CN209838483U - 一种涡轮以及发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涡轮以及发动机，涡轮包括圆台形的轮体，轮体的周边上均匀布置有若干条螺旋形流道，所述螺旋形流道的进口位于轮体的大端端面上，所述螺旋形流道的出口位于轮体的小端端面上，所述螺旋形流道的管径从进口端向出口端逐渐缩小；所述螺旋形流道上还设置有沿构成流道内壁面的母线延伸的螺旋形侧开口，所述螺旋形侧开口用于使进入螺旋形流道的流体从轮体周边喷出；所述发动机包括涡轮。本实用新型中的涡轮以及发动机，其通过在螺旋形流道上设置螺旋形侧开口，使进入螺旋形流道的流体不仅能从轮体的小端流出，还能从轮体周边喷出，从轮体周边流出的气流产生的推力能很大的提高涡轮的输出力矩，从而使涡轮及发动机的负载性能更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种涡轮以及使用这种涡轮的发动机。
背景技术
现有涡喷发动机和燃气轮机的涡轮叶片要求有极高的受力强度和耐高温强度，因此对制造涡轮叶片的材料要求极高，需要其具有很高的抗拉强度、屈服强度、延伸率和红硬性，并且现有涡喷发动机和燃气轮机还存在热效率转化较低的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种涡轮以及发动机，以解决现有涡喷发动机和燃气轮机对涡轮叶片材料的性能要求极高的问题，以及解决现有涡喷发动机和燃气轮机热转化效率低的技术问题。
本实用新型涡轮，包括圆台形的轮体，所述轮体的周边上均匀布置有若干条螺旋形流道，所述螺旋形流道的两端口部分别位于轮体的两端端面上，所述螺旋形流道的管径从轮体大端向轮体小端逐渐缩小；
所述螺旋形流道上还设置有沿构成流道内壁面的母线延伸的螺旋形侧开口，所述螺旋形侧开口用于使进入螺旋形流道的流体从轮体周边喷出。
进一步，构成螺旋形流道内壁面的母线为圆锥螺旋线，或者构成螺旋形流道内壁面的母线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影为对数螺旋线、斐波那契螺旋线或者阿基米德螺旋线。
本实用新型还公开了一种具有前述涡轮的发动机，所述发动机包括中轴和发动机壳，所述涡轮设置在中轴的后端上，所述发动机壳的后端上设置有套在涡轮外的涡轮壳，所述涡轮壳与涡轮之间形成狭窄的导流缝口。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型中的涡轮以及发动机，其利用螺旋形流道代替现有的涡轮叶片，螺旋形流道的结构强度相对于涡轮叶片大大提高，从而能降低对涡轮材料的要求，解决了涡轮叶片容易在高温下受力损坏的问题。
2、本实用新型中的涡轮以及发动机，其螺旋形流道不仅能从轮体端面上的出口喷出工作介质，而且还能从轮体侧面上的螺旋形侧开口喷出工作介质，使得工作介质不仅能正向作用于螺旋形流道的内表面而使涡轮旋转，工作介质还能从侧向喷出从而产生反推力使涡轮旋转，以及从涡轮和涡轮壳体之间狭窄导流缝口排出的工作介质还能正向作用于螺旋形流道的外表面时涡轮旋转，这样工作介质对涡轮的综合作用能很大的提升涡轮的输出力矩，并提高了发动机的热效率。
附图说明
图1为涡轮的一侧立体结构示意图；
图2为涡轮的另一侧立体结构示意图；
图3为涡轮的剖视结构示意图；
图4为发动机的结构示意图，图中箭头表示气流方向；
图5为涡轮的另一种结构示意图，图中箭头表示气流方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一，如图1-4所示，本实施例中涡轮，包括圆台形的轮体1，所述轮体的周边上均匀布置有若干条螺旋形流道2，所述螺旋形流道的进口位于轮体的大端端面上，所述螺旋形流道的出口位于轮体的小端端面上，所述螺旋形流道的管径从进口端向出口端逐渐缩小。
当然在不同实施例中，如图5所示，所述螺旋形流道的进口还可以是位于轮体的小端端面上，螺旋线流道的出口位于轮体的大端端面上，所述螺旋形流道的管径从进口端向出口端逐渐增大。
本实施例中，所述螺旋形流道上还设置有沿构成流道内壁面的母线延伸的螺旋形侧开口3，所述螺旋形侧开口用于使进入螺旋形流道的流体从轮体周边喷出。
本实施例中构成螺旋形流道内壁面的母线为圆锥螺旋线。当然构成螺旋形流道内壁面的母线的具体形式很多，在具体实施中螺旋线形母线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影还可以为对数螺旋线、斐波那契螺旋线或者阿基米德螺旋线。
本实施例中，轮体1的中部设置有散热腔4，轮体的大端上设置有与散热腔联通的冷却气体进口5，能改善轮体的散热性能。轮体的大端中部设置有用于与发动机轴连接的装配孔6。
实施例二，本实施例中发动机，所述发动机包括中轴8和发动机壳7，所述涡轮设置在中轴的后端上，所述发动机壳的后端上设置有套在涡轮外的涡轮壳16，所述涡轮壳与涡轮之间形成狭窄的导流缝口17。在具体实施中，导流缝口17的宽度优选在5mm内；当然在具体实施中也可以根据实际要求确定导流缝口的大小。
