进动流体涡轮的制作方法

本发明涉及一种进动流体涡轮，其包括流体储器，该流体储器具有入口流体开口且具有出口流体开口，且在该流体储器中，在入口流体开口与出口流体开口之间布置有定子喷嘴，且在该定子喷嘴中布置有无叶片滚动转子，该滚动转子包括具有轴杆的回转状主体，该滚动转子安装在保持装置上，从而使得转子能够在定子喷嘴的内壁上回旋滚动，该滚动转子借助机构与电流发生器相互连接。

背景技术：

流体机械是已知的，其具有定子，该定子具有入口流体开口且具有出口流体开口，且在该定子中，无叶片滚动转子安装在保持装置上，该滚动转子包含具有回转状的主体。保持装置适于使得转子能够在定子的内壁上回旋滚动。在被提供至定子之后，流动流体引起转子接触定子的内壁并开始在定子的内壁上以回旋方式滚动。因此，至少转子轴杆的一部分进行进动运动。因此，这种器械有时被称作进动机械。

捷克专利第284483号和欧洲专利ep1015760b1公开了一种滚动流体机械，其包括安装有入口和至少一个出口喷嘴的流体储器、至少一个滚动转子，该滚动转子包括具有旋转状的主体，该主体被安装在保持装置上的出口喷嘴的区域中。滚动转子安装成使得其可沿出口喷嘴的内壁自由滚动。

根据欧洲专利ep1082538b1、捷克专利第294708号和第302361号以及捷克实用新型第7606号、第17908号和第18890号的流体机械基于相同原理。

所有已知滚动或进动机械/涡轮的共同缺陷在于其不处理由轴杆在流体中的进动运动导致的损耗，也不对电流发生器进行简易可靠保护使之不会进水。

技术实现要素：

上述问题通过根据本发明的进动流体涡轮来解决，该涡轮包括流体储器，该流体储器具有入口流体开口且具有出口流体开口，且在该流体储器中，在入口流体开口与出口流体开口之间布置有定子喷嘴，且在该定子喷嘴中布置有无叶片滚动转子，该滚动转子包括具有轴杆的回转状主体，该滚动转子安装在保持装置上，从而使得转子能够在定子喷嘴的内壁上回旋滚动，该滚动转子借助机构与电流发生器相互连接，本发明的原理在于，在流体储器中，在转子上方布置有空气腔室，该空气腔室在其底端处敞开，转子轴杆伸入所述空气腔室中。在空气腔室中布置有电流发生器，该电流发生器借助机构与转子轴杆相互连接。

基于本发明的设计的优势在于，电流发生器可布置在水平面下方，而无需昂贵的隔离件以防进水。另一优势在于，进动流体涡轮的效率的显著增加，这是由于转子轴杆的主要部分和将滚动转子与电流发生器相互连接的整个机构在空气腔室中工作，这意味着其运动不受流动流体阻碍。

在优选实施例中，受压空气供应管线连接至空气腔室，且在空气腔室的底部边缘可布置有流体液位传感器，以控制受压空气供应。

在另一优选实施例中，受压空气供应管线连接至压缩机。

在优选实施例中，供应管道连接至入口开口，使得涡轮可在任何高度梯度处运行。

如果涡轮安装在河流中，则适配器可优选地连接至入口开口，其入口开口张开且反向于河流定向，流体储器的出口开口定向于下游。

为了积极地影响转子的功能并增加涡轮稳定性，流体储器底部分中的流体量优选地应大于其顶部分中的流体量。这意味着，在优选实施例中，空气腔室朝向滚动转子变窄。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的进动流体涡轮的第一实施例。图2示出了连接至空气腔室的受压空气供源。图3示出了连接至入口开口的供应管道。图4示出了用于安装在海洋或河流中的优选实施例。图5示出了空气腔室具有特定形状的实施例。

具体实施方式

根据图1的进动流体涡轮包括流体储器8，该流体储器8具有流体入口开口3和流体出口开口4。定子喷嘴1在流体储器8中布置在流体入口开口3与流体出口开口4之间。在定子喷嘴1中布置有具有轴杆9的无叶片滚动转子2。滚动转子2可具有任何回转形状。

