一种免燃式涡轮汽轮机

本发明公开了一种免燃式涡轮汽轮机，包括压缩机、涡轮汽轮机、启动组件以及电热膨胀装置；压缩机远离涡轮汽轮机的一端设有相连通的集气仓；集气仓上设有相连通的进气容纳腔；进气容纳腔内设有电热膨胀装置；压缩机包括机壳以及复合转子；机壳的一端与集气仓相连通，机壳的另一端沿轴向延伸并构筑出进气仓，进气仓的底面与涡轮汽轮机设置的密封缸盖固定相连；涡轮汽轮机包括涡轮缸以及转动设于涡轮缸内部的涡轮，涡轮上设有多个轮板。本发明以高热高压蒸汽膨胀压缩空气使涡轮汽轮机产生机械能的，能耗小，热效率高，单机功率大，在整个做功过程中，不消耗化石能源，不燃烧，不耗氧，不产生温室气体，节能环保。

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，具体是指一种免燃式涡轮汽轮机。

背景技术

现有的燃汽轮机，都是以消耗化石能源为动能产生机械能的，长期以来一直难以摆脱以消耗化石能源为主的能源消费领域。人们对化石能源过分依赖，导致大量的温室气体排放，造成严重的大气污染。

现有的燃汽轮机，是以燃烧化石能源，膨胀压缩空气冲击叶扇片产生机械的，属于风车原理，而风车原理式燃汽轮机其热能损耗大，机械效率低，单机功率小，已不能适应现代低碳生活理念的需求。

1、现有的风车原理式燃汽轮机具有以下特征和缺陷；在汽缸内，压缩空气运动方向与叶轮轴向平行，压缩空气在汽缸内形成直射汽流，压缩空气在气缸内运行路径小，压缩空气在汽缸内得不到重复循环利用，因此，降低了燃汽轮机的热效率；在汽缸内，压缩空气的冲击方向不能与叶扇片板面垂直，降低了叶扇片的受力面积，降低了叶扇片对机械能的产生；在汽缸内，压缩空气的运动方向始终与叶轮的旋转方向垂直，使叶扇片产生的机械能发生分解，使得叶扇片产生大量的机械能被固的连接的转轴所克服，从而降低了燃汽轮机整体机械能。

2、现有的燃汽轮机，叶轮外壁设置有叶扇片，叶扇片在汽缸内旋转一周所划过的空间，形成汽缸容积、叶扇片越高，则汽缸容积越大，则叶轮维持做功所消耗的热能越多。如果叶扇片短，汽缸容积小，则叶扇片扭矩小，其产生的机械能小，因此，汽缸容积与大扭矩叶扇片形成对立的矛盾。

3、现有的燃汽轮机，条形叶扇片的扇峰和扇根在单位面积内消耗的热能相同，但它们产生的机械能不同，扇峰扭矩大，产生的机械能大。而扇根扭矩小，其产生的机械能小。扇峰与扇根位置差越大，则叶扇片产生的机械能平均值越小。

4、现有的燃气轮机，是将燃料随压缩空气一同流入到燃烧室内燃烧的，汽缸空间内燃烧剧烈，燃烧室环境温度过热，使得燃烧室内部设置的叶扇片等部件产生过热损害，尤其是叶扇片必须采用价格昂贵的合金属制成，增加了造价和成本；另外叶扇片采用流线型设置，其工艺复杂，制造难度大，耗时耗工。

5、现有的燃汽轮机，叶轮和转轴为一体实心煅铸，叶轮扭矩受其自重的制约，因此，其扭矩小，产生的机械能小。

6、现有的压缩机，是以单一轴流转子将空气沿轴向推入到汽缸内冲击叶扇片产生机械能做功的，单一轴流转子的设置，使得其产生的压缩空气推进量小，压缩比小，势能小等缺陷。单一轴流转子的设置，也暴露了势单力薄、孤军奋战的弊端。

7、现有的压缩机，轴流转子上设置有条形叶扇片，叶扇片旋转一周，压缩空气发生的位移小，其产生的压缩空气的量小，燃气轮机所产生的机械能小。

8、现有的压缩机，轴流转子上设置有条形叶扇片，相邻叶扇片之间形成缺口，当气缸内压缩空气的压缩比达到一定数值时，压缩空气就会沿相邻叶扇片的缺口间发生反流，从而降低了空气的压缩比，降低机械能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种免燃式涡轮汽轮机：

