CN113404552A - 高压能屏蔽式发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压能屏蔽式发电装置，解决现有发电装置可利用的高压能介质范围单一的问题。本发明采用的技术方案是：高压能屏蔽式发电装置，包括管道、叶片、永磁转子和定子绕组，管道内形成介质流道，介质流道内悬置叶片，叶片固定安装于转轴的前端；定子绕组连接输出电缆，定子绕组的两端分别为前端盖和后端盖，前、后端盖分别设置前、后轴承座并分别安装前、后轴承，转轴安装于前、后轴承内，转轴上还固定设置永磁转子，永磁转子位于前、后轴承之间。具有高压能的介质流经介质流道，驱动叶片转动，进而使转轴和永磁转子同步旋转，达到发电的目的。本发明适用于利用高压的液态纯洁介质与天然气等易燃易爆的气体进行发电。

Description

高压能屏蔽式发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种利用高压介质进行发电的屏蔽式发电装置。
背景技术
目前，现有的高压能发电装置都是利用介质由高压向低压转变时的体积膨胀产生的机械能和动能来驱使发电机进行发电，其缺点是发电效率低、密封性差、易损件多，只适用利用安全清洁介质进行发电，而不适合利用易燃易爆和有毒气体进行发电。现实中，在很多具有高压能的条件下,例如高压天然气，就不能利用高压能进行发电，浪费了许多高压能。
发明内容
本发明提供一种高压能屏蔽室发电装置，解决现有发电装置可利用的高压能介质范围单一的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高压能屏蔽式发电装置，包括管道、叶片、永磁转子和定子绕组，管道内形成介质流道，介质流道的两端分别为介质入口和介质出口，介质流道内悬置叶片，叶片固定安装于叶轮，叶轮固定安装于转轴的前端并位于介质流道内；定子绕组连接输出电缆，定子绕组的两端分别为前端盖和后端盖，前端盖与管道之间密封配合，前、后端盖与定子绕组之间也密封配合，前、后端盖分别设置前、后轴承座并分别安装前、后轴承，转轴安装于前、后轴承内，转轴上还固定设置永磁转子，永磁转子位于前、后轴承之间。
进一步的是：叶片前侧的管道的轴线和转轴的轴线重合。
进一步的是：管道上设置阀门。
进一步的是：管道形成的流道在叶片的前侧，管径逐渐增大并形成扩张式结构。
进一步的是：介质入口方向和介质出口方向相互垂直，叶轮悬置于介质入口方向和介质出口方向交汇处。
进一步的是：高压能屏蔽式发电装置还包括机架，管道、前端盖和后端盖均安装于机架。
进一步的是：叶轮等中心角设置三张叶片。
具体的：叶片为机翼型叶片，机翼型叶片的断面形状为：上下两面都由不同半径的多段弧线组成，其一端为尖锐端，另一端则圆弧过渡。
本发明的有益效果是：具有高压能的介质流经介质流道，驱动叶片转动，进而使转轴和永磁转子同步旋转，达到发电的目的。本发明采用屏蔽式设计，结构简单可靠、易于装备，生产、维护成本低，能利用多种高压介质进行发电，不仅可利用水等液态纯洁介质，还可以是天然气等易燃易爆的气体介质，提高了发电装置的利用范围。
流道在叶片的前侧形成扩张式结构，能提高高压能的利用率，提高发电效率。叶轮等中心角设置三张叶片，兼顾了最大功率系数以及噪音问题，实现较大的功率系数、低叶片制造成本、低噪音发电。叶片为机翼型叶片，具备更好的气动性能，效率高、强度好、刚度大，能减少生产制造成本、提高发电效率。
附图说明
图1是本发明高压能屏蔽式发电装置的示意图。
附图标记：管道1、介质入口11、介质出口12、阀门13、叶片2、永磁转子3、定子绕组4、输出电缆41、转轴5、前端盖6、前轴承61、后端盖7、后轴承71、机架8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明高压能屏蔽式发电装置，包括管道1、叶片2、永磁转子3和定子绕组4，管道1内形成介质流道，介质流道呈密闭状，避免高压介质流经介质流道出现泄露，介质流道的两端分别为介质入口11和介质出口12。介质流道还可以设置阀门13，例如在管道1靠近介质入口11处设置阀门13，阀门13可选用节流阀。
介质流道内悬置叶片2，叶片2固定安装于叶轮，叶轮固定安装于转轴5的前端并位于介质流道内。叶片2位于介质流道内并呈悬空状，用于获取流经流道的高压介质的能量。为了使叶片2具有更好的流体力学性能，叶片1采用机翼型叶片，机翼型叶片的断面形状为：上下两面都由不同半径的多段弧线组成，其一端为尖锐端，另一端则圆弧过渡。机翼型叶片具备更好的气动性能、效率高、强度好、刚度大。叶片2的数量最好为三扇，且等中心角分布，因为伴随叶片2数量的增多，最大功率系数在增大，但增大幅度在下降，三扇叶片2在转动过程中比单扇叶片2噪音低，所以叶片2数选取三扇更加合理，可获得较大的功率系数、较低制造成本以及低噪音。
管道1形成的介质流道可以为任意形状，只要利于高压介质驱动叶片2旋转。例如，如图1所示，介质入口11方向和介质出口12方向相互垂直，叶轮悬置于介质入口11方向和介质出口12方向交汇处。为了使高压介质直接作用于叶片2，叶片2前侧的管道1的轴线和转轴5的轴线重合。管道1形成的介质流道的管径可以固定或变化，例如，管道1形成的流道在叶片2的前侧，管径沿介质流动方向逐渐增大并形成扩张式结构，扩张式结构能够提高高压能的利用率，提高发电效率。
定子绕组4包括骨架和线圈，呈两端开口的圆筒状，定子绕组4不透水也不透气，线圈缠绕于骨架并连接输出电缆41，输出电缆41用于电能的输出。定子绕组4的两端分别为前端盖6和后端盖7，其中靠近管道1的一端为前端，远离管道1的一端为后端。前端盖6与管道1之间密封配合，前、后端盖与定子绕组4之间也密封配合。前端盖6的一面与管道1配合并保持密封，前端盖6的另一面与定子绕组4的一端配合并保持密封。前、后端盖分别设置前、后轴承座并分别安装前、后轴承。转轴5安装于前、后轴承内，即转轴5的后端安装于后轴承71，转轴5的前端固定叶轮及页片2，转轴5的前端悬置于介质流道内，转轴5靠近前端的位置安装于前轴承61。转轴5上还固定设置永磁转子3，永磁转子3位于前轴承61和后轴承71之间，并位于定子绕组4围成的范围内。高压能屏蔽式发电装置还包括机架8，管道1、前端盖6和后端盖7均安装于机架8。
高压能屏蔽式发电装置的运行过程如下：高压介质经介质入口11进入介质流道与叶片2接触做功，带动页片2快速旋转，带动转轴5以及永磁转子3同步转动，磁场旋转使定子绕组4切割磁感线并产生感应电动势，并通过输出电缆41将产生的电能输出。高压介质做功后从介质出口12流出，进入后续的低压管道中。

