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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108331616A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810300995.1(22)申请日2018.04.04(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人邓清华齐文娇丰镇平袁奇(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人范巍(51)Int.Cl.F01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种盘式透平的轮盘结构(57)摘要本发明公开了一种盘式透平的轮盘结构,包括盘片、盘片流道及垫片,盘片包括盘片外缘区域、盘片主体区域、盘片排气孔及盘片轴孔。盘片与垫片间隔布置,同心安装在转轴上,盘片外缘型线采用尖角、圆弧、椭圆弧等,盘片厚度可以是等厚度的,也可沿着盘片径向由外向内厚度减小,且在安装时沿轮盘旋转方向,盘片排气孔在周向上相差一定的角度。该轮盘结构有效地降低了盘式透平现有轮盘结构中工质从喷嘴或蜗壳中进入盘片流道和工质离开盘片流道过程中的能量损失及工质在轮盘中的流动损失,显著地提高了盘式透平的流动效率和整体气动性能。CN108331616ACN108331616A权利要求书1/1页1.一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:该轮盘结构包括多个可同轴旋转的盘片(1)以及设置于盘片(1)端面侧的盘片流道,所述盘片(1)上靠近盘片旋转中心的位置设置有与所述盘片流道相连通的排气孔(10),相邻盘片(1)上的排气孔(10)在周向上相差一定的角度并部分重叠,所述盘片(1)的外缘面向外凸出为轴向截面的边缘呈中间高、两边低的形状。2.根据权利要求1所述一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:所述盘片(1)的端面侧设置有与所述盘片(1)同轴固定的垫片(4),垫片(4)的厚度与盘片(1)的半径之比为0.004~0.06。3.根据权利要求1所述一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:所述盘片(1)的厚度与盘片(1)的半径之比为0.01~0.06。4.根据权利要求1所述一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:所述轴向截面的边缘为尖角状、圆弧状或椭圆弧状。5.根据权利要求1所述一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:所述盘片(1)上不同位置处的盘片厚度相等,或者,随着与盘片(1)旋转中心距离的减小,盘片厚度减小。6.根据权利要求1所述一种盘式透平的轮盘结构,其特征在于:所述盘片(1)的个数为2~20,盘片(1)上的排气孔(10)的个数为2~8。7.一种盘式透平,其特征在于:该透平的轮盘包括多个可同轴旋转的盘片(1)以及设置于盘片(1)端面侧的盘片流道,所述盘片(1)上靠近盘片旋转中心的位置设置有与所述盘片流道相连通的排气孔(10),相邻盘片(1)上的排气孔(10)在周向上相差一定的角度并部分重叠,所述盘片(1)的外缘面向外凸出为轴向截面的边缘呈中间高、两边低的形状。8.根据权利要求7所述一种盘式透平,其特征在于:所述透平包括壳体(7)以及设置于壳体(7)内的蜗壳或喷嘴,所述轮盘设置于喷嘴或蜗壳内,相邻盘片(1)之间的间隙及最外侧盘片(1)与壳体(7)之间的间隙分别构成盘片流道,透平的工质自喷嘴或蜗壳进入盘片流道后经排气孔(10)流出轮盘。9.根据权利要求8所述一种盘式透平,其特征在于:所述最外侧盘片(1)与壳体(7)之间的间隙的尺寸小于等于相邻盘片(1)之间的间隙的尺寸。2CN108331616A说明书1/3页一种盘式透平的轮盘结构技术领域[0001]本发明涉及一种轮盘结构,特别涉及一种提高无叶透平流动效率的轮盘结构。背景技术[0002]盘式透平采用无叶透平结构型式,在其转轴上沿轴向布置有多个圆盘,相邻圆盘间距很小,在圆盘中心区域靠近转轴位置开有一个或数个排气孔,数个喷嘴或蜗壳布置在圆盘外侧,整个旋转部件封装在壳体内。[0003]盘式透平的工质在喷嘴叶片通道或蜗壳中膨胀加速,依靠流体粘性,在流过多个圆盘形成的数个缝隙时,对轮盘产生拖拽作用,使其绕轴旋转,将流体的热能转换成机械功,最后从布置在圆盘上的排气孔中流出。[0004]目前盘式透平的轮盘是由多个同心圆盘构成,盘片中心位置有数个排气孔,圆盘的外缘面没有进行处理,为钝形边缘,轮盘外缘与盘片流道外侧面平齐,且盘片的主体部分是等厚度的,此外,盘片的各排气孔安装在同一周向位置处。从盘式透平的做功原理来看,盘式透平经过蜗壳或者喷嘴膨胀加速,工质速度在轮盘进口处达到最大,并以近切向流入盘片流道,在盘片流道中以螺旋线的轨迹流动,最后从盘片的排气孔中流出。工质从喷嘴流入盘片流道时,由于各盘片的外缘是平齐的,工质将在盘片外缘滞止,产生能量损失。工质在盘片流道中流动,随着工质流向轮盘出口,速度边界层厚度增加,盘片流道两侧的边界层会相互干涉,降低透平