本發(fā)明屬于渦輪機(jī)，尤其是涉及一種帶有導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)。

背景技術(shù)：

1、無葉片渦輪機(jī)，是一種依靠邊界層效應(yīng)的渦輪機(jī)，它通過流體的剪切力驅(qū)動(dòng)，流體自身的粘性應(yīng)力會(huì)在圓盤邊緣形成一層邊界層，流體通過這層邊界層帶動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。

2、無葉片渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子是由一層層的同軸平行的剛性圓盤組成，這些圓盤由中心軸所連接，這些圓盤之間的間隙非常微小。流體通過進(jìn)氣口以轉(zhuǎn)子圓盤切向方向射入，流體通過自身的粘性應(yīng)力在圓盤邊緣形成一層邊界層并沿螺旋路徑流動(dòng)，流體與圓盤之間產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終流體通過圍繞在軸旁的扇形通孔從轉(zhuǎn)子中流出。

3、無葉渦輪機(jī)具有低噪音、低振動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、制作成本低、效率高等特點(diǎn)。雖然無葉渦輪機(jī)具有效率高等特點(diǎn)，但由于其結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的進(jìn)口壓力損失、軸承上的功率損耗、流體的粘性損失、對(duì)摩擦的敏感度以及轉(zhuǎn)子圓盤的材料強(qiáng)度等問題，使得現(xiàn)有的無葉渦輪機(jī)相比于傳統(tǒng)的葉片式渦輪機(jī)，無葉渦輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換率相對(duì)較低，限制了無葉渦輪機(jī)的推廣與使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的內(nèi)容部分用于以簡(jiǎn)要的形式介紹構(gòu)思，這些構(gòu)思將在后面的具體實(shí)施方式部分被詳細(xì)描述。本申請(qǐng)的內(nèi)容部分并不旨在標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護(hù)的技術(shù)方案的范圍。

2、本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，包括：渦輪外殼，被構(gòu)造成圓柱形薄壁結(jié)構(gòu)；若干進(jìn)氣口，沿渦輪外殼側(cè)壁圓周均勻設(shè)置；轉(zhuǎn)子圓盤，設(shè)于渦輪外殼內(nèi)；導(dǎo)流閥，設(shè)于轉(zhuǎn)子圓盤上；旋轉(zhuǎn)軸，穿設(shè)于渦輪外殼上；轉(zhuǎn)子圓盤上設(shè)有多個(gè)排氣口，進(jìn)氣口的中軸線與轉(zhuǎn)子圓盤的圓周側(cè)壁相切；氣流自進(jìn)氣口進(jìn)入后經(jīng)由導(dǎo)流閥后從排氣口處排出。

4、進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)子圓盤包括多個(gè)剛性圓盤，多個(gè)剛性圓盤沿旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向等距固連于旋轉(zhuǎn)軸上。

5、進(jìn)一步的，剛性圓盤側(cè)壁延伸至渦輪外殼內(nèi)，剛性圓盤側(cè)壁與渦輪外殼內(nèi)壁留有空隙，排氣口設(shè)于剛性圓盤上。

6、進(jìn)一步的，剛性圓盤的表面粗糙設(shè)置，氣流從相鄰的兩個(gè)剛性圓盤之間的間隙內(nèi)通過時(shí)形成邊界層餅在間隙中能沿著螺旋路徑流動(dòng)。

7、進(jìn)一步的，剛性圓盤上設(shè)有三個(gè)排氣口，三個(gè)排氣口呈扇形結(jié)構(gòu)均勻分布于剛性圓盤上。

8、進(jìn)一步的，剛性圓盤上的排氣口至旋轉(zhuǎn)軸之間的距離小于排氣口至剛性圓盤外緣之間的距離。

9、進(jìn)一步的，導(dǎo)流閥沿排氣口均勻分布，導(dǎo)流閥的進(jìn)口設(shè)置于剛性圓盤外徑邊緣，導(dǎo)流閥的出口與排氣口相連通。

10、進(jìn)一步的，導(dǎo)流閥設(shè)有直通道和圓弧通道。

11、進(jìn)一步的，直通道和圓弧通道之間形成錐弧形幾何體，錐弧形幾何體的分流處錐角為30°。

12、進(jìn)一步的，多個(gè)剛性圓盤通過鍵連接于轉(zhuǎn)軸上。

13、本發(fā)明的有益之處在于：通過在轉(zhuǎn)子圓盤內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流閥，流體從渦輪機(jī)進(jìn)氣口進(jìn)入，其中部分流體流入導(dǎo)流閥，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)起到推動(dòng)作用，進(jìn)而增加了流體的做功量，更高的提高了機(jī)械能轉(zhuǎn)化的效率，從而提高了無葉渦輪機(jī)的整體效率。

技術(shù)特征：

1.一種帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子圓盤包括多個(gè)剛性圓盤，多個(gè)所述剛性圓盤沿所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向等距固連于所述旋轉(zhuǎn)軸上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述剛性圓盤側(cè)壁延伸至所述渦輪外殼內(nèi)，所述剛性圓盤側(cè)壁與所述渦輪外殼內(nèi)壁留有空隙，所述排氣口設(shè)于所述剛性圓盤上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述剛性圓盤的表面粗糙設(shè)置，氣流從相鄰的兩個(gè)所述剛性圓盤之間的間隙內(nèi)通過時(shí)形成邊界層餅在所述間隙中能沿著螺旋路徑流動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述剛性圓盤上設(shè)有三個(gè)排氣口，三個(gè)所述排氣口呈扇形結(jié)構(gòu)均勻分布于所述剛性圓盤上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述剛性圓盤上的排氣口至所述旋轉(zhuǎn)軸之間的距離小于所述排氣口至所述剛性圓盤外緣之間的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述導(dǎo)流閥沿所述排氣口均勻分布，所述導(dǎo)流閥的進(jìn)口設(shè)置于所述剛性圓盤外徑邊緣，所述導(dǎo)流閥的出口與所述排氣口相連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述導(dǎo)流閥設(shè)有直通道和圓弧通道。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述直通道和所述圓弧通道之間形成錐弧形幾何體，所述錐弧形幾何體的分流處錐角為30°。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，其特征在于：所述多個(gè)剛性圓盤通過鍵連接于所述轉(zhuǎn)軸上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種帶導(dǎo)流閥的高效無葉渦輪機(jī)，包括：渦輪外殼，被構(gòu)造成圓柱形薄壁結(jié)構(gòu)；若干進(jìn)氣口，呈圓周均勻設(shè)于渦輪外殼側(cè)壁上；轉(zhuǎn)子圓盤，設(shè)于渦輪外殼內(nèi)；導(dǎo)流閥，設(shè)于轉(zhuǎn)子圓盤上；旋轉(zhuǎn)軸，穿設(shè)于渦輪外殼上；轉(zhuǎn)子圓盤上設(shè)有多個(gè)排氣口，進(jìn)氣口的中軸線與轉(zhuǎn)子圓盤的圓周側(cè)壁相切；氣流自進(jìn)氣口進(jìn)入后經(jīng)由導(dǎo)流閥后從排氣口處排出；本發(fā)明能夠提高無葉渦輪機(jī)的整體效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王政道,王志昆,魏義坤,楊徽,張煒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6