一种免燃式涡轮汽轮机，包括压缩机、涡轮汽轮机、启动组件以及电热膨胀装置；所述压缩机与涡轮汽轮机同轴设置；所述启动组件与涡轮汽轮机传动配合；所述压缩机远离涡轮汽轮机的一端设有相连通的集气仓；所述集气仓上设有相连通的进气容纳腔；所述进气容纳腔内设有电热膨胀装置；

所述压缩机包括机壳以及同轴设于所述机壳内的复合转子；所述机壳为圆柱形筒体，所述机壳的一端与集气仓相连通，所述机壳的另一端沿轴向延伸并构筑出进气仓，所述进气仓的底面与涡轮汽轮机设置的密封缸盖固定相连；

所述涡轮汽轮机包括涡轮缸以及转动设于所述涡轮缸内部的涡轮，所述涡轮为空心筒体，所述涡轮上沿轴向方向均匀设有多个轮板。

作为改进，所述复合转子包括由内至外依次同轴分布的初级轴流转子、中级离心转子以及末级轴流转子；所述复合转子的轴线与所述压缩机的轴线共线。

作为改进，所述初级轴流转子包括气筒、轴流叶轮、进气窗口以及密封盖；所述气筒为圆柱形筒体，在所述气筒的内壁上设有若干个呈均匀排布的气门，所述气门与中级离心转子相连通；所述轴流叶轮由轴管以及第一螺扇构成；所述轴管与气筒共轴；所述第一螺扇分别与所述轴管的外壁以及气筒的内壁相连，所述第一螺扇以固定螺距及偏角环绕所述轴管呈螺旋状延伸；所述第一螺扇将气筒内部空间分隔成沿轴向方向呈线性阵列排布的彼此相通的第一气室旋道；在单个所述第一气室旋道内呈整体结构无缺口；所述气筒靠近涡轮汽轮机一端设有进气窗口，所述气筒远离涡轮汽轮机一端设有密封盖。

作为改进，所述中级离心转子包括轮毂以及离心叶轮，所述轮毂的数量为两个且设于所述气筒的两侧，所述轮毂的内圆弧与所述气筒的外圆弧相连，两个所述轮毂均与气筒的轴线相垂直，所述离心叶轮设于所述气筒的圆弧外壁且位于两个所述轮毂之间；所述离心叶轮包括轮盘以及弧扇；所述轮盘有的数量是两个；所述弧扇有若干个且均匀分布在两个所述轮盘之间的圆周上，所述弧扇与轮盘相垂直，所述弧扇呈弧面型且其内圆弧或外圆弧度数相等，若干个所述弧扇的向心角均相等；所述离心叶轮旋转一周弧扇划过的空间形成柱形气室空间，所述气室空间的内圆弧面上设有若干个均匀分布的条形进气口，所述条形进气口与气门相连通，所述气室空间的外圆弧面上设有若干个均匀分布的条形排气口，所述条形排气口与末级轴流转子相连通；在气室空间内，每相邻两弧扇、条形进气口以及条形排气口之间构筑呈一个气室弧道，在同一气室弧道内，弧扇扭矩与线速度随弧扇径长递增而递增。

作为改进，所述末级轴流转子包括聚气筒、末级轴流叶轮以及环形密封盖；所述聚气筒为圆柱形筒体，所述聚气筒内设置有末级轴流叶轮，所述末级轴流叶轮包括轴筒以及均匀分布于所述轴筒外壁的若干个第二螺扇；所述轴筒为圆柱形筒体且固定设于所述中级离心转子的外壁上，轴筒圆弧外壁体上设置有若干均匀分布的气道，所述气道与所述条形排气口相连通；所述第二螺扇分别与所述轴筒的外壁以及聚气筒的内壁相连，所述第二螺扇以固定螺距及偏角环绕所述轴筒呈螺旋状延伸；所述第二螺扇将气筒内部空间分隔成沿轴向方向呈线性阵列排布的彼此相通的第二气室旋道；在单个所述第二气室旋道内呈整体结构无缺口。

作为改进，所述机壳内壁与聚气筒外壁间设有若干个沿轴向方向排布的密封环，所述密封环的外圆弧面上设有多个均匀分布的凹槽，密封环外圆弧面与机壳内壁贴近，机壳壁体上设置有机油润滑油道，且润滑油道与密封环外圆弧面上设置的凹槽对应连通；机壳与集气仓固定连接的内部壁体上设置有与排气窗口对应连通的通气窗口，通气窗口圆心上设置有轴孔；进气仓圆弧壁面上设置有输气口，输气口上设置有滑槽，滑槽内设置有堵板，堵板的连接上设置有液压滑杆。

