双向透平及双向透平发电设备制造技术

本发明专利技术涉及能源开发设备技术领域，提供了一种双向透平及双向透平发电设备，该双向透平包括动叶片轮、两个渐扩管以及两个整流罩；动叶片轮的外壁上沿周向均匀设置有多个动叶片；两个整流罩分别设置于动叶片轮两侧，动叶片轮以及两个整流罩同轴布置；两个渐扩管与两个整流罩一一对应设置，且渐扩管套设于整流罩；整流罩的外壁设置有多个第一导流叶片，渐扩管的内壁设置有多个与第一导流叶片对应的第二导流叶片。该双向透平能够将动叶片的入流与出流分离，其主流分别流经不同的路径，从而分离入流导流叶片与出流导流叶片中的流体流动，避免因导流叶片对称布置造成出流导流较大流动阻力损失，增强对来流气体的动能利用能力，提高了透平的总体效率。

Bidirectional Turbine and Bidirectional Turbine Power Generation Equipment

The invention relates to the technical field of energy development equipment, and provides a bidirectional turbine and bidirectional turbine power generation equipment. The bidirectional turbine includes a movable blade wheel, two gradual diffuser tubes and two fairs; a plurality of movable blades are uniformly arranged along the circumferential direction on the outer wall of the movable blade wheel; two fairs are arranged on both sides of the movable blade wheel, two movable blade wheels and two fairs are arranged in coaxial direction; The gradual diffuser is one-to-one corresponding to the two fairs, and the gradual diffuser is sleeved in the fairing; the outer wall of the fairing is provided with multiple first guide vanes, and the inner wall of the gradual diffuser is provided with multiple second guide vanes corresponding to the first guide vane. The two-way turbine can separate the inflow and outflow of the moving blade, and its mainstream flows through different paths, thus separating the fluid flow in the inflow guide blade and the outflow guide blade, avoiding the larger flow resistance loss caused by the symmetrical arrangement of the guide blade, enhancing the kinetic energy utilization capacity of the inflow gas, and improving the overall efficiency of the turbine.

