一种涡轮以及螺管燃气轮机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种燃气轮机的涡轮以及燃气轮机。

背景技术：

现有技术中的燃气轮机的涡轮采用的是叶片式的涡轮，这种涡轮利用透平技术将燃气的能量转换成轮轴功率输出。这种涡轮的气流通道为开放式结构，未做功便直接排出的气体较多，同时燃气和叶片的接触面积较小，使得对于燃气的能量利用不够充分。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种涡轮以及螺管燃气轮机，以解决现有燃气轮机的涡轮对燃气能量利用不够充分的技术问题。

本实用新型涡轮，包括由若干根沿圆周方向阵列布置的螺旋管形气道连接组成的喇叭口形的轮体，所述螺旋管形气道的进气口位于轮体小端的端面上，所述螺旋管形气道的出气口位于轮体大端的端面上；所述轮体的小端端面边部还设置有环形凹槽，所述螺旋管形气道的进气口位于环形凹槽中；

所述轮体的小端还连接有用于安装轮轴的支撑板，所述支撑板的中部设置有轮轴安装孔。

进一步，所述螺旋管形气道的螺旋管形气道的中心线为圆锥螺旋线，或者所述螺旋管形气道的中心线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影为对数螺旋线、斐波那契螺旋线或者阿基米德螺旋线。

进一步，所述螺旋管形气道的管径从进气口向出气口逐渐增大。

进一步，所述支撑板上设置有散热孔。

本实用新型还公开了一种螺管燃气轮机，其包括机壳和设置在机壳中部的主轴，所述主轴的后半段上设置有涡轮，所述涡轮包括由若干根沿圆周方向阵列布置的螺旋管形气道连接组成的喇叭口形的轮体，所述螺旋管形气道的进气口位于轮体小端的端面上，所述螺旋管形气道的出气口位于轮体大端的端面上；所述轮体的小端端面边部还设置有环形凹槽，所述螺旋管形气道的进气口位于环形凹槽中；

所述轮体的小端还连接有用于安装轮轴的支撑板，所述支撑板的中部设置有轮轴安装孔。

进一步，所述螺旋管形气道的螺旋管形气道的中心线为圆锥螺旋线，或者所述螺旋管形气道的中心线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影为对数螺旋线、斐波那契螺旋线或者阿基米德螺旋线。

进一步，所述螺旋管形气道的管径从进气口向出气口逐渐增大。

进一步，所述支撑板上设置有散热孔。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中的涡轮以及螺管燃气轮机，由于涡轮上螺旋管形气道相比于现有涡轮上的螺旋叶片，因燃气是在封闭的管道中流动，因此不做功便直接排出的燃气大大减少，且燃气与螺旋管形气道的接触面更大，对燃气能量的利用率更高，热效率更高。

附图说明

图1为涡轮的一侧立体结构示意图；

图2为涡轮的另一侧立体结构示意图；

图3为涡轮的剖视结构示意图；

图4为螺管燃气轮机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一，如图1-3所示，本实施例中涡轮，包括由若干根沿圆周方向阵列布置的螺旋管形气道1连接组成的喇叭口形的轮体2，所述螺旋管形气道的进气口3位于轮体小端的端面上，所述螺旋管形气道的出气口4位于轮体大端的端面上；所述轮体的小端端面边部还设置有环形凹槽5，所述螺旋管形气道的进气口位于环形凹槽中。

所述轮体的小端还连接有用于安装轮轴的支撑板6，所述支撑板的中部设置有轮轴安装孔7。

在具体实施例中，可以根据燃料的不同类型决定螺旋管形气道的螺距、圈数及高度，燃烧的能量大则螺旋管形的气道的头数多，螺距小，圈数越多。

本实施例中所述螺旋管形气道1的中心线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影为对数螺旋线。当然在不同实施例中，所述螺旋管形气道的中心线还可为圆锥螺旋线，或者所述螺旋管形气道的中心线在垂直于轮体轴心线的平面上的正投影还可为斐波那契螺旋线、阿基米德螺旋线等。

本实施例中涡轮，由于涡轮上螺旋管形气道相比于现有涡轮上的螺旋叶片，因燃气是在封闭的管道中流动，因此不做功便直接排出的燃气大大减少，且燃气与螺旋管形气道的接触面更大，对燃气能量的利用率更高，输出功率更大。

作为对本实施例的改进，所述螺旋管形气道的管径从进气口向出气口逐渐增大。高速气流在管径逐渐增大的管道中流动时会膨胀做功，相对于管径不变的气道，其做功效率更高。

为对本实施例的改进，所述支撑板上设置有散热孔8，设置散热孔能改善涡轮的散热性能，延长涡轮的使用寿命。

实施例二：本实施例中螺管燃气轮机，其包括机壳9和设置在机壳中部的主轴10，所述主轴的后半段上设置有实施例一中所述的涡轮。本实施例中例燃气轮机工作时，空气从机壳前端侧面上的空气进气口11进入，然后空气被设置于主轴前端上的第一压缩机组12压入位于机壳中部的燃烧室13(本实施例中第一压缩机组12由四级动叶片121、四级静叶片122和一个压气叶轮123组成)，设置于燃烧室中的燃烧器14燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气被设置于燃烧室后端的第二压缩机组15压入涡轮，燃气在涡轮中的螺旋管形气道1中流动时推动蜗轮旋转做功，从而将燃气能量转换成蜗轮的旋转动能，涡轮旋转从而带动主轴10旋转将动力输出。做功后的废气从涡轮排出后进入机壳后端腔体16，所述机壳后端腔体的侧面上设置有废气排出管17，所述废气排出管内设置有换热器18，做功后的废气经换热器降温后排出。

本实施例中螺管燃气轮机，由于其采用涡轮相比于现有叶片式涡轮，因燃气是在封闭的管道中流动，因此不做功便直接排出的燃气大大减少，且燃气与螺旋管形气道的接触面更大，对燃气能量的利用率更高，热效率更高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。