專利名稱：容積式旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)汽輪機(jī)的制作方法
在過去，一些著名的發(fā)明家，如瓦特、默多克、霍恩布洛爾、特里維西克、埃里克森、莫茲利等，制造了不同類型的旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)，但是所有這些汽輪機(jī)都有某些缺點(diǎn)，以致妨礙了其成功的應(yīng)用。以前制造的多數(shù)大型旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)出現(xiàn)了極端嚴(yán)重的密封問題，并且都失敗了，其原因主要是無法控制蒸汽大量泄漏，致使容積效率大大降低，本發(fā)明的主要目的之一是介紹一種大型旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)用的無接觸齒輪式迷宮密封裝置，它的漏汽量非常小，因而大大提高了容積效率。目前，由于受腐蝕和銹蝕(如轉(zhuǎn)子葉片和其它零件的氣蝕或點(diǎn)狀腐蝕等影響)，常規(guī)的汽輪機(jī)或任何其它旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)在汽溫大大高于560℃的條件下運(yùn)行是不經(jīng)濟(jì)的。所以本發(fā)明的一個(gè)重要目的是介紹一種能在汽溫高于560℃條件下工作而不需要冷卻轉(zhuǎn)子葉片并且不需要采用昂貴的特種鋼的大型旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)。目前還不能制造在高蒸汽壓力和高轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)行的大型旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)，其原因是內(nèi)壓不能完全平衡。所以本發(fā)明的另一個(gè)目的是介紹一種內(nèi)部徑向和軸向壓力完全平衡的旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)。本發(fā)明的另一個(gè)重要目的是要使動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩出力連續(xù)平穩(wěn)，以滿足高能量轉(zhuǎn)換的需要。常規(guī)的汽輪機(jī)只有在滿負(fù)載和高轉(zhuǎn)速的工況下效率最高。在部分負(fù)載工況下，常規(guī)汽輪機(jī)的效率迅速下降。所以另一個(gè)也是最重要目的是要展示一種能在各種負(fù)載工況下運(yùn)行，而其效率等于甚至高于滿負(fù)載工況下工作效率的旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)。本發(fā)明的又一目的是介紹一種能在過濕蒸汽、未除氣蒸汽以及含大量雜質(zhì)的蒸汽條件下運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)式汽輪機(jī)。
本發(fā)明的目的是制造一種容積式旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)汽輪機(jī)，它主要起容積式汽輪機(jī)作用，同時(shí)，部分地利用快速流動(dòng)的蒸汽分子沖擊在轉(zhuǎn)子葉片上產(chǎn)生的動(dòng)能，因而能起類似徑流式汽輪機(jī)的作用。本發(fā)明裝置由一個(gè)上半機(jī)殼和一個(gè)下半機(jī)殼構(gòu)成，上下兩半機(jī)殼借其法蘭安裝邊用螺栓緊密地接合在一起。內(nèi)壓力并不完全平衡的兩級(jí)渦輪最好由三個(gè)葉片轉(zhuǎn)子腔、六個(gè)凹槽轉(zhuǎn)子腔和一個(gè)齒輪腔組成，這些腔內(nèi)轉(zhuǎn)子互相平行安裝在各自的軸上。每一機(jī)腔最好由三個(gè)直線排列并相交的圓筒形一級(jí)或二級(jí)腔組成，腔內(nèi)安裝一個(gè)一級(jí)或二級(jí)葉片轉(zhuǎn)子，并在該葉片轉(zhuǎn)子左右兩側(cè)水平安裝兩個(gè)一級(jí)或二級(jí)凹槽轉(zhuǎn)子。位于機(jī)殼末端的齒輪腔取決于特定的轉(zhuǎn)子直徑，腔內(nèi)裝有直徑與轉(zhuǎn)子直徑相同的齒輪。直徑很大和轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)子最好配備五個(gè)較小的齒輪，以盡量降低齒輪圓周速度。