【技术实现步骤摘要】
双向透平及双向透平发电设备
本专利技术涉及能源开发设备
，特别是涉及一种双向透平及双向透平发电设备。
技术介绍
目前双向透平主要应用于OWC波能发电中与热声热机中，导流叶片对称放置在动叶片的两侧，当工质流体从两端任一方向冲击透平时，导流叶片都将流体导流至合适的角度并驱动动叶片单向旋转，从而使得动叶片带动的旋转电机发电。按其导流叶片型式，可分为固定导流叶片式双向透平与自调节导流叶片式双向透平。流体在叶轮中的运动，一方面为沿着叶片流道的运动，一方面还要随着叶轮作旋转运动。流体质点沿着叶片的运动称为相对运动；流体随着叶轮一起旋转的运动称为牵连运动，对动叶片而言，即为圆周运动；流体质点对透平固定部件的运动称为绝对运动。根据力学中速度分解和合成的原理，动叶片进、出口任一点气流质点的绝对速度都可以分解为沿动叶片流动的相对速度和随着动叶片一起旋转的牵连速度，这三个速度向量构成一个闭合的三角形，一般把这个三角形称为透平的速度三角形。如图4、图5和图6所示，固定导流叶片式双向透平，在流动方向上，入口处的导流叶片将流体导流至较为合适的角度从而可以驱动透平旋转。但出口处的速度三角形(其中，U为流体质点随着动叶片一起旋转的牵连速度；W1为动叶片入口处流体质点沿叶片流动的相对速度，W2为动叶片出口处流体质点沿叶片流动的相对速度；V1为动叶片入口处流体质点沿叶片流动的绝对速度，V2为动叶片出口处流体质点沿叶片流动的绝对速度)显示，动叶片出口的流体绝对速度与水平方向的夹角β、和导流叶片的装置角δ不再“匹配”，这将导致流体直接冲刷在导流叶片壁面上，从而显著增大流体的流动损失，减弱了透平对来流气体动能的利用率，降低了透平的整体效率。而自导流叶片则可以很好地解决双向透平中出口速度方向与导流叶片装置角度不匹配的问题。如图7所示，动叶片两边的导流叶片可以在一定角度内绕支承点转动，从而允许导流叶片通过往复流体运动引起流体动力矩绕枢轴运动，最终表现为导流叶片可以根据来流方向进行自动调整。这样就可以使得在动叶片出口的流体速度方向与导流叶片的装置角进行很好的“吻合”，降低了流动冲刷损失，提高了整体效率。但是，自导流叶片结构复杂，需要精心的设计维护以及精密的制造方法，并且，自导流叶片的支承枢轴因为频繁转动较易损坏，可靠性较低，这也导致自导流叶片式的双向透平成本居高不下，为实际应用了带来了较大阻碍。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种双向透平及双向透平发电设备，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。(二)技术方案为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供一种双向透平，包括：动叶片轮、两个渐扩管以及两个整流罩；所述动叶片轮的外壁上沿周向均匀设置有多个动叶片；两个所述整流罩分别设置于所述动叶片轮两侧，所述动叶片轮以及两个所述整流罩同轴布置；两个所述渐扩管与两个所述整流罩一一对应设置，且所述渐扩管套设于所述整流罩；所述整流罩的外壁设置有多个第一导流叶片，所述渐扩管的内壁设置有多个与所述第一导流叶片对应的第二导流叶片。其中，所述第一导流叶片沿所述整流罩的高度方向设置，所述第二导流叶片沿所述渐扩管的高度方向设置。其中，多个所述第一导流叶片沿所述整流罩的外壁的周向均匀设置，多个所述第二导流叶片沿所述渐扩管的内壁的周向均匀设置。其中，所述第一导流叶片与所述第二导流叶片周向交错或重叠布置，且径向接合布置。其中，所述整流罩外壁的倾斜角度等于所述渐扩管内壁的倾斜角度。其中，所述第二导流叶片的装置角小于所述第一导流叶片的装置角。其中，所述渐扩管包括圆锥形渐扩管。其中，所述整流罩包括圆锥形整流罩头部以及半球体整流罩尾部。第二方面，本专利技术提供一种包括上述双向透平的双向透平发电设备，双向透平发电设备还包括随所述动叶片轮同步旋转的透平轴；所述透平轴与发电机的动力输入轴相连接。其中，所述透平轴与所述整流罩通过轴承相连接。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的一种双向透平，双向透平工作时，若流体从左端流入，右端流出，当流体经过左端导流叶片组时，因为渐扩管与整流罩的作用，流体经过整流罩前端时被均匀的分散至环形截面，但由于流体惯性力以及粘性力的影响，此时大部分流体将依附于整流罩壁面流入左端的导流叶片组，由左端的导流叶片组中的第一导流叶片导流至一定角度，随后冲击动叶片，驱动动叶片单向旋转。当流体流出动叶片时，由动叶片出口处的速度三角形可知，此时流体的绝对速度方向与水平方向夹角小于右端的导流叶片组中第一导流叶片的装置角，因此，此时的大部分流体将由右端的导流叶片组中的第二导流叶片流出。该双向透平能够将动叶片的入流与出流分离，其主流分别流经不同的路径，从而分离入流导流叶片与出流导流叶片中的流体流动，避免因导流叶片对称布置造成出流导流较大流动阻力损失，增强对来流气体的动能利用能力，提高了透平的总体效率。本专利技术还提供了一种双向透平发电设备，由于增强了对来流气体的动能利用能力，使得其发电效率有了较大的提升。附图说明图1为本专利技术实施例一种双向透平的结构示意图；图2为本专利技术实施例一种双向透平的第一局部结构示意图；图3为本专利技术实施例一种双向透平的第二局部结构示意图；图4为现有技术中固定导流叶片式双向透平示意图；图5为图4的入口处的速度三角形的示意图；图6为图4的出口处的速度三角形的示意图；图7为现有技术中自调节导流叶片冲击式透平示意图；附图标记说明:1-导流叶片组；101-第一导流叶片；102-第二导流叶片；2-动叶片；3-整流罩；4-渐扩管。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1、图2以及图3所示，本专利技术实施例提供的双向透平，包括动叶片轮、两个渐扩管4以及两个整流罩3；动叶片轮的外壁上沿周向均匀设置有多个动叶片2；两个整流罩3分别设置于动叶片轮两侧，动叶片轮以及两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向透平，其特征在于，包括：动叶片轮、两个渐扩管以及两个整流罩；所述动叶片轮的外壁上沿周向均匀设置有多个动叶片；两个所述整流罩分别设置于所述动叶片轮两侧，所述动叶片轮以及两个所述整流罩同轴布置；两个所述渐扩管与两个所述整流罩一一对应设置，且所述渐扩管套设于所述整流罩；所述整流罩的外壁设置有多个第一导流叶片，所述渐扩管的内壁设置有多个与所述第一导流叶片对应的第二导流叶片。

【技术特征摘要】
1.一种双向透平，其特征在于，包括：动叶片轮、两个渐扩管以及两个整流罩；所述动叶片轮的外壁上沿周向均匀设置有多个动叶片；两个所述整流罩分别设置于所述动叶片轮两侧，所述动叶片轮以及两个所述整流罩同轴布置；两个所述渐扩管与两个所述整流罩一一对应设置，且所述渐扩管套设于所述整流罩；所述整流罩的外壁设置有多个第一导流叶片，所述渐扩管的内壁设置有多个与所述第一导流叶片对应的第二导流叶片。2.如权利要求1所述的双向透平，其特征在于，所述第一导流叶片沿所述整流罩的高度方向设置，所述第二导流叶片沿所述渐扩管的高度方向设置。3.如权利要求2所述的双向透平，其特征在于，多个所述第一导流叶片沿所述整流罩的外壁的周向均匀设置，多个所述第二导流叶片沿所述渐扩管的内壁的周向均匀设置。4.如权利要求3所述的双向透平...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕燕，刘冬冬，戴巍，俎红叶，罗二仓，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11