作为改进，所述涡轮缸由圆柱形筒体以及所述筒体两侧圆形底面上设置的密封缸盖构成；所述密封缸盖上设有轴孔；所述涡轮缸沿通过轴线的水平面一分为二，分为上半缸以及下半缸；相邻所述轮板之间形成气道；所述涡轮与转轴的连接处设有锁定装置。

作为改进，所述进气容纳腔与所述涡轮汽轮机的内部相连通；设有排气容纳腔，所述排气容纳腔与所述涡轮汽轮机的内部相连通。

作为改进，所述涡轮汽轮机内部设有进气弧形缸、做功弧形缸、排气弧形缸以及抑制反流弧形缸；所述进气弧形缸与进气容纳腔的位置相对应；所述排气弧形缸与排气容纳腔的位置相对应；按所述涡轮汽轮机的旋转方向，从所述进气弧形缸到所述排气弧形缸之间的弧形缸为所述做功弧形缸；从所述排气弧形缸到进气弧形缸之间的弧形缸为抑制反流弧形缸。

作为改进，所述做功弧形缸还包括进气门以及排气门；所述抑制反流弧形缸还包括增压门以及反流门。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的目的在于提供一种免燃式涡轮汽轮机，它是以高热高压蒸汽膨胀压缩空气使涡轮汽轮机产生机械能的，完全摆脱了长期以来一直以消耗化石能源为主的能源消耗领域。本发明能耗小，热效率高，单机功率大，在整个做功过程中，不消耗化石能源，不燃烧，不耗氧，不产生温室气体，节能环保。

附图说明null实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面结合附图对本发明一种免燃式涡轮汽轮机做进一步的详细说明。

结合附图，图1～2，一种免燃式涡轮汽轮机，包括压缩机1、涡轮汽轮机2、启动组件3以及电热膨胀装置4；压缩机1与涡轮汽轮机2同轴设置；启动组件3与涡轮汽轮机2传动配合；压缩机1远离涡轮汽轮机2的一端设有相连通的集气仓5；集气仓5上设有相连通的进气容纳腔6；进气容纳腔6内设有电热膨胀装置4；工作时，首先由启动组件3辅助启动，使启动组件3驱动压缩机1和涡轮汽轮机2旋转，压缩机1旋转将气体压缩输入到进气容纳腔6内，电热膨胀装置4消耗电能，并产生大量热能，使液态水受热产生高热高压蒸汽，高热高压蒸汽将压缩空气加热膨胀并输送进入涡轮汽轮机2内，使涡轮汽轮机2产生机械能，涡轮汽轮机2产生的一部分机械能通过同轴输入给压缩机1，压缩机1消耗机械能并压缩空气输送进入进气容纳腔6内受热膨胀，气体受热膨胀后再次输送给涡轮汽轮机2，使涡轮汽轮机2产生机械能，当涡轮汽轮机2运行平稳，并达到一定转速时，关闭启动组件3即可，在电热膨胀装置4产生的高温高压蒸汽膨胀压缩空气产生动能。压缩机1与涡轮汽轮机2在同轴的作用下，实现能量相互转化，相互促进，并源源不断地做功。

压缩机1包括机壳7以及同轴设于机壳7内的复合转子；机壳7为圆柱形筒体，机壳7的一端与集气仓5相连通，机壳7的另一端沿轴向延伸并构筑出进气仓10，进气仓10的底面与涡轮汽轮机2设置的密封缸盖固定相连；

