CN106917639A - 一种动力产生方法、进动透平及其发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星通道有矩设置,所述喷管喷射的流体进入所述行星通道并在所述行星通道内旋转和/或螺旋旋转,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。本发明公开了几种新的动力产生方法,且本发明所公开的进动透平及包括其的发动机均具有结构简单、成本低以及效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域,尤其涉及进动透平,本发明还涉及应用该进动透平的发动机。
背景技术
旋转的物体或流体在外力矩的作用下具有进动作用,如果能够克服使所述物体旋转或使所述流体旋转所需要的力矩就能够充分地利用进动作用对外输出动力。因此,需要发明一种新型透平及应用其的发动机。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出的技术方案如下:
方案1:一种动力产生方法,利用流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案2:一种动力产生方法,利用工质源的流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
方案3:在方案1的基础上,进一步使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
方案4:在方案2的基础上,进一步使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
方案5:在方案1至4中任一方案的基础上,进一步使所述旋转流的起点和终点之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
方案6:在方案1至4中任一方案的基础上,进一步使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转阻力和反转阻力不同的转动单元。
方案7:在方案5的基础上,进一步使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转阻力和反转阻力不同的转动单元。
方案8:一种动力产生方法,利用流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案9:一种动力产生方法,利用工质源的流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
方案10:在方案8的基础上,进一步使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
方案11:在方案9的基础上,进一步使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
方案12:在方案8至11中任一方案的基础上,进一步使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转反转阻力不同的流体单元。
方案13:一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星通道有矩设置,所述喷管喷射的流体进入所述行星通道并在所述行星通道内旋转和/或螺旋旋转,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案14:在方案13的基础上,进一步使所述螺旋旋转的起点和终点之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
方案15:一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星螺旋通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星螺旋通道连通,所述喷管喷射的流体进入所述行星螺旋通道,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案16:在方案15的基础上,进一步使所述行星螺旋通道的入口和出口之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
方案17:一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置轴流螺旋通道,所述轴流螺旋通道的旋进轴线与所述旋转体的轴线非共线设置,所述喷管设置在所述旋转体上,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案18:在方案17的基础上,进一步使所述轴流螺旋通道的入口和出口之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
方案19:一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案20:在方案19的基础上,进一步使所述行星结构体设为叶轮。
方案21:一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述行星结构体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
方案22:在方案13至21中任一方案的基础上,进一步使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
方案23:在方案13至21中任一方案的基础上,进一步使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转反转阻力不同的流体单元。
方案24:在方案22的基础上,进一步使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转反转阻力不同的流体单元。
方案25:一种应用方案13至24中任一方案所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与蒸汽发生器的气相区连通,所述旋转体排出的工质与冷凝冷却器连通,所述冷凝冷却器的液体出口与泵送装置连通,所述泵送装置的液体出口与所述蒸汽发生器连通。
方案26:一种应用方案13至24中任一方案所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与汽化器的气相区连通,所述汽化器的液相区与气体液化物储罐连通。
方案27:一种应用方案13至24中任一方案所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与燃烧室连通,所述燃烧室与气体液化物储罐连通。
本发明中,所谓的“旋转流”可选择性地设为行星旋转流或设为螺旋旋转流。
本发明中,所谓的“螺旋通道”可选择性地设为行星螺旋通道或设为轴流螺旋通道。
本发明中,所谓的“单向转动单元”是指只能单向转动或正转阻力与反转阻力不同的结构、部件、单元或系统,例如棘轮、单向离合器或受控离合器等。
本发明中,所谓的“行星X”是指围绕所述旋转体的旋转轴心线做行星运动的X。
本发明中,利用工质旋转或螺旋旋转所产生的陀螺效应和旋转体的离心力作用进而产生进动动力,从而提高了对工质能量利用的水平。
本发明中,所谓的“A与B有矩设置”是指所述A喷射的流体对B能够产生力矩或在B内发生旋转或螺旋旋转的空间位置设置关系。
本发明中,所述螺旋通道可选择性地选择设为渐扩螺旋通道或螺旋渐扩通道。
本发明中,所谓的“正向”、“反向”仅代表旋转方向的不同。
本发明中,应根据热能和动力领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:
本发明公开了一种新的动力产生方法,且本发明所公开的进动透平及包括其的发动机均具有结构简单、成本低以及效率高的优点。
具体实施方式
本发明公开了一种动力产生方法,利用流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
本发明还公开了另一种动力产生方法,利用工质源的流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
作为可变换的实施方式,本发明前述动力产生方法均可进一步选择性地选择使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
作为可变换的实施方式,本发明前述动力产生方法及其可变换的实施方式还均可进一步选择性地选择使所述旋转流的起点和终点之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
作为可变换的实施方式,本发明前述动力产生方法还均可进一步选择性地选择使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转阻力和反转阻力不同的转动单元。
本发明还公开了第三种动力产生方法,利用流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
本发明还公开了第四种动力产生方法,利用工质源的流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
作为可变换的实施方式,本发明第三种和第四种所述动力产生方法还均可可进一步选择性地选择使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
作为可变换的实施方式,本发明第三种和第四中所述动力产生方法还均可再进一步选择性地选择使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转反转阻力不同的流体单元。
下面结合具体实施例,对前述动力产生方法做进一步说明:
实施例1
