CN102155158A - 喷射转子 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及能源开发、航空发动机和其它领域等的一种喷射转子。其通过其位于内子上的喷管切向喷射高能流体，使高能流体在外子内圆和内子外圆之间的间隙内作用于推力壁，推动内子、外子产生相对旋转，内子、外子两者之一成为转子，转子带动负载，将高能流体的部分能量转换成转子的旋转能量以替代涡轮机。有益效果是：具有结构简单、零部件少、重量轻、长度短、可靠性高、寿命长、流体能量损失小、制造容易、性价比高、机械效率高的优点，没有涡轮或螺杆，能充分高效利用流体能量；不仅能用于钻井工程中的井下动力钻具而且可以应用于各种带有涡轮转子的动力系统等。

Description

喷射转子

一、技术领域：

本发明主要涉及能源开发、航空发动机和其它领域等的一种喷射转子，特别涉及钻井工程中的井下动力钻具以及各种带有涡轮转子的动力系统等。

二、背景技术：

(一)、在钻井工程领域：井下动力钻具是指能把泥浆泵钻井液的流体能量转化为钻井破岩动力的井底钻具。由于井下动力钻具具有高转速和末端大扭矩，可显著提高机械钻速，特别是与PDC钻头配合使用将大大地提高钻井速度。井下动力钻具在提高机械钻速、增加单只钻头进尺、减少每米钻井成本、确保井身质量和钻井安全性等方面，与传统的转盘钻井相比，具有优越性。要改变深井中后1/3的钻井工作量占全井2/3的钻井时间的状况，采用井下动力钻具钻井，无疑是经济的选择。

现有井下动力钻具主要有以下三种：

1.电动钻具的输出转速在1200r/min以上，多级减速器结构复杂，可靠性差，井下电动机的绝缘和密封性能要求高。电枢绕组失效后，修复困难。特别是三牙轮钻头的纵向振动厉害，电动钻具的工况恶劣，使用寿命仅有30～40小时。40年代末，电动钻具随着涡轮钻具的发展而逐渐被淘汰。在西方国家，电动钻具现已基本绝迹。在独联体，仅有少数井队使用电动钻具钻水平井和大斜度延伸井，年钻井进尺不到涡轮钻具钻井进尺的1％。

2.螺杆钻具首先是SmithInternational总公司根据Moineau泵原理设计的，它克服了涡轮钻具的某些弱点。在性能上，具有低速、大扭矩的特征，压力降在4MPa以下，单瓣(或称单头、单线)螺杆钻具的输出转速低于400r/min，多瓣螺杆钻具的输出转速为90-150r/min，适合与牙轮钻头配套钻井，但流体压力损失大。

3.涡轮钻具：具有高速大扭矩的特性，无横向振动，机械钻速高；全金属的涡轮钻具耐高温，适宜于深井和高温环境下作业，但钻具较长，15米左右，钻头的适用范围小，涡轮叶片加工成本高，安装调整轴向间隙较繁琐、需要减速装置。

目前螺杆或涡轮钻具都具有零部件多、机械结构复杂、重量体积大、加工困难、制造成本高、涡轮叶片磨损严重、机械效率低下、使用寿命短、性价比低、流体能量损失大、不利于我国目前广泛应用的高压喷射技术等缺陷。

(二)、在动力系统领域：1、所有的主流航空喷气式发动机都是以涡轮喷气式核心机为基础的，此核心机主要由高压压气机、燃烧室和通过轴承驱动压气机的高压涡轮机组成。在核心机基本参数不变的条件下通过加装低压压气机、风扇、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管、轴承、自由动力涡轮等，就可获得单转子或双转子等不同性能和用途的多种发动机，如涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇以及燃气轮机等。涡轮机是此类发动机中最核心的部件，高端产品由很多空心单晶涡轮叶片、涡轮静子叶片和粉末冶金涡轮盘组成，通过近2000K的高温、高压燃气持续冲击涡轮转子、静子叶片，将高能流体的能量转化成涡轮转子旋转动能。传统涡轮机制造复杂、加工精密、零部件重多、工作环境恶劣、对强度和空气冷却要求极高，同时又要求极高的可靠性和长寿命，制造成本非常高，现有涡轮机的结构和材料已经无法再承受涡轮前温度和压力的进一步提高，而进一步提高发动机性能的唯一途径只有提高燃气的涡轮前温度和压力，所以此类发动机性能、可靠性和寿命的同步提高已经非常困难，除非出现新的结构或材料才能有所突破。