涡轮汽轮机2包括涡轮缸8以及转动设于涡轮缸8内部的涡轮9，涡轮9为空心筒体，涡轮9上沿轴向方向均匀设有多个轮板11。

本实施例中，如图1～2所示，复合转子包括由内至外依次同轴分布的初级轴流转子、中级离心转子以及末级轴流转子；复合转子的轴线与压缩机的轴线共线。

本实施例中，如图1～2所示，初级轴流转子包括气筒12、轴流叶轮13、进气窗口14以及密封盖15；气筒12为圆柱形筒体，在气筒12的内壁上设有若干个呈均匀排布的气门，气门与中级离心转子相连通；轴流叶轮13由轴管以及第一螺扇构成；轴管与气筒12共轴；第一螺扇分别与轴管的外壁以及气筒12的内壁相连，第一螺扇以固定螺距及偏角环绕轴管呈螺旋状延伸；第一螺扇将气筒12内部空间分隔成沿轴向方向呈线性阵列排布的彼此相通的第一气室旋道；在单个第一气室旋道内呈整体结构无缺口，避免第一气室旋道内压缩空气发生反流；气筒12靠近涡轮汽轮机2一端设有进气窗口14，气筒12远离涡轮汽轮机2一端设有密封盖15。当初级轴流轮子高速旋转时，空气由进气窗口14沿轴向流入到第一气室旋道内，第一螺扇以与轴线成一定夹角，像拧螺丝一样将空气沿轴向挤压到第一气室旋道内，并形成压缩空气，第一气室旋道内的压缩空气受轴流叶轮13轴向推力和离心力的共同作用，压缩空气沿径向方向经气门射入到中级离心转子气室空间内，完成对空气的初始压缩，优点：1、同一气室旋道内绕轴旋转一周，空间大、路径长，其空间为曲面体空间，其路径长为：周线长与轴距长之和。同一气室旋道旋转一周所产生的压缩空气量为：轴流叶轮13气室空间截面积与气室旋道路径长的乘积，轴流叶轮13旋转一周所产生压缩空气的量为：若干气室旋道旋转一周产生压缩空气的总和。因此，初级轴流转子所产生的压缩空气量大，势能大，所产生的机械能大。从而规避了现有燃汽轮机条形叶扇片的设置，叶扇片旋转一周压缩空气发生的位移小，产生的压缩空气的量小，势能小，产生的机械能小等弊端。2、轴流叶轮13上设置有若干均匀分布的第一螺扇，第一螺扇从一端沿轴向到另一端呈整体结构，同一第一螺扇没有缺口，避免了压缩空气发生反流。从而规避了现有燃气轮机条形叶扇片的设置，使得气室空间内压缩空气经相邻条形叶扇片间的缺口处发生反流的弊端。

本实施例中，如图1～2所示，中级离心转子包括轮毂16以及离心叶轮，轮毂16的数量为两个且设于气筒12的两侧，轮毂16的内圆弧与气筒12的外圆弧相连，两个轮毂16均与气筒12的轴线相垂直，离心叶轮设于气筒12的圆弧外壁且位于两个轮毂16之间；离心叶轮包括轮盘17以及弧扇18；轮盘17有的数量是两个；弧扇18有若干个且均匀分布在两个轮盘17之间的圆周上，弧扇18与轮盘17相垂直，弧扇18呈弧面型且其内圆弧或外圆弧度数相等，若干个弧扇18的向心角均相等；离心叶轮旋转一周弧扇18划过的空间形成柱形气室空间，气室空间的内圆弧面上设有若干个均匀分布的条形进气口，条形进气口与气门相连通，气室空间的外圆弧面上设有若干个均匀分布的条形排气口，条形排气口与末级轴流转子相连通；在气室空间内，每相邻两弧扇18、条形进气口以及条形排气口之间构筑呈一个气室弧道，在同一气室弧道内，弧扇扭矩与线速度随弧扇18径长递增而递增。中级离心转子是将初级轴流转子产生的压缩空气再次进行压缩，从而获得的压缩空气其压缩比进一步提升，压缩空气势能进一步增强；当离心叶轮高速旋转时，压缩空气由条形进气口流入到气室弧道内，弧扇18以与轴心成一定的圆心角，将压缩空气从小扭矩，小线速度气室弧道挤压到大扭矩大线速度气室弧道内，当压缩空气被挤压到条形排气口部位时，弧扇18的扭矩和线速度达到极大值。弧扇18扭矩大，气室弧道所产生压缩空气的势能大，弧扇18线速度大，气室弧扇18所产生压缩空气的量大，进而涡轮汽轮机产生的机械能大。同一气室弧道旋转一周所产生的压缩空气的量为；气室弧道旋转一周划过的底面积与其轴线长的乘积，离心叶轮旋转一周所产生的压缩空气为；若干气室弧道旋转一周所产生的压缩空气的总量。优益点：1、中级离心转子是将初级轴流转子产生的压缩空气经条形进气口注入到离心叶轮内再次挤压，从而获得的压缩空气势能更大，压缩比更大，从而规避了现有的燃汽轮机单一压缩机的设置，其生产的压缩空气势能小，压缩比小，突显了势单力薄的缺陷。2、同一气室弧道内，弧扇18的扭矩和线速度随弧扇18径长递增而递增，当离心叶轮高速运转，压缩空气由条形进气口注入气室弧道内，弧扇18以与轴心成一定的圆心角将气室弧道内的压缩空气由小扭矩，小线速度空间内挤压到大扭矩，大线速度气室弧道空间内，当压缩空气被挤压到条形排气口处时，弧扇18的扭矩和线速度达到极大值，弧扇18扭矩大，气室弧道产生的压缩空气势能大，弧扇18线速度大，气室弧道产生的压缩空气的量大。从而规避了现有燃汽轮机条形叶扇的弊端。

