新型立式主轉軸懸浮透平的製作方法

2023-05-07 09:10:26

專利名稱：新型立式主轉軸懸浮透平的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種新型的透平。
背景技術：
透平按所用的流體介質不同可分為水輪機、汽輪機、燃氣透平和空氣透平等。水輪機一水從高水位水庫沿通道流向處於低水位的水輪機的過程中，高水位水的勢能變成動能，推動水輪機旋轉。流過水輪機的尾水沿水道流去。現代水輪機的主要用途是作為水電站的動力源，帶動發電機發電。汽輪機一它的介質是蒸汽，具有熱能。蒸汽來自燃用礦物燃料的鍋爐，或是來自核動力裝置加熱的蒸汽發生器。它們產生的高溫高壓蒸汽以高速度經噴管送到蒸汽透平， 驅動轉子旋轉，輸出動力。蒸汽流速很高，透平轉子尺寸較小，所以轉速可達10000轉/ 分。汽輪機主要用於火力發電廠，驅動發電機發電；也用於遠洋大型船舶和潛水艇作為主機驅動螺旋槳，推進船舶。燃氣透平一它與壓氣機、燃燒室成為燃氣輪機裝置的三大主要部件。空氣供入壓氣機，壓縮成較高壓力和溫度的壓縮空氣，流入燃燒室與燃料混合、燃燒，形成高溫、高壓、 高速的燃氣流，流入燃氣透平並推動燃氣透平旋轉，經透平軸輸出機械功。燃氣透平轉速高達每分鐘數萬轉。現代燃氣透平應用最廣泛的是作為噴氣式飛機的推進動力，有的用作艦船動力、發電廠、尖峰負荷用小型電站，也作為遠距離輸送天然氣的氣泵的動力。用作機車、 汽車動力的燃氣透平還在研製試驗中。還有一種燃氣透平用於火箭發動機，它作為壓送火箭推進劑(燃料和氧化劑)的輸送泵的動力，由一個氣體發生器利用化學作用產生所需要的高溫氣體，吹動透平旋轉，帶動輸送泵運轉。另外，還有以壓縮空氣為工質推動透平旋轉的，只能作為微小動力用，這種透平稱為空氣透平。但是目前汽輪機透平、燃氣機透平、空氣透平的主轉軸都是水平放置。由於主轉軸的水平放置使得主轉軸在轉動過程中必須克服較大的摩擦阻力矩和重力偏心力矩做功導致大量能量損耗，同時造成主轉軸較為嚴重的機械損耗，縮短了透平的使用壽命和檢修周期。

發明內容
本發明公開了一種將豎直放置的主轉軸利用液壓、氣壓、磁懸浮等多種方式進行懸浮的新型立式透平做功裝置。該設計方案可以用於汽輪機透平、燃氣機透平、空氣透平等多種透平。具體設計方案是，首先將透平的主轉軸豎直放置。豎直放置有效的減小了透平轉軸在轉動過程中的摩擦阻力矩，消除了透平在轉動過程中的偏心力矩。其次將豎直放置的主轉軸利用磁懸浮、液壓、氣壓等多種手段進行懸浮。通過懸浮可以基本消除主轉軸底端和轉軸底座的機械磨損和摩擦力矩。磁懸浮是對豎直放置的主轉軸的主轉軸底端和轉軸底座分別放置強磁場，該磁場可以是永磁體磁場也可以是電磁鐵磁場。利用磁場力將主軸懸浮起來。液壓或氣壓懸浮是在主轉軸底端和轉軸底座之間充入液壓油或高壓氣體將豎直放置的主軸懸浮。對於汽輪機和空氣透平，進氣口噴嘴設置在一級葉輪下面，進氣口噴嘴數目可以是三或者三的倍數，以主轉軸為圓心，進氣口之間的圓心角相等。主轉軸底端和轉軸底座之間的懸浮處設置冷卻設備。
權利要求
1.本發明特徵在於將汽輪機、燃氣透平(燃氣機)及空氣透平的主轉軸豎直放置。
2.根據權利要求1本發明特徵在於利用磁懸浮、液壓及氣壓等手段將豎直放置的主轉軸懸浮起來。
3.本發明的特徵在於進氣口噴嘴設置在主轉軸最下面的葉輪的下面，進氣口噴嘴的數目可以是三或者三的倍數，以主轉軸為圓心，進氣口之間的圓心角相等。
4.根據權利要求3出氣口設置在主轉軸最上面的葉輪的上面。
5.本發明特徵在於主軸的上面既可以直接帶動發電機發電，也可以直接連接其他設備對外做功。
6.本發明特徵在於主轉軸的下面的懸浮裝置處可以增加設置冷卻設備。
7.本發明的特徵在於軸承之間的潤滑可以採用固體潤滑、潤滑劑潤滑，潤滑劑可以是潤滑油也可以是冰。
全文摘要
本發明公開了一種將豎直放置的主轉軸利用液壓、氣壓、磁懸浮等多種方式進行懸浮的新型立式透平做功裝置。主軸豎直放置和懸浮可以減小主轉軸的摩擦阻力矩、主轉軸的摩擦損耗及主轉軸在重力場中轉動時所產生的偏心力矩。該設計方案可以有效的減少透平做功裝置的能量損耗和機械磨損，提高了透平做功裝置的轉化效率、延長了透平做功裝置使用壽命，降低了透平做功裝置的檢修次數和難度。
文檔編號F01D1/00GK102536325SQ20121006054
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者唐麗花, 姚縣平, 姚宏斌, 張天傑, 王澤昕, 王秉仁, 王龍, 聶楠 申請人:姚宏斌, 王澤昕