专利权人;孟庆保

　　专利号;201210153736.3

　　涡管电机专利申请获批以来受到各界领导和相关同行朋友们的高度关注，应相关方面要求，现在我就涡管电机发明的一些情况给大家进行一个简要介绍，希望大家能够喜欢。

　　大家知道，涡轮在当代动力机械中发挥着十分巨大的重要作用，如水电、火电、核电以及航空机械引擎等，涡轮都是核心的动力机构。随着科学技术的不断纵深发展，涡轮同样存在一定短板，有改革创新的必要。

　　涡管是对涡轮的创新形式之一，同样体积的涡管与涡轮在其它配套部件不变的条件下，取消涡轮的轴并改变涡叶的形状和布局使其变成了涡管，再改变其配套部件的对应参数，使涡管的内部空间增大、相对功能加强、整体重量减轻，显著发挥电机的独特功能和飞行载体的承载能力，所以涡管的研发改造的价值空间非常巨大。

　　涡管电机是以当前广泛应用的水力和蒸汽驱动涡轮传动发电机为背景构思发明的全新电机的一个尝试。把涡轮的轴取消，将涡片改制成沿轴心旋转的等长于涡管的涡板结构于管内就成为涡管(2)，涡管沿轴线的任何截面都是相等的双半圆或若干等截面扇形组成的通道，且这些通道隔着涡板象拧绳一样绕轴线互相缠绕于涡管内并构成涡管内部的旋转空间。按电机转子技术要求在涡管外围的中部铸造稀土永磁等磁性材料，涡管两端装配轴承(4)与端盖(1)组成转动联接体，轴承外侧安装密封环(3)可以防止电机内进水，端盖通过法兰与定子(5)外围的机壳(6)固定联接就构成了涡管电机，涡管电机是机电一体，流入涡管内的高压水(气)流从电机中心的涡管内通过，象“龙卷风”似的涡流推动转子高速转动，电机定子绕组出现感生电动势使机械能转换为电能输出场外,该电机利用水的势能动能驱动电机发电转换成电能是无污染能源的理想机械;。

　　同样，涡管电机连接液(气)体管道并接通电源可以直接替代液(气)泵工作而无需传动。

　　基本技术特点：

　　1.现有的发电机、电动机的动力和工作机械都是靠传动系统联接的，机械传动成本高、耗能高、占用空间大、噪音大;而涡管电机的技术特点是机电一体，结构简单，无传动装置，涡管直接与液(气)体管道串联工作，可节省传动系统的成本投入和节省现场安装空间及机械传动产生的能量损耗并减少噪音，属于节能、无污染、底成本的产品。

　　2.电机的涡管可分为等直径等涡距涡管、等直径变涡距涡管、变直径等涡距涡管、变直径变涡距涡管及两通道、三通道及多通道不同类型，根据水、气资源状况可选择不同类型和功率电机，即涡管的直径大小和涡板在管内的涡距、形状和涡管长度及变径变距和轴承等配件参数以求取理想的功效。

　　3.涡管电机在运转时产生的热量可由通过涡管内部的水流和机壳循环水通道实现电机降温。涡管电机的机壳为双层，其夹层为水流通道，与端盖通道贯通，当电机工作时输出端的水压高于输入端，输出端的水通过输出端间隙压入端盖通道再经机壳夹层通道反向流入输入端端盖反馈于输入端管道内，如此循环把电机工作产生的热量通过水的循环输出降下来，另外对于大型、特大型电机在机壳通水达不到降温效果时，电机的定子绕组用空芯铜管制成绕组，在接线端子通入空调气实施降温。

　　涡管电机的应用领域：

　　涡管电机的应用领域十分广泛，可与普通发电机、液泵实现互补，并可以取而代之，以下仅以几种特殊应用方面简单陈述涡管电机的应用优势：

　　1.涡管电机应用于水力发电;设想把三峡大坝的闸门改为硐室，把涡管发电机通过阀门和供排水管道安装于硐室中，打开阀门水库上游高压水通过涡管推动电机高速运转，使机械能转换为电能，达到发电的目的之一，排出的水通过一定落差在势能允许条件下还可驱动下方串联的涡管机组二级或多级发电，在较少的基础设施投资情况下，其发电能力将成倍提高。

　　涡管电机的输出功率可用公式为：

　　P=kesg

　　公式中P—为功率

　　k—为小于1的排除阻力系数

　　e—水的势能，为水面至涡管中心线的高度与水质量的乘积

　　s—涡管过水面积

　　g—涡管过水流速

　　(见附图三：涡管电机发电装置示意图、剖面图)

　　2.涡管电机应用于驱动舰船 ：目前所有大型舰船、潜艇都是发动机通过比较复杂的传动系统传动舰船体外的螺旋桨搅动船尾的水形成流体驱动舰船运行的，首先在舰船运行时螺旋桨外围既无径向力的约束，又缺少轴向纵深推动力，使舰船的驱动功率损失大，并且螺旋桨的在船尾占据面积大，目前所有舰船的安装螺旋桨作用截面和数量受到舰船吃水截面限制，所以现有国内舰船大多航速不超过三十节，提高航速被严重制约。涡管电机具有良好的径向约束力和轴向纵深推力其单位作用面积的输出机械功率大于螺旋桨的相对输出功率，我们把涡管电机安装于舰船底部，从船底吸入水流再经过涡管加速从船尾排出高压水柱，产生对舰船的反推动力，这样的水流不带空气，功率损失比螺旋桨就小得多，同样功率的涡管电机和螺旋桨驱动效率要高;同时涡管电机占据舰船尾部面积比螺旋桨小得多，可以并列安装多台同类型涡管电机，那么产生的功率总和要比螺旋桨大得多，巡航能力和速度可大幅提高。同类型涡管电机组合体且各有发电机匹配带动，部分电机运转，可以使舰船慢速或加速及转向行驶，全部电机运转舰船的航行动力就可得到满速行驶要求。如此可以减少机械空载消耗，同样可较好利用底舱空间、减去机械传动系统为舰船底舱节省空间和成本投入，特别是航行速度大幅提高后，就可缩小与国外先进舰船的差距，我们技不如人的局面将成为历史。(参见附图四：涡管电机舰船驱动简图)

　　3.涡管电机应用于管道流体的增压和导流及其它 ：入冬以来山西太原等地出现了气荒，许多出租车因加不到天然气的混乱局面，究其原因是输气管道内气压低所致。如果我们在每隔一定距离的输气管道串联安装一组涡管电机，自动调控压力，使整条管线始终保持恒定压力，在不增加大的投入条件下大幅提高输气能力，气荒的现象就不会出现。如果我们在长距离输油、输水、输气管道都串联安装一组涡管电机，那么不仅可以保证正常供应，而且还可通过增压，提高工作效率，节约投资成本;同样涡管电机还可用于消防、矿井救援等。

　　技术进步需要共同开发合作共赢：涡管电机发明理念构思的初衷是为了开发一条新的可行性技术措施，填补一项空白，形成新的系列产品还需要许多相关技术参数，还有许多技术难题需要破解，我希望有兴趣和实力的企业和个人共同参与，合作共赢，携手开发一条新的科技创新道路，为改革开放，振兴经济作出应有贡献。希望得到理解、支持和帮助，谢谢。