本实施例中，如图1～2所示，末级轴流转子包括聚气筒19、末级轴流叶轮以及环形密封盖15；聚气筒19为圆柱形筒体，聚气筒19内设置有末级轴流叶轮，末级轴流叶轮包括轴筒20以及均匀分布于轴筒20外壁的若干个第二螺扇21；轴筒20为圆柱形筒体且固定设于中级离心转子的外壁上，轴筒20圆弧外壁体上设置有若干均匀分布的气道，气道与条形排气口相连通；第二螺扇分别与轴筒的外壁以及聚气筒19的内壁相连，第二螺扇21以固定螺距及偏角环绕轴筒呈螺旋状延伸；轴筒20外壁与聚气筒19内壁之间空间形成气室空间；第二螺扇21将气筒12内部空间分隔成沿轴向方向呈线性阵列排布的彼此相通的第二气室旋道；在单个第二气室旋道内呈整体结构无缺口。末级轴流转子是将中级离心转子产生的压缩空气再次挤压，从而获得的压缩空气势能更大，压缩比更大，产生的机械能也更大；同一气室旋道内，螺扇绕轴旋转一周，其内部空间大，路径长，气室旋道内部路径长度为：第二螺扇21的螺距与螺扇旋转一周的周线长之和，同一气室旋道旋转一周所产生的压缩空气量为：气室空间截面积与气室旋道路径长的乘积，末级轴流叶轮旋转一周所产生压缩空气的量为：若干气室旋道产生压缩空气的总和。因此，末级轴流叶轮产生的压缩空气的量更大。聚气筒内设置有末级轴流叶轮，聚气筒排气一端设置为排气窗口，且排气窗口与集气仓壁体上设置的通气窗口对应连通。聚气筒另一端环形底面上设置有环形密封盖，环形密封盖分别与聚气筒19和轮毂16固定密封连接，避免聚气筒19内压缩空气外泄。

本实施例中，如图1～2所示，机壳7内壁与聚气筒19外壁间设有若干个沿轴向方向排布的密封环22，密封环22的外圆弧面上设有多个均匀分布的凹槽，密封环22外圆弧面与机壳7内壁贴近，机壳7壁体上设置有机油润滑油道，且润滑油道与密封环22外圆弧面上设置的凹槽对应连通；机壳7与集气仓5固定连接的内部壁体上设置有与排气窗口对应连通的通气窗口，通气窗口圆心上设置有轴孔；进气仓圆弧壁面上设置有输气口，输气口上设置有滑槽，滑槽内设置有堵板，堵板的连接上设置有液压滑杆。通过调节液压控制开关，来实现堵板的开启和关闭。当涡轮汽轮机需停车时，首先关闭控制开关，使堵板与输气口完全闭合，阻断空气流入进气仓，阻断压缩空气对涡轮汽轮机做功，并启动刹车装置，使汽轮机停止运转。

本实施例中，如图1～2所示，涡轮缸8由圆柱形筒体以及筒体两侧圆形底面上设置的密封缸盖23构成；密封缸盖23上设有轴孔；涡轮缸8沿通过轴线的水平面一分为二，分为上半缸以及下半缸；相邻轮板11之间形成气道；涡轮9与转轴的连接处设有锁定装置24。

