專利名稱：蒸汽馬達動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種動力裝置，特別是涉及一種蒸汽馬達動力裝置。
現(xiàn)有的蒸汽輪機雖然能以蒸汽為工質(zhì)產(chǎn)生動力，但它僅適用于大噸位高參數(shù)的鍋爐，對于大量存在的產(chǎn)汽量小于10t／h、蒸汽參數(shù)低的工業(yè)鍋爐，則沒有適用的小型汽輪機產(chǎn)品，其主要原因在于1、汽輪機中的能量轉(zhuǎn)換過程是由熱能轉(zhuǎn)換為動能，再由動能轉(zhuǎn)換為軸功，由于能量轉(zhuǎn)換過程較復(fù)雜，因而存在噴嘴損失、葉片損失、余速損失、內(nèi)部漏汽損失和濕汽損失等各種損失。
2、中小型工業(yè)鍋爐的產(chǎn)汽壓力低，可供產(chǎn)生動力的壓差小，只適合采用級數(shù)少的甚至單級汽輪機，這就限制了汽輪機采用多級葉輪以實現(xiàn)高效率的優(yōu)勢。
3、中小型工業(yè)鍋爐大都產(chǎn)生飽和蒸汽，汽輪機在濕蒸汽區(qū)工作，濕汽損失更為嚴重，而濕汽中的水滴使運動葉片受到撞擊和摩蝕。
4、汽輪機的零部件較多，許多零部件精度要求高，制造難度大，小功率汽輪機的相對造價高。杭州汽輪機廠曾生產(chǎn)過小容量的B40XH－025型汽輪機(產(chǎn)汽量為6t／h)，但由于效率低、造價高而不再生產(chǎn)。
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、適應(yīng)飽和蒸汽、能使蒸汽直接膨脹作功、並能與中小型工業(yè)鍋爐配套使用的蒸汽馬達動力裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括機體、端蓋、主軸、轉(zhuǎn)子和葉片，在機體上制有進汽道和排汽道，機體的內(nèi)壁為圓形，轉(zhuǎn)子的外壁亦為圓形，轉(zhuǎn)子與主軸同心並固定聯(lián)接，主軸上裝有滾動軸承，滾動軸承與端蓋相配合，其特征在于機體的圓形內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子的圓形外壁之間的偏心距為e，轉(zhuǎn)子的徑向制有徑向槽，槽內(nèi)裝有能沿徑向移動的葉片，葉片上裝有樞軸，樞軸的兩端安裝有軸承，機體與端蓋之間固接有導(dǎo)軌板，導(dǎo)軌板上制有內(nèi)圈，葉片軸承能同導(dǎo)軌板內(nèi)圈相配合，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時葉片所產(chǎn)生的離心力能通過葉片上的軸承作用到導(dǎo)軌內(nèi)圈上，而葉尖能與機體內(nèi)壁摩合，以使周向處在密封狀態(tài)。
本實用新型的優(yōu)點在于零部件少、制造容易、價格低廉，而且適用于以飽和蒸汽為工質(zhì)，它可以帶動發(fā)電機廣泛地應(yīng)用于中小型工業(yè)鍋爐的熱電聯(lián)產(chǎn)，也可以帶動制冷機制冷，或用來帶動熱泵供熱。
結(jié)合附圖和最佳實施例，對本實用新型具體描述如下


圖1為本實用新型的徑向剖視圖圖2為本實用新型的軸向剖面圖圖3為葉片結(jié)構(gòu)圖參照附圖在機體3上制有進汽道1和排汽道6，機體1、導(dǎo)軌板16和端蓋15以公知的方式固定聯(lián)接，端蓋15中裝有滾動軸承17，滾動軸承17安裝在主軸10上，主軸10與轉(zhuǎn)子4由鍵14相聯(lián)接。機體內(nèi)壁13與轉(zhuǎn)子外壁12均為圓形，二者的偏心距為e，轉(zhuǎn)子4的徑向制有沿轉(zhuǎn)子4周向均勻分布的槽2，槽2中裝有能沿徑向移動的葉片11，葉片11采用碳素纖維等輕質(zhì)材料制成，葉片11的后端裝有樞軸18其兩端裝有葉片軸承8，葉片軸承8能與導(dǎo)軌板16的內(nèi)圈9相配合，轉(zhuǎn)子4上槽2的數(shù)量與葉片11的數(shù)量相等，葉片11的個數(shù)可用i表示，根據(jù)膨脹比的不同，i的取值范圍是3≤i≤10。相鄰兩葉片11之間的夾角α與i的關(guān)系式為α＝ (360°)/(i) ，在本實施例中，取i＝5，則α＝72°，機體內(nèi)壁13和轉(zhuǎn)子外壁12在進汽道1與排汽道6之間的A處相切，並且排汽道6的上壁5亦于A處相切，排汽道6的初始排汽位置在C處，機體內(nèi)壁13與排汽道6的下壁7在C處相切。當(dāng)主軸10帶動轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下葉片11沿徑向外移，葉片軸承8抵在導(dǎo)軌板16的內(nèi)圈9上，並在內(nèi)圈9上轉(zhuǎn)動，而葉尖20通過與機體內(nèi)壁13的摩合以保持汽室之間的周向密封。由此可見，導(dǎo)軌板16內(nèi)圈9和葉片軸承8的設(shè)置是為了避免葉片11所產(chǎn)生的離心力直接作用在機體3的圓形內(nèi)壁13上，從而消除了葉尖20與機體內(nèi)壁13間的磨損。由于機體圓形內(nèi)壁13與轉(zhuǎn)子圓形外壁12具有偏心距e，所以葉片軸承8在抵住導(dǎo)軌板內(nèi)圈9的同時，葉片11在轉(zhuǎn)子4的徑向槽2內(nèi)作往復(fù)運動，這樣便在兩個葉片11與機體內(nèi)壁13和轉(zhuǎn)子外壁12之間構(gòu)成運動著的、容積不斷變化的密封汽室當(dāng)?shù)冖賯€葉片11處在A的位置沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，由于密封容積不斷增大，所以蒸汽通過進汽道1進入汽室，當(dāng)?shù)冖趥€葉片11轉(zhuǎn)到B處時，進汽過程結(jié)束，這時第①個葉片11與第②個葉片11之間的密封容積稱為進汽容積，以VS表示。