一級(jí)和兩個(gè)二級(jí)葉片轉(zhuǎn)子以及那個(gè)大齒輪均安裝在同一個(gè)軸上。每組凹槽轉(zhuǎn)子及其相應(yīng)的小齒輪也安裝在一個(gè)共同軸上。每組葉片轉(zhuǎn)子及其相應(yīng)的小齒輪也裝在一個(gè)共同軸上。每組葉片轉(zhuǎn)子腔及其相應(yīng)的凹槽轉(zhuǎn)子腔同其它組腔和齒輪腔密封隔開。葉片轉(zhuǎn)子和凹槽轉(zhuǎn)子圓周表面上的小齒輪式齒的排列方式使該轉(zhuǎn)子繞其各自的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)無接觸嚙合。大齒輪和小齒輪均經(jīng)過精密研磨，嚙合非常準(zhǔn)確，以保證該無接觸嚙合轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。在機(jī)殼上為每個(gè)腔設(shè)有相應(yīng)的進(jìn)口和出口，進(jìn)口與出口徑向相反設(shè)置，并通至相應(yīng)的葉片轉(zhuǎn)子腔?？v向安裝在該葉片轉(zhuǎn)子表面上的厚轉(zhuǎn)子葉片沿圓周均布。凹槽轉(zhuǎn)子有相應(yīng)數(shù)量的葉片槽，槽數(shù)隨相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片數(shù)和轉(zhuǎn)子的相互轉(zhuǎn)數(shù)比而變。為了在動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸上得到連續(xù)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)子葉片與該葉片槽表面無接觸嚙合，同時(shí)留有足夠的汽隙，以防止該腔內(nèi)受壓力工質(zhì)單側(cè)施壓的渦輪葉片與同一葉片轉(zhuǎn)子上另一個(gè)與凹槽轉(zhuǎn)子的相應(yīng)葉片槽相嚙合的渦輪葉片之間產(chǎn)生單側(cè)壓力。上述的兩個(gè)葉片之間的內(nèi)壓平衡將導(dǎo)致周期性扭矩抵消，這在動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸上是顯而易見的，因?yàn)槌隽Σ痪鶆蛟诖竽芰哭D(zhuǎn)換時(shí)馬上可以證實(shí)是不利的。該轉(zhuǎn)子葉片與葉片以及該葉片槽與葉片槽之間均設(shè)有較小的齒輪式齒。該齒輪式齒與相對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子的互補(bǔ)齒不接觸，但非常緊密地嚙合，而在兩個(gè)相嚙合的轉(zhuǎn)子之間形成非常有效的、無動(dòng)摩擦的迷宮齒輪式密封效應(yīng)，從而達(dá)到高容積效率。該葉片轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片和凹槽轉(zhuǎn)子的小型齒輪式齒繞其相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，緊貼近其相應(yīng)空心筒形內(nèi)腔壁移動(dòng)，而與其齒輪式齒共同形成無動(dòng)摩擦的迷宮式密封效應(yīng)，使處在壓力狀態(tài)下含有工質(zhì)的圓筒形內(nèi)腔部分與處在部分膨脹狀態(tài)的含有工質(zhì)的圓筒形內(nèi)腔部分密封分隔。密封效應(yīng)將該圓筒形內(nèi)腔部分分成至少兩種不同的并密封隔開的壓力狀態(tài)。當(dāng)該轉(zhuǎn)子葉片緊密地通過其相應(yīng)的腔體時(shí)，該腔體部分內(nèi)的壓力介質(zhì)的空間容積位移效應(yīng)通過向轉(zhuǎn)子葉片的面對(duì)旋轉(zhuǎn)方向的一側(cè)連續(xù)施加壓力而產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)工況。通過利用一級(jí)轉(zhuǎn)子腔兩側(cè)的兩組二級(jí)轉(zhuǎn)子腔作為部分膨脹工質(zhì)容腔而進(jìn)一步達(dá)到了獲得高容積效率的目的。由一級(jí)轉(zhuǎn)子腔入口進(jìn)入的加壓工質(zhì)通過使該轉(zhuǎn)子葉片在該一級(jí)轉(zhuǎn)子腔內(nèi)產(chǎn)生位移狀態(tài)而做功，然后膨脹進(jìn)入相互連通的兩個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)子腔內(nèi)。