Claims (8)

1.高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：包括管道(1)、叶片(2)、永磁转子(3)和定子绕组(4)，管道(1)内形成介质流道，介质流道的两端分别为介质入口(11)和介质出口(12)，介质流道内悬置叶片(2)，叶片(2)固定安装于叶轮，叶轮固定安装于转轴(5)的前端并位于介质流道内；定子绕组(4)连接输出电缆(41)，定子绕组(4)的两端分别为前端盖(6)和后端盖(7)，前端盖(6)与管道(1)之间密封配合，前、后端盖与定子绕组(4)之间也密封配合，前、后端盖分别设置前、后轴承座并分别安装前轴承(61)和后轴承(71)，转轴(5)安装于前、后轴承内，转轴(5)上还固定设置永磁转子(3)，永磁转子(3)位于前、后轴承之间。
2.如权利要求1所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：叶片(2)前侧的管道(1)的轴线和转轴(5)的轴线重合。
3.如权利要求1所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：管道(1)上设置阀门(13)。
4.如权利要求1所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：管道(1)形成的流道在叶片(2)的前侧，管径逐渐增大并形成扩张式结构。
5.如权利要求1所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：介质入口(11)方向和介质出口(12)方向相互垂直，叶轮悬置于介质入口(11)方向和介质出口(12)方向交汇处。
6.如权利要求1～5任一权利要求所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：还包括机架(8)，管道(1)、前端盖(6)和后端盖(7)均安装于机架(8)。
7.如权利要求1～5任一权利要求所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：叶轮等中心角设置三张叶片(2)。
8.如权利要求1～5任一权利要求所述的高压能屏蔽式发电装置，其特征在于：叶片(2)为机翼型叶片，机翼型叶片的断面形状为：上下两面都由不同半径的多段弧线组成，其一端为尖锐端，另一端则圆弧过渡。
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