CN208650919U - 低压喷气式动力机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低压喷气式动力机，包括定子和转子；定子内部设有第一腔体和第二腔体；转子包括输出轴、喷气管和进气轴。由于定子设有两个腔体，转子安装在定子的内部腔体内，转子内的喷气管内设有由小变大膨胀腔和由大变小的喷射腔，使得低温蒸汽进入喷气管后先减压膨胀，膨胀后的低压蒸汽再压缩从喷气管四周的喷气嘴沿着切线方向喷出至定子的另一腔体内，喷气嘴的喷射力及定子内两个腔体内压差将加速转子的旋转，从而本低压喷气式动力机导入低温蒸汽等低品质介质也能驱动输出轴输出做功，可回收利用低品质的介质，节约能源。

Description

低压喷气式动力机

技术领域

本申请涉及一种动力装置，具体涉及一种低压喷气式动力机。

背景技术

目前火力发电驱动设备主要是蒸汽汽轮机、燃气轮机、活塞式内燃机等，一次转化效率一般在20％～40％之间，并且需要的介质(蒸汽或燃气等)品位较高，系统结构较复杂，但上述各类发电装置已十分成熟，不同场合的应用也十分广泛。而低品质的介质，如低温蒸汽，由于无法驱动现有的动力机，不能使用，导致低温蒸汽直接排放，浪费了能源。

发明内容

本申请提供一种可使用低品质的介质驱动的低压喷气式动力机。

一种实施例中提供一种低压喷气式动力机，包括定子和转子；

定子内部设有第一腔体和第二腔体，第一腔体位于中部，第二腔体环绕第一腔体设置，第一腔体和第二腔体之间设有环形的通气口，第二腔体设有与外界导通的排气口；

转子包括输出轴、喷气管和进气轴，所输出轴和进气轴位于喷气管的两端，喷气管的一端设有进气口，另一端为封闭端，在封闭端的侧壁上设有多个均匀分布的并与圆周表面相切的喷气嘴，喷气管内沿着进气方向设有相连的膨胀腔和喷射腔，膨胀腔逐渐扩大设置，喷射腔向四周分化并逐渐缩小设置，膨胀腔的小口与进气口连接，喷射腔缩小的末端与喷气嘴连接；转子通过输出轴和进气轴可旋转的安装在定子上，喷气管位于第一腔体内，并且喷气管的喷气嘴与第一腔体和第二腔体之间的通气口相对设置。

进一步地，喷气管包括圆锥管和直管，直管与圆锥管的大口端对接，圆锥管内具有逐渐扩大的膨胀腔，直管的端部密封，并在封闭端内侧设有导气头，导气头朝圆锥管方向外径逐渐缩小的延伸，直管和内部的导气头形成由中部向四周分化逐渐缩小的喷射腔；喷气管的进气口设置在圆锥管上，喷气管的喷气嘴设置在直管的侧壁上。

进一步地，喷气嘴沿喷气方向逐渐缩小设置。

进一步地，第一腔体和第二腔体之间的环形的通气口上布满有并排的百叶窗。

进一步地，百叶窗的叶片沿喷气管轴向偏转预设角度设置，以使百叶窗的叶片与喷气嘴喷出的气流相对，形成喷射支撑。

进一步地，喷气嘴具有三个，均匀分布在喷气管的圆周上。

进一步地，输出轴和进气轴分别通过轴承可旋转的安装在定子上。

进一步地，直管的外壁与第一腔体的内壁贴靠在一起，并且两者之间具有旋转用的间隙。

进一步地，动力机还包括进气管，转子的进气轴可旋转与进气管的出气口连接。

进一步地，转子的进气轴通过旋转接头与进气管的出气口连接。

依据上述实施例的低压喷气式动力机，由于定子设有两个腔体，转子安装在定子的内部腔体内，转子内的喷气管内设有由小变大膨胀腔和由大变小的喷射腔，使得低温蒸汽进入喷气管后先减压膨胀，膨胀后的低压蒸汽再压缩从喷气管四周的喷气嘴沿着切线方向喷出至定子的另一腔体内，喷气嘴的喷射力及定子内两个腔体内压差将加速转子的旋转，从而本低压喷气式动力机导入低温蒸汽等低品质介质也能驱动输出轴输出做功，可回收利用低品质的介质，节约能源。

