单级轴流式无叶喷嘴透平.pdf

本发明属单极轴流式无叶喷咀透平。
    常规轴流式热力透平采用叶片喷咀。气流自进气道流入喷咀叶栅中膨胀加速，并自叶栅出口流向动叶，推动叶轮及轴旋转作功。但热力透平级在变工况下，尤其是在大焓降或在有机工质低音速场合下，级内流动效率明显下降。而大多数的工业透平却运行于非设计工况。另外，喷咀叶片及其尾迹对动叶引起的激振力，将会导致动叶的振动及损坏。叶片喷咀结构复杂，加工不便，成本很高。根据上述存在的问题，发明了一种单级轴流式无叶喷咀透平。

    附图1为单级轴流式无叶喷咀透平的剖面图。图中1为蜗壳，2为喷咀环，3为内环，4为外环，5为蜗壳进口，6为动叶，7为蜗壳外壁向喷咀出口侧倾斜的角度δ。8为蜗壳出口。

    附图2为双进口蜗壳示意图。

    附图3为蜗壳截面图。

    本发明的要点是将过去的喷咀叶片改用由蜗壳及喷咀环构成的组件。喷咀环分内环与外环，他们均为回转面。内环中部型线向上凸起，以保证无叶喷咀有良好的流动效率。蜗壳与喷咀环可一次浇铸成型，也可分别浇铸然后再联接。蜗壳可以是单进口，双进口或多进口。蜗壳外壁向喷咀环出口侧倾斜δ度角（δ约为10°或10°以上），使出口截面上根部边界层薄一些，以减少气流的损失。轴流式无叶喷咀透平，具有良好的变工况适应性，特别对焓降大或有机工质透平。其次，由于取消了喷咀叶片，因而也不再有喷咀叶片及其尾迹对动叶引起的激振力，并简化了透平结构。此种结构的轴流式热力透平不仅适用于单级轴流式热力透平，也可用于多级轴流式热力透平的第一级。蜗壳外形的横截面可以是任何便于加工或流动效率高的形状，如梯形、园形等。

    本发明设计合理，成本低廉，制造方便，适用于各种单级的工业透平以及多级透平的第一级。