專利名稱：微型汽輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項發(fā)明是利用沖動式汽輪機的原理，即蒸汽在汽輪中把熱能轉(zhuǎn) 變?yōu)闄C械能，進而帶動水泵、油泵、風(fēng)機等各種轉(zhuǎn)動設(shè)備，也可以帶 動發(fā)電機發(fā)電。
背景技術(shù)：
近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，熱電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月 異， 一些新技術(shù)、新工藝、新材料也在汽輪機制造業(yè)中得到應(yīng)用， 汽輪機的設(shè)計制造正在向熱電化、高速化、自動化、節(jié)約化方向
發(fā)展。目前，大中型功率的汽輪機，如100MW、 200麗、300MW、 600MW的汽輪機已形成生產(chǎn)規(guī)模，但小型的汽輪機的發(fā)展相對較 慢，國內(nèi)有一些功率在幾十兆瓦的小型汽輪機生產(chǎn)廠，他們的主 要服務(wù)對象仍然是電廠或一些大型企業(yè)。功率在幾十千瓦甚至是 幾千瓦的微型汽輪機很少。這種微型汽輪機可以代替電動機或在 無電的情況下拖動水泵、油泵、風(fēng)機等各種轉(zhuǎn)動設(shè)備，也可以帶動發(fā) 電機發(fā)電，亦可以應(yīng)用在無電的林區(qū)或是偏遠的農(nóng)村山區(qū)?？朔?了以往汽輪機對環(huán)境的諸多限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽輪機，它體積小，額定輸出功率為 5KW。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是利用沖量原理， 由鍋爐加熱出來的蒸汽經(jīng)過進汽控制閥36輸入到進汽口 IO進入蒸汽
3缸39，蒸汽通過噴嘴12推動葉輪11旋轉(zhuǎn)，進而帶動主軸9旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器34輸入到減速箱中，通過減速器主動齒輪軸31和被動齒輪28的轉(zhuǎn)動嚙合達到減速的目的，再由被動軸25旋轉(zhuǎn)輸出需要的轉(zhuǎn)速，進而帶動其他設(shè)備。


圖1是微型汽輪機總圖俯視圖
圖中l(wèi).后汽封排汽口 2.前汽封排汽口 3.汽缸下半前缸4.前汽封5.測速傳感器6.測速齒輪7.角接觸球軸承8.前軸承座9.主軸10.進汽口 11.葉輪12.噴嘴13.第一列動葉片14.導(dǎo)葉片15.第二列動葉片16.排汽缸17.汽缸下半后缸18.后汽封19.后軸承座20.調(diào)心球軸承21.被動軸悶蓋22.被動輪軸承23.圓螺母24.止動墊片25.被動軸26.被動軸壓板27.被動軸透蓋28.被動齒輪29.主動軸悶蓋30.主動輪軸承31.主動齒輪軸32.主動軸透蓋33.主動軸壓板34.聯(lián)軸器35.汽輪機底盤圖2是汽輪機本體左視圖
圖中36.進汽控制閥37.吊耳螺釘38.汽缸上半39.蒸汽缸40.汽
輪機本體彈性支架
圖3是汽輪機減速器左視圖
圖中41.齒輪箱蓋42.齒輪箱箱體43.齒輪箱彈性支架
圖4是噴嘴與葉片放大圖
圖中12.噴嘴13.第一列動葉片
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述微型汽輪機機由汽輪機本體、減速器、支架結(jié)構(gòu)三部分組成。汽輪機本體結(jié)構(gòu)由后汽封排汽口 1、前汽封排汽口 2、汽缸下半前缸3、
前汽封4、測速傳感器5、測速齒輪6、角接觸球軸承7、主軸9、進
汽口 10、葉輪11、噴嘴12、第一列動葉片13、導(dǎo)葉片14、第二列