2、目前各类活塞式发动机进气过程中广泛使用的废气涡轮增压器，是通过使用排气冲程排出的废气进入涡轮壳体内推动其中的单级径向涡轮旋转，涡轮通过涡轮轴承带动进气端中的离心式压气机叶轮旋转推动空气进入汽缸中，以增加汽缸的进气量和压力达到提升活塞式发动机功率的目的。废气涡轮增压器中单级径向涡轮为其核心部件，此种单级径向涡轮的叶片不是空心涡轮叶片没有空气冷却体系、又包裹在涡轮壳体的中心位置散热效果差，特别是汽油机的废气排气温度过高，涡轮叶片工作环境极恶劣，涡轮有远高于发动机本身的转速，涡轮总体上还必须做的轻薄以尽量减少涡轮迟滞效应，所有现广泛使用的废气涡轮增压器的涡轮叶片最容易损坏、寿命短，以使用带有废气涡轮增压器发动机的汽车为例，一般3万公里左右涡轮增压效果已有明显下降，10万公里左右整个废气涡轮增压器报废，即目前广泛使用的废气涡轮增压器的使用寿命远小于活塞式发动机和汽车本身的使用寿命，例如优良车用柴油机的使用寿命可达80万公里。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种喷射转子：通过其位于内子上的喷管切向喷射高能流体，使高能流体在外子内圆和内子外圆之间的间隙内作用于推力壁，推动内子、外子产生相对旋转，内子、外子两者之一成为转子，转子带动负载，将高能流体的部分能量转换成转子的旋转能量以替代涡轮机。

本发明的喷射转子的技术方案是：主要由流入通道、外子、内子、至少一个喷管和至少一个推力壁组成，外子和内子的外形均为圆管状，外子和内子具有共同的中心纵轴心线，外子套在内子之外，外子的内径大于内子的外径，外子和内子都能够环绕其共同的中心纵轴心线相对旋转；其内子内有至少一个贯穿内子侧壁全层、沿圆周切向设置的喷管，所有的喷管均顺向设置即全部按顺时针或逆时针方向依次沿圆周切向设置，内子的最下游部分或完全封闭，进入内子内部的部分或全部高能流体能通过这些喷管向外沿内子外圆圆周切向喷射出内子，使高能流体在外子内圆和内子外圆之间的间隙内沿圆周旋转作用于推力壁推动内子、外子环绕其共同的中心纵轴心线产生相对旋转，内子、外子其中之一成为转子，而另一个则相对成为定子，将流体的部分能量转换成转子的旋转能量，转子与负载相连接带动负载旋转；外子内圆和内子外圆之间的间隙内有至少一个推力壁，所述的推力壁与外子一体运动，推力壁通过其固定端固定在外子内壁上、推力壁的游离端向内突出外子内圆内壁表面，承受流体的推力；流入通道将上游的高能流体沿内子纵轴方向引入内子内部。

上述中所述的推力壁的游离端向内突出外子内壁表面且与内子外侧壁的外圆表面相切形成密封并能沿其圆周壁表面相对滑动旋转，推力壁的走行方向与外子的径向圆横截面相交，即推力壁的承力主体不能水平设置、不能与外子的径向圆横截面平行。推力壁的走行方向可以是直的、弧形的、螺旋形的、连续转弯形的(例如连续正弦曲线形等、这样的推力壁即使只有一个也可起到类似多个推力壁的作用)等。

上述中所述的喷射转子内部设置有至少一个径向隔板，每个径向隔板将外子和内子的内部以及外子内圆和内子外圆之间的间隙包括推力壁完全水平隔离成上、下两部分并形成密封。所述的径向隔板可以是分体式的也可以是整体式。

