很多其它空气入口形状和形式都可以减小进入并穿过空气喷嘴25的流动损失。可替代地，本领域技术人员将会认识到，还有很多其它空气入口形状和形式都可以减小进入并穿过燃烧外壳10的流动损失。
[0052]在另一个实施方案中，开口 7成形或形成的方式可以减少进入燃烧室3的离开空气流动的湍流。本领域技术人员可以理解，开口 7可以具有可以减小进入燃烧室3的空气的冲击流动的任何形状或形式。在一个示例性实施方案中，开口 7可以是螺旋形斜坡，其逐渐将流动穿过空气喷嘴25的空气引入燃烧室3。
[0053]根据在图7A中记载的本发明的实施方案，呈现了彼此同心的空气板20和燃烧外壳10的分解图，涡轮机轴线61作为它们的同心中心。图7A的示例性实施方案记载了具有空气入口 21A-D、凹槽97A-D、空气喷嘴25A-D以及空气通道出口 71A-D的空气板20和燃烧外壳10，然而本发明的其它实施方案可以具有任意数量的前述入口、凹槽、喷嘴和出口。根据图7A，距离95表示由空气板20的外部和燃烧外壳10的内表面2形成的延长的壁。本领域技术人员可以认识到，距离95仅仅是用于观察图7A的分解图的辅助，并不意在暗示空气板20和燃烧外壳10之间的任何限制性距离。本领域技术人员可以理解，根据本发明的这些实施方案，能够允许所公开的空气喷嘴25A-D实现功能的空气板20和燃烧外壳10之间的任何距离95都是适当的。从而，壁距离95之上的虚线路径25A-D表示空气板20—一燃烧外壳10壁之内的空气流通道。
[0054]在本发明的一个实施方案中，每个凹槽97A-D都表不空气板20中的凹口，其进一步朝向燃烧外壳10下降，同时输入空气75接近各个空气入口 21A-D。根据一个实施方案，凹槽97A-D的直径可以等于空气入口 21A-D的直径。可替代地，凹槽97A-D可以具有任意直径，只要几何形状允许接收引入空气75。在另一个实施方案中，凹槽97A-D可以部分暴露于引入空气75并且部分没入空气板20的外部空气接收表面之下。根据该实施方案，空气入口 21A-D也可以没入空气板20的外部空气接收表面之下。根据本发明的各种实施方案，可以利用任意数量的凹槽97和空气入口 21，以有效地流动地将随机引入空气75转移进入空气喷嘴25。
[0055]在本发明的一个实施方案中，空气喷嘴25A-D围绕涡轮机轴线61旋转，从而使得空气喷嘴的出口基本上位于另一个空气喷嘴的入口之下。根据图7A中的本发明的一个实施方案，空气喷嘴25A使得来自空气入口 21A的引入空气75在71A处离开，7IA基本上位于与空气入口 21B相同的径向位置。在本发明的该示例性实施方案中，螺旋下降的空气喷嘴25A极大地减小了将会从开口 7IA离开进入燃烧室3的湍流空气75的倾向。此外，螺旋下降的空气喷嘴25A给其中的空气流动施加了一种流动形体，其基本上仿效燃烧室3内所经受的流动形态。根据上述空气通道的前面描述的实施方案，开口 71A的形状可以进一步减小离开进入燃烧室3的湍流空气75的倾向。参考这些实施方案，开口 71A的形状或形式可以使得在开口 71A和燃烧室3的接合点处离开的空气的冲击流动最小化。在这些实施方案中，开口 71A可以是进入燃烧室3的平缓螺旋形斜坡。可替代地，开口 71A可以具有进入燃烧室3的抛物线形斜坡。本领域技术人员将会认识到，开口 7IA可以通过任何方式成形或形成，只要这种方式使得进入燃烧室3的空气的冲击流动最小化。本领域技术人员将会进一步认识到，开口 71A可以通过任何方式成形或形成，只要这种方式减少进入燃烧室3的引入空气75的湍流。根据该示例性实施方案，空气喷嘴25A的螺旋下降的导管同时减少引入空气中的湍流，并且在空气流上施加一种旋涡流动，其基本上与燃烧室3之内的燃烧流动相切(也参考图6)。根据本发明的该实施方案，每个螺旋下降的空气喷嘴25A-D都构造为在空气板20的外表面和燃烧室10的内表面2之间形成的整个壁而共同存在。在根据本发明的另一个实施方案中，空气喷嘴25A-D可以形成基本上弯曲、基本上非螺旋的导管，其允许在设备中额外存在更多导管，而不会阻碍之前空气喷嘴25的流动路径。在根据本发明的另一个实施方案中，空气喷嘴25A-D可以设计为基本上安装为彼此接近，从而同时实现上文描述的所需空气流动但避免了导管干涉。
[0056]图7B进一步示出了根据本发明的示例性实施方案。如同在图7A中描述的那样，输入空气75在凹槽97A之上进入空气入口 21A。在一个实施方案中，凹槽97A减少引入空气75的湍流。在另一个实施方案中，凹槽97A帮助俘获空气板20上的随机空气流。如同在图7B的实施方案中所记载的那样，进入空气入口 21A的空气流动75流动穿过空气板20的壁进入燃烧外壳10。一旦处于燃烧外壳10之内，空气喷嘴25A引导空气进入空气通道5A，从而在开口 7IA处离开进入燃烧室3 (未显示)。根据本发明的该实施方案，开口 7IA位于分别与空气入口和凹槽25B和97B相同的位置。根据该实施方案，空气喷嘴25A可以形成为旋转导管的任意类型，其允许输入空气在基本上与燃烧室3之内的燃烧流体流动路径相切的方向上离开。然后，燃烧空气和燃料可以围绕涡轮机组件的整个圆周在燃烧室中直接混合，此时空气和燃料在圆周燃烧流动方向上流动。
