一种汽能机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种汽能机，包括壳体、锅炉、流体齿轮以及回流管，堵隔板将开口分隔成进口、出口，锅炉的出气口与进口连通，锅炉的进液口与出口连通，转轴与发电机的输出轴联动；流体齿轮包括圆柱体，在圆柱体外圆周壁上设有两个挡边，在每一个挡边的内侧壁上设有多个齿片，沿圆柱体的周向旋转任意一个挡边，使得分别位于两个挡边上的齿片交错分布后，在两个挡边之间形成一个环形流道。蒸汽进入环形流道后，流入到流出的运动轨迹为一个波浪形的环形曲线，在蒸汽依次交替冲击两排齿片后，蒸汽冲击而形成的扭矩的方向相同，形成一个合转矩，当圆柱体上的每一个齿片均同时参与到能量转化的过程中后，以提高汽能机的动力输出量。

A steam engine

The utility model discloses a steam energy machine, which comprises a shell, a boiler, a fluid gear and a reflux pipe. The blocking diaphragm divides the opening into an inlet and an outlet, the boiler's outlet is connected with the inlet, the boiler's inlet and outlet are connected, and the rotary shaft and the generator's output shaft are connected; the fluid gear includes a cylinder, which is outside the cylinder. The circumferential wall is provided with two retaining edges, and a plurality of teeth are arranged on the inner wall of each retaining edge, and any one of them is rotated along the circumferential direction of the cylinder, so that the teeth on the two retaining edges are staggered and distributed, and an annular flow channel is formed between the two retaining edges. After the steam enters the annular flow passage, the moving track from the inlet to the outlet is a wavy annular curve. After the steam impacts two rows of blades in turn, the direction of the torque formed by the steam impacts is the same, forming a closed torque. When each blade on the cylinder participates in the process of energy conversion at the same time. Improve the power output of the steam turbine.

【技术实现步骤摘要】
一种汽能机
本技术涉及一种汽能机，具体涉及一种汽能机。
技术介绍
