CN208718821U - 无轴液体涡轮节能装置 - Google Patents

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李春霖
万倩倩
黄可
周军
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Abstract

本实用新型公开了一种无轴液体涡轮节能装置，包括涡轮发电装置和UPS，所述涡轮发电装置包括外壳体和内壳体，其中内壳体同轴嵌套安装在外壳体内，内壳体和外壳体之间形成相对自由转动副，外壳体和内壳体之间设有用于进出流体且同轴设置的两个端口，内壳体内设有无轴叶轮，内壳体外表面设有磁铁，外壳体内设有能切割磁感线的线圈，线圈通过导线接入UPS内，该UPS包括逆变器和蓄电池，逆变器用于将线圈的不稳定的交变感应电流转换为稳定的直流电，通过蓄电池为用电装置供电。本实用新使用无轴叶轮，对流体没有流向的限制，使得流体流动的的阻力变小，提高了流体动能转化为电能的能量转化率，所产生的电能通过UPS供给用电装置使用，起到了节能效果。

Description

无轴液体涡轮节能装置
技术领域
本实用新型属于节能装置技术领域，具体涉及一种无轴液体涡轮节能装置。
背景技术
液体涡轮节能系统是一种能适用于多个领域的节能系统，它具有反应速度快、压力损失小、抗振和抗脉动流性能好、价格低廉、安装方便、适应性强等优点，被广泛应用于工业生产中。液体涡轮节能系统普遍应用于石油、化工、电力、建筑给排水、中央空调等领域，对于液体涡轮节能系统来说，提升其品质是至关重要的。在使用液体涡轮节能系统时，如果流体介质中有杂质，可能会导致涡轮、轴承被卡住，会对叶轮有损伤，因此应该在直管段前安装过滤器；现阶段使用的液体涡轮节能系统对流体的流向有限制，所以在安装过程中，必须保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致；流体介质不能具有腐蚀性，特别是轴承处，应该在该处采取保护措施；注意对磁感应部分不能碰撞。
随着节能事业的快速发展和工业化进程的加快，液体涡轮节能已逐渐向小型化、高集成度的模块方向发展，必须要大力提高液体涡轮节能系统的转化率和使用范围。
现在的技术中，用于提高液体涡轮节能系统的转化率的技术主要从涡轮系统内部结构的优化，比如，涡轮节能系统内涡轮的叶片数的优化、涡轮叶片的叶间顶隙的优化、涡轮叶片倾斜角的优化、前后整流器长度的优化、前后整流器角度的优化等等。
这些优化技术在一定程度上减小了流体在流动过程中的阻力、提高了涡轮节能系统的转化率，但是却没有实现对节能够系统小型化、集成化的设计。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无轴液体涡轮节能装置，达到减小流体流动阻力、提高转化率的目的，并向小型化、集成化靠拢。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种无轴液体涡轮节能装置，包括涡轮发电装置和UPS，所述涡轮发电装置包括外壳体、内壳体，所述内壳体同轴嵌套安装于外壳体内，内壳体与外壳体形成相对自由转动副，外壳体和内壳体之间含有用于进出流体且同轴设置的第一端口和第二端口，内壳体中设有无轴叶轮，内壳体与外壳体之间设有磁铁，外壳体内设有能切割磁感线的线圈，所述线圈通过导线接入到UPS的UPS输入端，UPS输出端与用电装置连接，该UPS可以储电也可以用于为供电。
进一步，所述内壳体通过一对圆锥滚子轴承安装于外壳体内，内壳体的两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承内侧定位的凸台，外壳体两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承外侧止推的定位环。
进一步，所述无轴叶轮是均匀分布在内壳体内表面的一组叶轮。
进一步，所述线圈是设置在外壳体内表面上，所述线圈为矩形线圈。
进一步，所述无轴叶轮是进出对称型叶轮，第一端口与第二端口作为流体的进出口是可以互换的，并且两个端口处的外壳体端部均设有与流体管道相连的法兰或者螺纹，两个端口与流体管道螺纹连接或者法兰连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的内壳体是通过一对圆锥滚子轴承支承，外壳体也通过这对圆锥滚子轴承保证同轴度，由于圆锥滚子的力学特性，所以无论流体从哪一个入口流入壳体，涡轮的受力大小都不会变化，即不会产生影响，所以本实用新型对流体的流向没有要求。
2.本实用新型采用了一种新型的无轴式叶轮，叶轮通过加工直接附着在内壳体的内表面，不影响其工作，但是由于没有了传统的涡轮中连接涡轮叶片的涡轮轴，使得流体流动的阻力变小，提高了流体动能转化为电能的能量转化率。
3.本实用新型在一对密封良好的圆锥滚子轴承中设置线圈和磁铁，其中磁铁位于内壳体外表面，线圈设置在外壳体内表面，通过涡轮的转动带动内壳体的转动，从而使得内壳体上的磁铁相对于外壳体的线圈发生相对转动，进行切割运动，产生电磁感应现象，产生感应电动势，进而产生电流，通过UPS装置将电流储存起来。
4.本实用新型舍去了传统装置中的整流器，使得结构更加紧凑，同时也避免了流体流过整流器叶片形成的阻力；采用了无轴涡轮，减小了流体流动的阻力，提高了能量转化率。
