[发明专利]一种适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮

说明书

本发明公开了一种适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮，其包括进排气系统和转子系统；转子系统安装在进排气系统内，在进排气系统内旋转；进排气系统包括涡轮进气机匣(1)、涡轮导向器(6)和涡轮排气机匣(10)，涡轮进气机匣(1)和涡轮排气机匣(10)分别固定连接在涡轮导向器(6)的左、右两端，进排气系统内膨胀的气体工质是惰性混合气体。本发明按惰性混合气体工质特性设计导向装置、转子的叶片气动型面和气流通道，通过涡轮导向装置、涡轮转子的结构设计，可使一定流量惰性混合气体压力降低到初始压力的1/1.5～1/2.7，转速30000r/min～70000r/min，能量转换效率89％。

技术领域

本发明属于涡轮技术领域，涉及一种适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮。

背景技术

涡轮是将气体的热能转化为动能和机械能，从而获得低温气体或输出轴功的一类装置。轴流涡轮是气流方向沿涡轮旋转轴方向的一类涡轮。一般燃气轴流涡轮由涡轮导向装置和涡轮转子组成。涡轮导向装置将高温高压的低速气体转变为高速气体，并为涡轮转子提供合适的入口气流角，高速气体吹动涡轮转子旋转输出轴功，获得相对低温气体，从而完成能量转换。

一般轴流涡轮的工质是空气、燃气、二氧化碳等，也有用氦气等惰性气体。

一般轴流涡轮在直接使用惰性混合气体时，导向装置、转子的叶片气动型面和气流通道内存在一定流动分离，产生能量损失，因而能量转换效率较低。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮，按惰性混合气体工质特性设计导向装置、转子的叶片气动型面和气流通道，通过涡轮导向装置、涡轮转子的结构设计，从而获得轴功，实现惰性混合气体的能量转换。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮，其包括进排气系统和转子系统；转子系统安装在进排气系统内，在进排气系统内旋转；进排气系统包括涡轮进气机匣1、涡轮导向器6和涡轮排气机匣10，涡轮进气机匣1和涡轮排气机匣10分别固定连接在涡轮导向器6的左、右两端，进排气系统内膨胀的气体工质是惰性混合气体。

其中，所述涡轮进气机匣1和涡轮导向器6的连接端通过第一螺栓2、第一螺母3和第一垫片4连接。

其中，所述涡轮进气机匣1右侧端面开凹槽安装金属第一O型密封圈5，涡轮进气机匣1从左侧插入涡轮导向器6，通过止口定心并压缩金属O型密封圈3以密封惰性混合气体。

其中，所述涡轮导向器6和涡轮排气机匣10的连接端通过第二螺栓7、第二螺母8和第二垫片9连接。

其中，所述涡轮排气机匣10左侧端面开凹槽安装第二金属O型密封圈11，涡轮排气机匣10从右侧插入涡轮导向器6，通过止口定心并压缩第二金属O型密封圈11实现密封。

其中，所述转子系统包括涡轮转子12、锁紧螺母13、涡轮轴14，涡轮转子12从右侧插入涡轮轴14，通过涡轮轴14上的台阶实现轴向定位，锁紧螺母13通过涡轮轴14右端外螺纹压紧涡轮转子12，形成转子系统。

其中，所述涡轮导向器6和涡轮转子12的叶片数分别为49和79。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮，按惰性混合气体工质特性设计导向装置、转子的叶片气动型面和气流通道，通过涡轮导向装置、涡轮转子的结构设计，可使一定流量惰性混合气体压力降低到初始压力的1/1.5～1/2.7，转速30000r/min～70000r/min，能量转换效率89％。

附图说明

图1适用于惰性混合工质的高效轴流涡轮结构示意图。