CN103857879B - 轴流式涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴流式涡轮机的改进。另外，本发明包括流体充入其内部的浸没式涡轮机（100）。本发明还包括用于以高压喷射流体来使叶片旋转的碰撞涡轮机（200）。根据本发明的涡轮机的结构包括浸没式涡轮机、碰撞涡轮机或复合型涡轮机（复合型涡轮机是浸没式涡轮机和碰撞涡轮机的结合）。因此，产品的质量和可靠性显著地提高以满足操作者。

Description

轴流式涡轮机

技术领域

本发明涉及一种轴流式涡轮机的改进结构，该轴流式涡轮机能够根据类型、流速或流体的液位差（head）任意地形成为单级或多级，更具体地，涉及浸没式涡轮机（submerged turbine）、碰撞涡轮机（colliding turbine）、斥力涡轮机（repulsiveturbine）或复合涡轮机（combined turbine），其中，所述复合涡轮机由水下涡轮机、碰撞涡轮机和斥力涡轮机中的两者结合以根据场地条件选择性地使用，通过这样的结合，能够显著地提高产品的质量和可靠性，以满足操作者。

使用范围：气体、蒸汽、水力、风力、潮汐流、潮汐能、各种动力引擎

背景技术

本发明是由申请人提交的公开号为2010-0105103的韩国专利申请（申请号为2009-0023951、名称为轴流式涡轮机的韩国专利申请）的改进。

如本领域公知地，涡轮机是用于将流体的能量转换为机械功的机器，所述流体如水、气体和蒸汽，并且其特征在于涡轮机是旋转的。通常，涡轮增压机（turbo machine）指一种涡轮机，在涡轮增压机中，几个叶片或翼板被插入通过喷射的蒸汽或气体以高速旋转的旋转体的圆周上。水力涡轮机使高水位的水下落而使得水通过流道（runner），以将水的能量转化为机械功，蒸汽涡轮机从喷嘴喷射预定压力的蒸汽，使得蒸汽被施加在叶片上，以利用蒸汽的能量使叶片转动。涡轮机包括冲击式涡轮机（impulse turbine）、浸没式推进涡轮机（submerged propelling turbine）、斥力涡轮机以及复合燃气涡轮机（combined gasturbine），该复合燃气涡轮机结合了它们的优点。燃气涡轮机利用高温高压燃气的能量，空气涡轮机利用高压的压缩空气的能量。所有涡轮机因为它们提供工业动力而很重要。蒸汽涡轮机用于驱动核电站和火力发电厂内的发电机，并且风力涡轮机用于使水力发电站内的发电机运动。

同时，多级涡轮机指一种涡轮机，其中，气体或蒸汽被分配进入多个级（stage）中进行膨胀，并且所述多个级彼此结合并包括喷嘴、固定叶片和旋转叶片。

但是，燃气涡轮机具有较低的热效率和较高的低功耗，并且旋转体的结构复杂且大型，从而必须有广阔的轴向空间，并且燃气涡轮机不能容易地进行安装。

【专利文件】

为了解决上述问题，申请人提交了公开号为2010-0105103的韩国专利申请（申请号为2009-0023951、名称为多级轴流式涡轮机的韩国专利）。即，根据相关领域，如图1a、图1b和图1c所示，轴流式涡轮机包括壳体20、转轴30、前叶轮40和后叶轮50，壳体20形成为使得流体可以在其中流动，转轴30可旋转地安装在壳体20内，前叶轮40安装在转轴30内并且具有流体流通的多个通孔41，后叶轮50固定于转轴30而位于前叶轮40的后侧，以通过引导流体的流动而产生旋转动力。下面将对上述构造的轴流式涡轮机的组成部件进行描述。壳体20包括圆柱体22、前盖21和后盖23，圆柱体22的相对侧为开放的以使得为气体或液体的流体可以被引入圆柱体22内，前盖21具有入口24并且覆盖圆柱体22的前侧，流体可以通过入口24被引入壳体20内，后盖23覆盖圆柱体22的下侧并且具有排出孔25，壳体20内的流体从排出孔25排出。

下面将对上述构造的壳体20进行更加详细的描述。前盖21和后盖23具有与壳体20的外径相对应的外径的盘状的形状。通孔41形成在前盖21和后盖23的中心，以使得转轴30可以被插入通孔41内。优选地，轴承26安装在前盖21和后盖23的通孔内，以使得转轴30可以容易地旋转。多个通孔形成在前盖21和后盖23的周缘上，以使得前盖21和后盖23可以通过螺栓连接于壳体20。圆柱体22包括安装空间，前叶轮40和多个后叶轮50可以安装在该安装空间内。叶轮安装槽27形成在圆柱体22的前端的内圆周面上，前叶轮40可以安装于该叶轮安装槽27。转轴30具有杆状形状，并且转轴30的相对端由覆盖壳体20的相对侧面的前盖21和后盖23可旋转地支撑。前叶轮40具有盘状形状的结构，并且由于高温高压的流体会被引入，因此，优选地，前叶轮40由耐热材料形成。尽管未图示，但是前叶轮40的周缘通过固定螺栓固定于壳体20内的叶轮安装槽27。前叶轮40的中心部形成有通孔，以使得转轴30被插入该通孔内而被通孔可旋转地支撑。优选地，轴承26安装在前盖40的通孔内，以使得转轴30可以容易地旋转。倾斜地穿过前叶轮40的多个通孔41形成在前叶轮40内，以使得被引入壳体20内的流体流过通孔41而被引入后叶轮50的导向槽51内。