動葉片15、排汽缸16、汽缸下半后缸17、后汽封18、調(diào)心球軸承
20、進汽控制閥36、吊耳螺釘37、蒸汽缸39等組成。減速器主要由
齒輪箱上蓋41、齒輪箱箱體42、被動軸悶蓋21、被動輪軸承22、圓
螺母23、止動墊片24、被動軸25、被動軸壓板26、被動軸透蓋27、
被動齒輪28、主動軸悶蓋29、主動輪軸承30、主動齒輪軸31、主動
軸透蓋32、主動軸壓板33、聯(lián)軸器34等組成。支架結(jié)構(gòu)主要由前軸
承座8、后軸承座19、汽輪機本體彈性支架40、齒輪箱彈性支架43、
汽輪機底盤35等組成。
下面對機器總的結(jié)構(gòu)和功能介紹如下-
1.微型汽輪機總的基本結(jié)構(gòu)這是一種微型的兩列汽輪機，有兩列動葉片13和15及中間的導(dǎo)葉片14。自鍋爐來的蒸汽經(jīng)進汽控制閥36進入蒸汽缸39，經(jīng)噴嘴12，沖動葉輪11做功后經(jīng)排汽缸16排出。汽輪機前汽封4、后汽封18的漏氣由前汽封排氣口 2和后汽封排氣口 1排出。汽輪機的進汽量的多少由進汽控制閥36進行調(diào)節(jié)，汽輪機轉(zhuǎn)速可由測速齒輪6和測速傳感器5測得，測速齒輪安裝在主軸9上，位于前軸承座8的左側(cè)。當(dāng)汽輪機的轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時，進汽控制閥36自動關(guān)閉。汽輪機本體機構(gòu)、減速器從左至右布置，汽輪機轉(zhuǎn)子安裝在主軸9上，主軸9固定在前軸承座8和后軸承座19上。前軸承座8和后軸承座19中的軸承分別為角接觸球軸承7和調(diào)心球軸承20。前后軸承座底下部由彈性支架40支撐，減速器固定在齒輪箱彈性支架43上，這些部件一起安裝在汽輪機底盤35上。其中，葉輪ll、主軸9和葉片的轉(zhuǎn)子機構(gòu)密封于汽輪機下半前缸3、汽輪機下半后缸17和汽缸上半38之中，汽輪機下半前后缸的接合處以及他們和汽缸上半的接合處保持密封，與軸接觸處靠前汽封4和后汽封18保持密封，防止蒸汽外泄。
2. 蒸汽在汽輪機的做功過程在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。高速汽流流?jīng)動葉片時，由于汽流方向改變，產(chǎn)生了對葉片的沖動力，推動葉輪旋轉(zhuǎn)做功，將蒸汽的動能變成軸旋轉(zhuǎn)的機械能。過程如下通過進汽口 IO進入到蒸汽缸39的蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力由尸。降至尸"流速從G增至G，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。然后進入第一列動葉片13中，改變流動方向，產(chǎn)生了沖動作用力使葉輪11旋轉(zhuǎn)做功，將蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子的機械能。蒸汽離開第一列動葉片13時速度降低一些，但仍有較大的速度G，蒸汽經(jīng)過導(dǎo)葉片14改變流動方向后再進入第二列動葉片15中繼續(xù)做功，蒸汽在導(dǎo)葉片中不再膨脹，壓力基本不變，即尸尸A。但是由于氣流的流動損失，速度由G略有降低，變成C/，在第二列動葉片中，蒸汽不在膨脹，只是蒸汽的動能進一步被利用，排氣的速度降低到C/，這就是蒸汽在汽輪機的做功的基本過程。
3. 減速器的基本結(jié)構(gòu)通過聯(lián)軸器34輸進來的轉(zhuǎn)速帶動半徑小的斜齒主動齒輪軸31轉(zhuǎn)動，與固定在被動軸25上的半徑大的斜齒被動齒輪28嚙合，達到減速的目的。主動齒輪軸31的兩端靠主動軸壓板33、主動軸透蓋32和主動軸悶蓋31進行密封，通過主動輪軸承30進行旋轉(zhuǎn)。被動軸25的兩端靠被動軸悶蓋21、被動軸透蓋27和被動軸壓板26進行密封，靠圓螺母23、止動墊片24達到左端的軸向固定，通過被動輪軸承22旋轉(zhuǎn)。整個機構(gòu)密封于靠齒輪箱上蓋41和齒輪箱箱體42中。