附图说明

图1为一种实施例中低压喷气式动力机的轴向剖视图；

图2为一种实施例中低压喷气式动力机的径向剖视图；

其中附图标记为：1-定子，11-第一腔体，12-第二腔体，13-百叶窗，2-转子，21-输出轴，22-喷气管，221-膨胀腔，222喷射腔，223-导气头，224-喷气嘴，23-进气轴，3-轴承，4-进气管，5-旋转接头。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例提供了一种低压喷气式动力机，本动力机主要针对低温蒸汽驱动设计，驱动介质也可使用非水蒸汽或压缩空气等其他低品质介质，当然本动力机适用于高温蒸汽等高品质介质驱动。

如图1和图2所示，本实施例提供的低压喷气式动力机主要包括定子1和转子2，定子1用于安装固定，转子2与在定子1可旋转的安装，转子2的一端进气，另一端为输出轴。

具体的，定子1的内部设有第一腔体11和第二腔体12，图示方位，第一腔体11的上端呈圆台腔体，下端为圆柱体腔体，上下腔体中线对齐。第二腔体12环绕在第一腔体11的四周，即第一腔体11和第二腔体12中间通过隔板隔开，在第一腔体11和第二腔体12之间的下端设有环形的通气口，使得第一腔体11和第二腔体12之间导通。第二腔体12为集齐腔，设有一个排气口121，排气口121与外界导通，用于将使用后的蒸汽排出动力机。

在其他实施例中，排气口121可通过管道与其他设备连接，例如气体收集设备，将使用后的气体收集回收再次利用。

本实施例中，转子2包括输出轴21、喷气管22和进气轴23，输出轴21、喷气管22和进气轴23三者可为一体式结构，或者通过焊接固定在一起。

转子2通过输出轴21和进气轴23可旋转的安装在定子1上，优选的，在定子1的第一腔体11的上下侧壁上镶嵌安装有轴承3，转子2的输出轴21和进气轴23分别安装在轴承3上，并且输出轴21和进气轴23分别穿过轴承3露出于定子1的外侧，输出轴21用于输出功率，进气轴23为一个管轴，进气轴23内设有进气孔。转子2的喷气管22整体位于第一腔体11内。

喷气管22为拉伐尔喷管，喷气管22由一个圆锥管和一个直管拼接而成，圆锥管内具有一个呈圆台结构的膨胀腔221，膨胀腔221的小口端(图示的上端)与进气轴23的进气孔对接，膨胀腔221沿着气流方向逐渐扩大。直管的上端与圆锥管的下端对接，直管的下端为封闭端，并在封闭端的内侧设有导气头233，导气头233从端部向圆锥管方向(图示向上)延伸，并且导气头233从直管的端部圆面向上逐渐缩小的延伸，从而直管和导气头233围合成一个向四周分化逐渐减小的喷射腔222，喷射腔222和膨胀腔221为一个导通的腔体。

直管封闭端(图示的下端)的侧壁圆周上设有三个均匀分布的喷气嘴224，喷气嘴224与第一腔体11和第二腔体12之间的环形的通气口相对，使得喷气嘴224喷射的气体能够排到第二腔体12内。喷气嘴224沿着切线方向设置，使得气流沿着喷气管22的外圆周切线方向射出，以提高驱动力。喷气管22沿着气流喷射方向逐渐缩小设置，以提高气流的喷射力。

喷气管22的尺寸根据进气压力和凝气仓(第二腔体12)温度决定，进气压力越高，凝气仓温度越低，喷气管22越长，主轴输出动力越大。凝气仓温度由外部冷却温度决定，低温时凝气仓压力为负压，进气压力与凝气仓压力之间形成的压差就是气流从喷气嘴224高速喷出的动力，此压差越大，出力越大。

在其他实施例中，喷气嘴224可设置四个、六个或其他数量，可根据需要的驱动力旋转。

本实施例中，在第一腔体11和第二腔体12之间的环形的通气口上布满有并排的百叶窗13，使得喷气嘴224在旋转过程中，都能够将气体喷射到百叶窗13上。并且，百叶窗13沿着喷气管22的轴向偏转预设角度设置，以使百叶窗13的叶片与喷气嘴224喷出的气流相对，形成喷射支撑。布满具有一定角度的百叶窗13的作用在于：一是对喷气嘴224喷出的气体形成刚性支撑，产生更大的反作用力来推动喷气管22旋转；二是对喷出的气体起到导流的作用，是喷气嘴224喷出的气体快速进入第二腔体12，防止喷出后形成湍流；三是对气流形成一个隔离，保持一个微小的压降。