上述中所述的喷射转子的内子内部的每个径向隔板区域内都有流体回流管，每个流体回流管贯穿内子部分的一个径向隔板并与之固定连接，流体回流管在此径向隔板的上游有开口贯穿内子侧壁全层并与之固定连接、流体回流管不突出内子侧壁外圆圆周表面，只接收由内子的喷管喷出的在外子内圆和内子外圆之间的间隙内旋转的流体并通过流体回流管在此径向隔板下游的开口将流体导入径向隔板的下游，可再次进入下一级内子内或外子内。

上述中所述的径向隔板为分体式(如附图3的相应部分所示)结构时，其游离缘与内子外侧壁的外圆周壁表面相切形成密封并能沿其相对滑动旋转，径向隔板的外缘与外子内圆固定连接，此部分径向隔板的上、下也可以用于推力壁固定端的固定；内子内的那部分径向隔板与内子固定成为一体，内子内的那部分径向隔板与外子内圆固定的那部分径向隔板可在同一水平面也可不在同一水平面，内子内固定的那部分径向隔板可以是平板或半球等其它形状，起内子的分级或封闭作用。

上述中所述的径向隔板为整体式(如附图1的相应部分所示)结构时，其游离缘与外子内侧壁的内圆周壁表面相切形成密封并能沿其相对滑动旋转，径向隔板径向横截内子并与内子固定成为一体，能与内子一体在外子内圆之内旋转。推力壁的上、下端沿径向隔板对应部分的上、下表面滑动形成密封。

上述中所述的喷射转子能与上连接结构、下连接结构、各种轴承总成、压气机、燃烧室、尾喷管等本身不属于本发明保护范围的现有成熟技术组合。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果分别如下：

(1)本发明的井下动力钻具的结构本身就决定了本发明的井下动力钻具较现有的涡轮或螺杆井下动力钻具，零部件少且均被制造的非常厚实，具有皮实耐用、耐磨损、结构简单、重量轻、长度短、可靠性高、寿命长、流体能量损失小、制造容易、性价比高、扭矩大、效率高等优点；

(2)本发明的喷射转子的零部件数量总和不足传统涡轮机总成的1％，所以其可靠性提高了两个数量级。2、本发明的整体式内、外子较传统的涡轮叶片、静子叶片和涡轮盘等在设计、制造、冷却、维护等方面要容易，整体性好、强度高；

(3)本发明的带有喷射转子的废气“涡轮”增压器，其“涡轮”包括“壳体”部分即带有推力壁的外子处在最外层即最大直径处，完全不需要现有废气涡轮增压器中的涡轮壳体，既有利于“涡轮”的冷却散热又可提供较大的扭矩，没有“涡轮”迟滞效应、不需要现广泛应用的可变截面涡轮增压技术。2、本发明的带有推力壁的外子为转子制造容易，较传统的废气涡轮增压器中的涡轮相比本发明的整体式外子的结构强度高、简单可靠、成本低，使用寿命大幅延长。3、本发明的废气“涡轮”增压器中除“涡轮”外，其它部分没有改变，技术继承性好。

四、附图说明：

附图1是本发明的第一种实施例的内转子式井下动力钻具的示意图；

附图2是本发明的第一种实施例中喷射转子的A-A径向剖面图；

附图3是本发明的第二种实施例的外转子式井下动力钻具的示意图；

附图4是本发明的第二种实施例中喷射转子的B-B径向剖面图；

附图5是本发明的第三种实施例有“涡轮”喷气式核心机的“涡”喷示意图；

附图6是本发明的第三种实施例中喷射转子即“涡轮”的C-C径向剖面图；

附图7是本发明的第四种实施例的废气“涡轮”增压器的示意图；

附图8是本发明的第四种实施例中喷射转子即“涡轮”的D-D径向剖面图；

上图中：上连接结构1、轴承总成2、径向隔板3、外子4、喷管5、流体回流管6、内子7、推力壁8、下连接结构9、钻头10、钻杆及钻铤11、流入通道12、密封圈13、压气机14、燃烧室15、加力燃烧室16、尾喷管17。