本实施例中，如图1～2所示，进气容纳腔6与涡轮汽轮机2的内部相连通；设有排气容纳腔25，排气容纳腔25与涡轮汽轮机2的内部相连通。进气容纳腔6呈桶状柱体，进气容纳腔6壁体沿轴向设置有若干“一字型”排列的通气口，且通气口与涡轮缸8壁体沿轴向设置的若干进气孔一一对连通；排气容纳腔25呈桶状柱体，排气容纳腔25壁体沿轴向设置有若干“一字型”排列的通气口，且通气口与涡轮缸8壁体沿轴向设置的若干排气孔一一对应连通。进气容纳腔6与集气仓5由输气管连通。涡轮缸8内设置有可转动的涡轮轴，涡轮轴是由圆柱形桶体和桶体圆心线上固定设置的转轴以及桶体外壁若干轴线方向上设置的若干均匀分布的轮板构成。涡轮呈空心圆柱形桶体。轮板呈矩形，且每个轮板向心，同一轴线上每相邻两轮板之间的缺口形成一个气道，且气道的垂直射影在它相邻轴线上设置的轮板板面上。涡轮轴轮体外壁圆周线上设置有密封环22，涡轮轴轮体外壁若干轴线上设置的轮板在两侧密封环22之间区域内，密封环22的设置，避免了涡轮缸8内压缩空气经涡轮两侧流失。密封环22外圆弧面上设置有多个凹槽，且凹槽与涡轮缸8壁体上设置的机油润滑油道连通。涡轮轴是由涡轮和通过涡轮圆心线的转轴构成，涡轮和转轴连接的两侧圆形底面圆心上设置有轴锁定装置24。涡轮一侧圆形底面上设置有大口圆卡套，涡轮另一侧圆形底面上设置有小口圆卡套。转轴上分别设置有大圆卡阶和小圆卡阶，大圆卡阶和小圆卡阶圆心分别在转轴圆心上。当涡轮和转轴组合在一起时，大圆卡阶在大口圆卡套内，小圆卡阶在小口圆卡套内。大圆卡阶与大口圆卡套连接的环形底面上设置有大锁板，大锁板上设置有若干均匀分布的螺孔，由螺栓将大锁板与大圆卡阶和大口圆卡套锁定在一起。小圆卡阶与小口圆卡套连接的环形底面上设置有小锁板，小锁板上设置有若干均匀分布的螺孔，由螺栓将小锁板与小圆卡阶和小口圆卡套锁定在一起，锁定装置24的设置，使得涡轮和转轴连接的更加牢固，从而避免了转轴与涡轮松动产生的机械振动所造成的不良后果。优益点：空心涡轮的设置，使得涡轮的体积不受自重的制约，因此，涡轮的体积可以更大，涡轮的旋转半径即扭矩可以更大。涡轮扭矩大，其产生机械能也更大，从而规避了现有燃汽轮机叶轮和轴一体实心锻造而成，叶轮扭矩受自重的制约，其扭矩小，产生的机械能小的弊端；本发明的轮板呈矩形平面设置，其结构简洁，制造容易，省工省时。从而规避了现有燃汽轮机叶扇片流线型设置，工艺复杂，耗时耗工；现有燃汽轮机燃烧环境过热，其必须使用耐热且价格昂贵的合金属制成，增加造价和成本。

当涡轮缸将涡轮扣合在其内时，涡轮占据涡轮缸内部空间，轮板与涡轮缸内壁贴近，使得涡轮缸内部气室空间呈为由涡轮缸内壁与涡轮外壁之间所形成的圆环形立体气室空间。优益点，若干轴线上均匀分布的轮板旋转一周所划过的气室空间形成汽缸容积，轮板向心高度小，则气室空间小，涡轮轴维持做功所消耗的热能小；轮板向心高度小，轮板板峰和板根位置差小，板峰和板根所产生的机械能平均值大。因此，规避了现有汽轮机叶扇片向心高度大，叶扇片扇峰和扇根在单位面积内消耗的热能相同，但它们产生的机械能不同，扇峰扭矩大，其产生的机械能大，扇根扭矩小，其产生的扭矩小，扇峰与扇根所产生的机械能平均值小等弊端。

本实施例中，如图1～2所示，涡轮汽轮机2内部设有进气弧形缸26、做功弧形缸27、排气弧形缸28以及抑制反流弧形缸29；进气弧形缸26与进气容纳腔6的位置相对应；排气弧形缸28与排气容纳腔25的位置相对应；按涡轮汽轮机2的旋转方向，从进气弧形缸26到排气弧形缸28之间的弧形缸为做功弧形缸27；从排气弧形缸28到进气弧形缸26之间的弧形缸为抑制反流弧形缸29。

本实施例中，如图1～2所示，做功弧形缸27还包括进气门30以及排气门31，进气门30位于进气弧形缸26和做功弧形缸27相邻之间，其结构为：涡轮缸8内壁与涡轮外壁两条轴线之间和两条密环纵向截面之间所围成的矩形框架空间。排气门31位于排气弧形缸28和做功弧形缸27相邻之间，其结构为；涡轮缸8内壁与涡轮外壁两条轴线之间和两条密封环纵向截面之间所围成的矩形框架空间；抑制反流弧形缸29还包括增压门32以及反流门33。反流门33位置于进气弧形缸26和抑制反流弧形缸29相邻之间，其结构为：涡轮缸8内壁与涡轮外壁两条轴线之间和两条密封环22纵向截面之间所围成的矩形框架空间。增压门32位置于排气弧形缸28和抑制反流弧形缸29相邻之间，其结构为：涡轮缸8内壁与涡轮外壁两条轴线之间和两条密封环22纵向截面之间所围成的矩形框架空间。涡轮缸8内壁与涡轮外壁之间所形成的圆弧形气室空间内设置有一个以上进气弧形缸26和与其相对应的做功弧形缸27、排气弧形缸28、抑制反流弧形缸29。每一个进气弧形缸26与其对应的做功弧形缸27、排气弧形缸28、及抑制反流弧形缸29共同组合，成为一个做功个体，涡轮汽轮机2产生的机械能等于多个做功个体产生机械能的总和。

