一种蒸汽透平机

摘要

本发明涉及一种蒸汽透平机，包括一外壳，所述外壳具有一进汽道、一做功汽道以及一个排汽道；所述外壳内设有一通过动力输出轴带动发电机发电的转轮，所述转轮具有外圈、轮辐以及由所述外圈、轮辐形成的内腔，所述内腔中通过连接轴活动连接有多个驱动装置，每个所述驱动装置包括一个弧形的驱动板、一个限制所述驱动板脱出所述转轮的定位板以及连接所述驱动板以及定位板的扇形状的拉力板，所述驱动板在自重力作用下可绕所述连接轴转动向外打开或向内收起，所述驱动板处于收起状态时与所述转轮同圆心、打开时将所述做功汽道关闭，承受来自所述进汽道的蒸汽压力从而推动所述转轮旋转。本发明可取代汽轮机，解决目前的汽轮机能量效率低的技术问题。

权利要求

1.一种蒸汽透平机，其特征在于，包括一外壳，所述外壳具有一进汽道、一做功汽道以及一个排汽道；所述外壳内设有一通过动力输出轴带动发电机发电的转轮，所述转轮具有外圈、轮辐以及由所述外圈、轮辐形成的内腔，所述内腔中通过连接轴活动连接有多个驱动装置，每个所述驱动装置包括一个弧形的驱动板、一个限制所述驱动板脱出所述转轮的定位板以及连接所述驱动板以及定位板的扇形状的拉力板，所述驱动板在自重力作用下可绕所述连接轴转动向外打开或向内收起，所述驱动板处于收起状态时与所述转轮同圆心、打开时将所述做功汽道关闭，承受来自所述进汽道的蒸汽压力从而推动所述转轮旋转。

2.如权利要求1所述蒸汽透平机，其特征在于，所述驱动板的厚度为所述外圈的一半、宽度小于所述外圈的宽度。

3.如权利要求2所述蒸汽透平机，其特征在于，所述扇形状拉力板的圆心为所述连接轴的中心。

4.如权利要求3 所述蒸汽透平机，其特征在于，所述拉力板的半径小于所述弧形的驱动板的弧长。

5.如权利要求4所述蒸汽透平机，其特征在于，所述定位板为一弧形板，当所述驱动板完全打开时，所述定位板的圆心与所述转轮的圆心重合，所述定位板与所述转轮的外圈的内侧相贴合接触。

6.如权利要求1-5任一项所述蒸汽透平机，其特征在于，所述外壳的底部设有底座。

说明书

一种蒸汽透平机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种透平机，具体说是一种火力发电和核动力发电的蒸汽推动的花瓣式蒸汽透平机。

背景技术

[0002] 当今世界上，火力发电和核动力发电大多采用汽轮机，汽轮机的结构是半封闭式，将蒸汽中蕴有的能量转换成机械功的效率低，以现有的技术，在该结构上不可能有大的突破。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种可以取代汽轮机的全封闭的花瓣式的蒸汽透平机，旨在解决目前的汽轮机能量效率低的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种蒸汽透平机，包括一外壳，所述外壳具有一进汽道、一做功汽道以及一个排汽道；所述外壳内设有一通过动力输出轴带动发电机发电的转轮，所述转轮具有外圈、轮辐以及由所述外圈、轮辐形成的内腔，所述内腔中通过连接轴活动连接有多个驱动装置，每个所述驱动装置包括一个弧形的驱动板、一个限制所述驱动板脱出所述转轮的定位板以及连接所述驱动板以及定位板的扇形状的拉力板，所述驱动板在自重力作用下可绕所述连接轴转动向外打开或向内收起，所述驱动板处于收起状态时与所述转轮同圆心、打开时将所述做功汽道关闭，承受来自所述进汽道的蒸汽压力从而推动所述转轮旋转。

[0006] 作为一种改进，所述驱动板的厚度为所述外圈的一半、宽度小于所述外圈的宽度。

[0007] 作为一种改进，所述扇形状拉力板的圆心为所述连接轴的中心。

[0008] 作为一种改进，所述拉力板的半径小于所述弧形的驱动板的弧长。

[0009] 作为一种改进，所述定位板为一弧形板，当所述驱动板完全打开时，所述定位板的圆心与所述转轮的圆心重合，并与所述转轮的外圈的内侧相贴合接触。

[0010] 作为一种改进，所述外壳的底部设有底座。

[0011] 本发明通过外壳内设置转轮，并在转轮上设有多个驱动装置，由所述驱动装置在自重力作用下打开时，关闭做功汽道，承受来自进汽道的蒸汽压力，带动所述转轮旋转，从而通过动力输出轴驱动发电机发电，并可通过调整发电机磁场的强度控制转轮的转速，以使位于转轮上部的驱动装置能够在自身的重力作用下收入转轮内腔，从而可以可靠.稳定地输出动力。

附图说明

[0012] 图中：1、驱动板，2、拉力板，3、定位板，4、轴孔，5、动力输出轴，6、轮辐，7、外圈，8、连接轴，9、进汽端，10、汽道区，11、进汽道，12、排汽道，13、底座，14、做功汽道，15、转轮，16、驱动装置，17、外壳。