滚动转子2安装在保持装置6上。保持装置6可由任何已知机构组成，其使得转子2能够沿定子喷嘴1的内壁回旋滚动。在图1的实施例中，保持装置6包括杆状支承件，该杆状支承件牢固地连接至转子2的底部，且在相反侧以球形接头终止而安装在托架19中。

在流体储器8中，在转子2上方存在空气腔室10，空气腔室10至少部分地浸没在流体中且在其底端处敞开，故而其以已知潜水钟或沉箱的原理工作。空气腔室10悬挂在流体储器8中的臂16上，且电流发生器7固定至空气腔室中的保持件17。由发电机7产生的电流通过电流导体20被传导。

转子2的轴杆9伸入空气腔室10中。

将滚动转子2与电流发生器7相互连接的机构5可由任何已知机构组成，该机构用于将滚动转子2的轴杆9的进动运动转化为电流发生器7的轴杆18的旋转运动，该机构例如是示意性示出的曲柄机构。

流体通过入口开口3进入流体储器8、流动通过定子喷嘴1并通过出口开口4离开。流动的流体导致转子2沿定子喷嘴1的内壁以回旋方式滚动，即转子2的轴线9进行进动运动。

由于转子2的轴杆9的主要部分和整个机构5在空气腔室10中运动，故而其运动不受流动流体阻碍。该设计的结果是进动流体涡轮效率的显著增加。此外，尽管电流发生器7位于水平面下方，但电流发生器7布置在流体外部而不需要非常昂贵的保护件以防进水。

图2中的实施例与图1中的实施例区别在于，受压空气供应管线11连接至空气腔室10，该供应管线连接至压缩机13，且在于，在空气腔室10的底部边缘处，流体液位传感器12布置成控制受压空气供源11。所供应的受压空气与流体液位传感器12的组合可消除由可能的空气损耗导致的空气腔室10中的液位波动。该实施例以及下述所有实施例的其他功能与图1中的实施例的所述功能类似。

图3中的实施例与图2中的实施例区别仅在于，供应管道14连接至入口开口3，入口开口3使得涡轮可能在任何高度梯度处工作。

图4中的实施例与图2中的实施例区别在于，适配器15连接至入口开口3，其入口开口张开且反向于流体流定向，流体储器8的出口开口4定向于下游。该实施例设计用于安装在水流中。

图5中的实施例与图2中的实施例区别在于，空气腔室10朝向滚动转子2变得更窄。因此，在该实施例中，流体储器8的底部部分中的流体量大于其顶部部分中的流体量，这对于流体储器8的稳定性和转子2的功能具有积极影响。

附图标记列表

1定子喷嘴

2转子

3入口开口

4出口开口

5机构

6保持装置

7电流发生器

8流体储器

9轴杆

10空气腔室

11受压空气供源

12液位传感器

13压缩机

14供应管道

15适配器

16臂

17发电机保持件

18发电机轴杆

19托架

20电流导体

技术特征：

技术总结
进动流体涡轮，包括流体储器(8)，其具有入口流体开口(3)和出口流体开口(4)。定子喷嘴(1)在流体储器(8)中布置在入口流体开口(3)与出口流体开口(4)之间。在定子喷嘴(1)中布置无叶片滚动转子(2)，其包括具有轴杆(9)的回转状主体，滚动转子(2)安装在保持装置(6)上，从而使得转子(2)能够在定子喷嘴(1)的内壁上回旋滚动。滚动转子(2)借助机构(5)与电流发生器(7)相互连接。在流体储器(8)中，空气腔室(10)布置在转子(2)上方，其在底端处敞开，转子(2)的轴杆(9)伸入所述空气腔室(10)中。借助机构(5)与转子(2)的轴杆(9)相互连接的电流发生器(7)布置在空气腔室(10)中。

技术研发人员：M·塞德拉切克
受保护的技术使用者：布拉格捷克理工大学-土木工程学院;普罗托-进动滚动涡轮机股份有限公司
技术研发日：2017.08.31
技术公布日：2019.06.28