一种带有导流阀的高效无叶涡轮机

本发明属于涡轮机，尤其是涉及一种带有导流阀的高效无叶涡轮机。

背景技术：

1、无叶片涡轮机，是一种依靠边界层效应的涡轮机，它通过流体的剪切力驱动，流体自身的粘性应力会在圆盘边缘形成一层边界层，流体通过这层边界层带动转子的旋转。

2、无叶片涡轮机的转子是由一层层的同轴平行的刚性圆盘组成，这些圆盘由中心轴所连接，这些圆盘之间的间隙非常微小。流体通过进气口以转子圆盘切向方向射入，流体通过自身的粘性应力在圆盘边缘形成一层边界层并沿螺旋路径流动，流体与圆盘之间产生的摩擦力带动转子旋转，最终流体通过围绕在轴旁的扇形通孔从转子中流出。

3、无叶涡轮机具有低噪音、低振动、结构简单、运行稳定、制作成本低、效率高等特点。虽然无叶涡轮机具有效率高等特点，但由于其结构导致的进口压力损失、轴承上的功率损耗、流体的粘性损失、对摩擦的敏感度以及转子圆盘的材料强度等问题，使得现有的无叶涡轮机相比于传统的叶片式涡轮机，无叶涡轮机的能量转换率相对较低，限制了无叶涡轮机的推广与使用。

技术实现思路

1、本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、本发明为了克服现有技术的不足，提供一种带有导流阀的高效无叶涡轮机。

3、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种带导流阀的高效无叶涡轮机，包括：涡轮外壳，被构造成圆柱形薄壁结构；若干进气口，沿涡轮外壳侧壁圆周均匀设置；转子圆盘，设于涡轮外壳内；导流阀，设于转子圆盘上；旋转轴，穿设于涡轮外壳上；转子圆盘上设有多个排气口，进气口的中轴线与转子圆盘的圆周侧壁相切；气流自进气口进入后经由导流阀后从排气口处排出。

4、进一步的，转子圆盘包括多个刚性圆盘，多个刚性圆盘沿旋转轴的轴向方向等距固连于旋转轴上。

5、进一步的，刚性圆盘侧壁延伸至涡轮外壳内，刚性圆盘侧壁与涡轮外壳内壁留有空隙，排气口设于刚性圆盘上。

6、进一步的，刚性圆盘的表面粗糙设置，气流从相邻的两个刚性圆盘之间的间隙内通过时形成边界层饼在间隙中能沿着螺旋路径流动。

7、进一步的，刚性圆盘上设有三个排气口，三个排气口呈扇形结构均匀分布于刚性圆盘上。

8、进一步的，刚性圆盘上的排气口至旋转轴之间的距离小于排气口至刚性圆盘外缘之间的距离。

9、进一步的，导流阀沿排气口均匀分布，导流阀的进口设置于刚性圆盘外径边缘，导流阀的出口与排气口相连通。

10、进一步的，导流阀设有直通道和圆弧通道。

11、进一步的，直通道和圆弧通道之间形成锥弧形几何体，锥弧形几何体的分流处锥角为30°。

12、进一步的，多个刚性圆盘通过键连接于转轴上。

13、本发明的有益之处在于：通过在转子圆盘内设置导流阀，流体从涡轮机进气口进入，其中部分流体流入导流阀，会对转子圆盘的转动起到推动作用，进而增加了流体的做功量，更高的提高了机械能转化的效率，从而提高了无叶涡轮机的整体效率。

技术特征：

1.一种带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述转子圆盘包括多个刚性圆盘，多个所述刚性圆盘沿所述旋转轴的轴向方向等距固连于所述旋转轴上。

3.根据权利要求2所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述刚性圆盘侧壁延伸至所述涡轮外壳内，所述刚性圆盘侧壁与所述涡轮外壳内壁留有空隙，所述排气口设于所述刚性圆盘上。

4.根据权利要求2所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述刚性圆盘的表面粗糙设置，气流从相邻的两个所述刚性圆盘之间的间隙内通过时形成边界层饼在所述间隙中能沿着螺旋路径流动。

5.根据权利要求2所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述刚性圆盘上设有三个排气口，三个所述排气口呈扇形结构均匀分布于所述刚性圆盘上。

6.根据权利要求5所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述刚性圆盘上的排气口至所述旋转轴之间的距离小于所述排气口至所述刚性圆盘外缘之间的距离。

7.根据权利要求5所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述导流阀沿所述排气口均匀分布，所述导流阀的进口设置于所述刚性圆盘外径边缘，所述导流阀的出口与所述排气口相连通。

8.根据权利要求1所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述导流阀设有直通道和圆弧通道。

9.根据权利要求8所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述直通道和所述圆弧通道之间形成锥弧形几何体，所述锥弧形几何体的分流处锥角为30°。

10.根据权利要求2所述的带导流阀的高效无叶涡轮机，其特征在于：所述多个刚性圆盘通过键连接于所述转轴上。

技术总结本发明公开了一种带导流阀的高效无叶涡轮机，包括：涡轮外壳，被构造成圆柱形薄壁结构；若干进气口，呈圆周均匀设于涡轮外壳侧壁上；转子圆盘，设于涡轮外壳内；导流阀，设于转子圆盘上；旋转轴，穿设于涡轮外壳上；转子圆盘上设有多个排气口，进气口的中轴线与转子圆盘的圆周侧壁相切；气流自进气口进入后经由导流阀后从排气口处排出；本发明能够提高无叶涡轮机的整体效率。技术研发人员：王政道,王志昆,魏义坤,杨徽,张炜受保护的技术使用者：浙江理工大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6