兩個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)子腔的總?cè)莘e比前一個(gè)一級(jí)轉(zhuǎn)子腔大許多倍。因此，每個(gè)工質(zhì)腔內(nèi)壓力降低的工質(zhì)的泄漏率相對(duì)地低得多。因而部分膨脹損失工質(zhì)中的能量也就低得多。所以，當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)子腔總?cè)莘e比一級(jí)轉(zhuǎn)子腔容積相對(duì)增大時(shí)，工質(zhì)泄漏造成的能量損失則減少，因而工質(zhì)的實(shí)際泄漏量降低到一個(gè)很小的數(shù)值，使容積效率相應(yīng)地大大提高。汽輪機(jī)中的腐蝕和銹蝕隨工質(zhì)溫度增高而加大。所以，采用轉(zhuǎn)子冷卻方法而不直接使工質(zhì)溫度降低對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)的腐蝕和銹蝕會(huì)產(chǎn)生相反的效果。解決此問題的方法是在制造圓筒形內(nèi)腔壁時(shí)。只使葉片轉(zhuǎn)子外圓周表面的一半左右暴露于高溫工質(zhì)，而葉片轉(zhuǎn)子外圓周表面的另一半暴露于因部分膨脹而大幅度降溫的工質(zhì)，因而實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的冷卻。隨著暴露于冷卻介質(zhì)的面積和溫差的加大，冷卻容量將成直線上升。隨著工質(zhì)流速的加大，腐蝕和銹蝕影響也加大。由于本發(fā)明裝置的位移效應(yīng)，工質(zhì)流速比該葉片轉(zhuǎn)子圓周速度超出不大，因而相應(yīng)地降低了腐蝕和銹蝕影響。與常規(guī)汽輪機(jī)的薄轉(zhuǎn)子葉片相反，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)成很厚很短，所以就有可能采用各種表面涂層或陶瓷等特殊材料，從而進(jìn)一步降低對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的腐蝕和銹蝕影響。
進(jìn)一步降低腐蝕和銹蝕的辦法是將葉片轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子葉片做成空心的，而用冷卻介質(zhì)進(jìn)行內(nèi)冷。葉片轉(zhuǎn)子的壓力平衡辦法是將葉片轉(zhuǎn)子表面上的轉(zhuǎn)子葉片成偶數(shù)設(shè)置，并將圓筒形內(nèi)腔的進(jìn)口和出口互相徑向相反設(shè)置，使其產(chǎn)生的力矩相反并互相抵消。為了完全消除凹槽轉(zhuǎn)子的力矩，在一級(jí)與二級(jí)凹槽轉(zhuǎn)子之間在其相應(yīng)軸上增加兩個(gè)壓力平衡轉(zhuǎn)子。兩個(gè)壓力平衡轉(zhuǎn)子的圓周表面均拋光，并為了抵消全部反壓力矩，而使尺寸乘壓力和方向相當(dāng)?shù)囊粔K表面密封，并用管子接到一級(jí)轉(zhuǎn)子入口上。這樣就可以自動(dòng)完成各種壓力狀態(tài)下的壓力平衡。因而，全部徑向和軸向力甚至轉(zhuǎn)子重量產(chǎn)生的力都能得到平衡，而使本發(fā)明中的每一級(jí)壓力轉(zhuǎn)子都能在高蒸汽壓力和高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行。本發(fā)明裝置的上述構(gòu)造使其能象一級(jí)或二級(jí)徑流式串聯(lián)汽輪機(jī)那樣減少高壓蒸汽。一個(gè)速度調(diào)節(jié)器能調(diào)節(jié)位移過程所用的工質(zhì)壓力和容積。這樣就提供了一種性能優(yōu)異、熱效率高并且總效率高的非常實(shí)用的汽輪機(jī)系統(tǒng)。
本發(fā)明也可以作為渦輪與泵或壓縮機(jī)聯(lián)合機(jī)組使用。
本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用范圍還包括壓縮機(jī)、泵、馬達(dá)等。
本發(fā)明的其它目的通過參看附圖和對(duì)各種實(shí)施例的詳細(xì)介紹可以得到更清楚的了解。附圖中相同編號(hào)代表相同的結(jié)構(gòu)部分。


圖1為沿本發(fā)明的一級(jí)轉(zhuǎn)子組中心垂直剖開的正面圖。
圖2為沿本發(fā)明的壓力平衡轉(zhuǎn)子中心垂直剖開的正面圖。