下面将对上述前叶轮40的通孔41进行详细的描述。前叶轮40的每个通孔41包括垂直部42和弯曲部43，所述垂直部42从前叶轮40的前侧面向前叶轮40的内部垂直地形成，所述弯曲部43与垂直部42连通并且向与前叶轮50的导向槽51相对应的位置弯曲。尽管未图示，与本发明的实施方式不同，前叶轮40的垂直部42和弯曲部43并未分隔开，而是在与转轴30的旋转方向相对应的方向倾斜地一体形成。

同时，尽管已经描述了沿前叶轮40的圆周方向形成一排通孔41，但是设置的通孔41的数量不限于实施例显示的数量，根据流体的流速和压力可以形成多排通孔。

但是，根据相关领域的技术仍然具有下面的问题。即，由于涡轮机不包括浸没式涡轮机和碰撞涡轮机，所以其不能被选择地用于相对应的场地条件。进一步地，根据相关领域的技术不能使涡轮机翼板的角效率（angel efficiency）最大化。另外，该技术不能防止流速的损耗。此外，在根据相关领域的技术中，由于流体的压力向下推动翼板，翼板会被损坏并且距离效率（distance efficiency）不能被最大化。另外，根据相关领域的技术不能解决流体温度下降的问题。最后，根据相关领域的技术未能解决施加负载于翼板的压力问题。

发明内容

【技术问题】

因此，本发明致力于解决上述问题，本发明的第一个客体在于浸没式涡轮机、碰撞涡轮机和斥力涡轮机，流体充入浸没式涡轮机中，碰撞涡轮机用于向旋转叶片喷射高压流体，斥力涡轮机中，流体进入旋转叶片的内部，从旋转体的外缘喷射并且与固定的阻挡凸台（resistance boss）碰撞，从而使得旋转体通过碰撞力旋转。本发明通过技术结构的第二个客体在于，涡轮机的结构通过在相对应的场地条件下选择使用的碰撞涡轮机和斥力涡轮机的结合。本发明的第三个客体在于使流体与涡轮机的叶片碰撞的角效率最大化。本发明的第四个客体在于防止流速的损耗。本发明的第五个客体在于当流体为气体或蒸汽时解决温度降低的问题。本发明的第六个客体在于解决施加负载于翼板的压力的问题。本发明的第七个客体在于安装在支架的外周上和安装在旋转叶片的外周上的导流孔（喷射孔或喷嘴孔）的安装，导流孔的数量根据流体的流速和压力（速度）决定。由于旋转叶片通过施加于旋转叶片的端部的压力旋转，本发明的第八个客体在于与根据相关领域向旋转叶片施加压力的情况相比解决旋转叶片的垂直运动的负载。本发明的第九个客体在于提供一种轴流式涡轮机的改进结构，通过该改进结构产品的质量和可靠性能够显著地提高并且能够向操作者提供满意度。

【技术方案】

根据本发明的一个方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：浸没式涡轮机，流体填充在该浸没式涡轮机的内部，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有空间、入口和出口，所述空间的内部填充有流体，所述入口和所述出口各自位于所述主体的一侧和相对侧；转轴，该转轴插入到所述主体的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片，该多个旋转叶片以预定的间距与所述转轴间隔地插入所述主体内并且设置为能够旋转；以及多个固定叶片，该多个固定叶片固定地安装在所述旋转叶片之间，每个所述固定叶片具有多个通孔，并且每个所述固定叶片的内部具有空间。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：用于通过喷射高压流体使叶片旋转的碰撞式涡轮机，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有内部空间，并具有分别位于所述主体的一侧和相对侧的入口和出口；转轴，该转轴插入到所述主体的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片，该多个旋转叶片以预定的间距与所述转轴间隔地插入到所述主体内并且设置为能够旋转；以及多个固定叶片，该多个固定叶片固定安装在所述主体内并位于所述旋转叶片之间，以使得所述固定叶片与所述旋转叶片相间隔，每个所述固定叶片的内部具有内部空间，并且每个所述固定叶片的外侧具有多个喷嘴孔。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：浸没式涡轮机和碰撞涡轮机结合的涡轮机，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有内部空间、分别位于该主体的一侧和相对侧的入口和出口；支架，该支架安装在所述主体的内部并且具有喷射孔；转轴，该转轴插入到所述主体的中心并且设置为能够旋转；第一旋转叶片和第一固定叶片，该第一旋转叶片和所述第一固定叶片安装在所述转轴上并且具有对撞倾斜面，从而使得在碰撞模式中用作第一级；多个第二旋转叶片，该多个第二旋转叶片以预定的间距彼此间隔地安装在所述转轴上并且设置为能够旋转，每个所述第二旋转叶片具有引入孔和空间，以使得所述涡轮机从第二级开始的用于浸没式推进模式；以及多个固定叶片，该多个固定叶片以预定的间距彼此间隔地固定安装在所述主体内，每个所述第二固定叶片具有第一通孔、第二通孔和第三通孔。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：浸没式斥力涡轮机，在该浸没式斥力涡轮机中，流体通过排出孔进入旋转叶片，以从翼板的内部喷射，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有充满所述流体的内部空间和在该主体上端的入口；转轴，该转轴插入所述主体的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片，该多个旋转叶片以预定的间距彼此间隔地安装在所述转轴上并且设置为能够旋转；多个固定叶片，该多个固定叶片固定地安装在所述主体内的所述旋转叶片之间；以及多个阻挡凸台，该多个阻挡凸台从所述主体的内表面凸出并以预定的间距彼此间隔。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：浸没式斥力涡轮机，在该浸没式斥力涡轮机中，流体通过排出孔进入旋转叶片，以从翼板的内部喷射，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有充满所述流体的内部空间和在该主体上端的入口；转轴，该转轴插入到所述主体的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片，该多个旋转叶片以预定的间距彼此间隔地安装在所述转轴上并且设置为能够旋转；多个固定叶片，该多个固定叶片固定地安装在所述主体内的所述旋转叶片之间，并且从所述固定叶片的上端至下端，所述固定叶片的长度变短并且所述固定叶片的高度变高；以及，多个阻挡凸台，该多个阻挡凸台从所述主体的内表面凸出或在所述主体和所述旋转叶片之间凸出，并以预定的间距彼此间隔。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，其中，在斥力涡轮机中，翼板的端部向上弯曲，流体通过形成在所述弯曲部的管道槽从所述翼板的内侧向外侧流动，以与形成在所述槽的前侧的壁碰撞，流体沿与所述旋转方向相反的方向喷射，并且与形成在所述喷射方向上的阻挡凸台碰撞以获得斥力。

