[发明专利]一种环形特斯拉涡轮

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种环形特斯拉涡轮，属汽轮机技术领域。

背景技术

特斯拉涡轮又称无叶涡轮，其形状是一根轴上按一定间距固定有多个光滑且薄的圆盘，气流从切线方向冲击这些圆盘，利用边界层效应带动这些圆盘和轴一起转动。该涡轮虽然具有结构简单、体积紧凑、成本低等优点，但因为圆盘尺寸大时刚度不够易变形，盘间涡流挠动大，振动大等缺点而未能普及应用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种环形特斯拉涡轮，该环形特斯拉涡轮转子为圆环形，定子为圆柱形，定子置于转子内部，转子内侧布满气流环，靠近喷嘴的气流环间距小，远离喷嘴的气流环间距大，喷嘴沿转子圆环切线方向向转子喷气，由于布满圆环内侧的气流环大大增加了转子圆环与气流的接触面，根据边界层效应，转子圆环将被气流带动一起旋转，从而实现转子的转动。这种环形特斯拉涡轮用转子圆环内侧的气流环取代传统特斯拉涡轮的薄圆盘，气流环可与转子圆环做成一体或从环上支撑和固定，所以比薄圆盘刚度好，不易变形，使转子可以做得直径更大而不易变形。

转子内侧子气流环的形式有三种，一是环与环之间相互平行，互不相连，二是环与环之间相互平行，互不相连且每个环上都开有排气缺口，三是环与环之间首尾相连形成内螺纹(单头或多头)形状，二和三这二种结构使转子本身具有排气功能，所以定子可不设导流环，这样配套的定子就可做成光滑柱面与转子小间隙配合。而第一种由于环与环之间互不相连没有排气通道，所以需在定子外圆上有导流环，导流环结构有二种，一种导流环是呈外螺纹状绕在定子外圆上，另一种导流环是在定子外圆上有多个互不相连的圆环，圆环上开有缺口可供排气，导流环的作用是气流可顺螺纹或圆环盘旋多圈后再排出，使气体充分做功。

本发明的有益效果是，可以使特斯拉涡轮的尺寸做大，从而功率加大，效率提升且运行更平稳可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的剖视图。

图3是定子上螺纹状导流环的结构示意图。

图4是定子上圆环状导流环的结构示意图。

图中1.定子，2.转子，3.喷嘴，4.转动轴，5.转子上盖，6.气流环，7.气管，8.导流环，9.缺口。

具体实施方式

在图1中，定子(1)置于转子(2)内部，定子(1)上开有喷嘴(3)，喷嘴(3)可以有多个，应均匀分布，以便喷出气流时让转子(2)受力均匀。

本发明的剖面结构如图2所示，从上至下依次为转动轴(4)，转子上盖(5)，转子(2)。定子(1)置于转子(2)内部，定子(1)上有喷嘴(3)和导流环(8)，定子(1)内部有气管(7)，转子(2)内侧布满气流环(6)，靠近喷嘴(3)的气流环间距小，远离喷嘴(3)的气流环间距大，。

工作时气体由气管(7)通到到喷嘴(3)，由喷嘴(3)喷向转子(2)内侧，由于布满转子(2)内侧的气流环(6)大大增加了转子(2)与气流的接触面，根据边界层效应，转子(2)将被气流带动一起旋转，从而实现转子(2)的转动，动力由转动轴(4)输出，气流会在定子(1)上的导流环(8)的导向作用下盘旋多圈后再排出，使气体充分做功。

图3是定子上螺纹状导流环的结构示意图，气体由喷嘴(3)喷出后沿导流环(8)作螺旋运动，最后由导流环(8)未端排出。

图4是定子上圆环状导流环的结构示意图，气体由喷嘴(3)喷出后沿导流环(8)盘绕并由缺口(9)逐环排气。