專利名稱：壓力渦輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及渦輪領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)的通用渦輪，它能被任何一種作用在其推進(jìn)器上的氣體或液體驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明特別涉及一種更有效率的渦輪，它最大程度地將能量從流體傳遞到該渦輪。
背景技術(shù)：
在十九世紀(jì)，被稱為渦輪的高速水車發(fā)明了。同樣的基本原理今天還在使用。當(dāng)水進(jìn)入傳統(tǒng)的流過的渦輪時(shí)，水沖擊渦輪葉片并驅(qū)動(dòng)渦輪。
低粘度流體的所有狀態(tài)被用來驅(qū)動(dòng)渦輪，而這些低粘度流體包括氣體、蒸汽和水在現(xiàn)在是很普通的。但本發(fā)明為了方便起見，這里將結(jié)合水力驅(qū)動(dòng)的渦輪來說明。雖然應(yīng)該知道，它能廣泛地被使用，從水力發(fā)電到小得多的用途。
當(dāng)流體流過渦輪時(shí)，在這過程中能量有相當(dāng)大的損失，因?yàn)榫湍芰總鬟f到葉片上而言，渦輪具有的效率是在變化的，并且渦輪還成為流體流動(dòng)的障礙。事實(shí)上葉片的數(shù)目越多，渦輪的效率越低，更多的流體流動(dòng)將受阻。
本發(fā)明的概要本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種由壓力驅(qū)動(dòng)的渦輪，該渦輪能利用將流體有效地封閉在相鄰葉片之間而得到的能量從而可避免傳統(tǒng)的渦輪由于流體流過這些葉片而導(dǎo)致的能量損失。
本發(fā)明是一個(gè)具有殼體的渦輪，包含一個(gè)相對于一中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的同心內(nèi)件，及多個(gè)大致沿軸向取向的葉片，這些葉片在內(nèi)件周壁的外面和殼體周壁的內(nèi)面之間延伸，在所說兩壁之間的空間形成一個(gè)渠道，流體可流入其內(nèi)，渦輪的構(gòu)造是這樣的，經(jīng)該殼體周壁上的至少一個(gè)入口，可引導(dǎo)流體來作用在葉片上，并使該流體充滿該相鄰葉片間的空間，從而使該內(nèi)件旋轉(zhuǎn)，該流體經(jīng)該殼體周壁上的出口離開渦輪。
最好在殼體周壁上有多個(gè)入口，并且最好葉片的尺寸被這樣規(guī)定，使流體實(shí)際上并不環(huán)繞這些葉片流動(dòng)，因而由相鄰葉片限定的容積構(gòu)成單獨(dú)的隔間。
另外最好在相鄰葉片之間的內(nèi)件外部設(shè)有多個(gè)臺(tái)階，以便進(jìn)一步減少隔間的容積，并提供更多的可供流體撞擊的表面。
最好入口的孔眼以斜角穿過壁體以便將流體導(dǎo)向葉片。
為了使本發(fā)明較易被人理解，我們將以不受限制的舉例方式結(jié)合


本發(fā)明的具體實(shí)施例。
附圖的簡要說明圖1為只需用少量水的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖示；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的分解圖；圖3為通過圖2中所示本發(fā)明實(shí)施例的剖面圖。
本發(fā)明實(shí)施例的說明本發(fā)明的渦輪10的優(yōu)選實(shí)施例在圖1中示出其大意，在圖2到3中示出其一般結(jié)構(gòu)。
如圖2和3所示，該渦輪有一個(gè)由構(gòu)件21和22構(gòu)成的殼體20，還有一個(gè)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件30被連結(jié)在一與殼體同心的中心軸上。這個(gè)內(nèi)部構(gòu)件是一個(gè)被壓緊在兩塊圓板31和32之間的帶狀環(huán)35，這個(gè)構(gòu)件如圖所示被連結(jié)在軸40上。
在該環(huán)壁的外面36上有多個(gè)小而大致沿軸向取向的葉片，當(dāng)該渦輪被裝配時(shí)該葉片在殼體20內(nèi)形成一個(gè)緊配合以致在相鄰葉片之間的容積形成一個(gè)單獨(dú)的隔間，但仍有足夠大的間隙，這樣當(dāng)水沿殼體內(nèi)斜角線取向的入口進(jìn)入并將壓力施加在每一個(gè)隔間內(nèi)時(shí)，這個(gè)間隙使該組合件能在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
該殼體還設(shè)有出口61以便使水排出本裝配，采用這種方式，水流的阻力便可減到極小，這一點(diǎn)也流動(dòng)后即通過的渦輪不一樣。
從圖1示出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可以看到在相鄰的葉片之間形成許多單獨(dú)的隔間而水在每一個(gè)隔間內(nèi)的作用就是使環(huán)旋轉(zhuǎn)從而使軸旋轉(zhuǎn)。
在所示實(shí)施例中設(shè)有七個(gè)入口，如果所有這些都被供以水壓力，那么所能提供的轉(zhuǎn)矩顯然要比只設(shè)兩個(gè)入口時(shí)大得多。但設(shè)置或使用入口的確數(shù)對本發(fā)明并不密切有關(guān)。人們預(yù)計(jì)即使有許多入口被設(shè)置，總是有辦法使它們被開啟和關(guān)閉。