根据本发明的另一方面，提供一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：用于喷射高压流体并使叶片旋转的浸没式推进涡轮机，其中，该涡轮机包括：主体，该主体具有内部空间和入口支架并且具有多个入口；转轴，该转轴插入所述主体的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片，该多个旋转叶片以预定的间距彼此间隔地安装在所述转轴上并且设置为能够旋转，其中，翼板的端部向下弯曲，从而使得流体通过管道槽从所述翼板的外侧向所述翼板的内侧流动，以与形成在所述管通道槽的前侧的壁碰撞，当流体被向内或沿与所述旋转方向相反的方向喷射时，流体与多个阻挡凸台碰撞以获得斥力；以及多个固定叶片，该多个固定叶片固定地安装在所述主体内并位于所述旋转叶片之间，每个所述固定叶片具有内部空间。

根据本发明的另一方面，提供一种浸没式推进斥力轴流式轴流式涡轮机，其中，流体流入入口，通过排出孔流入形成在旋转叶片内部的固定的空间，流入形成在旋转体的端部的管道槽，以与形成在槽的前表面上的阻挡壁碰撞，从而执行推进操作，并且在所述流体的方向改变为与所述旋转方向相反的方向使得流体被喷射时，所述流体与形成在所述壳体的内侧的阻挡凸台碰撞以获得斥力。

【有益效果】

如上详细讨论的，本发明包括流体充入其内部的浸没式涡轮机、喷射高压流体以使叶片旋转的碰撞涡轮机和从旋转叶片内部喷射流体使得流体与阻挡凸台碰撞而获得斥力的斥力涡轮机。

通过技术结构的本发明的优点在于涡轮机的结构通过在相对应的场地条件下选择使用的浸没式涡轮机和碰撞涡轮机或浸没式涡轮机和斥力涡轮机的结合形成。

此外，本发明使涡轮机的叶片的角效率最大。

此外，本发明防止流速损耗。

此外，本发明使距离效率最大。

此外，本发明解决了流体温度降低的问题。

此外，本发明解决了在翼板压力上施加负载的问题。

本发明提供一种轴流式涡轮机的改进结构，从而产品的质量和可靠性能够显著提高并且能够给操作者提供满意度。

以下，参考附图对用于获得效果的本发明的优选实施方式进行详细描述。

附图说明

图1(a)是显示根据相关领域的轴流式涡轮机的整体结构的剖视图；

图1(b）是根据相关领域的轴流式涡轮机的局部剖视图；

图1(c）是根据相关领域的轴流式涡轮机的爆炸视图；

图2是根据本发明的第一种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图3是图2中沿A-A线的剖视图；

图4是图2中沿B-B线的剖视图；

图5是根据本发明的第二种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图6是图5中沿C-C线的剖视图；

图7是根据本发明的第三种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图8是根据本发明的第四种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图9是根据本发明的第五种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图10是根据本发明的第六种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图11是根据本发明的第七种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图12是图11的顶部剖视图；

图13是根据本发明的第八种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图14是根据本发明的第九种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图；