为了提高喷射驱动力，喷气管22的直管的外壁与第一腔体11的内壁贴靠在一起，两者之间具有旋转用的间隙即可，提高与百叶窗13之间的反作用力，也保证喷气嘴224喷射出的气体到导流到第二腔体12内。

本实施例的动力机还包括进气管4，进气管4具有进气口和出气口，转子2的进气轴23通过旋转接头5与进气管4的出气口连接，使得进气轴23可相对进气管4旋转。

本实施例的动力机的工作原理为：低温蒸汽从进气管4进入，经过进气轴23进入到喷气管22内的膨胀腔，气体在膨胀腔内减压膨胀，蒸汽体积增大，压力减小，温度降低，膨胀后的低压蒸汽进入到喷射腔，向喷射腔的四周移动，并从四周的喷气嘴224加速后喷出，喷气嘴224的出口方向延喷气管22的外圆向后切线方向喷出，喷气嘴224在外圆上等分均部，每个喷气嘴224向外喷出的气体形成均等的推动力，推动喷气管22旋转，喷气管22带动输出轴21旋转输出做功。

本实施例的低压喷气式动力机，由于定子1设有两个腔体，转子2安装在定子的内部腔体内，转子2内的喷气管22内设有由小变大膨胀腔221和由大变小的喷射腔222，使得低温蒸汽进入喷气管22后先减压膨胀，膨胀后的低压蒸汽再压缩从喷气管22四周的喷气嘴224沿着切线方向喷出至定子的另一腔体内，喷气嘴224的喷射力及定子2内两个腔体内压差将加速转子的旋转，从而本低压喷气式动力机导入低温蒸汽等低品质介质也能驱动输出轴输出做功，可回收利用低品质的介质，节约能源。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种低压喷气式动力机，其特征在于，包括定子和转子；

所述定子内部设有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于中部，所述第二腔体环绕所述第一腔体设置，所述第一腔体和第二腔体之间设有环形的通气口，所述第二腔体设有与外界导通的排气口；

所述转子包括输出轴、喷气管和进气轴，所输出轴和进气轴位于所述喷气管的两端，所述喷气管的一端设有进气口，另一端为封闭端，在封闭端的侧壁上设有多个均匀分布的并与圆周表面相切的喷气嘴，所述喷气管内沿着进气方向设有相连的膨胀腔和喷射腔，所述膨胀腔逐渐扩大设置，所述喷射腔向四周分化并逐渐缩小设置，所述膨胀腔的小口与进气口连接，所述喷射腔缩小的末端与喷气嘴连接；所述转子通过输出轴和进气轴可旋转的安装在所述定子上，所述喷气管位于所述第一腔体内，并且所述喷气管的喷气嘴与所述第一腔体和第二腔体之间的通气口相对设置。

2.如权利要求1所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述喷气管包括圆锥管和直管，所述直管与圆锥管的大口端对接，所述圆锥管内具有逐渐扩大的膨胀腔，所述直管的端部密封，并在封闭端内侧设有导气头，所述导气头朝所述圆锥管方向外径逐渐缩小的延伸，所述直管和内部的导气头形成由中部向四周分化逐渐缩小的喷射腔；所述喷气管的进气口设置在圆锥管上，所述喷气管的喷气嘴设置在直管的侧壁上。

3.如权利要求2所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述喷气嘴沿喷气方向逐渐缩小设置。

4.如权利要求3所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述第一腔体和第二腔体之间的环形的通气口上布满有并排的百叶窗。

5.如权利要求4所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述百叶窗的叶片沿喷气管轴向偏转预设角度设置，以使百叶窗的叶片与所述喷气嘴喷出的气流相对，形成喷射支撑。

6.如权利要求5所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述喷气嘴具有三个，均匀分布在所述喷气管的圆周上。

7.如权利要求5所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述输出轴和进气轴分别通过轴承可旋转的安装在所述定子上。

8.如权利要求5所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述直管的外壁与第一腔体的内壁贴靠在一起，并且两者之间具有旋转用的间隙。

9.如权利要求1至8中任一项所述的低压喷气式动力机，其特征在于，还包括进气管，所述转子的进气轴可旋转与所述进气管的出气口连接。

10.如权利要求9所述的低压喷气式动力机，其特征在于，所述转子的进气轴通过旋转接头与所述进气管的出气口连接。