按照本發(fā)明的原理，雖然有兩個(gè)實(shí)施例被說明，但其中圖1所示的實(shí)施例較好，因?yàn)樵谌魏我粋€(gè)隔間內(nèi)的容積由于設(shè)置了一系列重疊的薄葉片而在每一個(gè)隔間內(nèi)形成多個(gè)小臺(tái)階使進(jìn)入的水能夠撞擊到其上。由于這個(gè)設(shè)施，驅(qū)動(dòng)渦輪所需水的體積可被減少例如99％，一個(gè)5250公升/分的流量可被減少到35公升/分。
該設(shè)置可起到這樣的使用，只需控制臺(tái)階的大小便可根據(jù)需要變化流動(dòng)通過該渦輪的水的體積。
雖然，本發(fā)明的渦輪與傳統(tǒng)的流通渦輪相比，效率可大大提高，預(yù)計(jì)它會(huì)被用來發(fā)電，然而，它可被制成任何尺寸，用在任何一種需要渦輪且還被任何一種流體驅(qū)動(dòng)的用途上。
就用來作水力發(fā)電而言，使用本發(fā)明的渦輪只需少得多的渦輪便可產(chǎn)生多個(gè)傳統(tǒng)渦輪所產(chǎn)生的能量，或者使用數(shù)目相同的渦輪可以產(chǎn)生比傳統(tǒng)渦輪多得多的能量。由于本發(fā)明的渦輪體積很小，所以多個(gè)這種渦輪可被容納在傳統(tǒng)的流動(dòng)通過的渦輪目前所使用的空間內(nèi)。
雖然我們在本文內(nèi)已討論了本發(fā)明的一種實(shí)施例，然而本發(fā)明的渦輪有許多用途。
本發(fā)明另一個(gè)用途是該渦輪可被用來驅(qū)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。這時(shí)該渦輪可由來自壓力容器的連續(xù)氣流供應(yīng)燃料。該壓力容器上有一壓力閥可在壓力到達(dá)某一水平時(shí)釋放氣體，還有幾個(gè)燃料和氧氣噴射器及一個(gè)壓力傳感器，該傳感器當(dāng)容器內(nèi)的壓力降到所需水平時(shí)能給計(jì)算機(jī)發(fā)送信號(hào)并通知燃料噴射器點(diǎn)火從而轉(zhuǎn)動(dòng)該渦輪的葉片。
該壓力容器通過管道連接到該渦輪上，該管道并將熱氣連接到熱交換器(水冷散熱器)上，這樣便可在溫和的溫度下排出氣體，這個(gè)溫度可不高于在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)使用的傳統(tǒng)的活塞所產(chǎn)生的排氣溫度。
顯然本發(fā)明的渦輪具有許多用途，雖然在這里只說明了兩個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)知道在所用材料和所說明特征上作出的變化和修改仍可處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)具有殼體的渦輪，包含一個(gè)相對于一中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的同心內(nèi)件，及多個(gè)大致沿軸向取向的葉片，這些葉片在該內(nèi)件周壁的外面和該殼體周壁的內(nèi)面之間延伸，在所說兩壁之間的空間限定一個(gè)使流體可流入其內(nèi)的流道，該渦輪的構(gòu)造是這樣的，經(jīng)該殼體周壁上的至少一個(gè)入口可引導(dǎo)流體來作用在葉片上，并使該流體充滿該相鄰葉片間的空間，從而使該內(nèi)件旋轉(zhuǎn)，該流體經(jīng)該殼體周壁上的一出口離開該渦輪。
2.權(quán)利要求1的渦輪，其特征在于，在該殼體周壁上設(shè)有多個(gè)入口。
3.權(quán)利要求2的渦輪，其特征在于，這些入口孔眼以斜角穿過該殼體壁，以便將流體導(dǎo)向這些葉片。
4.權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)的渦輪，其特征在于，這些葉片的尺寸被這樣規(guī)定，使流體實(shí)際上并不環(huán)繞這些葉片流動(dòng)，因而由相鄰葉片限定的容積構(gòu)成單獨(dú)的隔間。
5.權(quán)利要求4的渦輪，其特征在于，在相鄰葉片之間，該內(nèi)件外部設(shè)有多個(gè)臺(tái)階，以便進(jìn)一步減少該隔間容積，并提供更多的可供流體撞擊的表面。
全文摘要
一個(gè)具有殼體(20)的渦輪，含有一根中心軸(40)和一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的同心內(nèi)件(30)，及多個(gè)大致沿軸向取向的葉片(33)，這些葉片在內(nèi)件周壁的外面和殼體(20)周壁(21)的內(nèi)面之間延伸，在所說兩壁之間的空間形成一個(gè)渠道，流體可從其內(nèi)通過。流體可被導(dǎo)向通過該殼體周壁(21)上的至少一個(gè)入口(60)而作用在葉片(33)上并填充在該兩個(gè)相鄰葉片(33)之間的空間內(nèi)，從而使該內(nèi)件(33)旋轉(zhuǎn)，流體通過殼體周壁(21)上的出口離開渦輪。
文檔編號(hào)F01D1/32GK1957177SQ200580015195
公開日2007年5月2日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者沃爾特·巴斯克斯 申請人:沃爾特·巴斯克斯