[发明专利]一种边界层透平发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别是关于一种边界层透平发电装置。

背景技术

目前，大部分的燃气、蒸汽透平，无论是径向还是轴向式，都属于有叶透平，由工质冲击透平叶片从而推动透平转动。基于这种原理的有叶透平，由于叶片易受空穴腐蚀和固体颗粒的磨损，因此无法用于高粘度流体、低温水蒸气等气液两相流以及烟气、煤浆等固液两相流，限制了其工质的范围。同时，有叶透平随着尺寸的缩小，比表面积大大增加，从流体与叶片表面摩擦损失增加，透平效率降低，造成有叶透平难以小型化。另外，在制造上，叶片形状复杂，强度要求高，加工难度高，也增加了有叶透平的制造成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用范围较广、结构简单的边界层透平发电装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种边界层透平发电装置，其特征在于：它包括一腔体，所述腔体内部中心位置开设有一中间镗圆形腔，底部中心位置处开设有一圆形轴孔；所述中间镗圆形腔内通过所述圆形轴孔安装一排气管轴，所述排气管轴的中间段沿周向开设有若干均匀分布的排气孔；从所述腔体的底部，在所述排气管轴上依次套设有一止推环、一转子盘组、一电枢盘和一永磁定子，所述止推环位于所述腔体底部与所述转子盘组之间；所述转子盘组的前端面固定所述电枢盘，所述转子盘组与所述排气管轴间隙配合；所述永磁定子的底盘固设在一方形前端盖上，所述前端盖的四角分别通过一紧固螺钉固设在所述腔体的顶部；所述腔体的一侧壁上开设有一与其相连通的狭缝槽，所述狭缝槽内插设有一喷嘴；所述腔体的另一侧壁上开设有一与其相连通的导线孔。

所述转子盘组包括若干转子盘，相邻两个所述转子盘之间沿周向布置有若干间隔垫将两所述转子盘粘结在一起，组成所述转子盘组；各所述转子盘的中心位置处分别开设有一轴孔。

各所述间隔垫的形状采用流线型和圆形其中之一的形状。

所述排气管轴采用圆管形轴。

所述电枢盘采用印制绕组制成，其由在圆周上均匀分布的多层相互连接的导条形成圆环状绕组。

所述永磁定子包括一环形永磁体、两电刷和所述底盘，所述环形永磁体和两电刷均固定在所述底盘上。

所述两电刷依靠弹簧压在所述电枢盘上，所述电枢盘转动时所述两电刷始终与所述电枢盘接触，即带有所述电枢盘的转子盘组既是透平转子，又是发电转子，形成透平发电一体化结构。

所述前端盖的外形采用矩形薄板，所述前端盖的中间位置处开设有一用于安装所述排气管轴的圆形轴孔。

所述喷嘴包括一体成型的一方形连接部和一圆柱状插入部，所述连接部和插入部内均设置有一用于工质流通的中间气道，且所述插入部的端部与所述转子盘组周缘对应呈圆弧形设置。

所述连接部的中间气道由内向外从矩形逐渐过渡为圆形；所述插入部的中间气道采用矩形气道。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用在腔体的一侧设置有狭缝槽，该狭缝槽内插设有喷嘴，这样可以使得本发明能根据不同工质的不同流速更换喷嘴，因此，使得本发明的适用范围较广。2、本发明由于采用在腔体的圆形轴孔内设置有排气管轴，该排气管轴的中间段上开设有若干均匀分布的排气孔，通过这种中间段排气孔结构，避免了在转子盘组上开孔，因此，降低了转子盘组的加工成本，同时，增大了流体与转子盘组的接触面积，这样有利于提高本发明的功率及转子效率。3、本发明由于在转子盘组与腔体底部之间设置有止推环，且在转子盘组的前端面固定电枢盘，转子盘组与排气管轴间隙配合，排气管轴固定，转子盘组转动，通过止推环与永磁定子的电刷弹簧保持转子盘组的轴向位置，形成盘轴分离结构。因此，这种盘轴分离结构省去了排气管轴两端的轴承，降低了对排气管轴的强度要求。4、本发明由于电枢盘采用印制绕组制成，将电枢盘固定在转子盘组的前端面，形成透平发电一体化结构，解决了传统有叶透平无法用于多相流、难以小型化以及加工复杂的缺陷，减小了本发明的边界层透平发电装置轴向尺寸，使整个装置结构紧凑、简单。本发明可以广泛应用于各种多相流、烟气等复杂工质的发电需求应用中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本发明的腔体结构示意图；

图4是图3的B-B向剖视图；

图5是本发明的排气管轴结构示意图；

图6是本发明的转子盘组结构示意图；

图7是图6的C-C向剖视图；

图8是本发明的电枢盘结构示意图；

图9是本发明的永磁定子结构示意图；