CN2112009U

CN2112009U - 蒸汽马达动力装置

Info

Publication number: CN2112009U
Application number: CN 91232305
Authority: CN
Inventors: 单哲简; 杨元兆; 郑一鸣
Original assignee: ZHEJIANG SILK ENGINEERING INST
Current assignee: ZHEJIANG SILK ENGINEERING INST
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1992-08-05

Abstract

本实用新型属于一种以中小型工业锅炉所产蒸汽为工质的动力装置。它包括机体、端盖、主轴、转子、叶片以及进汽道和排汽道，其特征是机体内壁与转子外壁具有偏心距e，装有枢轴的叶片配合在转子径向槽中，带有内圈的导轨板固接在机体与端盖之间，叶片轴承能与导轨板内圈相配合，而叶尖能与机体内壁摩合，本装置结构简单、造价低廉，能适应饱和蒸汽，用其发电可节煤50～90％(按热电联产时多消的煤计算)，还可用它带动制冷机或热泵工作。

Description

本实用新型属于一种动力装置，特别是涉及一种蒸汽马达动力装置。

现有的蒸汽轮机虽然能以蒸汽为工质产生动力，但它仅适用于大吨位高参数的锅炉，对于大量存在的产汽量小于10t／h、蒸汽参数低的工业锅炉，则没有适用的小型汽轮机产品，其主要原因在于：

1、汽轮机中的能量转换过程是由热能转换为动能，再由动能转换为轴功，由于能量转换过程较复杂，因而存在喷嘴损失、叶片损失、余速损失、内部漏汽损失和湿汽损失等各种损失。

2、中小型工业锅炉的产汽压力低，可供产生动力的压差小，只适合采用级数少的甚至单级汽轮机，这就限制了汽轮机采用多级叶轮以实现高效率的优势。

3、中小型工业锅炉大都产生饱和蒸汽，汽轮机在湿蒸汽区工作，湿汽损失更为严重，而湿汽中的水滴使运动叶片受到撞击和摩蚀。

4、汽轮机的零部件较多，许多零部件精度要求高，制造难度大，小功率汽轮机的相对造价高。杭州汽轮机厂曾生产过小容量的B40XH－025型汽轮机（产汽量为6t／h），但由于效率低、造价高而不再生产。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、造价低廉、适应饱和蒸汽、能使蒸汽直接膨胀作功、並能与中小型工业锅炉配套使用的蒸汽马达动力装置。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括机体、端盖、主轴、转子和叶片，在机体上制有进汽道和排汽道，机体的内壁为圆形，转子的外壁亦为圆形，转子与主轴同心並固定联接，主轴上装有滚动轴承，滚动轴承与端盖相配合，其特征在于机体的圆形内壁与转子的圆形外壁之间的偏心距为e，转子的径向制有径向槽，槽内装有能沿径向移动的叶片，叶片上装有枢轴，枢轴的两端安装有轴承，机体与端盖之间固接有导轨板，导轨板上制有内圈，叶片轴承能同导轨板内圈相配合，转子旋转时叶片所产生的离心力能通过叶片上的轴承作用到导轨内圈上，而叶尖能与机体内壁摩合，以使周向处在密封状态。

本实用新型的优点在于零部件少、制造容易、价格低廉，而且适用于以饱和蒸汽为工质，它可以带动发电机广泛地应用于中小型工业锅炉的热电联产，也可以带动制冷机制冷，或用来带动热泵供热。