在一种实施例中，启动组件包括启动电机、启动电机传动轴上设置有主动齿轮，转轴上设置有与主动齿轮相互啮合的被动齿轮。启动电机上还设置有电磁铁装置，当启动电机通电，同时电磁铁通电并产生磁力，使主动齿轮和被动齿轮啮合在一起，主动齿轮产生机械能并驱动被动齿轮和转轴旋转，当压缩机和涡轮汽轮机达到一定转速时，解除启动电机电源。同时电磁铁磁力消失，在弹簧弹力的作用下，主动齿轮和被动齿轮自动分离。

本发明中，涡轮汽轮机工作原理：当启动组件通过同轴驱动压缩机和涡轮汽轮机高速旋转，压缩机产生压缩空气，并输入到进气容纳腔内受热膨胀后由进气孔流入到进气弧形缸内，进气弧形缸内的压缩空气受从抑制反流门内驰出的轮板的拍打和挤压，避免了压缩空气由抑制反流门穿越抑制反流弧形缸经就近的排气弧形缸排出。进气弧形缸内的压缩空气随高速运动轮板经进气门流入到做功弧形缸内并垂直打在涡轮外壁轴线上均匀分布的轮板板面上，做功后的压缩空气经相邻轮板之间气道再次垂直打在下一条涡轮外壁轴线上均匀分布的轮板板面上，以此类推，直到压缩空气对做功弧形缸内最后一条涡轮外壁轴线上的轮板做完功后，压缩空气随高速旋转的轮板经排气门排入到排气弧形缸内，使一部分压缩空气沿排气孔流入到排气容纳腔内，并排入到大气中。排气弧形缸内另一部分压缩空气随高速运动的轮板经增压门将压缩空气源源不断地推入到抑制反流弧形缸内，使抑制反流弧形缸内的压缩空气形成高压态势。在抑制反流弧形缸内具有高压态势的压缩空气再次随高速旋转的轮板经抑制反流门被注入到进气弧形缸内，同时对进气弧形缸内的压缩空气起到补充和增压的效果。压缩机源源不断地将压缩空气经进气门注入到做功弧形缸内，使得涡轮汽轮机持续不断地产生机械能。在做功弧形缸内，压缩空气做圆周运动；压缩空气的运动方向始终与涡轮轴线垂直；压缩空气的冲击方向始终与轮板板面垂直；压缩空气的运动方向始终与涡轮轴的旋转方向一致。

本发明中，电热膨胀装置是由气室桶和气室桶内设置的电热器以及水雾化喷头构成，气室桶呈封闭式圆柱形桶体，气室桶圆弧外壁上设置有若干均匀分布的蒸汽排气口。当电热器通电时，电热器消耗电能，产生热能，雾化喷头将水均匀地喷洒在电热器上，产生大量的高热高压蒸汽，气室桶内高热高压蒸汽从蒸汽排口排入到进气容纳腔空间内并与压缩空气混合，使压缩空气受热体积膨胀，使得压缩空气的压缩比更大，势能更大，进而涡轮汽轮机产生的机械能更大。优益点：电热膨胀装置的设置，使得进气容纳腔内压缩空气得到补充和增压的效果，因此，压缩空气的势能更大，压缩比更大，压缩空气与高热高压蒸汽混合气体流量更大，是涡轮汽轮机产生强大机械能的保障；电热膨胀装置的设置，取缔了以化石能源为主的能源消耗领域，在整个做功过程中，不消耗油料，不燃烧，不耗氧，不产生温室气体，节能环保。

