[发明专利]涡旋空气内能利用装置

摘要

本发明涉及一种涡旋空气内能利用装置，属于可再生能源和机械制造领域；空气内能利用被热力学划为禁区，在应用上是个空白。在所述装置的压气机和高压透平间及高、中、低压透平间各串联多级涡旋增压器，所述涡旋增压器进、排气通道上各设置一个楔形体调控装置；高压透平轴通过棘轮式超越离合器与压气机轴传动连接；中压透平和低压透平轴由套轴式差速联轴器差速连接并一轴输出动力。在涡旋流场效应，势流叠加和拉法尔喷管临界效应作用下，涡旋增压器和涡旋排气装置用介质的内能，动态压缩实现介质压力的提升，实现包括空气在内介质的部分内能到动能，动能到位能，位能到机械能的转变同时生产冷量和淡水；特别适用于分布式发电同时有制冷和淡水需求场合使用。

主权项

一种涡旋空气内能利用装置，所述涡旋空气内能利用装置包括启动机(55)、启动机离合器(56)、压气机(1)、棘轮式超越离合器(57)、套轴式差速联轴器、高压透平(7)、中压透平(8)、低压透平(14)和计算机调控中心；其特征在于：所述涡旋空气内能利用装置还包括涡旋增压器、涡旋排气装置、楔形体调控装置；所述涡旋增压器由设置在压气机(1)与高压透平(7)间的第一组串联的多级涡旋增压器、高压透平(7)与中压透平(8)间设置的第二组串联的多级涡旋增压器和中压透平(8)与低压透平(14)间设置的第三组串联的多级涡旋增压器组成，所述涡旋增压器是单入口立交式涡旋增压器(2)或者是超越式涡旋增压器(20)，或者是多入口立交式涡旋增压器(109)；所述涡旋排气装置是双环涡旋排气装置(53)或者是单环涡旋排气装置(15)；所述涡旋增压器的进、排气通道上各设置有一个楔形体调控装置，所述楔形体调控装置是分布位变式楔形体调控装置(3)或者是一体位变式楔形体调控装置(224)，或者是分布形变式楔形体调控装置(4)或是外推形变式楔形体调控装置(237)，或者是内顶形变式楔形体调控装置(255)；三组串联的多级涡旋增压器中的第一级涡旋增压器和涡旋排气装置各设置有一个固液体分离装置；固液体分离装置分别是第一固液体分离装置(121)、第二固液体分离装置(131)、第三固液体分离装置(141)、第四固液体分离装置(191)和第五固液体分离装置(201)，且第一、第二、第三、第四和第五固液体分离装置结构相同；启动机(55)的启动机输出轴(65)通过启动机离合器(56)与压气机(1)的压气机轴(58)的一端传动连接，高压透平(7)的高压透平轴(6)的一端通过棘轮式超越离合器(57)与压气机(1)的压气机轴(58)的另一端传动连接；中压透平(8)的中压透平轴(9)和低压透平(14)的套轴式低压透平轴(13)分别与套轴式差速联轴器(10)的两个锥形主动齿轮(24)固接，动力由套轴式差速联轴器(10)的中介轴(16)输出；压气机(1)的环形排气通道与第一组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第一组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与高压透平(7)的环形进气通道相接连通，高压透平(7)的环形排气通道与第二组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第二组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与中压透平(8)的环形进气通道相接连通，中压透平(8)的环形排气通道与第三组串联的多级涡旋增压器的环形进气通道相接连通，第三组串联的多级涡旋增压器的环形排气通道与低压透平(14)的环形进气通道相接连通，低压透平(14)的环形排气通道与涡旋排气装置的环形进气通道相接连通，涡旋排气装置的阵列式排气口与大气连通；在涡旋增压器和涡旋排气装置中，在涡旋流场效应和势流叠加及拉法尔喷管临界效应作用下，空气在定常连续涡旋流中被动态压缩；套轴式差速联轴器通过套轴式差速联轴器行星齿轮的差速旋转对各接入轴转数和焓降进行自适应动态调节并一轴输出动力；下一级套轴式差速联轴器(10)的两个输入轴的一轴联接上一级套轴式差速联轴器(10’)的输出轴中介轴(16’)，可方便实现三轴及上个动力装置输出轴的差速联接和焓降动态分配；所述涡旋空气内能利用装置所有设备由一个计算机调控中心和多个执行和伺服机构统一控制。