汽能机，是能够将蒸汽(液体和气体)的能量转化为旋转机械能的一种机械。例如风力机、水轮机和膨胀机可以直接或将能量转换为电能后带动从动机。水轮机、汽能机和燃气轮机的工质分别为水、蒸汽和燃气。各种汽能机械由于作用原理、结构形式和用途不同，所用工质的温度、流量和压力的差别也很大，根据工作原理，汽能机械可分为容积式和动力式：容积式汽能机械依靠运动元件改变工作容积来实现能量转化；动力式汽能机械依靠高速旋转叶片与蒸汽之间力的相互作用来转换能量，又称透平机械。众所周知，气体的能量主要表现为分子动能。温度是表征分子运动激烈程度的量，也就是分子动能的标志。气体做功依靠巨量的分子相互碰撞来产生动力。分子的速度越大，产生的碰撞力就越大；物体获得的力的大小取决于分子的速度和数量。气体在压缩过程中，体积缩小，压力增大，同时伴随着温度升高。同理，气体膨胀，压力降低，温度也降低。温度之所以会随体积变化，是因为在压缩过程中运动的容器壁壳对气体分子做了功；膨胀过程中气体分子对外移的容器壁壳做了功。因此，容器体积变化的速度决定了气体温度升降的幅度。而传统汽能机的效率都不高，实际中效率只有30-60％。这是因为：燃料在锅炉内燃烧后，化学能被释放，转化为火焰；火焰再将能量传递给水，产生高温高压的蒸汽。蒸汽的能量主要表现为分子动能；然后蒸汽再去推动汽能机叶片做功，压力和温度都得到降低，但是蒸汽温度并未降到沸点，压力并未降到常压的富含能量的蒸汽被排放，最终导致汽能机的效率降低。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种汽能机，解决现有的汽能机做功效率低下的问题。本技术通过下述技术方案实现：一种汽能机，包括壳体、锅炉、流体齿轮以及回流管，在所述壳体内设有流体腔，流体腔内转动设置有转轴，流体齿轮固定在所述转轴上，在所述壳体外壁上设有与流体腔连通的开口，堵隔板固定在壳体上且将开口分隔成进口以及出口，锅炉的出气口与进口连通，锅炉的进液口通过回流管与出口连通，还包括发电机，所述转轴活动贯穿壳体的侧壁后与所述发电机的输出轴联动；所述流体齿轮包括圆柱体，沿所述圆柱体的周向在其外圆周壁上设有两个挡边，在每一个所述挡边的内侧壁上设有多个齿片，沿所述圆柱体的周向旋转任意一个挡边，使得分别位于两个所述挡边上的齿片交错分布后，且在两个所述挡边之间形成一个环形流道。现有的汽能机在使用时能量转换效率低下，而经过申请人的深入研究，发现其原因如下：汽能机主要是利用蒸汽的压力能，在做功过程中体积变化不够巨大，温度不能彻底下降，也就是对分子动能的转化不充分；蒸汽机的叶片级数有限，未必能完全转化蒸汽的能量；蒸汽流道太长，能量损失大；进而导致蒸汽在汽能机运行的过程中做功不彻底；并且如图6和图7所示，一旦当蒸汽进行到旋转齿轮中后，蒸汽的活动区域被限定在相邻的两个齿条之间，即蒸汽的活动空间被封闭，蒸汽在该区域内四处流动，使得齿轮受到的合力相对较小，带动齿轮转动的速度较慢，因而转换形成的能量降低，进而导致汽能机的动力输出量降低，无法实现能量的有效转换；对此，申请人直接利用锅炉产生的高温高压蒸汽，通过进口进入流体腔后，直接与流体齿轮发生碰撞接触，以带动流体齿轮快速转动，进而带动发电机的工作，即实现机械能与电能之间的转化，而当蒸汽移动至壳体的出口处，蒸汽做功结束，由初始的高温高压状态变为低温低压状态，且通过回流管重新进入锅炉中，继而使得蒸汽在整个能量转化过程中维持其自身携带足够的能量，保证流体腔内的能量转化维持其最大效率；具体使用时，申请人摒弃现有旋转齿轮的齿条分布方式，而是在圆柱体上设置A、B两排齿片，并且利用两个挡边对两排齿片的外侧进行遮挡，使得在圆柱体的外圆周壁上形成一个波浪形的环形流道，而两排齿片交错分布，使得蒸汽进入环形流道后，流入到流出的运动轨迹为一个波浪形的环形曲线，在蒸汽依次交替冲击两排齿片后，且在蒸汽的运动方向上，因蒸汽冲击而形成的扭矩的方向相同，即形成一个合转矩，当圆柱体上的每一个齿片均同时参与到能量转化的过程中后，圆柱体在单位时间内的转动速度加快，使得汽能机最终的动力输出量大幅度提高，即克服了现有的汽能机能量转化效率低的缺陷。进一步地，与现有转动齿轮相比，本技术方案中的蒸汽在由入口进入到环形流道后，因受到A排的第一个齿片的阻挡作用后，会对圆柱体产生推动力，且因蒸汽的流动性导致其容易变形，即在受到阻挡后容易改变运动方向，然后继续冲击B排的第一个齿片，在被阻挡后，再次折回至A排的第二个齿片上，如此循环往复，依次交替冲击A、B两排齿片；而沿环形流道中部移动的蒸汽因受到两侧蒸汽的反复干涉，同样会按照环形流道两侧蒸汽的运动轨迹移动，直至环形流道内的所有蒸汽在交替冲击所有的齿片后，再沿出口流出。其中，蒸汽在流动时产生能量包括动能和势能，两种能量均能推动圆柱体进行转动，以实现能量交换，一部分能量会在流动中因粘性阻力损失在过流部件上，而在本技术方案中蒸汽沿环形轨迹进行环向流动，进而带动圆柱体转动，因此，除去沿机壳内壁流动的少部分蒸汽阻力没对齿片产生动力外，剩余蒸汽的能量均转化在圆柱体上，继而使得蒸汽能量交换的效率更加接近理论上的理想值。