[发明专利]具有固定轴和旋转壳体的再生式泵或涡轮机

说明书

本发明涉及一组共同特征，其特征在于要在一组泵、涡轮机和鼓风机内产生的任何新型的机器。如这里将要描述的那样，这种新类别的机器通过一个主要的独特性与已经使用的那些机器区别开来。它们的特征在于固定(非旋转)轴，其用于使叶轮绕其旋转，但叶轮将是作为旋转部件的壳体的固定部件。在轴的中空芯体上或穿过该芯体牢固地装配有管道，以用于吸入和排出动力流体或泵送流体。因此机器的壳体输送或接收来自用于进行结合或连接的主体的功率(即扭矩乘以角速度)。附图中示出了本发明的实施方案。在此，航空器的轮的轮辋是旋转体。轮辋的一部分用作空气驱动的涡轮机(或视情况而定的泵)的壳体(包含外壳)。因此，(以前空转的)轮的常规固定的轮毂用作旋转壳体所承载的叶轮的旋转轴。轮辋内的这种涡轮机由来自机身的压缩空气驱动，以在降落之前产生用于使轮预旋转的扭矩。在着陆期间，该空气可以被重定向到制动器以进行早期冷却。已经转变成空气驱动的涡轮机的轮辋可用于在没有牵引机的情况下使航空器滑行或进场重新飞起。在这种情况下，本发明的涡轮机可以形成为两级再生式机器。在开发阶段对刚刚发明的涡轮机的能力进行的研究确定了使用来自辅助动力单元的气动动力在至少部分地不使用主发动机的情况下进行滑行的可行性。

根据本说明书制造的发动机的类型属于泵和涡轮机的集合，并且确切地说属于它们的被称为侧通道式或再生式的子集。用于产生这种子集中的新类型的创新是主权利要求的目的。通常在工业中使用的再生式(又被称为侧通道式)的设备根据使用的功率的来源和目的而表现为泵或涡轮机的形式。也就是说，当它们接收扭矩乘以角速度来产生压力乘以流量时，它们被称为泵。在相反的情况下它们被称为涡轮机。在任何一种情况下，机械功都从一种形式转化为另一种形式，并且反过来也是一样。同一台机器可在任何一种身份下对称地工作并具有相同的效率且没有方向性偏差。这是由于其几何对称性。由于这种适应性，这些设备在各种低功率任务中受到欢迎。但是，对于功耗较大的工作，离心机因它们更高的效率而是优选的。与压缩机相反，鼓风机是在低压下产生高流量的气体的旋转泵。

由于与其他竞争性设备相比效率低下，侧通道式机器直到现在仍仅在理论上可以用作涡轮机。本发明旨在通过利用包括无方向性偏移的优点的侧通道式原理来制造用于特殊应用的涡轮机。为了通过标准的泵产生新型的涡轮机，使旋转部件和固定部件之间相互转换。主权利要求提出了实现这种转换的附带规定和细节。

在每个常规的旋转液压式或气动式机器中，组成部件的子集围绕几何轴线旋转，该几何轴线是实体化轴的中心线。旋转子集包括该轴以及与其牢固附接的任何部件，即，浸入到固定壳体内的流体中的叶轮以及在轴的可见端部处用于动力传输的零件，该零件通常是滑轮或耦合器。

为了满足特定的最终用途的需求，在设计更合适的新类型时，使再生式机器的固定部件和旋转部件之间相互转换。因此，轴将保持固定，而壳体将围绕其旋转。该旋转壳体将直接连接至最终用途的对象，甚至与之融合。主权利要求显示了将提出的新型泵或涡轮机与众所周知的再生式或侧通道式泵的标准构造区分开的特征。

在这种情况的最有前景的例子中，最终用途对象将会是飞机起落架中的轮。轮的轮辋将用作空气驱动的涡轮机的壳体的一部分。通过抵抗传递到固定轴的扭矩而产生的反扭矩来使轮运动。用于涡轮机的加压空气将由机身中的现有动力源来提供。刚降落后就通过跑道的相对运动而使轮旋转，从而通过轮辋内的涡轮机形成鼓风机，以提供用于冷却制动器的气流。

以这种方式，轮的现有部件(轮辋和作为轮毂的轴)有助于动力机构的成形。在这种功能中涉及的物理学解释了为什么在新型构造中发现的效果与旧构造中的效果相同。围绕固定轮毂旋转的轮的标准概念将最适合所提出的带有旋转壳体和固定轴的泵或涡轮机的几何特性。这将产生将动力涡轮机结合到轮辋内并利用轮辋容纳涡轮机的自推进轮。

在机构设计中使内外颠倒对于再生式设备而言将会是新型的，但是其作为总体概念在上个世纪就已在不同的发动机中实现了。标志是一些早期的双翼飞机的旋转发动机。在这些发动机中，使内燃机缸体的径向组件围绕从机身突出的固定曲轴旋转。在旋转缸体组件上附接有螺旋桨，并且整个马达也作为超大型飞轮工作。这种发动机的短暂生涯为“索普威思骆驼(Sopwith Camel)”战斗机的成名做出了贡献。