结合附图和最佳实施例，对本实用新型具体描述如下：

图1为本实用新型的径向剖视图

图2为本实用新型的轴向剖面图

图3为叶片结构图

参照附图：在机体3上制有进汽道1和排汽道6，机体1、导轨板16和端盖15以公知的方式固定联接，端盖15中装有滚动轴承17，滚动轴承17安装在主轴10上，主轴10与转子4由键14相联接。机体内壁13与转子外壁12均为圆形，二者的偏心距为e，转子4的径向制有沿转子4周向均匀分布的槽2，槽2中装有能沿径向移动的叶片11，叶片11采用碳素纤维等轻质材料制成，叶片11的后端装有枢轴18其两端装有叶片轴承8，叶片轴承8能与导轨板16的内圈9相配合，转子4上槽2的数量与叶片11的数量相等，叶片11的个数可用i表示，根据膨胀比的不同，i的取值范围是：3≤i≤10。相邻两叶片11之间的夹角α与i的关系式为：α＝ (360°)/(i) ，在本实施例中，取i＝5，则α＝72°，机体内壁13和转子外壁12在进汽道1与排汽道6之间的A处相切，並且排汽道6的上壁5亦于A处相切，排汽道6的初始排汽位置在C处，机体内壁13与排汽道6的下壁7在C处相切。当主轴10带动转子4旋转时，在离心力的作用下叶片11沿径向外移，叶片轴承8抵在导轨板16的内圈9上，並在内圈9上转动，而叶尖20通过与机体内壁13的摩合以保持汽室之间的周向密封。由此可见，导轨板16内圈9和叶片轴承8的设置是为了避免叶片11所产生的离心力直接作用在机体3的圆形内壁13上，从而消除了叶尖20与机体内壁13间的磨损。由于机体圆形内壁13与转子圆形外壁12具有偏心距e，所以叶片轴承8在抵住导轨板内圈9的同时，叶片11在转子4的径向槽2内作往复运动，这样便在两个叶片11与机体内壁13和转子外壁12之间构成运动着的、容积不断变化的密封汽室当第①个叶片11处在A的位置沿逆时针方向旋转时，由于密封容积不断增大，所以蒸汽通过进汽道1进入汽室，当第②个叶片11转到B处时，进汽过程结束，这时第①个叶片11与第②个叶片11之间的密封容积称为进汽容积，以V_S表示。当转子4继续旋转时，此密封容积不断增大，当第①个叶片11到达C处，第②个叶片11到达D处时，有着最大容积V_max。在由V_S增大到V_max的过程中，蒸汽由进汽压力P₁膨胀到排汽背压P₂，

其关系为： (V_max)/(V_s) ＝( (P₁)/(P₂) ) 1/(K) 或ε＝( (P₁)/(P₂) ) 1/(K)

式中 ε＝ (V_max)/(V_s) ——膨胀比；

K——蒸汽的绝对指数，对饱和蒸汽K＝1.135。转子4再继续旋转时，第①个叶片11过C处开始排气，到A处排汽结束。一般排汽背压P₂是定值，所以排汽靠叶片11推排。其它相邻的两个叶片11的工作过程与上述相同。

在其它结构参数一定的情况下，叶片11的数目越多，膨胀比ε越大。根据对膨胀比要求的不同，叶片11数目在3至10之间选定。理论证明，多个叶片11构成了自身动力平衡，没有振动。

为保证汽室之间的密封，转子外壁12与机体内壁13必须在A处相切。为保证蒸汽膨胀到最大容积V_max时开始排汽，排汽道6的下壁7必须与机体内壁13在C处相切，如果该切点沿旋转方向后移，则蒸汽膨胀下到最大容积V_max，蒸汽马达的输出功率减小；如果前移，则蒸汽被压缩，蒸汽马达耗功增大，其输出功率也减小。为保证排汽排得干净，排汽道6的上壁5必须与机体内壁13在A处相切。

Claims

1、一种蒸汽马达动力装置，包括机体(3)、端盖(15)、主轴(14)、转子(4)和叶片(11)，在机体(3)上制有进汽道(1)和排汽道(6)，机体内壁(13)与转子外壁(12)均为圆形面，转子(4)与主轴(14)同心並固定联接，主轴(14)上装有滚动轴承(17)，滚动轴承(17)与端盖(15)相配合，其特征在于机体(3)的圆形内壁(13)与转子(4)的圆形外壁(12)之间的偏心距为e，转子(4)的径向制有槽(2)，槽(2)内装有能沿径向移动的叶片(11)，叶片(11)上装有枢轴(19)，枢轴(19)的两端安装有轴承(8)，机体(3)与端盖(15)之间固接有导轨板(16)，导轨板(16)上制有内圈(9)，叶片轴承(8)能同导轨板内圈(9)相配合，转子(4)旋转时，叶片(11)所产生的离心力能通过叶片轴承(8)作用到导轨板内圈(9)上，而叶尖(20)能与机体内壁(13)摩合，以使周向处在密封状态。

2、根据权利要求1所述的蒸汽马达动力装置，其特征在于所述转子（4）的径向槽（2）是沿转子（4）周向均匀分布的，槽（2）的数量与叶片（11）的数量相等，相邻两个叶片（11）之间的夹角α与叶片（11）数i的关系式为：α＝ (360°)/(i) ，i的取值范围是：3≤i≤10。

3、根据权利要求1所述的蒸汽马达动力装置，其特征在于所述的机体内壁（13）与转子外壁（12）在进汽道（1）与排汽道（6）之间的A处相切，而排汽道（6）的上壁（5）也与机体内壁（13）的A处相切；排汽道（6）的下壁与机体内壁（13）在C处光滑相连，並且C处为排汽道（6）的初始排汽位置。