圖3為本發(fā)明裝置垂直剖開的側(cè)視圖，它還示出了兩個(gè)壓力平衡轉(zhuǎn)子。
圖4a和4b為本發(fā)明的葉片轉(zhuǎn)子與不帶齒輪式齒的葉片轉(zhuǎn)子相比較的局部垂直剖視放大圖。
如圖1和圖3所示，本發(fā)明裝置由上半機(jī)殼1和下半機(jī)殼2組成。機(jī)殼1和2內(nèi)有一級(jí)和二級(jí)轉(zhuǎn)子腔組，腔內(nèi)分別有一級(jí)和二級(jí)轉(zhuǎn)子。中間有一個(gè)大圓形葉片轉(zhuǎn)子腔，在其左右兩側(cè)各水平平行設(shè)置一個(gè)小圓形凹槽轉(zhuǎn)子腔。上半機(jī)殼與下半機(jī)殼通過拋光的法蘭安裝邊7用螺栓擰緊在一起。兩個(gè)上下機(jī)殼1和2上設(shè)有入口3、5和出口4、6，該進(jìn)出口互相徑向相反的位置。為了支撐機(jī)殼，機(jī)座8和9剛性安裝在下半機(jī)殼上。在該大圓形腔內(nèi)，一級(jí)葉片轉(zhuǎn)子12安裝在軸14上，處在殼體中心位置。同時(shí)，在一級(jí)葉片轉(zhuǎn)子12的兩側(cè)，有凹槽轉(zhuǎn)子15和16并分別安裝在各自的軸17和18上?？v向安裝在該葉片轉(zhuǎn)子12表面上的厚轉(zhuǎn)子葉片13沿圓周均布。凹槽轉(zhuǎn)子15和16有相應(yīng)數(shù)量的葉片槽19和20，該槽數(shù)隨轉(zhuǎn)子葉片13數(shù)和相互的轉(zhuǎn)數(shù)比而變。轉(zhuǎn)子葉片13與葉片槽19和20無接觸嚙合。轉(zhuǎn)子葉片13緊貼近可調(diào)的(最好是金屬的)鑲片10和11無接觸地移動(dòng)，這樣就將機(jī)腔側(cè)的入口3和5與機(jī)腔側(cè)的出口4和6密封，所以當(dāng)通過徑向相反的入口3和5送入加壓介質(zhì)(例如蒸汽)時(shí)，就可以達(dá)到連續(xù)旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)。該金屬轉(zhuǎn)子腔密封片10和11最好采用能在與轉(zhuǎn)子葉片13發(fā)生接觸時(shí)不會(huì)卡住的材料。機(jī)腔的側(cè)密封片38和39用能防止與轉(zhuǎn)子葉片13以及葉片轉(zhuǎn)子和凹槽轉(zhuǎn)子卡住的材料制造。同時(shí)，在該轉(zhuǎn)子葉片13之間以及葉片槽19、20之間有較小的齒輪式齒21和22。該齒輪式齒21和22無接觸嚙合，但與相對(duì)轉(zhuǎn)子的互補(bǔ)齒嚙合非常緊密，在該轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生非常有效的、無動(dòng)摩擦的迷宮齒式密封效應(yīng)。凹槽轉(zhuǎn)子15和16的齒輪式齒22緊密靠近密封片23和24旋轉(zhuǎn)，但不相接觸，因而在靠近入口3和5的轉(zhuǎn)子腔側(cè)與靠近出口6和4的轉(zhuǎn)子腔側(cè)之間產(chǎn)生密封效應(yīng)。所有轉(zhuǎn)子的無接觸嚙合通過圖3所示的同步齒輪40來完成。為了具有兩級(jí)膨脹渦輪的功能，第二級(jí)葉片轉(zhuǎn)子34和35安裝在共同的中心軸14上，裝在該第一級(jí)葉片轉(zhuǎn)子12的兩側(cè)，而相應(yīng)的二級(jí)凹槽轉(zhuǎn)子則安裝在軸17和18上。葉片轉(zhuǎn)子34和35的兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)子葉片之間的總?cè)莘e比葉片轉(zhuǎn)子12的要大許多倍，因此，可以產(chǎn)生相應(yīng)的二級(jí)內(nèi)部蒸汽膨脹。在葉片轉(zhuǎn)子34、12和35之間設(shè)有壓力平衡轉(zhuǎn)子25a、25b和26a、26b，分別裝在軸17和18上。圖2示出分別裝在軸17和18上的壓力平衡轉(zhuǎn)子25a和25b。迷宮式密封件27、28、29和30將壓力平衡轉(zhuǎn)子25a和25b的拋光表面的一部分同轉(zhuǎn)子腔50無接觸地密封隔開。入口3和5與入口31和32連通，因而自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)相同的壓力，徑向施加到壓力平衡轉(zhuǎn)子25a、25b和26a、26b及凹槽轉(zhuǎn)子15和16的表面上，以達(dá)到壓力完全平衡。與凹槽轉(zhuǎn)子相反，葉片轉(zhuǎn)子12、34和35由于蒸汽壓力總是徑向相反產(chǎn)生，使相反方向的壓力相互抵消，所以其壓力總是完全平衡的。葉片轉(zhuǎn)子12腔的出口4和6和壓力平衡轉(zhuǎn)子腔的出口33與葉片轉(zhuǎn)子34和35的轉(zhuǎn)子腔入口連通，將泄漏的蒸汽變成附加的工質(zhì)，因而提高本發(fā)明裝置的容積效率。