图15A和图15B是图13的顶部剖视图；

图16是图13的另一个顶部剖视图；

图17是图13的另一个顶部剖视图；

图18是图7的另一个顶部剖视图；

图19图示了应用于本发明的阻挡凸台（resistance boss）的各种实施方式的示意图；以及

图20至图23是应用于本发明的其它实施方式的示意图。

附图标记说明

100,200：涡轮机

110,210：主体

120,230：旋转叶片

130,240：固定叶片

140：旋转磁体

141：固定磁体

160,260：转轴

具体实施方式

应用于本发明的轴流式涡轮机的改进结构如图2至图23所示。

在本发明的描述中，当对相关公知的功能和结构的详细描述会使得本发明的本质不必要地变得模糊时，将省略这部分详细描述。

此外，下面的术语是从它们在本发明中的功能考虑而设置，并且可能会与制造商的意图和习惯不同，它们的定义应该以整个说明书的内容为基础。

首先，本发明涉及轴流式涡轮机，并包括充满流体的浸没式涡轮机100。所述涡轮机包括：主体110，该主体110具有空间111、入口112和出口113，在空间111的内部充满流体，入口112和出口113各自位于所述主体的一侧和相对侧；转轴160，该转轴160插入到主体110的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片120，该多个旋转叶片120以预定的间隔与转轴160间隔地插入主体110内并且设置为能够旋转；以及，多个固定叶片130，该多个固定叶片130固定地安装在旋转叶片120之间，每个固定叶片130具有多个通孔并且在其内部具有空间131。

每个旋转叶片120具有内部空间121，所述旋转叶片的外顶端形成有垂直于入口112的引入孔122，以防止旋转叶片的垂直运动；旋转叶片120的中心形成有排出孔123，以使得流体通过排出孔123排出；旋转叶片120和管道槽125和126的外侧形成有例如半圆形、三角形、四边形、菱形和多边形等各种形状的阻挡壁，从而在以推进（推动）的方式进行推进操作时，使得通过管道的流体碰撞阻挡壁并且被以流线型式注入，并且通过管道槽125、126的流体碰撞管道槽的前壁129（图15B）并且朝向旋转叶片120的中心排出。

固定叶片130的中心与旋转叶片120之间形成有中心孔151，以使得流体通过中心孔151排出，所述固定叶片130与所述旋转叶片120的侧面之间形成有侧孔150，并且流体主要在转轴160和固定叶片130的内侧123之间流动。

旋转叶片120和固定叶片130内邻近所述侧孔150固定安装有旋转磁体140和固定磁体141，以在保持旋转叶片120和固定叶片130之间的间距的情形下，通过彼此的斥力使叶片压力的负载最小并且增加旋转力。

固定叶片130的内部空间131内安装有用于防止流体的温度下降的热介质。

同时，根据本发明的轴流式涡轮机包括用于喷射高压流体并使叶片旋转的碰撞涡轮机200。该涡轮机包括：主体210，该主体210具有内部空间211，并具有分别位于该主体210的一侧和相对侧的入口212和出口213；转轴260，该转轴260插入到主体210的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片230，该多个旋转叶片230以预定的间隔与转轴260间隔地插入到主体210内并且设置为能够旋转；以及多个固定叶片240，该多个固定叶片240固定安装在主体210内并位于旋转叶片230之间，以使固定叶片240与旋转叶片230相间隔，每个固定叶片240的内部具有内部空间241，并且每个所述固定叶片240的外侧具有多个喷嘴孔242。

支架220固定安装，以形成具有入口212的主体210的内部空间221，支架具有喷射孔222。

各种模型化的多个翼板中的每个具有在旋转叶片230内沿垂直于流体的前进方向的直线方向的对撞倾斜面231，从而在流体通过喷射孔222、242高速喷射时，使得流体沿流体以高速旋转的旋转方向与流体呈直线地碰撞。流体的喷射角度为1°至30°，对撞倾斜面的倾斜角度为60°至90°。旋转叶片的所述翼板的端面280的角度等于或小于流体从板或从板下方喷射的角度，其中，喷射的所述流体的喷射孔的横截面的角度平行于从60°或低于60°连续形成的翼板的端面280的线270（图22）。

固定叶片240内还形成有导向倾斜面243，以使得与形成在旋转叶片230的端部的对撞倾斜面231碰撞和击打后的流体进入喷嘴孔242。

另外，固定叶片241的内部空间240内安装有用于防止流体的温度下降的热介质。

同时，根据本发明的轴流式涡轮机包括使浸没式涡轮机和碰撞涡轮机结合的涡轮机300。该涡轮机300包括：主体310，该主体310具有内部空间311、分别位于该主题300的一侧和相对侧的入口312和出口313；支架314，该支架314安装在主体310的内部并且具有喷射孔315；转轴360，该转轴360插入主体310的中心并且设置为能够旋转；第一旋转叶片320和第一固定叶片330，该第一旋转叶片320和第一固定叶片330安装在转轴360上并且具有对撞倾斜面321，以使得在碰撞模式中用作第一级；多个第二旋转叶片340，该多个第二旋转叶片340以预定的间距彼此相间隔地安装在转轴360上并且设置为能够旋转，每个第二旋转叶片340具有引入孔342和空间341，以使得涡轮机从第二级开始用于浸没式推进模式；以及多个固定叶片350，该多个固定叶片350以预定的间距彼此间隔地固定安装在主体310内，每个第二固定叶片350具有第一通孔351、第二通孔352和第三通孔353。