本发明的工作原理：压缩机在启动组件的驱动下旋转，机壳的内设置的多重转子做圆周运动，初级轴流转子、中级离心转子、末级轴流转子分别是以转轴为圆心的同心圆。初级轴流旋转将空气经进气窗口吸入到初级轴流叶轮气室空间内，初级轴流叶轮上设置有若干均匀分布的螺扇，每相邻两螺扇与轴管外壁和气筒内壁之间形成一个气室旋道，当初级轴流叶轮高速旋转时，螺扇以与轴线成一定夹角，将空气沿轴线方向推入到气室旋道内，同一气室旋道内的压缩空气同时受轴向推力和离心力的共同作用，将压缩空气沿径向方向由气门经条形进气口射入到中级离心叶轮气室空间内，完成初级叶轮对空气的初始压缩。中级离心叶轮上设置有若干均匀分布的弧扇，每相邻两弧扇与条形进气口和条形排气口之间形成一个气室弧道，同一气室弧道内，其扭矩和线速度随弧扇径长递增而递增，当中级离心叶轮高速旋转时，压缩空气由条形进气口流入到气室弧道内，弧扇以与轴心成一定圆心角，将气室弧道内的压缩空气由小扭矩小线速度空间挤压到大扭矩大线速度空间内，当气室弧道内的压缩空气被挤压到条形排气口部位时，气室弧道的扭矩和线速度达到极大值。使得初级轴流叶轮产生的压缩空气得到再次压缩，并由条形排气口排出经气门沿径向方向射入到末级轴流叶轮气室空间内，末级轴流叶轮上设置有若干均匀分布的螺扇，相邻两螺扇与轴筒外壁和聚气桶内壁之间形成一个气室旋道，同一气室旋道内，螺扇以与轴线成一定夹角，将气室旋道内的压缩空气再次挤压，并沿轴线方向经排气窗口排出，进入到集气仓内，完成压缩空气三次压缩过程。本实施的压缩机是将空气经进气窗口吸入到初级轴流叶轮气室空间内进行初始压缩，再次压缩后的压缩空气注入到中级离心叶轮气室空间内进行二次压缩，再次压缩后的压缩空气注入到末级轴流叶轮气室空间内进行第三次压缩，并注入到集气仓内。集气仓与进气容纳腔连通，进气仓内设置有电热膨胀装置，电热膨胀装置内设置的电热器，其消耗电能产生热能，并将液态水产生蒸汽，使压缩空气受热体积膨胀，从而获得更大的压缩势能，进而使涡轮汽轮机产生更大的机械能。在整个做功过程中，不消耗化石能源，不燃烧，不耗氧，不产生温室气体，节能环保。

本发明是仿生于台风研发的。台风是以台风眼为圆心高速旋转，外围气压逐渐加强，并形成台风柱。台风柱呈圆柱形，台风柱具有以下特征：台风柱旋转并做圆周运动；台风柱的旋转方向始终与轴线垂直；当台风柱气流的冲击方向与地面物体表面垂直时，地面物体产生的动能最大，台风对物体的破坏力最强。本实施一种免燃式涡轮汽轮机完全应验了台风原理和特征。本实施完全摆脱了长期以来燃汽轮机受风车原理的束缚，规避了现有燃汽轮机因风车原理而造成的热能损耗大、机械能小，热效率低等技术瓶颈。优益点在于：本发明中一种免燃式涡轮汽轮机完全改变了风车原理和结构特征：

做功弧形缸内压缩空气做圆周运动，其运动方向与涡轮轴向垂直，规避了现有燃汽轮机风车原理特征：气缸内压缩空气的运动方向与轴向平行，压缩空气在气缸内呈直射气流，其运行路径短，压缩空气不能重复循环利用等弊端；在做功弧形缸内，压缩空气的冲击方向始终与轮板板面垂直，使得轮板板面的受力面积最大化，其产生的机械能最大。规避了现有燃汽轮机风车原理特征；现有燃汽轮机压缩空气的冲击方向不能与叶扇片垂直，叶扇片板面受力面积小，其产生的机械能小的弊端；在做功弧形缸内，压缩空气的运动方向始终与涡轮轴的旋转方向一致，涡轮轴产生的机械能百分之百做有用功。规避了现有燃汽轮机风车原理特征：压缩空气的运动方向与叶轮轴旋转方向垂直，使得叶轮轴产生的大量机械能被固定连接的转轴所克服，降低了整体机械能。本实施的一种免燃式涡轮汽轮机完全改变了现有燃汽轮机的风车原理及其特征，使得热效率更高，单机功率更大。本实施完全摆脱了以消耗化石能源为主的能源消费领域，在整个做功过程中不消耗化石能源，不燃烧，不耗氧，不产生温室气体，完全摆脱了长期以来人类对化石能源的依赖；本实施的一种免燃式涡轮汽轮机，采用免燃设置，在做功弧形缸内，环境温度低，缸体内设置的涡轮、轮板、不发生过热反应，因此，不需要价格昂贵的合金属，降低了造价和成本。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。