次连接孔板排汽罩10和发电机外壳8，发电机外壳8内安装有发电机6；所述发电机6与导流叶片组4通过主轴5相连，转动叶片组3在蒸汽推动下旋转并带动主轴5转动从而使发电机6发电。所述发电机6与蓄电池电连接，将产生的电能储存在蓄电池内。所述主轴5下端通过支座轴承12安装在所述进气管2顶部；所述主轴5和发电机6之间安装有密封轴承9，防止蒸汽和水泄露影响发电机6工作。
所述转动叶片组3包括若干转动叶片31、惯性圈33以及固定座34；所述固定座34的中部固装在主轴5上，所述固定座34的侧面径向均匀设置若干转动叶片31；所述转动叶片31外侧固装在惯性圈33内，设置惯性圈33来增加发电设备的转动惯量。转动叶片组3在流动蒸汽推动下旋转并带动主轴，进而带动发电机发电。所述转动叶片31倾斜布置，便于转动叶片组3在来自下方的蒸汽作用下进行转动；每个转动叶片31上均设有若干第一降噪孔32，通过第一降噪孔32降低噪声能量。
所述导流叶片组4包括若干导流叶片41、连接圈43以及连接轴承44；所述连接轴承44套接在主轴5上，所述连接轴承44的侧面径向均匀设置若干导流叶片41；所述导流叶片41外侧固装在连接圈43内。转动叶片组3带动主轴5转动时，导流叶片组4保持静止，起到引导气流方向的作用，使蒸汽均匀进入下一级转动叶片组3。所述导流叶片41垂直水平面布置，便于对经过转动叶片组3的蒸汽气流进行引导；每个导流叶片41上均设有若干第二降噪孔42，通过第二降噪孔42降低噪声能量。
工作原理：本装置通过法兰1与安全阀排汽管道连接，安全阀排出的水蒸气通过进气管2，穿过支座轴承12进入消音器本体，从孔板排汽罩10的排气孔内排入大气。蒸汽推动转动叶片组3旋转，在主轴5带动下，通过发电机6进行发电。转动叶片31上的第一降噪孔31，引流叶片上的第二降噪孔41以及孔板排汽罩10上的排气孔，均可以有效吸收并减弱安全阀排汽过程中产生的噪音。蒸汽在消音器内流动过程中，由于压力降低会凝结成液滴，通过疏水槽13及疏水管14流出消音器。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可发电的管道消音器，其特征在于：包括消音器本体和发电设备，所述消音器本体通过入口段与安全阀排汽管道连接；所述消音器本体包括消音器外壳、孔板排汽罩以及发电机外壳，所述发电设备包括若干转动叶片组、导流叶片组和发电机；所述转动叶片组和导流叶片组设置在消音器外壳内，导流叶片组设置在两个转动叶片组之间；所述消音器外壳上部依次连接孔板排汽罩和发电机外壳，发电机外壳内安装有发电机；所述发电机与转动叶片组通过主轴相连，转动叶片组在蒸汽推动下旋转并带动主轴转动从而使发电机发电。
2.根据权利要求1所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述转动叶片组包括若干转动叶片、惯性圈以及固定座；所述固定座的中部固装在主轴上，所述固定座的侧面径向均匀设置若干转动叶片；所述转动叶片外侧固装在惯性圈内。
3.根据权利要求2所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述转动叶片倾斜布置，每个转动叶片上均设有若干第一降噪孔。
4.根据权利要求1所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述导流叶片组包括若干导流叶片、连接圈以及连接轴承；所述连接轴承套接在主轴上，所述连接轴承的侧面径向均匀设置若干导流叶片；所述导流叶片外侧固装在连接圈内。
5.根据权利要求4所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述导流叶片垂直水平面布置，每个导流叶片上均设有若干第二降噪孔。
6.根据权利要求1所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述入口段包括法兰和进气管，所述法兰固装在进气管底部，通过所述法兰连接安全阀排汽管道。
7.根据权利要求6所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述消音器外壳底部设有疏水槽和疏水管，所述疏水槽一端密闭焊接所述进气管的顶端，另一端连接疏水管；所述疏水槽向疏水管一端倾斜设置。
8.根据权利要求6所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述主轴下端通过支座轴承安装在所述进气管顶部；所述主轴和发电机之间安装有密封轴承。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述消音器外壳、孔板排汽罩以及发电机外壳均为钢板制成；所述孔板排汽罩上均匀设置若干排气孔。
10.根据权利要求1-8任一所述的一种可发电的管道消音器，其特征在于：所述发电机外壳顶部设有防雨罩；所述发电机与蓄电池电连接。
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