同时，在根据本发明的轴流式涡轮机中，在浸没式斥力涡轮机400中，流体通过排出孔123进入旋转叶片，以从翼板的内部喷射，其中，该涡轮机包括：主体410，该主体410具有充满流体的内部空间411和在其上端的入口413；转轴412，该转轴412插入到主体410的中心并且设置为能够高速旋转；多个旋转叶片420，该多个旋转叶片420以预定的间距彼此相间隔地安装在转轴412上并且设置能够为旋转；多个固定叶片430，该多个固定叶片430固定地安装在主体410内的旋转叶片之间；以及多个阻挡凸台415，该多个阻挡凸台415从主体410的内表面凸出并以预定的间距彼此间隔。

在根据本发明的轴流式涡轮机中，在浸没式斥力涡轮机500中，流体通过排出孔123进入旋转叶片，以从翼板的内部喷射，其中，该涡轮机包括：主体511，该主体511具有充满液体的内部空间513和在其上端的入口510；转轴510，该转轴510插入到主体512的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片520，该多个旋转叶片520以预定的间距彼此间隔地安装在转轴512上并且设置为以高速旋转；多个固定叶片530，该多个固定叶片530固定地安装在主体510内的旋转叶片之间，并且随着固定叶片从其上端至其下端，固定叶片的长度变短并且固定叶片的高度变高；以及多个阻挡凸台515，该多个阻挡凸台515从主体510的内表面或在主体和旋转叶片之间凸出，并以预定的间距彼此间隔。

然后，阻挡凸台515从固定叶片530的上表面凸出，流体从旋转叶片的底部喷射。

转轴512的最上端安装有旋转叶片520；连接轴560插入到旋转的旋转叶片520的中心上端；连接轴560的中心形成有中心通孔561，多个旁通孔562彼此间隔地形成在连接轴560的外周面上，旁通孔为半环形槽；壳体550安装在主体510的中心上端和连接轴560的外圆周面上；以及，入口551形成在壳体550的中心。

在根据本发明的斥力轴流式涡轮机中，翼板的端部580向上弯曲，流体通过形成在弯曲部的管道槽126从翼板的内侧向外侧流动，以与形成在槽的前侧的壁129碰撞，流体沿与旋转方向相反的方向喷射，并且与形成在喷射方向的阻挡凸台515碰撞以获得斥力。

在根据本发明的轴流式涡轮机中，浸没式推进涡轮机600用于喷射高压流体并使叶片旋转，其中，该涡轮机包括：主体610，该主体610具有内部空间611和入口支架620，并且具有多个入口612；转轴613，该转轴613插入到主体610的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片630，该多个旋转叶片630以预定的间距彼此间隔地安装在转轴613上并且设置为能够旋转，其中，翼板的端部向下弯曲，从而使得流体通过管道槽126从翼板的外侧向翼板的内侧流动，以与形成在管道槽的前侧的壁129碰撞，当流体被向内或沿与旋转方向相反的方向127喷射时，流体与多个阻挡凸台650碰撞以获得斥力；以及，多个固定叶片640，该多个固定叶片640固定地安装在主体610内并位于旋转叶片之间，每个固定叶片640具有内部空间。

最后，在根据本发明的浸没式推进斥力轴流式涡轮机中，流体流入入口513，通过排出孔123流入形成在旋转叶片内部的固定的空间514，流入形成在翼板的端部580的管道槽126，以与形成在管道槽的前表面上的阻挡壁129碰撞，从而执行推进操作，并且在流体的方向改变为与旋转方向相反的方向127使得流体被喷射时，流体与形成在壳体内侧的阻挡凸台128碰撞以获得斥力。

以下，下面将对本发明的操作和效果进行描述。

首先，本发明的第一种实施方式如图2、图3和图4或图15、图16和图17所示，浸没式涡轮机100设置为使得流体填充于涡轮机100内部。

更具体地，主体110具有在其内部充有流体的空间111，并且具有分别位于该主体110的一侧和相对侧的入口112和出口113。

设置在主体110的中心的转体160插入到主体110内以旋转。

转轴160和多个旋转叶片120以预定的间隔旋转。

多个固定叶片130固定地安装在旋转叶片120之间，每个固定叶片130具有多个通孔132并且具有在其内部的空间131。

同时，内部空间121形成在旋转叶片120内，管道槽122沿垂直于入口112的方向形成在旋转叶片的外顶端，以防止旋转叶片的垂直运动，排出孔123形成在旋转叶片120的中心，以使得流体通过排出孔123排出，具有例如半圆形、三角形、四边形、菱形和多边形等形状多个壁125设置在旋转叶片120的外侧，以使得通过管通道的流体碰撞并且被通畅地排出。

在如图15、图16和图17所示，管道槽129沿垂直于翼板的边缘的方向形成，如果通过形成为用于导向的管道槽122和126进入的流体推动垂直于旋转方向线性方向的切割面的切割面（cut surface），当流体推动固定叶片时，流体碰撞形成在固定叶片内的阻挡凸台的表面，以获得斥力。

具体地，管道槽122和126作为管通道，该管通道具有引导流体的方向的作用。

中心孔151形成在旋转叶片120与固定叶片130的中心之间，以使得相对应于流速损耗的流体被排出，多个侧孔150形成在旋转叶片120和固定叶片130的侧面之间，以使得流体通过侧孔150排出。