[0013] 图1所示为本发明实施例提供的一种蒸汽透平机的外形示意图；

[0014] 图2所示为本发明实施例提供的蒸汽透平机的工作状态下的示意图；

[0015] 图3所示为所有的驱动装置完全收入转轮的示意图；

[0016] 图4所示为驱动装置的示意图；

[0017] 图5所示为转轮的示意图。

具体实施方式

[0018] 下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

[0019] 请参阅图1~5所示，一种蒸汽透平机，包括一外壳17，所述外壳具有一个压力蒸汽的进汽端9、一汽道区10，所述汽道区10包括一进汽道11、一做功汽道14以及一个排汽道12；所述外壳17内设有一通过动力输出轴5带动发电机发电的转轮15，所述转轮15具有外圈7、轮辐6以及由所述外圈7、前后轮辐6相接而形成的转轮内腔，所述内腔中通过连接轴8活动连接有多个驱动装置16，每个所述驱动装置16包括一个弧形的驱动板1、一个限制所述驱动板1脱出所述转轮15的定位板3以及连接所述驱动板1以及定位板3的扇形
状的拉力板2，所述驱动板1在自重力作用下可绕所述连接轴8转动向外打开或向内收起，所述驱动板1处于收起状态时与所述转轮15同圆心、打开时将所述做功汽道14关闭，承受来自所述进汽道11的蒸汽压力从而推动所述转轮15旋转。

[0020] 参见图2所示，所述的做功汽道14为两个相邻的所述驱动板1在完全打开状态下时，在所述转轮15外侧、所述外壳17内的运动轨迹。所述驱动装置16的数量与所述做功汽道14的大小有关，延长做功汽道14，则可以减少所述驱动装置16的数量。

[0021] 所述的定位板3、驱动板1与转轮15的外圈的接触面不能是光滑的表面，应该预留导汽槽。另外，在所述转轮15的外圈的外侧具有向内和所述驱动板1的体积相同的凹槽，所述驱动板1收起时与所述的凹槽相吻合，在所述转轮15旋转方向的一端预留导汽空间。

[0022] 进一步的，所述转轮15的外圈上开设有与所述拉力板2的截面积相适应的孔，用于起到密封作用。

[0023] 进一步的，在所述定位板3或驱动板1的顶端向两侧延伸出导向轮，与所述的外壳17以阿基米德原理设计的导向轮匹配，以约束驱动装置16的平稳开闭。

[0024] 进一步的，所述驱动装置16至少三个。

[0025] 另外，为了实现更好地能量转化效率，所述驱动装置16的质量应做到最小，因此，本发明的效率输出取决于所述驱动装置16的质量，质量越小，能量转化为机械功的效率越高。

[0026] 作为一种改进，所述驱动板1的厚度为所述外圈的一半、宽度小于所述外圈的宽度。所述的驱动板1一端设有与所述的连接轴8相接的连接轴孔4。

[0027] 进一步，所述外圈的内侧具有与所述弧形的驱动板1相适应的凹槽，用于所述驱动板1收起时放置于其中。

[0028] 作为一种改进，所述扇形状拉力板2的圆心为所述连接轴8的中心，即所述的拉力板2可以看作是以所述连接轴8的中心为圆心，形成的一段弧形的面板。

[0029] 作为一种改进，所述拉力板2的半径小于所述弧形的驱动板1的弧长，这主要是根据选用的材质的强度以及所述转轮的内腔的空间大小所述决定。

[0030] 作为一种改进，所述定位板3为一弧形板，当所述驱动板1完全打开时，所述定位板3的圆心与所述转轮的圆心重合，并与所述转轮15的外圈的内侧紧紧相贴合接触，用于限制所述驱动板1脱出所述的转轮15，并承受所述驱动板1通过拉力板2传递的拉力。

[0031] 作为一种改进，所述外壳17的底部设有底座13。

[0032] 工作时，在转轮15下部的驱动装置16，在自身的重力的作用下打开并关闭做功汽道14，承受来自进汽道11的蒸汽压力推动转轮15旋转，通过动力输出轴5带动发电机发电。通过调整发电机磁场的强度控制转轮15的转速（如25转左右），以使在最上部的驱动装置16能够在自身的重力作用下收入转轮15，此转速能够可靠.稳定地输出动力。

[0033] 本发明可以同动力输出轴并联即为“多缸透平机”，在排汽道后串联即为“多级透平机”。

[0034] 本发明通过外壳内设置转轮15，并在转轮15上设有多个驱动装置16，由所述驱动装置16在自重力作用下打开时，关闭做功汽道14，承受来自进汽道11的蒸汽压力，带动所述转轮15旋转，从而通过动力输出轴5驱动发电机发电，并可通过调整发电机磁场的强度控制转轮15的转速，以使位于转轮15上部的驱动装置16能够在自身的重力作用下收入转轮15内腔，从而可以可靠.稳定地输出动力。

[0035] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。