一种立式边界层剪切透平装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种立式边界层剪切透平装置，其特征在于，具有：底座，底部设置有排水孔；壳体，固定在底座上，包括上盖、下盖以及设置在壳体两侧上的射流孔；旋转轴，竖直设置在壳体内，且该旋转轴的上端贯穿上盖的中部，该旋转轴的下端贯穿下盖的中部；特斯拉圆盘组，固定在旋转轴上，包括多个与旋转轴同轴的圆盘；以及其中，射流孔用于让工质进入并喷射至多个圆盘上，带动圆盘转动，从而驱动旋转轴在壳体上旋转。结构稳定，消除了重力的影响，方便排水，能提高透平效率。

A vertical boundary layer shear turbine

The utility model provides a vertical boundary layer shear turbine device, characterized by having a base, a drainage hole is arranged at the bottom of the shell; and fixed on the base, including the jet hole of the upper cover and the lower cover and is arranged in the shell on both sides; the axis of rotation, vertically arranged in the shell, and the upper part of the middle the rotating shaft passes through the upper and lower end of the rotating shaft through the central lower cover; the Tesla disc group, fixed on the rotating shaft and the rotating shaft comprises a plurality of coaxial disk; and the jet hole for refrigerant injection to enter and disc, drive disc rotation, thereby driving the rotation in the case of rotating shaft. The structure is stable, the effect of gravity is eliminated, the drainage is convenient, and the efficiency of the turbine can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种立式边界层剪切透平装置
本技术涉及一种透平装置，具体涉及一种立式边界层剪切透平装置。
技术介绍
边界层剪切透平是一种无叶片透平，由尼古拉·特斯拉在1913年专利技术，又称特斯拉透平。它由一系列同轴的平行圆盘组成，圆盘之间的间隙很小。工质从圆盘间隙射入，依靠流体粘性剪切力来驱动透平。由于特斯拉透平具有结构简单、高转速下可操控性强、工质适应性好等优异的特点，目前国内外有不少学者致力于特斯拉透平的开发和利用方面的研究，并取得了一定的成就。现有的特斯拉涡轮机的主轴基本上都是水平式放置的，流体做功时会受到重力的影响。而且现有的特斯拉涡轮机射流的入水通道大多设计成渐缩或等截面形，流体很难在各个圆盘间隙内进行有效分配，这样将不能充分利用流体的能量，从而降低了效率。还有现有的特斯拉透平涡轮机基本上都是单射流入口的，在透平的工作效率上难以进一步提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术采用了如下技术方案：本技术提供了一种立式边界层剪切透平装置，其特征在于，具有：底座，底部设置有排水孔；壳体，固定在底座上，包括上盖、下盖以及设置在壳体两侧上的射流孔；旋转轴，竖直设置在壳体内，且该旋转轴的上端贯穿上盖的中部，该旋转轴的下端贯穿下盖的中部；特斯拉圆盘组，固定在旋转轴上，包括多个与旋转轴同轴的圆盘；以及其中，射流孔用于让工质进入并喷射至多个圆盘上，带动圆盘转动，从而驱动旋转轴在壳体上旋转。本技术提供的一种立式边界层剪切透平装置，还可以具有这样的特征：其中，射流孔具有设置在壳体外侧面上的呈矩形的射入口、设置在壳体内侧面上的呈矩形的射出口、连通射入口和射出口的射流通道，射出口的长度大于射入口，射出口竖直设置，射流通道从射入口至射出口处逐渐扩大。本技术提供的一种立式边界层剪切透平装置，还可以具有这样的特征：其中，旋转轴的上端部与上盖之间设置有上轴承。本技术提供的一种立式边界层剪切透平装置，还可以具有这样的特征：其中，下盖的中部设置有轴肩以及位于该轴肩下设置的托板，轴肩和托板之间设置有下轴承，旋转轴的下端部贯穿轴肩，下轴承套在旋转轴的下端部上。本技术提供的一种立式边界层剪切透平装置，还可以具有这样的特征：其中，下盖上贯穿设置有多个出水孔。本技术提供的一种立式边界层剪切透平装置，还可以具有这样的特征：其中，上盖和下盖上均设置有螺栓孔，上盖和下盖通过螺栓穿过螺栓孔与壳体固定连接。专利技术作用与效果根据本技术的一种立式边界层剪切透平装置，由于采用了竖直设置的旋转轴，消除了重力的影响，同时上盖部分就没有了密封要求；由于采用了向壳体内渐扩的射流孔，能比较充分地利用工质流体的能量，均匀分配流体到各个圆盘间隙内，提高了利用能量的效率；由于采用双射流孔切向进水，提高了透平的效率。由于采用了可用于排水和支持作用的底座，能及时排出流水。