旋转磁体140和固定磁体141靠近侧孔150固定地安装在旋转叶片120和固定叶片130内，当保持旋转叶片120和固定叶片130之间的间距时，由于彼此的斥力而使叶片压力的负载最小并且增加旋转力。

用于防止流体的温度下降的热介质（例如加热器或矿石）安装在固定叶片131的内部空间130内并且提供了流体运动路径。

以下，将对根据本发明的第一种实施方式的改进的轴流式涡轮机的操作和效果进行描述。

首先，本发明形成为使得涡轮机的结构为浸没式的，图2是根据本发明的第一种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图，图3是图2中沿A-A线的剖视图，以及图4是图2中沿B-B线的剖视图。

另外，根据本发明，当主体110的出口113被阻塞时，流体通过入口112完全充满内部空间111。

因此，流体的运动路径形成在旋转叶片120的内部空间121和主体110的内部空间111内，并且通道空间的尺寸根据流体的类型或压力状况进行调整。

如图2所示，在这种状态下，如果流体通过入口112以高压喷射，流体就通过多个管道槽122被引入内部空间121的内部并且使旋转叶片120围绕转轴160高速转动。

如图2所示，流体通过排出孔123排出并且通过侧孔150，即，在成对地形成的固定叶片之间被排出到下一级。

另外，如图2所示，流体甚至向侧孔150流动，并且在被排出到中心孔151后通过固定叶片排出至下一级，根据相关的技术，当流体从中心轴排出时，旋转叶片120在力的作用下高速旋转，该力增加能使得流速损耗最小，以代替涡轮机叶片的底面和壳体的内壁之间的流体的排出。

当旋转叶片120旋转时，临近的固定叶片130保持固定而不旋转。

具体地，由于旋转磁体140安装在朝向侧孔150的旋转叶片120和固定叶片130内，当旋转叶片120关于固定叶片130旋转时，翼板压力的负载最小化，从而，当旋转叶片120以高速旋转时并且旋转叶片120以高速安全地旋转而不垂直地晃动时，可以时刻保持其间距。

用于防止流体的温度下降的热介质（例如加热器或矿石）安装在应用于本发明的固定叶片130的内部空间131内，这是因为，如果流体的温度下降，流体的压力也会下降而削弱旋转力，因此用于保持流体的温度的热介质安装在固定叶片130的内部空间131内。

本发明的第二种实施方式如图5和图6所示，提供了一种碰撞涡轮机200，该碰撞涡轮机200用于喷射高压流体以使叶片旋转。

更详细地，主体210具有在其内部充有流体的空间211和分别位于该空间211的一侧和相对侧的入口212和出口213。

转轴260插入主体210的中心并且设置为旋转的。

多个旋转叶片230以整体多级的形式或以预定的间距彼此间隔地安装在转轴260上。

多个固定叶片240固定地安装在主体210内并且以预定的间距彼此间隔地固定安装在旋转叶片230之间，每个固定叶片240具有内部空间241并且在其外侧具有多个喷嘴孔242。

同时，支架220固定地安装以形成具有入口212的主体210的内部空间221，支架具有喷射孔222，以使得喷射孔222垂直于旋转叶片。

在相对于流体的运动方向倾斜60°至90°的方向，旋转叶片230内形成有多个对撞倾斜面231，该多个对撞倾斜面231以预定的间距彼此间隔，以使得流体喷射过程中，对撞倾斜面231的前侧与旋转的流体碰撞，喷射的所述流体通过喷射孔222和242以高压引入。即，流体的喷射角度为1°至30°，对撞倾斜面的倾斜角度为60°至90°，喷射角度垂直于对撞面的角度。

如图6所示，在流体被喷射以与旋转叶片的翼板碰撞的部分，翼板的底面从平面的下方向如图19所示的流体喷射角度形成。

导向倾斜面243形成在固定叶片240内，从而与形成在旋转叶片230的端部的对撞倾斜面231碰撞和击打后的流体进入喷嘴孔242。

用于防止流体的温度下降的热介质（例如加热器或矿石）安装在固定叶片241的内部空间240内。

以下，将对根据本发明的第二种实施方式的改进的轴流式涡轮机的操作和效果进行描述。

首先，根据本发明的涡轮机具有对撞结构，图5是根据本发明的第二种实施方式的轴流式涡轮机的剖视图，图6是图5中沿C-C线的剖视图。

另外，如果流体通过主体的入口212喷射，当流体充入主体210的内部空间211时，由于被压缩的流体通过喷射孔喷射，旋转叶片230会以高速旋转。

具体地，通过入口212喷射的流体喷射进入支架220的内部空间221内并且迅速通过出口222。

通过喷射孔220后的流体以高压力推动并且转动旋转叶片230，在这种情况下，由于流体直接碰撞旋转叶片230的对撞倾斜面231，会进一步以高速转动旋转叶片230。

当与对撞倾斜面231碰撞的流体击打外侧时，流体进入主体210的内部空间211，在这种情况下，流体被柔和地引入内部空间211而不会被固定叶片240的导向倾斜面243阻碍，并且被引入内部空间211的流体通过喷嘴孔242，而通过安装在空间壁上的加热单元避免导致突然的耐热性，并且在流体高压碰撞第二旋转叶片时，使第二旋转叶片230旋转。

