專利名稱：有機工質(zhì)透平原動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬一種用于發(fā)電、拖動工作機械等的原動機械裝置。
傳統(tǒng)的蒸汽發(fā)動機由鍋爐、能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)、冷凝器、給水泵等組成，體積大，重量重、效率低，從燃料燃燒到發(fā)電的總效率低于30％，而且對一次性能源浪費嚴重。內(nèi)燃機因體積小，效率高而被現(xiàn)代工業(yè)廣泛應用，但同時也帶來了能源緊張、環(huán)境污染等一系列問題。
本實用新型旨在提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，具有體積小，重量輕，效率高，環(huán)境污染小等優(yōu)點的有機工質(zhì)透平原動機。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是(參見實施例)本實用新型包括鍋爐，能量轉(zhuǎn)換裝置，冷凝器，與鍋爐為分離態(tài)的外加熱裝置(7)，其特征在于所述的鍋爐、能量轉(zhuǎn)換裝置和冷凝器共裝在一個由電機(28)帶動的旋轉(zhuǎn)架體(29)上，旋轉(zhuǎn)架體通過軸承與支座(1)相連，所述的鍋爐是由與旋轉(zhuǎn)架體同軸的外筒(2)和內(nèi)筒(16)以及封閉前端口的前端蓋(8)和封閉后端口的連接板(19)組成的環(huán)形工質(zhì)室(5)；所述的能量轉(zhuǎn)換裝置設在內(nèi)筒(16)的內(nèi)腔里，包括設在工作室(13)里的汽輪機(14)和汽室(3)，汽室(3)通過設在內(nèi)筒壁上的上升管(4)與環(huán)形工質(zhì)室(5)連通，汽室設有一伸入工作室對著汽輪機葉片且由自動調(diào)節(jié)閥(17)控制的噴嘴(15)，汽輪機的主軸(10)與旋轉(zhuǎn)架體(29)中心軸線重合，通過密封件伸出工作室(13)與減速箱(30)傳動連接；所述的冷凝器由數(shù)根固定于旋轉(zhuǎn)架體上并與工作室連通的帶有散熱片的冷凝管(23)組成，冷凝管的離心向側(cè)壁部位設有相對內(nèi)壁凹進的落水槽(22)，落水槽與環(huán)形工質(zhì)室(5)連通。
本實用新型的工作原理為向鍋爐的環(huán)形工質(zhì)室內(nèi)裝入低沸點、低臨界壓力的有機工質(zhì)，電機帶動安裝在旋轉(zhuǎn)架體上的鍋爐、能量轉(zhuǎn)換裝置、冷凝器一起旋轉(zhuǎn)，鍋爐環(huán)形工質(zhì)室內(nèi)的工質(zhì)在離心力的作用下貼在外筒(2)的內(nèi)側(cè)壁上，在外加熱裝置(7)的作用下，有機工質(zhì)被加熱，膨脹汽化，蒸汽態(tài)工質(zhì)通過設在內(nèi)筒壁上的上升管進入汽室(3)，汽室壓力積蓄到達到一定值，即打開自動調(diào)節(jié)閥(17)從伸進工作室的噴嘴噴出，膨脹作功，產(chǎn)生的高速氣流帶動汽輪機葉片轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，伸出工作室外的汽輪機主軸即可通過變速箱帶動外負載實現(xiàn)輸出機械能的功能。工作室內(nèi)的乏汽進入冷凝管(23)，冷凝管是隨旋轉(zhuǎn)架體轉(zhuǎn)動的，旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的抽吸效應使冷空氣高速流過散熱片，冷凝管中的乏汽冷凝成液態(tài)工質(zhì)，冷凝后的液態(tài)工質(zhì)在離心力的作用下，甩到冷凝管離心側(cè)并進入在該方向內(nèi)壁設置的凹進的落水槽(22)，回流到工質(zhì)室，并被重新加熱，完成整個熱力循環(huán)。鍋爐環(huán)形工質(zhì)室在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下加熱，一方面可使工質(zhì)均勻加熱，另一方面可以靠離心力的作用達到汽液分離的目的。
