[發明專利]一種超高速特斯拉渦輪式煤油發電機

有效

• 申請號: 201911056687.X
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110985267B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 孫東寧;夏銀亮;劉會祥;馮偉;朱熠;王鑫
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/12;F03B3/14;H02K1/12;H02K1/27;H02K5/10;H02K9/19
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種超高速特斯拉渦輪泵式煤油發電機，包括高速發電機、特斯拉渦輪泵、高流速過濾器、導管組件以及引流煤油管接嘴。超高速特斯拉渦輪泵式煤油發電機引流火箭發動機高壓高速煤油，作用在特斯拉渦輪泵轉子葉片上，將流體作用于葉片的流體剪切力轉化為供外輸出的旋轉機械能，驅動發電機進行發電，后經過整流單元整流后為電靜壓伺服系統提供電源，利用完的煤油經大流量過濾器過濾后，回到煤油發動機進行二次利用，實現對高壓液體能量的開發循環利用和節能環保。本發明利用流體的粘性將流體的動能轉化成渦輪的機械能，實現向電能的轉化，但發電的同時，并不需要額外的能源消耗，僅僅利用火箭煤油發動機的工作介質即可實現發電。

技術領域

本發明涉及一種超高速特斯拉渦輪泵式煤油發電機，具體涉及一種電靜壓伺服系統能源用的高轉速大流量的特斯拉渦輪式發電機，能夠將高速流體的剪切力轉換成旋轉機構的所需的機械能，并最終實現向電能的轉換。

背景技術

特斯拉渦輪泵是一種應用流體邊界層效應，而非傳統的是采用流體直接沖擊渦輪葉片，流體受黏滯力影響，會在管壁或者其它物體邊緣形成一層很薄的邊界層，在邊界層內，固定表面的流速為零，離表面越遠速度越大。利用這個效應就可以讓高速運動的液體帶動一組圓盤轉動。它的效率比普通的葉片渦輪機高得多。

現有特斯拉渦輪泵應用蒸汽或燃氣作為工作介質，多為能源消耗式利用方式。比如專利號CN109162811A的一種燃氣輪機發電機及控制方法，其結構采用內置增壓結構的壓氣機和燃料燃燒室，將產生燃氣通過噴嘴裝置對燃氣進行增速，進而驅動特斯拉渦輪機旋轉，且能源介質為消耗式且不可重復利用，結構較為復雜，可靠性影響因素多。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提出一種超高轉速大流量特斯拉渦輪泵式煤油發電機，能夠利用流體的粘性將流體的剪切力轉化成泵轉子旋轉的機械能，實現向電能的轉化，但發電的同時，并不需要額外的能源消耗，僅僅利用火箭煤油發動機的工作介質即可實現發電，且可以循環使用。

本發明采用的技術方案為：

一種超高速特斯拉渦輪泵式煤油發電機，包括高速發電機、特斯拉渦輪泵、大流量過濾器、導管組件以及引流煤油管接嘴；

所述高速發電機底面具有平面安裝支座圓柱體結構，其上安裝有電連接器及用于監測發電機轉速的轉速傳感器；高速發電機和大流量過濾器位于特斯拉渦輪泵的兩側，引流煤油管接嘴固定安裝在特斯拉渦輪泵的殼體上，且通過導管組件與高速發電機的后端蓋連接；從引流煤油管接嘴進入的高壓煤油分為兩路，一路通過導管組件進入高速發電機的后端蓋，對后側的軸承進行潤滑散熱，潤滑散熱后的煤油流入大流量過濾器；

另一路直接進入特斯拉渦輪泵內部，驅動特斯拉渦輪泵旋轉做功，進而驅動高速發電機同步旋轉發電，通過電連接器輸出；進入特斯拉渦輪泵的高壓煤油最終流入大流量過濾器，大流量過濾器對進入其中的煤油進行過濾后，煤油返回火箭煤油發動機循環利用。

進一步的，特斯拉渦輪泵的轉子組件通過多個轉子葉片疊放而成，相鄰轉子葉片之間加裝調整墊片用于調整間距；

在轉子葉片的靠近邊緣處、沿圓周均勻設置有軸向通孔，該軸向通孔中加裝連接銷釘，用于增強特斯拉渦輪轉子葉片的強度。

進一步的，特斯拉渦輪泵的轉子葉片上還設置有第一出油孔和第二出油孔；用于驅使特斯拉渦輪旋轉做功的煤油，在特斯拉渦輪泵做功后通過第一出油孔回流到大流量過濾器中，同時，做功后的煤油還通過第二出油孔噴出，對高速發電機的前側軸承進行潤滑散熱。

進一步的，從引流煤油管接嘴進入的高壓煤油為火箭煤油發動機噴射出的高壓煤油，其壓力值范圍為30MPa～35MPa。

進一步的，導管組件包括導管和阻尼結構，阻尼結構設置在進入高速發電機的后端蓋之前，將高壓煤油轉化為低壓煤油后送入高速發電機后端蓋內，對后側的軸承進行潤滑散熱。