五、具体实施方式：

实施例1：带有喷射转子的内转子式井下动力钻具：(如附图1、2所示)喷射转子与上连接结构1、轴承总成2和下连接结构9等相连接构成此种井下动力钻具，其中喷射转子主要由流入通道12、外子4(此实施例中外子是定子的主要部分)、内子7(此实施例中内子是转子的主要部分)、喷管5、径向隔板3、流体回流管6和推力壁8组成。外子4和内子7的外形均为圆管状并且具有共同的纵轴心线、外子4套在内子7外，外子的外径是此种井下动力钻具的最大直径、它小于钻孔的直径，每一级内子7内有至少一个贯穿内子即转子侧壁全层沿圆周切向设置的喷管5、径向隔板3、流体回流管6；下连接结构9是内子7下段的一部分，内子7下段向下与钻头10相连接；喷管5、径向隔板3、流体回流管6均位于轴承总成2的下游和下连接结构9的上游之间的内子7区段内；所有高能钻井液由相连接的钻杆及钻铤11、上连接结构1内部经过流入通道12穿过轴承总成2沿内、外子的纵轴向进入内子7内部，再经过贯穿内子侧壁全层的第一级沿圆周切向设置的喷管5沿内子7外圆圆周切向喷射出内子并在内子7外、外子4内沿圆周方向旋转作用于推力壁8推动内子7转动；每个径向隔板3(整体式)径向横截内子7并与内子7成为一体，每个径向隔板3的游离缘都与外子4内圆相切形成密封、所有圆形的径向隔板3都可以与内子7一体在外子4内圆之内旋转，每个径向隔板3上的内子7区域都有贯穿此径向隔板3全层的流体回流管6，流体回流管6在此径向隔板3的上游有开口贯穿内子7侧壁全层并与之连接，第一个径向隔板3将其上游区域内的外子4、内子7、第1级的喷管5以及其所喷射出的钻井液隔离成为此种井下动力钻具的第一级，每级径向隔板3以上的外子内圆内表面固定有多个纵向排列向内突起的厚壁推力壁8，推力壁8的游离端与内子7外圆表面相切并能沿其切向滑动旋转，承接流体的冲击和推力并起到密封作用；其所喷射出的钻井液完成推动转子旋转后经过第一个径向隔板3内子7部分的流体回流管6向下流出，进入位于第一个径向隔板3下游的第2级内子7内；再次进入第二级内子7内的钻井液再由第二级的喷管5沿内子7外圆圆周切向喷射出内子7并在内子7外、外子4内沿转子圆周方向旋转；以此类推，……可有多级流体喷射转子结构，当再次进入第N级(N为≥1的正整数，在实施例1附图中N等于3)内子7内的钻井液再由第N级的喷管5沿内子7外圆圆周切向喷射出内子7并在内子外、外子内沿转子圆周方向作用于推力壁8，其所喷射出的钻井液经过第N级的流体回流管向下流出，进入第N个径向隔板3下游再次进入内子7内，此时全部钻井液进入与内子7下段内腔相连通的钻头10的高压喷嘴内喷出，参与高压喷射破岩；钻杆及钻铤11、上连接结构1、轴承总成2(使用类似现有的单向轴承总成)的定子部分、外子4相连接(总体质量巨大，总体上相当于定子)，使外子4与转盘钻机带动的钻杆及钻铤11同轴心、同速、同向旋转；轴承总成2的转子部分与内子7相连接，内子7与下连接结构9相连接再与钻头10相连接(总体质量小，总体上相当于转子)，使内子7即转子的转速能够超越(大于，即不能倒转)转盘钻机带动的外子4即定子的转速并且同轴心、同向旋转；外子4的下端逐步收敛与内子7的下段之间形成外环与内环相切的密封状态，外子4的下端收敛段内固定有橡胶密封圈13，在压力的作用下增强密封效果，使外子4内的钻井液经过最后一级流体回流管6进入内子7下段内并进入下游钻头10内的高压喷嘴内喷出。当然径向隔板3相似的变形是分体式径向隔板，即径向隔板3外缘与外子4内圆固定连接，径向隔板3的游离缘与内子7外圆相切并可在内子7外圆表面滑动旋转，而此时内子7内固定的那部分径向隔板3可看作内子7的分级结构、流体回流管6贯穿此分级结构进入下级。即径向隔板3可以是整体式的(如图1所示)，也可以上是被外子4、内子7分割成内子部分、外子部分的分体式的(如图3所示)。同样在以下的实施例中这样的变形也可存在。