本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，功率大，采用低沸點、低臨界壓力的有機工質(zhì)后，可使超臨界朗肯循環(huán)得以實現(xiàn)，從而獲得較高的熱效率，工作中沒有內(nèi)燃機的爆燃聲和排氣噪音，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，所采用的外加熱裝置對燃料的要求不高，燃料適用范圍廣，而且還可利用廢棄余熱，特別是本實用新型還具有有害排放物少，環(huán)境污染小的優(yōu)點。


圖1、本實用新型實施例剖面結(jié)構(gòu)示意圖1-支架2-外筒3-汽室4-上升管5-環(huán)形工質(zhì)室6-排汽孔7-外加熱裝置 8-前端蓋 9-密封盒 10-主軸 11-支架軸 12-軸承13-工作室 14-汽輪機 15-噴嘴 16-內(nèi)筒 17-自動調(diào)節(jié)閥18-導流連接板 19-連接板 20-回流管 21-內(nèi)筒腔 22-落水槽 23-冷凝管24-支撐軸 25-后端板 26-軸承 27-連軸器 28-電機29-旋轉(zhuǎn)架體 30-減速箱 31-固定螺釘圖2、圖1的導流連接板18的A-A向視圖圖3、圖1中冷凝管23的B-B向視圖圖4、本實用新型實施例外觀結(jié)構(gòu)示意圖實施例說明本例的電機28固定在支座1上，電機主軸通過連軸器27同旋轉(zhuǎn)架體29上與中心軸線重合的支撐軸24傳動連接，支撐軸通過軸承26與支座1相連，支撐軸后部固定有環(huán)形的后端板25，支撐軸前端與將環(huán)形鍋爐后部密封的連接板19固定連接，將鍋爐前部密封的前端蓋8通過軸承12套在支座1的支架軸11上。
所述的鍋爐是由與旋轉(zhuǎn)架體29中心軸線重合的外筒2和內(nèi)筒16組成的環(huán)形工質(zhì)室5，環(huán)形工質(zhì)室中部的內(nèi)筒腔21前部被前端蓋8封閉，后部被連接板19封閉。
所述的能量轉(zhuǎn)換裝置設在內(nèi)筒腔21里，具體結(jié)構(gòu)為與內(nèi)筒腔隔離的工作室13設有一與內(nèi)筒腔連通的軸向排汽孔6，工作室以前端蓋8為一側(cè)壁，工作室里設置的與旋轉(zhuǎn)架體中心軸線重合的汽輪機14的主軸10通過密封盒9穿過前端蓋8和支架軸11，與固定在支座1上的減速箱30傳動連接，與內(nèi)筒腔隔離的汽室3通過設置在內(nèi)筒壁上的上升管4與環(huán)形工質(zhì)室5連通。汽室3設置的由自動調(diào)節(jié)閥17控制的噴嘴15伸進工作室13，對著汽輪機14的葉片，本例的噴嘴對汽輪機是軸流進氣形式，也可采用徑流等進氣形式。
所述的冷凝器結(jié)構(gòu)為在所述連接板19與鍋爐及內(nèi)筒腔后端面之間還夾有一導流連接板18，通過固定螺釘31與連接板19固定在一起，冷凝管23圍繞旋轉(zhuǎn)架體上的支撐軸24環(huán)形排列，冷凝管后端為封閉的，固定在環(huán)形的后端板25上，前端穿過連接板19和導流連接板18與內(nèi)筒腔21連通，在冷凝管離心方向的側(cè)壁上設有相對內(nèi)壁凹進的落水槽22，落水槽在其穿過導流連接板的部位通過設在導流連接板體內(nèi)的的回流管20與環(huán)形工質(zhì)室5連通。