如上所述，即使在这种情况下，当流体与对撞倾斜面231碰撞时，流体以高速转动旋转叶片230，由于多个旋转叶片230以预定的间距彼此间隔地连续安装，旋转叶片230在旋转时将流体的能量转换为可利用的机械功。

如图5所示，与对撞倾斜面231碰撞的大多数流体进入内部空间211，剩余的流体则被引入旋转叶片230和固定叶片240之间的侧孔251内，通过中心孔250收回，被引入侧孔251，并且沿着箭头方向循环。

如上所述，由于流体通过侧孔251和中心孔250循环，从而可以防止流速损耗。

用于防止流体的温度下降的热介质（例如加热器或矿石）安装在应用于本发明的固定叶片240的内部空间241内，这是因为如果流体的温度下降，流体的压力也会下降以使旋转力削弱，因此用于保持流体的温度的热介质安装在固定叶片240的内部空间241内。

本发明的第三种实施方式如图7所示形成，涡轮机300设置为使得浸没式涡轮机和碰撞涡轮机可以结合。该涡轮机300形成为如下形式。

即，主体310具有在其内部充有流体的空间311以及分别位于该空间311的一侧和相对侧的入口312和出口313。

支架314安装在主体310的内部并且具有喷射孔315。

转轴360插入主体310的中心并且设置为旋转的。

第一旋转叶片320安装在转轴360上并且具有对撞倾斜面321，使得第一级用于碰撞流体，第一固定叶片330具有内部空间331。

另外，多个第二旋转叶片340以预定的间距彼此间隔地安装在转轴360上并且形成为可旋转的，每个第二旋转叶片340具有从第二级用于浸没式涡轮机的引入孔342和内部空间341。

最终，多个固定叶片350以预定的间距彼此间隔地固定安装在主体310内，每个第二固定叶片350具有第一通孔351、第二通孔352和第三通孔353。

其余技术结构的描述与第一种实施方式和第二种实施方式的技术结构相同。

以下，将对根据本发明的第三种实施方式的改进的轴流式涡轮机的操作和效果进行描述。

首先，本发明的涡轮机具有浸没式涡轮机和碰撞涡轮机结合的结构，图7是第三种实施方式的剖视图。

本发明的第三种实施方式具有与浸没式涡轮机和碰撞涡轮机的操作效果相同的操作效果，特别地，由于在通过第二固定叶片350的第一通孔351、第二通孔352和第三通孔353排出流体的过程中，热介质安装第二通孔352内，可以防止温度下降。

尽管第一级对应于根据本发明的碰撞涡轮机并且第二级对应于根据本发明的浸没式涡轮机，可以理解的是第一级和第二级可以交换。

尽管碰撞涡轮机和斥力涡轮机可以结合或者斥力涡轮机和浸没式涡轮机可以结合，他们可以根据场地条件进行各种结合。

本发明的第四种实施方式如图8所示，在根据本发明的轴流式涡轮机中，流体通过排出孔123进入旋转叶片而从翼板的内部喷射的浸没式斥力涡轮机400，其中，该涡轮机包括：主体410，该主体410具有充满液体的内部空间411和在其上端的入口413；转轴412，该转轴412插入主体410的中心并且设置为以高速旋转；多个旋转叶片420，该多个旋转叶片420以预定的间距彼此间隔地安装在转轴412上并且设置为以高速旋转；多个固定叶片430，该多个固定叶片430固定地安装在主体410内的旋转叶片之间；以及，多个阻挡凸台415，该多个阻挡凸台415从主体410的内表面凸出并以预定的间距彼此间隔。

本发明的第四种实施方式对应于浸没式涡轮机，并且设置为使得流体通过固定叶片430的主体的内部而进入旋转叶片420的内部，或使流体通过旋转叶片420和固定叶片430之间而进入转子内部。特别地，进入旋转叶片420的主体的流体朝向阻挡凸台415的表面喷射以获得斥力，所述阻挡凸台415在旋转叶片420的端部从主体410的内部凸出。

本发明的第五种实施方式如图9所示，在浸没式斥力涡轮机500中，进入旋转叶片的流体通过排出孔被从翼板的内部喷射出，其中，该涡轮机包括：主体511，该主体511具有充满液体的内部空间513和在其上端的入口510；转轴510，该转轴510插入主体512的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片520，该多个旋转叶片520以预定的间距彼此间隔地安装在转轴512上并且设置为能够旋转；多个固定叶片530，该多个固定叶片530固定地安装在主体510内的旋转叶片之间，随着固定叶片从其上端向其下端运动，使得固定叶片的长度变短并且固定叶片的高度变高；以及，多个阻挡凸台515，该多个阻挡凸台415从主体510的内表面或从主体和旋转叶片之间凸出并以预定的间距彼此间隔。