实施例2：带有喷射转子的外转子式井下动力钻具：(如附图3、4所示)与实施例1类似，喷射转子与上连接结构1、轴承总成2和下连接结构9等相连接构成此种井下动力钻具，其中喷射转子主要由流入通道12、外子4(此实施例中外子是转子的主要部分)、内子7(此实施例中内子是定子的主要部分)、喷管5、流体回流管6、径向隔板3和推力壁8组成。内子7即定子内有至少一个贯穿定子侧壁全层沿圆周切向的喷管5、径向隔板3、流体回流管6；下连接结构9是外子4即转子下段的一部分，外子4下段向下与钻头10相连接；喷管5、径向隔板3、流体回流管6均位于轴承总成2的下游和下连接结构9上游之间的内子7区段内；所有钻井液由钻杆及钻铤11内部经流入通道12穿过轴承总成2流入内子7内部再经过贯穿内子7壁全层的第一级的至少一个喷管5沿内子7外圆圆周切向喷射出内子7并在外子4内圆和内子7外圆之间的间隙内旋转作用于推力壁8推动外子4旋转；每个径向隔板3(分体式)径向横截内子7，其内子部分与内子7固定成为一体，每个径向隔板3的外子部分的游离缘都与内子7外圆相切、所有径向隔板3的外子部分的固定端都与外子4内圆固定，其游离缘都与内子7外圆相切并可相对旋转，每个径向隔板3以上的转子即外子4内圆内表面固定有多个纵向排列的向内突起的厚推力壁8，推力壁8的游离端与内子7外表面相切并能沿其表面切向旋转滑动，承接流体的冲击和推力并起到密封作用，每个径向隔板3上都有贯穿此径向隔板内子7区域全层的流体回流管6，流体回流管6有开口在此径向隔板3的上方贯穿内子7侧壁全层并与之连接，第一个径向隔板3将其上方区域内的外子4、内子7、第一级的圆周切向喷管5以及其所喷射的钻井液的区域隔离成为此种井下动力钻具第一级，其所喷射出的钻井液推动转子旋转后经过第一个径向隔板3上的流体回流管6向下流出，进入位于第一个径向隔板3下方再次进入第二级内子内；再次进入第二级内子7内的钻井液再由第二级的圆周切向喷管5沿内子外圆圆周切向喷射出内子并在内子7外、外子4内沿内子圆周方向旋转作用于推力壁8推动外子4旋转；依此类推，……可以有多级流体喷射转子结构，当再次进入第N级(N为≥1的正整数，在本实施例附图中N等于2)内子7内的钻井液再由第N级的圆周切向喷管5沿内子7外圆圆周切向喷射出内子并在内子7外、外子4内沿内子圆周方向作用于推力壁8，其所喷射出的钻井液经过第N个径向隔板3上的流体回流管6向下流出，钻井液进入第N个径向隔板3下游，全部钻井液进入外子4内后再进入与外子4下段内腔相连通的钻头10的高压喷嘴内喷出，参与高压喷射，协同钻头破岩；钻杆及钻铤11、上连接结构1、轴承总成2(使用类似现有的单向轴承总成)的定子部分、内子7相连接，使内子7与转盘钻机带动的钻杆及钻铤11同轴心、同速、同向旋转(总体质量巨大，总体上相当于定子)；轴承总成2的转子部分与外子4相连接，外子4、下连接结构9和钻头10相连接(总体质量小，总体上相当于转子)，使外子4即转子的转速能够超越转盘钻机带动的内子7即定子的转速并且同轴心、同向旋转；即使只有一个推力壁8也能将内子7外、外子4内沿内子圆周方向旋转的流体能量转换成转子的旋转能量，提高流体推动转子转动的效率，何况这个推力壁8还可被设计成连续转弯走向的能起到类似多个推力壁8的作用。

其有益效果是：本发明的井下动力钻具的结构本身就决定了本发明的井下动力钻具较现有的涡轮或螺杆井下动力钻具，零部件少且均被制造的非常厚实，具有皮实耐用、耐磨损、结构简单、重量轻、长度短、可靠性高、寿命长、流体能量损失小、制造容易、性价比高、扭矩大、效率高等优点。