与现有的汽能机相比，本技术方案中，高温高压的蒸汽进入齿轮后，在交错式流道内相对于轮齿流动，“体积”不断“扩大”，温度和压力能降到沸点、常压，对热能的转化的比较彻底，流体齿轮的齿片数量可进行增加，相当于增加叶片的级数，反复转化蒸汽能量，以提高转化率。而齿片与齿片间流道短，蒸汽流动损失的能量小。因此，高温高压的蒸汽的温度和压力随齿片的排布依序降低，一直到出口。且经过更为细致的计算和设计后，能够保证又环形流道形成的空间足够将蒸汽凝结为水，从而彻底转化和吸收蒸汽的能量。所述齿片呈三角块状，且齿片的内侧壁与所述圆柱体外侧壁连接，齿片的底部与挡边的内侧壁连接。进一步地，齿片固定在圆柱体上，且其内侧壁与圆柱体外圆周壁完全贴合，而齿片的底部则与挡边的内侧壁连接，使得齿片、挡边与圆柱体形成一个整体，且在齿片与圆柱体之间无间隙，齿片呈锐角三角块状，使得蒸汽在冲击齿片时，齿片上存在一个倾斜的且能够与蒸汽直接接触的作用面，而两排齿片分别沿圆柱体的周向分布，使得所有的齿片形成两排交错分布且能够对蒸汽进行导向的导流结构，以方便蒸汽依次交替地冲击齿片，进而带动圆柱体进行能量转换。在所述齿片正对蒸汽运动方向的侧壁上设有齿面，在所述齿片背对蒸汽运动方向的侧壁上设有齿背，且所述齿面投影至所述挡边内侧壁上的平面与齿面相交形成一个锐角，所述齿背投影至所述挡边内侧壁上的平面与齿背相交形成一个锐角。进一步地，齿片为三角块状，且在齿片正对蒸汽运动方向的侧壁上设有齿面，齿片背对蒸汽运动方向的侧壁上设有齿背，而齿面与挡边的内侧壁形成一个锐角，齿背所在的平面与挡边的内侧壁形成一个锐角，使得齿片背对蒸汽运动的方向上形成一个斜坡，使得齿面作为蒸汽的冲击面，作用在于转换蒸汽的能量，而齿背的作用在于确保蒸汽在出口处彻底脱离流道，而不会再次进入到环形流道中进行二次流动；具体地，由于在壳体的出口处，机壳不再对蒸汽进行束缚，大部分的蒸汽在离心力的作用下由出口排出，而少部分的蒸汽在会因其自身的粘黏性而附着在齿片或是圆柱体外壁上，因此将齿背本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽能机，包括壳体(6)、锅炉(16)、流体齿轮(12)以及回流管(15)，其特征在于：在所述壳体(6)内设有流体腔，流体腔内转动设置有转轴(7)，流体齿轮(12)固定在所述转轴(7)上，在所述壳体(6)外壁上设有与流体腔连通的开口，堵隔板(8)固定在壳体(6)上且将开口分隔成进口(9)以及出口(10)，锅炉(16)的出气口与进口(9)连通，锅炉(16)的进液口通过回流管(15)与出口(10)连通，还包括发电机(13)，所述转轴(7)活动贯穿壳体(6)的侧壁后与所述发电机(13)的输出轴联动；所述流体齿轮(12)包括圆柱体(3)，沿所述圆柱体(3)的周向在其外圆周壁上设有两个挡边(1)，在每一个所述挡边(1)的内侧壁上设有多个齿片(5)，沿所述圆柱体(3)的周向旋转任意一个挡边(1)，使得分别位于两个所述挡边(1)上的齿片(5)交错分布后，且在两个所述挡边(1)之间形成一个环形流道。

【技术特征摘要】
1.一种汽能机，包括壳体(6)、锅炉(16)、流体齿轮(12)以及回流管(15)，其特征在于：在所述壳体(6)内设有流体腔，流体腔内转动设置有转轴(7)，流体齿轮(12)固定在所述转轴(7)上，在所述壳体(6)外壁上设有与流体腔连通的开口，堵隔板(8)固定在壳体(6)上且将开口分隔成进口(9)以及出口(10)，锅炉(16)的出气口与进口(9)连通，锅炉(16)的进液口通过回流管(15)与出口(10)连通，还包括发电机(13)，所述转轴(7)活动贯穿壳体(6)的侧壁后与所述发电机(13)的输出轴联动；所述流体齿轮(12)包括圆柱体(3)，沿所述圆柱体(3)的周向在其外圆周壁上设有两个挡边(1)，在每一个所述挡边(1)的内侧壁上设有多个齿片(5)，沿所述圆柱体(3)的周向旋转任意一个挡边(1)，使得分别位于两个所述挡边(1)上的齿片(5)交错分布后，且在两个所述挡边(1)之间形成一个环形流道。2.根据权利要求1所述的一种汽能机，其特征在于：所述齿片(5)呈三角块状，且齿片(5)的内侧壁与所述圆柱体(3)外侧壁连接，齿片(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武，
申请(专利权)人：陈武，
类型：新型
国别省市：四川,51