本案例的发动机，工作时，空气经设置在主轴前端的前压气轮9加压后进入发动机，部分空气从燃烧室12内环面上的气孔进入燃烧室，部分空气作为冷却气体从由燃烧室内环面形成的通道流向涡轮；燃料气体从进气接口10进入气室11，燃料气体再经设置在燃烧室12和壳体之间的气管13及设置在燃烧室外环面上的气孔进入燃烧室，燃烧室内的混合燃气被点火器14点燃形成高温高压燃气。
燃烧室9燃烧产生的高温高压燃气被压气轮15加压后送入涡轮，高温高压气体从螺旋形流道的大端进入，工作介质沿螺旋形流道流动，并从螺旋形侧开口及小端出口排出；作为冷却介质的空气被压气轮15从冷却气体进口5送入散热腔6对轮体进行冷却。
本实施例中的涡轮以及发动机，其利用螺旋形流道代替现有的涡轮叶片，螺旋形流道的结构强度相对于涡轮叶片大大提高，从而能降低对涡轮材料的要求，解决了涡轮叶片容易在高温下受力损坏的问题。
而且本实施例中的涡轮以及发动机，其螺旋形流道不仅能从轮体端面上的出口喷出工作介质，而且还能从轮体侧面上的螺旋形侧开口喷出工作介质，使得工作介质不仅能正向作用于螺旋形流道的内表面而使涡轮旋转，工作介质还能从侧向喷出从而产生反推力使涡轮旋转，以及从涡轮和涡轮壳体之间狭窄导流缝口排出的工作介质还能正向作用于螺旋形流道的外表面时涡轮旋转，这样工作介质对涡轮的综合作用能很大的提升涡轮的输出力矩，并提高了发动机的热效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种涡轮，包括圆台形的轮体，所述轮体的周边上均匀布置有若干条螺旋形流道，所述螺旋形流道的两端口部分别位于轮体的两端端面上，所述螺旋形流道的管径从轮体大端向轮体小端逐渐缩小；其特征在于：
所述螺旋形流道上还设置有沿构成流道内壁面的母线延伸的螺旋形侧开口，所述螺旋形侧开口用于使进入螺旋形流道的流体从轮体周边喷出。
2.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于：构成螺旋形流道内壁面的母线为圆锥螺旋线，或者构成螺旋形流道内壁面的母线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影为对数螺旋线、斐波那契螺旋线或者阿基米德螺旋线。
3.一种具有权利要求1或2中所述涡轮的发动机，所述发动机包括中轴和发动机壳，其特征在于：所述涡轮设置在中轴的后端上，所述发动机壳的后端上设置有套在涡轮外的涡轮壳，所述涡轮壳与涡轮之间形成狭窄的导流缝口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920696882.8U CN209838483U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 一种涡轮以及发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920696882.8U CN209838483U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 一种涡轮以及发动机 |
Publications (1)
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| CN209838483U true CN209838483U (zh) | 2019-12-24 |
Family
ID=68897205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201920696882.8U Active CN209838483U (zh) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | 一种涡轮以及发动机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN209838483U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110017173A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-16 | 游涛 | 一种涡轮以及发动机 |
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2019
- 2019-05-15 CN CN201920696882.8U patent/CN209838483U/zh active Active
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