權(quán)利要求1.有機工質(zhì)透平原動機，包括鍋爐、能量轉(zhuǎn)換裝置、冷凝器、與鍋爐為分離態(tài)的外加熱裝置(7)，其特征在于所述的鍋爐、能量轉(zhuǎn)換裝置和冷凝器共裝在一個由電機(28)帶動的旋轉(zhuǎn)架體(29)上，旋轉(zhuǎn)架體通過軸承與支座(1)相連，所述的鍋爐是由與旋轉(zhuǎn)架體同軸的外筒(2)和內(nèi)筒(16)以及封閉前端口的前端蓋(8)和封閉后端口的連接板(19)組成的環(huán)形工質(zhì)室(5)；所述的能量轉(zhuǎn)換裝置設在內(nèi)筒(16)的內(nèi)腔里，包括設在工作室(13)里的汽輪機(14)和汽室(3)，汽室(3)通過設在內(nèi)筒壁上的上升管(4)與環(huán)形工質(zhì)室(5)連通，汽室設有一伸入工作室對著汽輪機葉片且由自動調(diào)節(jié)閥(17)控制的噴嘴(15)，汽輪機的主軸(10)與旋轉(zhuǎn)架體(29)中心軸線重合，通過密封件伸出工作室(13)與減速箱(30)傳動連接；所述的冷凝器由數(shù)根固定于旋轉(zhuǎn)架體上并與工作室連通的帶有散熱片的冷凝管(23)組成，冷凝管的離心向側(cè)壁部位設有相對內(nèi)壁凹進的落水槽(22)，落水槽與環(huán)形工質(zhì)室(5)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機工質(zhì)透平原動機，其特征在于所述的電機(28)固定在支座(1)上，電機主軸通過連軸器(27)同旋轉(zhuǎn)架體(29)上與中心軸線重合的支撐軸(24)傳動連接，支撐軸通過軸承(26)與支座(1)相連，支撐軸后部固定有環(huán)形的后端板(25)，支撐軸前端與將環(huán)形鍋爐后部密封的連接板(19)固定連接，將鍋爐前部密封的前端蓋(8)通過軸承(12)套在支座(1)的支架軸(11)上，所述環(huán)形工質(zhì)室(5)中部的內(nèi)筒腔(21)前部被前端蓋(8)封閉，后部被連接板(19)封閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機工質(zhì)透平原動機，其特征在于所述能量轉(zhuǎn)換裝置中與內(nèi)筒腔(21)隔離的工作室(13)設有一與內(nèi)筒腔連通的軸向排汽孔(6)，工作室以前端蓋(8)為一側(cè)壁，工作室里設置的與旋轉(zhuǎn)架體中心軸線重合的汽輪機(14)的主軸(10)通過密封盒(9)穿過前端蓋(8)和支架軸(11)，與固定在支座(1)上的減速箱(30)傳動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的有機工質(zhì)透平原動機，其特征在于在所述連接板(19)與鍋爐及內(nèi)筒腔后端面之間還夾有一導流連接板(18)，冷凝管(23)圍繞旋轉(zhuǎn)架體上的支撐軸(24)環(huán)形排列，冷凝管后端為封閉的，固定在環(huán)形的后端板(25)上，前端穿過連接板(19)和導流連接板(18)與內(nèi)筒腔(21)連通，所述落水槽(23)在其穿過導流連接板的部位通過設在導流連接板體內(nèi)的的回流管(20)與環(huán)形工質(zhì)室(5)連通。
專利摘要有機工質(zhì)透平原動機,本實用新型將鍋爐、能量轉(zhuǎn)換裝置和冷凝器共裝在一個由電機帶動的旋轉(zhuǎn)架體上,鍋爐是由與旋轉(zhuǎn)架體同軸的外筒和內(nèi)筒組成的環(huán)形工質(zhì)室,能量轉(zhuǎn)換裝置設在內(nèi)筒腔內(nèi),包括與工質(zhì)室連通的汽室和設有汽輪機的工作室,汽室的噴嘴對著汽輪機葉片,汽輪機主軸伸出工作室與減速箱連接,冷凝器為數(shù)根與工作室連通的冷凝管組成,冷凝管離心側(cè)壁設有落水槽,落水槽與工質(zhì)室連通,本裝置重量輕,體積小,效率高,污染小。
文檔編號F01K11/00GK2435516SQ0023782
公開日2001年6月20日 申請日期2000年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者王彥彬, 吳福河 申請人:王彥彬, 吳福河