[发明专利]反冲叶轮发动机

说明书

反冲叶轮发动机是一种反冲动力叶轮，涉及水、蒸汽、燃气的能量推动叶轮反冲运转做功。 

现有水轮机、蒸汽、燃气轮机的涡叶轮有几大种类，其能量转换功率的最高值都达不到百分之百；由于蒸汽、燃气轮机的单级能量转换效率不高，往往采用多级设计。现有水轮机、蒸汽、燃气轮机水、蒸汽、燃气的能量，推动涡叶轮运转的力、速度的比值利用现有物数理公式计算复杂，造成了结构设计的不方便。 

高中物理教材提供了一种反击式水轮机模型，但其模型的理论质量过大、供能困难，不便实际应用，且由于反冲理论数据未能提供，造成了理论机械效率高于轴流、混流式水轮机的模型机未能实际应用。混流式水轮机做为反击式水轮机使用时，达不到最大反冲速度，效率不高。中国专利200310103722.1作用力和反作用力做有用功的发动机，所提供的反作用力发动机得不到最大反冲力。 

本发明的目的：提供一种广泛适用于水、蒸汽、燃气能量的，能量转换效率高于现有水轮机、蒸汽、燃气轮机的反冲叶轮发动机；并提供反冲叶轮发动机反冲力矩、反冲线速度的技术数据。 

本发明的目的是这样实现的： 

水、蒸汽、燃气经供能装置(1)、运转密封机构(2)、叶轮(3)喷嘴(6)沿叶轮离心切线角(8)喷出。固定运转机轴机架(4)固定叶轮(3)，使叶轮(3)带动转轮(5)运转。供能装置(1)的横截面积大于数个喷管(7)横截面积和，喷管(7)的横截面积大于喷嘴(6)的横截面积，能保证水、蒸汽、燃气的能量最大限度的转换成喷嘴(6)的喷射动能、喷射质量乘喷射速度平方的二分之一muu／2、喷射动量喷射质量乘喷射速度mu、喷射功率喷射力乘喷射速度Fu。反冲叶轮发动机喷嘴(6)的冲力等于水、蒸汽、燃气的压力，水、蒸汽、燃气的压强乘横截面积F=PS、叶轮(3)在反冲力的作用下静止与转动，喷嘴(6)的喷射角(8)不变，反冲力的作用点不变，喷嘴的反冲力等于冲力-F=F、冲力等于压力F=PS。 

本发明反冲叶轮发动机，水、蒸汽、燃气的能量通过供能装置(1)运转密封机构(2)，转换成喷嘴(6)的喷射动能muu／2、喷射动量mu、喷射功率Fu。本发明叶轮喷嘴在喷射动能muu／2的反推下转动，根据能量转换守恒定理，喷嘴(6)对地运转线速度小于喷射的动能muu／2的速度u，对地就有喷射动能反推喷嘴(6)转动，喷嘴(6)对地速度等于喷射动能muu／2的速度u时，喷射物质对地速度为零，无对地动能推动喷嘴加速转动，喷嘴(6)保持喷射速度u转动，喷射动能百分之百地转换成喷嘴(6)运转机械 能。给本发明装置(1)供给稳定压强的水、蒸汽、燃气，喷嘴(6)喷射动量mu稳定，叶轮(3)加一定质量的喷射物整体质量稳定，小于长时间喷射物质的整体质量。本发明在喷射动量mu的反推下转动，根据动量守恒定律喷射动量等于反冲动量mu=-mu，本发明叶轮的质量小于喷射物质的质量，叶轮(3)对地运转线速度小于喷射速度，喷射物质就有对地速度，就有对地动量推动叶轮(3)加速转动，叶轮(3)对地线速度等于喷射速度时-u=u，喷射物质对地速度为零，无对地动量推动叶轮(3)加速转动，叶轮(3)在喷射动量的反推下匀速转动。根据动量守恒定律本发明喷嘴(6)最大反冲线速度等于喷射速度-u=u，并能保持喷射速度匀速转动。根据能量守恒定理、动量守恒定律本发明最大反冲线速度等于喷射速度-u=u。反冲发动机的质量小于喷射物质的质量，反冲发动机的最大反冲速度等于喷射速度，涡轮反冲喷气战机、涡扇喷气反冲客机的最大反冲飞行速度等于喷射速度是例证，螺旋桨反作用力飞机、轮船最大航行速度等于作用物质的喷射速度是例证，本发明实施例亦经过多次实验证明。 

本发明反冲叶轮发动机水、蒸汽、燃气的能量，转换成喷嘴的喷射动能muu／2、动量mu、喷射功率Fu，其能量转换过程没有能量损失。喷射动能、动量、功率的反推力推动喷嘴(6)运转，喷嘴(6)经短时加速运转后，运转线速度等于喷射速度，并能保持喷射速度匀速运转；喷嘴(6)的反冲力等于冲力-F=F，冲力等于压力，最大反冲速度等于喷射速度-u=u；力与速度的乘积最大反冲功率等于喷射功率-Fu=Fu，喷射功率与反冲功率的最大比值为百分之百，本发明反冲叶轮发动机喷嘴(6)的最大反冲功率为百分之百。本发明反冲叶轮发动机的能量转换效率、机械效率高于现有任何一种水轮机、蒸汽、燃气轮机。 

本发明具有下述特征： 

一、比高中物理教材提供的反击式水轮机模型机理论质量轻，方便供能、机械效率高、便于实际应用。