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星通道有矩设置,所述喷管喷射的流体进入所述行星通道并在所述行星通道内螺旋旋转,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1可进一步选择性地选择使所述螺旋旋转的起点和终点之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
实施例2
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星通道有矩设置,所述喷管喷射的流体进入所述行星通道并在所述行星通道内旋转,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
实施例3
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星螺旋通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星螺旋通道连通,所述喷管喷射的流体进入所述行星螺旋通道,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例3可进一步选择性地选择使所述行星螺旋通道设为等截面行星螺旋通道、行星渐扩螺旋通道或行星螺旋渐扩通道。
作为可变换的实施方式,本发明实施例3及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述行星螺旋通道的入口和出口之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
实施例4
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置轴流螺旋通道,所述轴流螺旋通道的旋进轴线与所述旋转体的轴线非共线设置,所述喷管设置在所述旋转体上,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例4还可进一步使所述轴流螺旋通道的旋进轴线与所述旋转体的轴线非共线且非平行设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例4及其可变换的实施方式还可进一步选择性地选择使所述轴流螺旋通道的入口和出口之间的圆心角大于45°、大于50°、大于60°、大于70°、大于80°、大于90°、大于100°、大于110°、大于120°、大于130°、大于140°、大于150°、大于160°、大于170°、大于180°、大于190°、大于200°、大于210°、大于220°、大于230°、大于240°、大于250°、大于260°、大于270°、大于280°、大于290°、大于300、大于310°、大于320°、大于330°、大于340°、大于350°、大于360°、大于370°、大于380°、大于390°、大于400、大于410°、大于420°、大于430°、大于440°、大于450°、大于460°、大于470°、大于480°、大于490°、大于500、大于510°、大于520°、大于530°、大于540°、大于550°、大于560°、大于570°、大于580°、大于590°、大于600、大于610°、大于620°、大于630°、大于640°、大于650°、大于660°、大于670°、大于680°、大于690°、大于700、大于710°或大于720°。
实施例5
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例5可进一步选择性地选择使所述行星结构体设为叶轮。
实施例6
一种进动透平,包括旋转体和喷管,在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述行星结构体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例6及其可变换的实施方式可进一步选择性地选择使所述流体设为蒸汽、或设为来自燃烧室的气体工质、或设为压缩气体、或设为由气体液化物气化而成的有压气体。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例6及其可变换的实施方式均可进一步或再进一步选择性地选择使所述单向转动单元设为棘轮、单向离合器、受控离合器或设为正转反转阻力不同的流体单元。
实施例7
一种应用如实施例1所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与蒸汽发生器的气相区连通,所述旋转体排出的工质与冷凝冷却器连通,所述冷凝冷却器的液体出口与泵送装置连通,所述泵送装置的液体出口与所述蒸汽发生器连通。
作为可变换的实施方式,本发明实施例2至实施例6及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式所述进动透平均可替代实施例7中所述进动透平。
实施例8
一种应用实施例1所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与汽化器的气相区连通,所述汽化器的液相区与气体液化物储罐连通。
作为可变换的实施方式,本发明实施例2至实施例6及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式所述进动透平均可替代实施例8中所述进动透平。
实施例9
一种应用实施例1所述进动透平的发动机,所述喷管的工质入口与燃烧室连通,所述燃烧室与气体液化物储罐连通。
作为可变换的实施方式,本发明实施例2至实施例6及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式所述进动透平均可替代实施例9中所述进动透平。
显然,本发明不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种动力产生方法,其特征在于:利用流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
2.一种动力产生方法,其特征在于:利用工质源的流体在旋转体上产生行星旋转流或行星螺旋旋转流,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
3.一种动力产生方法,其特征在于:利用流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
4.一种动力产生方法,其特征在于:利用工质源的流体使设置在旋转体上的行星结构体旋转,将所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置,将所述工质源设置在所述旋转体上。
5.一种进动透平,包括旋转体和喷管,其特征在于:在所述旋转体上设置行星通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星通道有矩设置,所述喷管喷射的流体进入所述行星通道并在所述行星通道内旋转和/或螺旋旋转,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
6.一种进动透平,包括旋转体和喷管,其特征在于:在所述旋转体上设置行星螺旋通道,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星螺旋通道连通,所述喷管喷射的流体进入所述行星螺旋通道,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
7.一种进动透平,包括旋转体和喷管,其特征在于:在所述旋转体上设置轴流螺旋通道,所述轴流螺旋通道的旋进轴线与所述旋转体的轴线非共线设置,所述喷管设置在所述旋转体上,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
8.一种进动透平,包括旋转体和喷管,其特征在于:在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述旋转体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
9.一种进动透平,包括旋转体和喷管,其特征在于:在所述旋转体上设置行星结构体,所述喷管设置在所述行星结构体上且与所述行星结构体有矩设置,所述旋转体经单向转动单元与结构体配合设置。
10.一种应用如权利要求5至9中任一项所述进动透平的发动机,其特征在于:所述喷管的工质入口与蒸汽发生器的气相区连通,所述旋转体排出的工质与冷凝冷却器连通,所述冷凝冷却器的液体出口与泵送装置连通,所述泵送装置的液体出口与所述蒸汽发生器连通;或所述喷管的工质入口与汽化器的气相区连通,所述汽化器的液相区与气体液化物储罐连通;或所述喷管的工质入口与燃烧室连通,所述燃烧室与气体液化物储罐连通。
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US2544154A (en) * | 1947-11-14 | 1951-03-06 | Elmer N Hampton | Tubular turbine |
DE1088765B (de) * | 1957-07-30 | 1960-09-08 | Waldemar Kulikoff Dipl Ing | Gas- oder Dampfturbine mit in Schraubenlinienform gelenktem Treibgasstrahl |
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-
2016
- 2016-12-23 CN CN201611203908.8A patent/CN106917639A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
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