附图说明图1是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的平面示意图；图2是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的壳体三视示意图；图3是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的下盖平面示意图；图4是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的下盖侧视示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例来说明本技术的具体实施方式。图1是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的平面示意图。如图1所示，本实施例提供的一种立式边界层剪切透平装置100包括底座1、壳体2、旋转轴3、特斯拉圆盘组4。底座1的底部设置有排水孔11。图2是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的壳体三视示意图。如图2所示，壳体2包括上盖21、下盖22、射流孔23。上盖21的四个角部分别设置有上螺栓孔211，上盖21通过螺栓穿过上螺栓孔211与壳体2固定连接。图3是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的下盖平面示意图。如图1、图3所示，下盖22的四个角部分别设置有下螺栓孔221，下盖21通过螺栓穿过下螺栓孔221与壳体2固定连接，并固定安装在底座1上。如图2所示，两个射流孔23分别设置在壳体2的两侧，包括射入口231、射出口232以及射流通道233。呈矩形的射入口231设置在壳体2的外侧面上，呈矩形的射出口232竖直设置在壳体2的内侧面上，射出口232的长度大于射入口231。射流通道233连通射入口231和射出口232，射流通道233从射入口231至射出口232处逐渐扩大。图4是本技术实施例的一种立式边界层剪切透平装置的下盖侧视示意图。如图1、图3及图4所示，下盖22的中部设置有圆形的向上凸起的轴肩222以及位于该轴肩222下设置的托板223，轴肩222对壳体2内的工质流体起到一定的密封作用。下盖22上在轴肩221的周围分别设置有四个贯穿下盖22的出水孔224，用于排出壳体2内的工质流体。上盖21、下盖22、轴肩222和托板223的中部分别设置有贯穿孔。旋转轴3竖直设置在壳体2内，且该旋转轴3的上端贯穿上盖21上的贯穿孔，且该旋转轴3的上端部与上盖21之间设置有上轴承31。旋转轴3的下端依次贯穿轴肩222、下盖22和托板223中部上的贯穿孔。在轴肩222和托板223之间设置有下轴承32，并套在旋转轴3的下端部上。如图1所示，特斯拉圆盘组4包括多个圆盘41，该多个圆盘41与旋转轴3同轴并固定在该旋转轴3上，圆盘41之间间隔一定间距。以下结合附图说明本实施例的一种立式边界层剪切透平装置100的工作过程。如图1、图3所示，射流孔23让工质流体进入，并通过渐扩形状的射流通道233的引导，从壳体2内的两侧喷射在特斯拉圆盘组4中圆盘41上。由于流体的边界层效应，高速的流体将对圆盘41产生一定的粘性剪切力，从而带动圆盘41转动，进而带动旋转轴3通过上轴承31和下轴承32在壳体2内转动，进行透平。最后工质流体依次从下盖22上的出水孔224和底座1上的排水孔11排出。实施例作用与效果根据本技术的一种立式边界层剪切透平装置，由于采用了竖直设置的旋转轴，消除了重力的影响，同时上盖部分就没有了密封要求；由于采用了向壳体内渐扩的射流孔，能比较充分地利用工质流体的能量，均匀分配流体到各个圆盘间隙内，提高了利用能量的效率；由于采用双射流孔切向进水，提高了透平的效率。由于采用了具有排水孔的和用于支持作用的底座，能及时排出流水。由于采用了轴肩结构，能遮住下轴承，从而解决了下轴承的密封问题；由于采用了下盖上四个分布均匀的出水孔结构，能起到很好的及时排水作用。总之，本技术的一种立式边界层剪切透平装置结构稳定，消除了重力的影响，方便排水，能提高透平效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式边界层剪切透平装置，其特征在于，具有：底座，底部设置有排水孔；壳体，固定在所述底座上，包括上盖、下盖以及设置在所述壳体两侧上的射流孔；旋转轴，竖直设置在所述壳体内，且该旋转轴的上端贯穿所述上盖的中部，该旋转轴的下端贯穿所述下盖的中部；特斯拉圆盘组，固定在所述旋转轴上，包括多个与所述旋转轴同轴的圆盘；以及其中，所述射流孔用于让工质进入并喷射至多个所述圆盘上，带动所述圆盘转动，从而驱动所述旋转轴在所述壳体上旋转。

【技术特征摘要】
1.一种立式边界层剪切透平装置，其特征在于，具有：底座，底部设置有排水孔；壳体，固定在所述底座上，包括上盖、下盖以及设置在所述壳体两侧上的射流孔；旋转轴，竖直设置在所述壳体内，且该旋转轴的上端贯穿所述上盖的中部，该旋转轴的下端贯穿所述下盖的中部；特斯拉圆盘组，固定在所述旋转轴上，包括多个与所述旋转轴同轴的圆盘；以及其中，所述射流孔用于让工质进入并喷射至多个所述圆盘上，带动所述圆盘转动，从而驱动所述旋转轴在所述壳体上旋转。2.根据权利要求1所述的一种立式边界层剪切透平装置，其特征在于：其中，所述射流孔具有设置在所述壳体外侧面上的呈矩形的射入口、设置在所述壳体内侧面上的呈矩形的射出口、连通所述射入口和射出口的射流通道，所述射出口的长度大于所述射入口，所述射出口竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：何义，王波，任学铭，李龙飞，张文旭，朱兵，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31