圖4中不帶齒輪式齒21和22的兩個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)表面51和52，雖然節(jié)圓47和48相等，但是通過無接觸嚙合的轉(zhuǎn)子葉片49與相應(yīng)轉(zhuǎn)子槽20的間隙43a和44a的漏汽量極大。在節(jié)圓47和48相等的情況下，由于無接觸嚙合的齒輪式齒21和22具有密封能力，通過間隙43b和44b的漏汽量要小得多，因而顯著地增加了容積效率。間隙43和44可以防止如圖所示的轉(zhuǎn)子葉片13和49之間的蒸汽壓力升高，否則在該轉(zhuǎn)子葉片之間將出現(xiàn)內(nèi)壓力平衡，而造成周期性扭矩抵消，這點(diǎn)由動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸出力不均勻可以看得到。轉(zhuǎn)子葉片安裝在T型槽41內(nèi)，在葉尖上有凹槽42，以增強(qiáng)其迷宮密封能力。在所有轉(zhuǎn)子的側(cè)面安裝有能防止卡住的密封片38和39。由于轉(zhuǎn)子壓力平衡，只有極小的力作用在轉(zhuǎn)子軸14、17和18上，這樣就可以采用高轉(zhuǎn)速球軸承45和46。密封件36和37使各個(gè)轉(zhuǎn)子腔之間密封。
本發(fā)明裝置作為渦輪與泵或壓縮機(jī)的聯(lián)合機(jī)組使用，其方法是用兩個(gè)葉片轉(zhuǎn)子34和35來壓縮介質(zhì)(例如空氣)，將入口作為該介質(zhì)的出口，并將出口作為入口，并用葉片轉(zhuǎn)子12按所述的位移方式做功。熟悉本專業(yè)的人很容易理解，本發(fā)明可以有各種應(yīng)用形式，如壓縮機(jī)、泵和馬達(dá)等。須知，這里所介紹和公開的各種實(shí)施例只是作為例子舉出，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以進(jìn)一步做出其它改型。
權(quán)利要求
1.一種容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于一個(gè)機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)至少有一個(gè)內(nèi)部空間被隔成幾個(gè)排成列的并部分相交的圓筒形腔，幾個(gè)筒形腔一起組成一個(gè)腔組；同樣數(shù)量的相鄰組軸，可轉(zhuǎn)動(dòng)地與該機(jī)殼連接，該組軸互相平行排列，并且分別位于上述幾個(gè)腔體中的一個(gè)的中心；該機(jī)殼還有供工質(zhì)分別進(jìn)出該腔組的進(jìn)出通道，該進(jìn)出通道互相徑向相反地布置在該機(jī)殼內(nèi)，以便使工質(zhì)通過通道時(shí)產(chǎn)生的壓力力矩互相相反并抵消；該腔組內(nèi)有一個(gè)主轉(zhuǎn)子安裝在該組軸的最中間的一根上，該主轉(zhuǎn)子外表面上有一組壓力葉片縱向安裝在該表面上，并徑向隔開；該腔組還有一組凹槽轉(zhuǎn)子，安裝在靠近該最中心軸的軸上，每個(gè)凹槽轉(zhuǎn)子靠近該主轉(zhuǎn)子設(shè)置，并且外表面上有徑向分布的一組凹槽，槽距與該組壓力葉片的間距相同，每個(gè)凹槽的形狀做成能夠容納一個(gè)壓力葉片，以便在該主轉(zhuǎn)子和該凹槽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該組壓力葉片與該組槽能夠嚙合，使中間軸上產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)質(zhì)上不變；一套在該主轉(zhuǎn)子外表面與每個(gè)上述凹槽轉(zhuǎn)子外表面之間建立連續(xù)的、無動(dòng)摩擦的迷宮式密封的裝置；一套在該機(jī)殼與該腔組之間形成壓力密封而將工質(zhì)隔開的裝置；每一入口裝置有一密封片，該密封片安裝在該機(jī)殼上，并布置在該腔組內(nèi)，使其靠近該主轉(zhuǎn)子，使該組壓力葉片對(duì)每一塊密封片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而形成無動(dòng)摩擦的迷宮式密封，將工質(zhì)處在膨脹狀態(tài)的腔體部分與有加壓工質(zhì)的腔體部分隔開