[发明专利]喙轮压旋动力机及其动力系统

说明书

本发明公开了一种喙轮压旋动力机及其动力系统，包括机壳，所述机壳内设有放置传动轴的传动通道，所述传动轴在传动通道内能绕其自身周向旋转；所述传动轴上固定设置有至少一个具有喙齿的喙轮，位于喙轮外侧所在的机壳上设置有与流体进口相连通的流体储存分配腔，并在流体储存分配腔内设置有与喙轮相对应的流体导向分配环，所述流体导向分配环上设置有加速流体流速的流体喷嘴，且该流体喷嘴喷出的流体能驱动喙轮转动。利用流体被加速后切向冲击喙轮而产生相对于旋转中心的力矩，从而达到能量转换的目。

技术领域

本发明涉及一种流体被加速后，去冲击带有各种曲线的喙齿的喙轮，使其高效旋转，从而实现高效的能量转化，尤其涉及一种将热能(蒸气、工业气体或液体等的焓差)、太阳能(指空气或水的焓差)、化石燃料的化学能、流体的压力势能和重力势能等形式的能量转换为机械动能或电能的机器及其系统。

背景技术

汽轮机、涡轮风扇发动机、螺杆膨胀机、涡轮膨胀机、活塞式柴油机、活塞式汽油机等是目前人类在能源领域所使用的能量转化的动力设备，但所有这些机器的能量转换效率都不够理想，例如，蒸汽轮机的能量转换效率最高为35％左右(指发电的输出部分按内能差计算，下同)，涡轮膨胀机小于20％，螺杆膨胀机更低只有10％左右，即便是燃气轮机其转换效率也低于40％，60％以上的能源都被浪费了，最明显的例子是热电系统的冷却塔，它是消耗蒸汽汽化潜热的装置，60％以上的能量就是从这里被浪费的。只有水轮机的转换效率达到90％(按内能差计算)以上，然而水轮机的原理又无法用于气体能源的能量转化。所以，提高能源转换效率尤其是高能气体的能量转换效率是能源领域追求的目标，也是本发明要达到的目标。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种由带压流体(气体、液体或其它形式)以其焓差为主要动力源推动喙轮旋转，以实现势能或动能等形式的能量转换为机械能或电能的喙轮压旋动力机及其动力系统。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种喙轮压旋动力机，包括机壳，所述机壳内设有放置传动轴的传动通道，所述传动轴在传动通道内能绕其自身周向旋转；所述传动轴上固定设置有至少一个具有喙齿的喙轮，位于喙轮外侧所在的机壳上设置有与流体进口相连通的流体储存分配腔，并在流体储存分配腔内设置有与喙轮相对应的流体导向分配环，所述流体导向分配环上设置有加速流体流速的流体喷嘴，且该流体喷嘴喷出的流体能驱动喙轮转动。利用流体被加速后切向冲击喙轮而产生相对于旋转中心的力矩，从而达到能量转换的目。

上述喙轮压旋动力机应具有其它常规部件，如安装在传动通道的首尾两端安装有左轴承盖和右轴承盖，其中左轴承盖通过左轴承盖紧固螺栓安装在机壳上，右轴承盖通过右轴承盖紧固螺栓安装在机壳上。在传动通道内安装有左轴承、右轴承，并套接在传动轴上，使得传动轴能够沿其自身的轴心线转动。右轴承的右侧为右轴承盖，其左侧所在的传动通道内壁上安装有机械密封；左轴承的左右两侧所在的传动通道内壁上同样安装有机械密封。位于左侧的传动轴向外延伸至机壳外部，并在其头部设有连接键；位于传动通道内的所述传动轴中部设有传动键。

进一步来说，每个喙轮具有一个独立的流体储存分配腔，相邻两个流体储存分配腔之间通过流体流动腔相连通；所述流体进口与其中一个流体储存分配腔相连通。一个流体储存分配腔放置一个喙轮，便于喙轮的安装和驱动，便于动力的传动。

进一步来说，所述机壳上还设置有与传动通道相连通的排气腔，并在机壳的外侧面上设有与排气腔相连通的气体出口。流体进入后产生的气流轴向排出后进入排气腔，排放至外部，有助于保持机壳内压力稳定。

进一步来说，所述流体喷嘴以流体导向分配环的圆心为中心点圆周阵列分布在流体导向分配环上；每个流体喷嘴位于流体导向分配环外侧的开口大于位于流体导向分配环内侧的开口。

进一步来说，所述喙轮上的喙齿形状为鸟喙结构，喙轮转动时，喙齿迎风的侧面为正向曲面，背风的侧面为反向曲面。