实施例3：带有喷射转子的“涡轮”喷气式核心机(内转子式)：本发明的带有喷射转子的“涡轮”喷气式核心机主要由高压压气机14、燃烧室15和驱动高压压气机的至少一级喷射转子组成，其中喷射转子主要由流入通道12、外子4、内子7、多个喷管5和多个推力壁8组成。流入通道12将上游的燃烧室15中产生的高温、高压燃气沿内子7的纵轴向引入内子7内部；外子4和内子7具有共同的中心纵轴心线，外子4套在内子7之外且能沿共同的中心纵轴心线相对旋转；内子7内有多个沿圆周切向设置的收敛——扩散型喷管即拉瓦尔喷管5，内子7的最下游部分或完全封闭，进入内子7内部的部分或全部高温、高压燃气通过所述的喷管5向外沿内子外圆圆周切向喷出到外子内圆和内子外圆之间的间隙内，此间隙内有多个弧形推力壁8，推力壁8固定在外子4的内壁，推力壁8的游离缘与内子7的外圆周壁面接近相切，推力壁8承受高温、高压燃气在外子4内圆和内子7外圆之间的间隙内旋转、膨胀的能量，提升了反作用力的效能，高温、高压燃气推动内子7自身环绕其中心纵轴旋转成为转子，外子4与发动机外壳相固定成为定子，喷出的高温、高压燃气在外子4内圆和内子7外圆之间的间隙内及各个推力壁8之间的间隙内与来自上游的高压空气混合后向下游流出外子内圆和内子外圆之间的间隙后，可再次进入下一级喷射转子中，将高温、高压燃气的部分能量转换成转子的旋转能量，内子7旋转通过轴承总成2驱动高压压气机14转动，构成核心机。喷出的高温、高压燃气在外子4内圆和内子7外圆之间的间隙内与来上游的空气混合后，向下游流出外子内圆和内子外圆之间的间隙后，可继续向下游经过加力燃烧室16最后从尾喷管17中喷出，构成基于本发明的核心机的带加力燃烧室的“涡”喷发动机(内转子式，如附图5、6所示)。本发明的喷射转子的部件采用与涡轮机类似的空心气膜冷却、耐高温、高强度等技术、工艺制造。

其有益效果是：1、由于本发明的喷射转子的零部件数量总和不足传统涡轮机总成的1％，所以其可靠性提高了两个数量级。2、本发明的整体式内、外子较传统的涡轮叶片、静子叶片和涡轮盘等在设计、制造、冷却、维护等方面要容易，整体性好、强度高。3、本发明的“涡轮”中拉瓦尔喷管替代了传统的涡轮叶片，具有更小的流体能量损失、阻力低、耐高温、高效节能、扭矩大、使用寿命长。4、技术继承性好：由于只有涡轮机总成完全被本发明的至少一级喷射转子所取代，而其它部分与现有涡轮喷气式核心机完全相同。5、在本发明的核心机基本参数不变的条件下通过加装低压压气机、风扇、低压喷射转子(低压喷射转子通过另一轴承带动低压压气机和风扇)、加力燃烧室、尾喷管、自由动力喷射转子(内、外子共轴线反向旋转即内、外子均为转子)等，同样可获得本发明的单转子、双转子等不同性能和用途的多种发动机，如“涡”喷、“涡”扇、“涡”轴、“涡”桨、桨扇以及燃气轮机等。

本发明的喷射转子还可用于汽轮机、水轮机等装置之中，替代其中的涡轮机部分，高压蒸汽或水流推动其旋转。

实施例4：带有喷射转子的废气“涡轮”增压器(外转子式，如附图7、8)：用本发明的喷射转子完全替代目前各类活塞式发动机进气过程中广泛使用的废气涡轮增压器中的涡轮部分。其中喷射转子主要由流入通道12、外子4、内子7、多个喷管5和多个推力壁8组成。活塞式发动机的废气排气管与流入通道12相连接，流入通道12与固定的内子7相连接，将上游产生的废气沿内子7的纵轴向引入内子7内部；内子7的最下游完全封闭；所述的内子7内有多个沿圆周切向设置的喷管5，进入内子7内部的全部废气通过喷管5向外沿内子外圆圆周切向喷出，多个推力壁8固定在外子4的内壁，推力壁8的游离缘与内子7的外圆周壁面接近相切，高温、高压废气作用于推力壁8，推动外子4环绕内子7旋转成为转子，内子7固定成为定子，将高温、高压废气的部分能量转换成转子的旋转能量；外子4旋转通过轴承总成2带动进气端的离心式压气机14叶轮旋转推动空气增压进入汽缸中。