；一套使各個(gè)軸同步旋轉(zhuǎn)的裝置；與該主轉(zhuǎn)子協(xié)同工作的動(dòng)力輸出傳動(dòng)裝置，用來使該汽輪機(jī)與動(dòng)力設(shè)備連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該壓力密封裝置包括一個(gè)環(huán)形壓力圈，位于該機(jī)殼與該組軸之間，設(shè)在該腔組的兩側(cè);兩個(gè)圓形腔體側(cè)密封片，安裝在該機(jī)殼內(nèi)，裝在該腔組的內(nèi)壁上，靠近該主轉(zhuǎn)子;一個(gè)凹槽轉(zhuǎn)子密封片，安裝在該機(jī)殼上，靠近每一個(gè)上述凹槽轉(zhuǎn)子。
3.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該同步裝置有一組齒輪，在每個(gè)上述軸端上都安裝一個(gè)齒輪，上述各齒輪互相傳動(dòng)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，由于該組壓力葉片與該組轉(zhuǎn)子槽的位置，使其能無接觸嚙合，并且其間所形成的間隙使排斥力或單側(cè)壓力不能產(chǎn)生，因而產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上不變的輸出轉(zhuǎn)矩。
5.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該主轉(zhuǎn)子上安裝的壓力葉片為偶數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該組壓力葉片的葉尖上設(shè)有一組縱向槽，使該組壓力葉片與弧形內(nèi)腔密封片之間的密封得到加強(qiáng)。
7.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，連續(xù)的、無動(dòng)摩擦的迷宮式密封的該裝置包括在該主轉(zhuǎn)子外表面上的齒輪式齒，以便在該組壓力葉片之間沿轉(zhuǎn)子外表面延伸，該迷宮式密封裝置還包括在上述每個(gè)凹槽轉(zhuǎn)子外表面上的齒輪式齒，該齒輪式齒型應(yīng)能與該主轉(zhuǎn)子的相應(yīng)齒緊密嚙合，而不接觸。
8.按照權(quán)利要求7所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，主轉(zhuǎn)子的齒輪式齒和凹槽轉(zhuǎn)子的齒輪式齒的排列和齒型使其可以在該同步裝置失靈的一段時(shí)間里起同步齒輪的作用。
9.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該機(jī)殼還有一套裝置，該裝置使處在弧形上述機(jī)殼部分內(nèi)的至少一個(gè)凹槽靠近該組壓力葉片，以限定該機(jī)殼圓弧與該組壓力葉片間的間隙，機(jī)殼圓弧內(nèi)的該凹槽是這樣安排的，即該凹槽能由凹槽轉(zhuǎn)子到達(dá)與其鄰近的入口，并由出口到達(dá)與其鄰近的凹槽轉(zhuǎn)子。
10.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該組壓力葉片安裝在該主轉(zhuǎn)子的T型槽內(nèi)，以便于更換該組壓力葉片。
11.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該主轉(zhuǎn)子和凹槽轉(zhuǎn)子的上述外表面上的該齒輪式齒的側(cè)壁都做成有足夠大的斜角，以消除由于轉(zhuǎn)子溫度變化而轉(zhuǎn)子直徑可能出現(xiàn)的差異。
12.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，其弧形內(nèi)腔密封片只占該入口與出口通道之間徑向距離的一部分，以便使工質(zhì)在進(jìn)入該出口通道之前逐漸膨脹。
13.按照權(quán)利要求1所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該機(jī)殼還包括附加腔組裝置，通過該腔組該組軸延長(zhǎng)，附加腔組在該機(jī)殼內(nèi)軸向分開布置，該機(jī)殼還有使工質(zhì)能進(jìn)出每個(gè)附加腔組的附加進(jìn)口和兩個(gè)出口通道的裝置，該附加進(jìn)口和出口通道裝置在該機(jī)殼上徑向相反設(shè)置，以便使工質(zhì)通過時(shí)產(chǎn)生的力矩相反并相互抵消。