本发明的第五种实施方式对应于浸没式斥力涡轮机，并且设置为使流体进入旋转叶片520的内部或者流经旋转叶片520和固定叶片530之间而进入转子的内部。特别地，进入旋转叶片520内部的流体朝向阻挡凸台515的表面喷射以获得斥力，所述阻挡凸台515在旋转叶片520的端部从主体510的内部凸出。特别地，从固定叶片530的上端至下端，固定叶片530的直径变小，固定叶片530引导流体。

本发明的第六种实施方式如图10所示，阻挡凸台515从固定叶片530的上表面凸出。

本发明的目的在于，在通过旋转叶片520的下端排出的流体与从固定叶片530的上端凸出的阻挡凸台515碰撞时获得斥力，特别地，流体从旋转叶片的底面喷射。

本发明的第七种实施方式如图11所示，旋转叶片520安装在转轴512的最上端；连接轴560插入旋转的旋转叶片520的中心上端以旋转；中心通孔561形成在连接轴560的中心，多个旁通孔562彼此间隔地形成在连接轴560的外圆周面上，旁通孔为半圆形的槽；壳体550安装在主体510的中心上端并且位于连接轴560的外圆周面上；以及，入口551形成在壳体550的中心。

根据本发明的第八种实施方式，如果流体通过壳体550的中心喷射孔551被引入，流体通过连接轴560的中心通孔561或旁通孔562选择性地被引入旋转叶片520的内部，由于其余的技术操作和效果与图9的相同，将省略对其描述。

根据本发明的第八种实施方式的轴流式涡轮机如图13所示，该轴流式涡轮机包括通过喷射高压流体使叶片旋转的浸没式推进涡轮机600。该涡轮机包括：主体610，该主体610具有内部空间611和入口支架620，主体具有在其上端的多个入口612；转轴613，该转轴613插入到主体610的中心并且设置为能够旋转；多个旋转叶片630，该多个旋转叶片630以预定的间距彼此间隔地整体安装在转轴613上；以及多个固定叶片640，该多个固定叶片640固定地安装在主体610内并且位于旋转叶片之间，每个固定叶片640具有内部空间。

本发明的第八种实施方式形成为使流体从涡轮机的外侧流至中心，通过入口612引入主体610的内部空间611的流体在穿过支架620时使旋转叶片630旋转，并且流体在穿过旋转叶片630和固定叶片640之间时流至涡轮机的下端。

特别地，如图15至图17所示，本发明允许穿过旋转叶片630的流体与形成在固定叶片640的外表面上的凸台碰撞，以提供推进力和斥力。

图19显示根据本发明的阻挡凸台的各种形式，阻挡凸台的角度对应于30°至8°，为了碰撞和排斥的流体喷射角度关于旋转体旋转方向的线形成。

同时，本发明可以对本申请的组成部分做各种修改并且可以有不同的形式。

可以理解的是，本发明不限于本发明的说明书中提到的特定形式，而是包括在不脱离权利要求所限定的主旨的情况下的所有的修改、等同和替换。

Claims (4)

1.一种改进的轴流式涡轮机，该轴流式涡轮机包括：

用于通过喷射高压流体使叶片旋转的碰撞式涡轮机(200)，其中，该碰撞式涡轮机包括：

主体(210)，该主体(210)具有内部空间(211)，并具有分别位于该主体(210)的一侧和相对侧的入口(212)和出口(213)；

转轴(260)，该转轴(260)插入到所述主体(210)的中心并且设置为能够旋转；

多个旋转叶片(230)，该多个旋转叶片(230)以预定的间距与所述转轴(260)间隔地插入到所述主体(210)内并且设置为能够旋转；以及

多个固定叶片(240)，该多个固定叶片(240)固定安装在所述主体(210)内并位于所述旋转叶片(230)之间，以使得所述固定叶片(240)与所述旋转叶片(230)相间隔，每个所述固定叶片(240)的内部具有内部空间(241)，并且每个所述固定叶片(240)的外侧设有多个喷射孔(222，242)，

其中，所述固定叶片(240)内还形成有导向倾斜面(243)，以使得与形成在所述旋转叶片(230)的端部的对撞倾斜面(231)碰撞和击打后的流体进入所述喷射孔(222，242)。

2.根据权利要求1所述的改进的轴流式涡轮机，其中，

支架(220)固定安装在具有所述入口(212)的所述主体(210)内以形成内部空间(221)，所述支架形成有所述喷射孔(222，242)。

3.根据权利要求1所述的改进的轴流式涡轮机，其中，

各种模型化的多个翼板中的每个具有在所述旋转叶片(230)内沿垂直于所述流体的前进方向的直线方向的对撞倾斜面(231)，从而在所述流体通过所述喷射孔(222，242)高速喷射时，使得所述流体沿所述流体以高速旋 转的方向与所述流体呈直线地碰撞，其中，所述流体的喷射角度为1°至30°，所述对撞倾斜面的倾斜角度为60°至90°，所述旋转叶片的所述翼板的端面(280)的角度等于或小于所述流体从所述翼板的端面(280)下方喷射的角度，其中，喷射所述流体的所述喷射孔的横截面的角度平行于从60°或低于60°连续形成的所述翼板的端面(280)的线。

4.根据权利要求1所述的改进的轴流式涡轮机，其中，所述固定叶片(240)的所述内部空间(241)内安装有用于防止流体的温度下降的热介质。