CN103758580B - 旋喷定子反冲透平机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透平机，旨在提供一种结构简单、能量转换效率高、运行安全稳定的旋喷定子反冲透平机。本发明包括定子（1）和转子（2），所述转子（2）内设有膨胀分流室（3），在所述转子（2）的外圆周上设有至少一个喷口（4），所述转子（2）内还设有连通所述膨胀分流室（3）及所述喷口（4）的喷道（5），所述定子（1）内侧均匀设置有若干个与所述喷口（4）的喷射方向相适配的弯齿（6），相邻的所述弯齿（6）之间有与所述喷口（4）相适配的齿槽（7），所述转子（2）的一侧同轴转动且密封设置有与所述膨胀分流室（3）相连通的导流管，所述转子（2）的另一侧同轴固定设置有转子传动轴。本发明应用于透平机的技术领域。

Description

旋喷定子反冲透平机

技术领域

本发明涉及分一种透平机，特别涉及一种旋喷定子反冲透平机。

背景技术

透平机是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器，又称涡轮或涡轮机。透平机的工作条件和所用工质不同，它的结构形式也多种多样，但基本原理相似。透平机的最主要的部件是一个旋转件即转子，它安装在透平轴上，流体在流动中经过喷管时所具有的能量转换成功能，流过转子时流体冲击转子，推动转子转动，从而驱动透平轴旋转，输出机械功。透平机的工质可以是气体，如：蒸汽、燃气、空气等其他气体或混合气；也可以是液体，如：水、油或其他液体。以水为工质的叫水轮机，以蒸汽为工质的叫汽轮机，以燃气为工质的叫燃气机也就是燃气透平。

目前以压缩空气为工质的透平机较为少见，其主要原因是因为压缩空气式透平机转速慢及转化效率低，不能满足工业生产的要求，特别是在汽车动力装置领域，以压缩空气式透平机为动力装置的基本上是一片空白，因此在汽车动力装置领域发展好无污染、工质来源广、工作效率高的压缩空气式透平机具有重大意义。公开号为1912351的一个中国专利，它公开了一种旋喷发动机，由进气口、转轮、气缸顺序连接成同一轴线的旋转体,在转轮上安装有气道单向阀门、压缩室、燃烧室、喷口，若需要输出较大功率时，需要喷射较大的气流，整体的转换效率低，在实际操作中难以得到有效的应用，因此，若需要发展压缩空气式透平机必须对目前的透平机进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能量转换效率高、运行安全稳定的旋喷定子反冲透平机。

本发明采用的技术方案是：本发明包括定子和设置在所述定子内的转子，所述转子内设有膨胀分流室，在所述转子的外圆周上设有至少一个喷口，所述转子内还设有连通所述膨胀分流室及所述喷口的喷道，所述定子内圆周表面均匀设置有若干个与所述喷口的喷射方向相适配的弯齿，相邻的所述弯齿之间有与所述喷口相适配的齿槽，所述转子的一侧同轴转动且密封设置有与所述膨胀分流室相连通的导流管，所述转子的另一侧同轴固定设置有转子传动轴。

所述喷道在沿气体流动的方向逐渐变窄。

所述喷道呈弧形状。

所述喷口呈扁平状。

所述转子上且位于所述喷口侧部设置有与所述齿槽一侧或两侧相适配的翼片。

所述膨胀分流室呈圆筒形。

圆筒形的所述膨胀分流室与所述转子同心设置。

所述定子和所述转子由金属陶瓷材料制成。

本发明的有益效果是：由于本发明包括定子和设置在所述定子内的转子，所述转子内设有膨胀分流室，在所述转子的外圆周上设有至少一个喷口，所述转子内还设有连通所述膨胀分流室及所述喷口的喷道，所述定子内圆周表面均匀设置有若干个与所述喷口的喷射方向相适配的弯齿，相邻的所述弯齿之间有与所述喷口相适配的齿槽，所述转子的一侧同轴转动且密封设置有与所述膨胀分流室相连通的导流管，所述转子的另一侧同轴固定设置有转子传动轴，所以，在工作时，通过所述导流管往所述膨胀分流室输入高压气体，高压气体再通过所述膨胀分流室将高压气体分配到所述喷道中，再从所述喷口喷至所述齿槽内，所述转子受到反冲力的作用而发生转动，结构简单，借助所述齿槽的作用，使得本发明的能量转换效率高、运行稳定，高压气体不会四周滥喷，具有更高的安全性能。

