[发明专利]一种新型涡轮做功装置

说明书

本发明提供了一种新型涡轮做功装置技术方案，该方案包括有壳体、轮腔、轮轴、转子、静子等构成，所述壳体上有进气口和排气口，所述转子由长条形动叶按一定角度排列成滚筒状一端安装在轮体上，所述轮体固定在轮轴上并安装在壳体内轮腔中，所述静子由长条形静叶按一定角度排列成圆筒状一端安装在轮体对面的轮腔内壁上，所述转子的另一端套装在静子外面，所述进气口在轮腔圆周面上呈渐开线状，所述排气口在轮腔圆周侧面中心处。

技术领域：

本发明涉及的是一种动力机械，尤其是一种涡轮做功装置。

背景技术：

在现有技术中，与本申请最为接近的现有技术是涡轮发动机上的做功涡轮技术，现有技术中的涡轮发动机虽然是工业中的皇冠之称，在工业中属于尖端中的尖端，但是仍然存在着设计缺陷，那就是涡轮发动机中的多级做功涡轮都是轴向排列，做功时其各级做功叶轮的转速基本相同，甚至其末端做功叶轮的直径还大于始端做功叶轮的直径，也就是说现有技术中涡轮发动机其末端做功叶轮的叶尖速度大于始端做功叶轮的叶尖速度，这样就造成了末端的做功介质即高能气体的流速会等于或低于末端做功叶轮的叶尖速度，这就是中低速时效率低油耗高的根本所在，还有就是其轴向长度过大造成轮轴刚性降低且制造成本较高，不适合普通民用工业领域，这就是现有技术中的不足之处。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足而提供一种结构紧凑、重量轻便、制造成本更低且具有较高热效率的一种新型涡轮做功装置，本新型涡轮做功装置根据做功流体的特点重新设计了做功转子，让做功转子更符合流体做功力学，结构更合理，能够在民用工业领域大范围适用的一种新型做功涡轮技术。

本新型涡轮做功装置是通过如下技术措施来实现的：主要由壳体、轮体、轮轴、转子、静子构成，所述壳体内有轮腔，所述轮体可以安装在轮腔的中间也可以安装在轮腔的一侧，所述转子安装在轮体上，所述轮轴安装在轮体中心上，所述静子安装在轮体对面的轮腔壁上，所述轮轴和壳体之间装有支撑轴承和密封装置，所述轮腔的大小跟轮体和转子的回转形状相匹配，所述壳体上有进气口和排气口，所述轮体上安装的转子可以是一个基本转子也可以是两个基本转子还可以是多个基本转子共同构成，所述基本转子中最内层的基本转子可以称为核心转子，所述核心转子即安装在轮体侧面核心部位即最内层转子，是由多个长条形动叶顺轮体旋转方向按一定切角和间距排列成滚筒状其一端安装固定在轮体侧面最内层的中心部位上，另一端经转子轮圈连接跟轮体对面的轮腔壁对应并保持一定密封间隙不接触，所述滚筒状核心转子跟轮轴同一根轴线，所述静子同样是由多个长条形静叶逆轮体旋转方向按一定切角和间距排成圆筒状其一端安装固定在轮体对面的轮腔内壁上另一端经静子轮圈连接后套装在滚筒状核心转子外面跟滚筒状核心转子保持微小间隙不接触，所述圆筒状静子跟核心转子同一根轴线，所述圆筒状静子的另一端跟对应的轮体侧面保持一定密封间隙，所述基本转子同样是由多个长条形动叶顺轮体旋转方向按一定切角和间距排成滚筒状并套装在圆筒状静子外面跟圆筒状静子保持微小间隙不跟圆筒状静子接触，所述基本转子的一端安装固定在轮体侧面上另一端由转子轮圈连接跟轮体对面的轮腔壁保持微小间隙不接触，所述基本转子同圆筒状静子一起共同构成一基本转子组即在一个圆筒状静子外面套装一个滚筒状转子共同构成一个基本转子组也称为压缩单元还称为一个级，所述排气口在轮体侧面跟圆心相对的轮腔壁上和最内层的转筒状核心转子内径相对应匹配跟核心转子内腔相通，所述进气口在轮腔圆周壁上呈渐开线状跟进气道连通，所述轮体侧面上可以只有一个核心转子也可以只有一个核心转子和一个基本转子还可以是一个核心转子和多个基本转子，所述轮腔壁上可以只有一个静子和一个基本转子组成的基本做功机构，也可以是一个核心转子和多个基本转子，所述轮体对面的轮腔壁上有跟基本转子数量相同的静子，所述多个基本转子的直径逐次变大，所述相同数量的静子直径依次变大，所述多个基本转子跟相同数量的静子按直径大小顺序相互逐级重叠套装在核心转子外面，共同构成一个多级做功机构，所述基本转子最外层的轴向长度可以小于内层基本转子的轴向长度，外层静子的轴向长度可以小于内层静子的轴向长度，即自最外级转子组开始向内可以逐级增加转子组的轴向长度，所述基本转子的最外层轴向长度可以大于内层基本转子的轴向长度，外层静子的轴向长度大于内层静子的轴向长度，即自最外级转子组开始向内逐级缩短转子组的轴向长度，所述转子组的轴向长度可以相同，所述多级增压结构中的各转子组的轴向长度也可以相同，所述轮体轴向两侧面上都可以安装有核心转子和基本转子，所述轮体轴向两侧面相对的轮腔壁上都有相匹配的静子，所述跟轮体轴向两侧面相对的轮腔上可以分别各有一个进气口跟轮体两侧面上的核心转子内腔相通，所述轮体可以是圆盘形也可以是圆锥形还可以是双面锥体形还可以是碟形，所述基本转子组的轴线剖面可以是跟圆盘形轮体相匹配的等边矩形结构也可以是等腰梯形结构还可以是锥形结构，所述基本转子组的轴线剖面可以是跟圆锥形轮体相匹配的倒锥形结构也可以是等腰梯形结构还可以是平行四边形结构，所述基本转子组的轴线剖面可以是跟双面椎体形轮体相匹配的纺锤形结构，所述壳体上可以有增强壳体强度和加强壳体散热功能的片式加强筋，所述壳体上可以有支撑和连接作用加强连接片，所述壳体内进气口处的轮腔圆周上可以有弧形活动腔壁，所述弧形活动腔壁的一端经活动轴跟原固定腔壁连接，另一端在进气口处并安装有调控装置，所述调控装置可以调控活动壁以活动轴为零点的活动角度。