14.按照權(quán)利要求13所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該腔組中的一個(gè)腔體內(nèi)的該主轉(zhuǎn)子起位移作用，而另一個(gè)腔體內(nèi)的該主轉(zhuǎn)子則起抽吸或壓縮介質(zhì)的作用，使壓力得到平衡。
15.按照權(quán)利要求13所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該機(jī)殼還有至少一個(gè)壓力平衡腔裝置，該平衡腔裝置由一組排成一列并部分相交的筒形腔組成，該壓力平衡腔沿該組軸軸向設(shè)置，設(shè)在兩個(gè)腔組之間并互相隔開，該壓力平衡腔有一個(gè)壓力平衡轉(zhuǎn)子，安裝在裝有凹槽轉(zhuǎn)子的該組軸的每根軸上，該機(jī)殼上每個(gè)壓力平衡轉(zhuǎn)子至少還有一個(gè)進(jìn)口，每個(gè)壓力平衡腔至少有一個(gè)出口，為工質(zhì)分別進(jìn)出每個(gè)壓力平衡腔之用，還有形成迷宮式壓力密封的裝置，將壓力平衡腔內(nèi)的工質(zhì)隔開。
16.按照權(quán)利要求15所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該迷宮式壓力密封裝置包括兩個(gè)弧形平衡轉(zhuǎn)子密封片，安裝在該機(jī)殼上，靠近該平衡轉(zhuǎn)子。
17.按照權(quán)利要求15所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該腔組中一個(gè)腔內(nèi)的該主轉(zhuǎn)子用高壓介質(zhì)進(jìn)行工作，而該腔組另一腔中的該主轉(zhuǎn)子用低壓介質(zhì)進(jìn)行工作。
18.按照權(quán)利要求17所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，用較高壓力工質(zhì)工作的該主轉(zhuǎn)子腔的出口通道與壓力平衡腔的出口通道相連，并與用較低壓力工質(zhì)工作的腔組的入口通道相連接。
19.按照權(quán)利要求2所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，凹槽轉(zhuǎn)子的圓形腔體側(cè)密封片的密封表面至少是該轉(zhuǎn)子槽寬度的兩倍。
20.按照權(quán)利要求2所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，全部密封片均用與該主轉(zhuǎn)子和凹槽轉(zhuǎn)子以及該組壓力葉片不同的材料制成。
21.按照權(quán)利要求2所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，全部密封片均用與該主轉(zhuǎn)子和凹槽轉(zhuǎn)子接觸時(shí)卡住的可能性最小的材料制成。
22.按照權(quán)利要求2所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，該凹槽轉(zhuǎn)子的密封片設(shè)在與該入口裝置相鄰的該機(jī)殼上。
23.按照權(quán)利要求3所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于齒輪數(shù)多于該組平行軸數(shù)。
24.按照權(quán)利要求7所述的容積式旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)，其特征在于，在形成連續(xù)動(dòng)態(tài)迷宮式密封時(shí)，總是至少有兩個(gè)上述主轉(zhuǎn)子齒輪式與相同數(shù)量的該凹槽轉(zhuǎn)子齒輪式齒相嚙合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種容積式旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)汽輪機(jī)，它主要起容積式蒸汽機(jī)的作用。通過部分地利用沖擊到轉(zhuǎn)子葉片上的蒸汽分子產(chǎn)生的動(dòng)能，它另外還起徑流式汽輪機(jī)的作用。
文檔編號(hào)F01K7/00GK1052923SQ89109570
公開日1991年7月10日 申請(qǐng)日期1989年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月25日
發(fā)明者瓦爾迪馬·H·庫爾赫爾 申請(qǐng)人:瓦爾迪馬·H·庫爾赫爾