另外，由于所述转子上且位于所述喷口侧部设置有与所述齿槽一侧或两侧相适配的所述翼片，所述翼片能防止所述齿槽内的气体快速外泄，所以，本发明在运行的过程中进一步增强了反冲效果，使得高压气体得到更充分的利用。

附图说明

图1是本发明的侧面剖视图；

图2是本发明的正面剖视图。

具体实施方式

下面就具体实施例对本发明做进一步阐述：

如图1和图2所示，本发明包括定子1和设置在所述定子1内的转子2，所述转子2内设有膨胀分流室3，在所述转子2的外圆周上设有至少一个喷口4，所述转子2内还设有连通所述膨胀分流室3及所述喷口4的喷道5，所述定子1内圆周表面均匀设置有若干个与所述喷口4的喷射方向相适配的弯齿6，相邻的所述弯齿6之间有与所述喷口4相适配的齿槽7，所述转子2的一侧同轴转动且密封设置有与所述膨胀分流室3相连通的导流管8，所述转子2的另一侧同轴固定设置有转子传动轴9。在本实施例中，所述转子2由陶瓷材料制成，在所述转子2的外圆周上均匀设有四个所述喷口4，每个所述喷口4对应一条所述喷道5；所述转子2的一侧设有与所述导流管8相适配的膨胀分流室入口11。

在本实施例中，所述喷道5在沿气体流动的方向逐渐变窄。

在本实施例中，所述喷道5呈弧形状。

在本实施例中，所述喷口4呈扁平状。

在本实施例中，所述转子2上且位于所述喷口4侧部设置有与所述齿槽7两侧相适配的翼片10。

在本实施例中，所述膨胀分流室3呈圆筒形。

在本实施例中，圆筒形的所述膨胀分流室3与所述转子2同心设置。

本发明在运行时，通过所述导流管8将高压空气输入所述膨胀分流室3中，所述膨胀分流室3再将高压空气分配到所述喷道5中，高压空气再从所述喷口4喷出，从而产生反冲力。同时，由于所述空气喷射到所述齿槽7中，所述转子2的外圆周表面与所述弯齿6之间的间隙小，一般在5mm内，因此，气体从所述喷口4喷出后，在流量不变的情况下加快了气流的速度，进一步提高了所述转子2的转速，运行的过程中安全又稳定。

当然，本发明也可以让所述导流管8往所述膨胀分流室3内喷送燃料，混合物在所述膨胀分流室3内燃烧膨胀后再分流，从而实现转动。

随着金属陶瓷材料的日渐成熟，所述定子1所述转子2及本发明的其他工件可均由金属陶瓷材料制成，使得本发明的结构更加简单。

本发明应用于透平机的技术领域。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的，因此根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合的显而易见的方案都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述旋喷定子反冲透平机包括定子（1）和设置在所述定子（1）内的转子（2），所述转子（2）内设有膨胀分流室（3），在所述转子（2）的外圆周上设有至少一个喷口（4），所述转子（2）内还设有连通所述膨胀分流室（3）及所述喷口（4）的喷道（5），所述定子（1）内圆周表面均匀设置有若干个与所述喷口（4）的喷射方向相适配的弯齿（6），相邻的所述弯齿（6）之间有与所述喷口（4）相适配的齿槽（7），所述转子（2）的一侧同轴转动且密封设置有与所述膨胀分流室（3）相连通的导流管（8），所述转子（2）的另一侧同轴固定设置有转子传动轴（9）；所述转子（2）上且位于所述喷口（4）侧部设置有与所述齿槽（7）一侧或两侧相适配的翼片（10）。

2.根据权利要求1所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述喷道（5）在沿气体流动的方向逐渐变窄。

3.根据权利要求1或2所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述喷道（5）呈弧形状。

4.根据权利要求1或2所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述喷口（4）呈扁平状。

5.根据权利要求1所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述膨胀分流室（3）呈圆筒形。

6.根据权利要求5所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：圆筒形的所述膨胀分流室（3）与所述转子（2）同心设置。

7.根据权利要求1所述的旋喷定子反冲透平机，其特征在于：所述定子（1）和所述转子（2）由金属陶瓷材料制成。