當(dāng)轉(zhuǎn)子4繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，此密封容積不斷增大，當(dāng)?shù)冖賯€葉片11到達C處，第②個葉片11到達D處時，有著最大容積Vmax。在由VS增大到Vmax的過程中，蒸汽由進汽壓力P1膨脹到排汽背壓P2，其關(guān)系為 (Vmax)/(Vs) ＝( (P1)/(P2) ) 1/(K) 或ε＝( (P1)/(P2) ) 1/(K)式中 ε＝ (Vmax)/(Vs) ——膨脹比；K——蒸汽的絕對指數(shù)，對飽和蒸汽K＝1.135。轉(zhuǎn)子4再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，第①個葉片11過C處開始排氣，到A處排汽結(jié)束。一般排汽背壓P2是定值，所以排汽靠葉片11推排。其它相鄰的兩個葉片11的工作過程與上述相同。
在其它結(jié)構(gòu)參數(shù)一定的情況下，葉片11的數(shù)目越多，膨脹比ε越大。根據(jù)對膨脹比要求的不同，葉片11數(shù)目在3至10之間選定。理論證明，多個葉片11構(gòu)成了自身動力平衡，沒有振動。
為保證汽室之間的密封，轉(zhuǎn)子外壁12與機體內(nèi)壁13必須在A處相切。為保證蒸汽膨脹到最大容積Vmax時開始排汽，排汽道6的下壁7必須與機體內(nèi)壁13在C處相切，如果該切點沿旋轉(zhuǎn)方向后移，則蒸汽膨脹下到最大容積Vmax，蒸汽馬達的輸出功率減??；如果前移，則蒸汽被壓縮，蒸汽馬達耗功增大，其輸出功率也減小。為保證排汽排得干凈，排汽道6的上壁5必須與機體內(nèi)壁13在A處相切。
權(quán)利要求1.一種蒸汽馬達動力裝置，包括機體(3)、端蓋(15)、主軸(14)、轉(zhuǎn)子(4)和葉片(11)，在機體(3)上制有進汽道(1)和排汽道(6)，機體內(nèi)壁(13)與轉(zhuǎn)子外壁(12)均為圓形面，轉(zhuǎn)子(4)與主軸(14)同心並固定聯(lián)接，主軸(14)上裝有滾動軸承(17)，滾動軸承(17)與端蓋(15)相配合，其特征在于機體(3)的圓形內(nèi)壁(13)與轉(zhuǎn)子(4)的圓形外壁(12)之間的偏心距為e，轉(zhuǎn)子(4)的徑向制有槽(2)，槽(2)內(nèi)裝有能沿徑向移動的葉片(11)，葉片(11)上裝有樞軸(19)，樞軸(19)的兩端安裝有軸承(8)，機體(3)與端蓋(15)之間固接有導(dǎo)軌板(16)，導(dǎo)軌板(16)上制有內(nèi)圈(9)，葉片軸承(8)能同導(dǎo)軌板內(nèi)圈(9)相配合，轉(zhuǎn)子(4)旋轉(zhuǎn)時，葉片(11)所產(chǎn)生的離心力能通過葉片軸承(8)作用到導(dǎo)軌板內(nèi)圈(9)上，而葉尖(20)能與機體內(nèi)壁(13)摩合，以使周向處在密封狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽馬達動力裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(4)的徑向槽(2)是沿轉(zhuǎn)子(4)周向均勻分布的，槽(2)的數(shù)量與葉片(11)的數(shù)量相等，相鄰兩個葉片(11)之間的夾角α與葉片(11)數(shù)i的關(guān)系式為α＝ (360°)/(i) ，i的取值范圍是3≤i≤10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽馬達動力裝置，其特征在于所述的機體內(nèi)壁(13)與轉(zhuǎn)子外壁(12)在進汽道(1)與排汽道(6)之間的A處相切，而排汽道(6)的上壁(5)也與機體內(nèi)壁(13)的A處相切；排汽道(6)的下壁與機體內(nèi)壁(13)在C處光滑相連，並且C處為排汽道(6)的初始排汽位置。
專利摘要本實用新型屬于一種以中小型工業(yè)鍋爐所產(chǎn)蒸汽為工質(zhì)的動力裝置。它包括機體、端蓋、主軸、轉(zhuǎn)子、葉片以及進汽道和排汽道，其特征是機體內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外壁具有偏心距e，裝有樞軸的葉片配合在轉(zhuǎn)子徑向槽中，帶有內(nèi)圈的導(dǎo)軌板固接在機體與端蓋之間，葉片軸承能與導(dǎo)軌板內(nèi)圈相配合，而葉尖能與機體內(nèi)壁摩合，本裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，能適應(yīng)飽和蒸汽，用其發(fā)電可節(jié)煤50～90％(按熱電聯(lián)產(chǎn)時多消的煤計算)，還可用它帶動制冷機或熱泵工作。
文檔編號F01C1/344GK2112009SQ9123230
公開日1992年8月5日 申請日期1991年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月11日
發(fā)明者單哲簡, 楊元兆, 鄭一鳴 申請人:浙江絲綢工學(xué)院