此种结构的优越之处在于：1、本发明的带有喷射转子的废气“涡轮”增压器，其“涡轮”包括“壳体”部分即带有推力壁的外子处在最外层即最大直径处，完全不需要现有废气涡轮增压器中的涡轮壳体，既有利于“涡轮”的冷却散热又可提供较大的扭矩，没有“涡轮”迟滞效应、不需要现广泛应用的可变截面涡轮增压技术。2、本发明的带有推力壁的外子为转子制造容易，较传统的废气涡轮增压器中的涡轮相比本发明的整体式外子的结构强度高、简单可靠、成本低，使用寿命大幅延长。3、本发明的废气“涡轮”增压器中除“涡轮”外，其它部分没有改变，技术继承性好。

Claims (6)

1.一种喷射转子，其特征是：主要由流入通道(12)、外子(4)、内子(7)、至少一个喷管(5)和至少一个推力壁(8)组成，所述的外子(4)和内子(7)具有共同的中心纵轴心线，外子(4)套在内子(7)之外，且能环绕其共同的中心纵轴心线产生相对旋转；所述的内子(7)内有至少一个沿圆周切向设置的喷管(5)，进入内子(7)内部的流体能通过所述的喷管(5)向外沿内子外圆圆周切向喷出，使流体在外子内圆和内子外圆之间的间隙内推动内子、外子环绕其共同的中心纵轴心线产生相对旋转，将流体的部分能量转换成旋转能量；外子内圆和内子外圆之间的间隙内有至少一个推力壁(8)，所述的推力壁(8)通过其固定端固定在外子(4)的内壁上、推力壁(8)的游离端向内突出外子内壁表面；流入通道(12)将来自上游的流体引入内子(7)内部。

2.根据权利要求1所述的喷射转子，其特征是：所述的推力壁(8)的游离端与内子(7)外侧壁的外圆圆周壁表面相切并能沿内子(7)外侧壁的外圆圆周壁表面相对滑动旋转，推力壁(8)的走行方向与外子(4)的径向横截面相交。

3.根据权利要求1或2所述的喷射转子，其特征是：所述的外子(4)和内子(7)的内部以及外子内圆和内子外圆之间的间隙通过设有至少一个径向隔板(3)，每个径向隔板(3)将所述的外子(4)和内子(7)的内部以及外子内圆和内子外圆之间的间隙包括推力壁(8)径向隔离成上、下两部分。

4.根据权利要求3所述的喷射转子，其特征是：所述的内子(7)内部的每个径向隔板(3)区域内都有流体回流管(6)，每个流体回流管(6)贯穿内子(7)部分的一个径向隔板(3)并与之固定连接，流体回流管(6)在所述的径向隔板(3)的上游有开口贯穿内子侧壁全层并与之固定连接，只接收在外子(4)内圆和内子(7)外圆之间的间隙内的流体并通过流体回流管(6)在此径向隔板(3)下游的开口将流体导入径向隔板(3)的下游。

5.根据权利要求3所述的喷射转子，其特征是：所述的径向隔板(3)的游离缘与内子(7)外侧壁的外圆圆周壁表面相切并能沿其相对滑动旋转，径向隔板(3)与外子(4)内圆固定连接，内子(7)内固定的那部分径向隔板与内子成为一体。

6.根据权利要求3所述的喷射转子，其特征是：所述的径向隔板(3)的游离缘与外子(4)内侧壁的内圆圆周壁表面相切并能沿其相对滑动旋转，径向隔板(3)径向横截内子并与内子固定成为一体能与内子一体在外子内圆之内旋转。

Images