5.本实用新型提供的无轴液体涡轮节能装置可安装在流体管道上，将液体的动能转化为电能储存在UPS中，把无用的动能转化成电能，所产生的电能通过UPS供给用电装置使用，起到了节能效果。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型俯视图；
图3为UPS结构示意图；
其中，1-外壳体，2-线圈，3-磁铁，4-内壳体，5-圆锥滚子轴承，6-无轴叶轮，7-UPS，8-用电装置，9-UPS输出端，10-UPS输入端,11-第一端口，12-第二端口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1、图2和图3所示，一种无轴液体涡轮节能装置，包括涡轮发电装置和UPS，所述涡轮发电装置包括外壳体1和内壳体4，本实施例中，外壳体1和内壳体4均为圆柱状壳体，所述内壳体4通过一对圆锥滚子轴承5同轴嵌套安装在外壳体1内，内壳体4和外壳体1之间形成相对自由转动副，所述内壳体4的两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承5内侧定位的凸台，外壳体1两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承5外侧止推的定位环，所述外壳体1和内壳体5之间设有用于进出流体且同轴设置的第一端口11和第二端口12，内壳体4内设有无轴叶轮6，具体为：内壳体4内表面通过加工，固定上一组叶轮，使得叶轮的根部与内壳体4内表面形成一体，这样就形成了一个无轴的涡轮；内壳体4外表面设有磁铁3，外壳体1内设有能切割该磁铁3磁感线的线圈2，所述线圈2通过导线接入UPS 7内，所述UPS 7包括逆变器和蓄电池，用于将线圈2的感应电流通过UPS输入端10与UPS 7连接转换为交流电通过UPS输出端9供用电装置8使用，或储存于蓄电池中。
作为一种更优实施例，两个端口分别通过螺纹或法兰与流体管道螺纹连接或者法兰连接，并且两个端口作为流体流过内壳体的进出口可以互换。
作为一种更优实施例，所述无轴叶轮6的叶轮片对称性分布。
作为一种更优实施例，所述线圈2设置在外壳体1内表面上，所述线圈2为矩形线圈。
作为一种更优实施例，本发明的磁铁3为永磁体，该磁铁3通过加工，附着在内壳体4的外表面。此处采用四块弧形磁铁，这四块磁铁3均匀分布在内壳体4外表面。具体分布情况如图1所示。
按照上述方案，UPS即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成交流电的系统设备。主要用于给电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当电流输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当电流中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应的交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
按照上述方案，切割线圈2产生的感应电流为交流电电流，进入UPS 7内由逆变器将交流电转换为直流电储存起来，并且在需要的时候可以将储存的电用于供电。
本实用新型提供的无轴液体涡轮节能装置可安装在流体管道上，例如水龙头前端，将液体的动能转化为电能储存在UPS中，把无用的动能转化成电能，节约了能源。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.无轴液体涡轮节能装置，包括涡轮发电装置和UPS，其特征在于：所述涡轮发电装置包括外壳体(1)、内壳体(4)，所述内壳体(4)同轴嵌套安装于外壳体(1)内，内壳体(4)与外壳体(1)形成相对自由的转动副，所述外壳体(1)和内壳体(4)之间设有用于进出流体且同轴设置的第一端口(11)和第二端口(12)，内壳体(4)中设有无轴叶轮(6)，所述内壳体(4)与外壳体(1)之间设有磁铁(3)，外壳体(1)内设有能切割磁感线的线圈(2)，所述线圈(2)通过导线接入到UPS(7)的UPS输入端(10)，UPS输出端(9)与用电装置(8)连接。
2.根据权利要求1所述的无轴液体涡轮节能装置，其特征在于：所述内壳体(4)通过一对圆锥滚子轴承(5)安装于外壳体内，所述内壳体(4)的两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承(5)内侧定位的凸台，外壳体(1)两端分别设有一个针对圆锥滚子轴承(5)外侧止推的定位环。
3.根据权利要求1所述的无轴液体涡轮节能装置，其特征在于：所述无轴叶轮(6)是均匀分布在内壳体(4)内表面的一组叶轮。
4.根据权利要求1所述的无轴液体涡轮节能装置，其特征在于：所述线圈(2)设置在外壳体(1)内表面上，所述线圈(2)为矩形线圈。
5.根据权利要求1所述的无轴液体涡轮节能装置，其特征在于：所述无轴叶轮(6)的叶轮片对称性分布。
6.根据权利要求1所述的无轴液体涡轮节能装置，其特征在于：第一端口(11)与第二端口(12)作为流体的进出口是可以互换的，并且两个端口与流体管道螺纹连接或者法兰连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112065643A (zh) * 2020-08-12 2020-12-11 南京航空航天大学 一种轮缘直驱发电式波浪能发电装置

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