4.微型氣輪機的主要技術(shù)參數(shù)微型汽輪機的體積盡量小，總的外形尺寸大約為950mmX475鵬X500腿，重量為15 kg，功率為5KW。汽輪機的轉(zhuǎn)速為3 0 0 0±5%rpm，輸出的轉(zhuǎn)速大約為3000 ±5Q/orpm/min，進汽的壓力為0.8MPa，進汽溫度為180°C，排汽缸排除氣體的壓力為0. llMPa，安全系數(shù)可到5. 5。
權(quán)利要求
1.一種微型汽輪機，一種微型汽輪機，整臺設(shè)備由支架機構(gòu)、汽輪機本體機構(gòu)、減速器三部分組成，自鍋爐來的蒸汽進入蒸汽缸(39)，經(jīng)噴嘴(12)，沖動葉輪(11)做功后經(jīng)排汽缸(16)排出。其特征是汽輪機本體機構(gòu)、減速器從左至右布置，汽輪機轉(zhuǎn)子安裝在主軸(9)上，主軸固定在前軸承座(8)和后軸承座(19)上。前后軸承座下部由彈性支架(40)支撐，這些部件一起安裝在汽輪機底盤(35)上。其中，葉輪和葉片的轉(zhuǎn)子機構(gòu)位于汽輪機下半前缸(3)、汽輪機下半后缸(17)和汽缸上半(38)之中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型汽輪機，其特征是汽輪機轉(zhuǎn)子機構(gòu)有兩列動葉片(13)和(15)及其中間的導(dǎo)葉片(14)，微型汽輪機，旋轉(zhuǎn)輸出功率為5KW。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型汽輪機，其特征是汽輪機輸汽端有測速裝置，在主軸上裝有測速齒輪(6)和測速傳感器(5)，位于前軸承座(8)左側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型汽輪機，其特征是汽輪機輸汽端有進汽量調(diào)節(jié)裝置，進汽口 (10)處安有進汽控制閥(36)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型汽輪機，其特征是前軸承座(8)和后軸承座(19)中的軸承分別為角接觸球軸承和調(diào)心球軸承。
全文摘要
本項發(fā)明是利用沖動式汽輪機的原理，即蒸汽在汽輪中把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。這種微型氣輪機可以代替電動機或無電的情況下拖動水泵、油泵、風(fēng)機等各種轉(zhuǎn)動設(shè)備，也可以帶動發(fā)電機發(fā)電，亦可以應(yīng)用在無電的林區(qū)或是偏遠的農(nóng)村山區(qū)。結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定，便利輕攜，克服了以往大中型汽輪機使用環(huán)境的諸多限制。整個機器由汽輪本體機構(gòu)、減速器、支架結(jié)構(gòu)三部分組成。工作過程為自鍋爐來的蒸汽經(jīng)進汽控制閥輸入到進汽口10，蒸汽通過噴嘴12推動第一列動葉片13，進而帶動葉輪11旋轉(zhuǎn)，主軸9與葉輪11一起旋轉(zhuǎn)，再通過聯(lián)軸器34輸入到減速器中，通過減速器主動齒輪軸31和被動齒輪28的轉(zhuǎn)動嚙合達到減速的目的，由被動軸25旋轉(zhuǎn)輸出需要的轉(zhuǎn)速。
文檔編號F01D1/02GK101649754SQ20081013689
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者任長青, 呂俊豐, 姜新波, 楊春梅, 巖 馬 申請人:東北林業(yè)大學(xué)