[0057]根据本发明的实施方案构造的空气板20可以通过本领域技术人员已知的很多加工工艺进行制造，例如，比如CNC加工。空气板20可以通过本领域技术人员已知的任何材料形成，其具备能够接收高温空气的温度容限，所述材料例如为碳纤维或不锈钢。
[0058]根据本发明的实施方案，包括涡轮机100的零件可以互换以及根据涡轮机100的需求而交换。由于其模块性，涡轮机100的零件可以具有互换性和交换性。根据一个实施方案，零件可以在其接合点处(例如，空气板20和燃烧外壳10之间的接合，圆盘组件50和燃烧外壳10之间的接合，等等)分离，从而根据涡轮机100的需求有效地将零件替换为和/或联接至附加零件(例如，将燃烧外壳10和圆盘组件50与第一空气板20 —起使用，以产生50瓦特，以及针对不同零件去除空气板20以使用燃烧外壳10和圆盘组件50以产生500瓦特)。本领域技术人员将会认识到，本文中列举的涡轮机100零件的各个实施方案可以通过很多方式联接以维持所公开的功能性和操作。
[0059]通过参考仅仅以举例说明的方式给出的上文公开内容和前述示例性实施方案，本领域技术人员将会想到很多进一步的变化和修改形式，其并不意在限制本文描述的本发明的范围和精神。
【主权项】
1.一种包括环形燃烧室的设备，所述环形燃烧室具有用于在所述燃烧室中产生燃烧引起的离心力以使得所述燃烧室中切向引入的流体连续燃烧的装置，所述设备还包括出口，所述出口用于来自所述环形燃烧室的排放物。2.根据权利要求1所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述排放物基本上是燃烧过的流体。3.根据权利要求1所述的包括环形燃烧室的设备，进一步包括在径向连接至轴的多个隔开的圆盘，所述轴穿过所述多个圆盘的中心，所述多个隔开的圆盘在径向连接至所述轴并且位于所述环形燃烧室和用于排放物的所述出口之间。4.根据权利要求3所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述环形燃烧室和所述多个隔开的圆盘是同心的。5.根据权利要求1所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述环形燃烧室是环面。6.根据权利要求2所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述环形燃烧室为环面。7.根据权利要求3所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述环形燃烧室为环面。8.根据权利要求5所述的包括环形燃烧室的设备，进一步包括联接至燃烧室的至少一个板，所述板在其表面上具有至少一个盘旋通道。9.根据权利要求3所述的包括环形燃烧室的设备，进一步包括联接至燃烧室的至少一个板，所述板在其表面上具有至少一个盘旋通道。10.根据权利要求1所述的包括环形燃烧室的设备，其中第一体积的流体在所述环形燃烧室周围邻近第二体积的流体而燃烧。11.根据权利要求3所述的包括环形燃烧室的设备，进一步包括中间环形室，所述中间环形室具有穿过其厚度的至少一个通道，所述至少一个通道将燃烧过的流体从所述环形燃烧室引导至所述多个隔开的圆盘。12.根据权利要求1所述的包括环形燃烧室的设备，其中所述环形燃烧室由工业陶瓷制成。
【专利摘要】本发明公开了环形边界层气体涡轮机，这种设备包括燃烧环形室以及出口，所述燃烧环形室用于在其中接收燃烧引起的离心力以使得位于其中的流体连续燃烧，所述出口用于来自所述燃烧环形室的排放物。
【IPC分类】F01D1/36, F02K7/00, F02C3/16
【公开号】CN105201560
【申请号】CN201510612344
【发明人】E·贝尔根
【申请人】电力技术发展基金公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2009年10月29日
【公告号】CA2739808A1, CN102203388A, CN102203388B, EP2347099A1, US8863530, US9243805, US20100107647, US20140345291, US20160138469, WO2010051338A1