變壓噴氣式空氣發(fā)動的制造方法
【專利摘要】一種變壓噴氣式空氣發(fā)動機，包括葉輪室(11)和葉輪(12)，葉輪室上設(shè)置有噴入壓縮氣體的噴入孔(111)和噴出壓縮氣體的排出孔(112)，葉輪通過轉(zhuǎn)軸(121)裝設(shè)于葉輪室，葉輪包括沿轉(zhuǎn)動周面等分設(shè)置的葉齒(122)，葉輪的轉(zhuǎn)動周面與葉輪室的內(nèi)表面氣隙配合，葉輪室的內(nèi)表面還設(shè)置有變壓噴氣槽(113)，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向變壓噴氣槽與相鄰的噴入孔之間的距離大于一個齒間距，當某個葉齒的齒端轉(zhuǎn)動到變壓噴氣槽的位置時，位于該葉齒前后的兩個工作腔通過所述變壓噴氣槽相連通。通過設(shè)置變壓噴氣槽，使得從噴入孔噴入的氣體在從排出孔噴出前還能再次做功，能夠提高發(fā)動機的能效和動力。
【專利說明】變壓噴氣式空氣發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種變壓噴氣式空氣發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]用燃料作為能源的發(fā)動機需要消耗大量的燃料，且又排放大量的廢氣，污染環(huán)境。
[0003]為了保護地球環(huán)境，本發(fā)明的 申請人:提出了一系列的關(guān)于風氣發(fā)動機及機動車的發(fā)明創(chuàng)造，包括，公布日為2007年12月12日，公布號為CN101087946A，名稱為“風氣發(fā)動機即采用風力氣壓取代燃料能源的發(fā)動機”的中國專利；公布日為2009年10月7日，公布號為CN101550915A，名稱為“風氣發(fā)動機及機動車”的中國專利；公布日為2011年12月28日，公布號為CN102296990A，名稱為“改進的壓縮氣體發(fā)動機”的中國專利申請等。這些風氣發(fā)動機具有至少一個葉輪室、裝設(shè)在葉輪室內(nèi)的葉輪和用于將壓縮氣體噴入葉輪室的噴氣系統(tǒng)。
[0004]在使用時，這些風氣發(fā)動機可以安裝在能夠行駛的動力機械上，采用壓縮氣體作為主動力，無燃料消耗，無廢氣、熱氣排放，無污染。進一步提高空氣發(fā)動機的能效和動力的研究是很有價值的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]依據(jù)本發(fā)明提供一種變壓噴氣式空氣發(fā)動機，包括葉輪室和葉輪，葉輪室上設(shè)置有噴入壓縮氣體的噴入孔和噴出壓縮氣體的排出孔，葉輪通過轉(zhuǎn)軸裝設(shè)于葉輪室，葉輪包括沿轉(zhuǎn)動周面等分設(shè)置的葉齒，葉輪的轉(zhuǎn)動周面與葉輪室的內(nèi)表面氣隙配合，葉輪室的內(nèi)表面還設(shè)置有變壓噴氣槽，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向變壓噴氣槽與相鄰的噴入孔之間的距離大于一個齒間距，齒間距為相鄰兩個葉齒之間的距離，當某個葉齒的齒端轉(zhuǎn)動到變壓噴氣槽的位置時，位于該葉齒前后的兩個工作腔通過所述變壓噴氣槽相連通。
[0006]依據(jù)本發(fā)明的變壓噴氣式空氣發(fā)動機，通過設(shè)置變壓噴氣槽，當葉齒轉(zhuǎn)動到噴氣槽的位置時，該葉齒前后的兩個工作腔相連通，使得壓縮氣流從壓力高的工作腔(離噴入孔較近的工作腔)分流到壓力低的工作腔(離噴入孔較遠的工作腔)，由此推動葉輪轉(zhuǎn)動，使得從噴入孔噴入的氣體在從排出孔噴出前還能再次做功，在實際使用中，能夠提高葉輪的轉(zhuǎn)速，從而提聞發(fā)動機的能效和動力。
[0007]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體示例進行詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是實施例1的發(fā)動機的徑向截面示意圖；
[0009]圖2是實施例1的發(fā)動機的軸向截面示意圖；
[0010]圖3是實施例2的發(fā)動機的上部的徑向截面示意圖；
[0011]圖4是實施例2的發(fā)動機的中部的徑向截面示意圖；
[0012]圖5是實施例2的發(fā)動機的下部的徑向截面示意圖；
[0013]圖6是實施例2的發(fā)動機的軸向截面示意圖。

【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]依據(jù)本發(fā)明的變壓噴氣式空氣發(fā)動機的一種實施方式可參考圖1和圖2，包括葉輪室11和葉輪12。
[0016]葉輪室11上設(shè)置有噴入壓縮氣體的噴入孔111和噴出壓縮氣體的排出孔112。通常噴入孔和排出孔可以成對的設(shè)置，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向，噴入孔布置于排出孔之前，壓縮氣流自噴入孔噴入后，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，然后至排出孔噴出。噴入孔和排出孔可以有兩個以上，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向分別等分設(shè)置于葉輪室的內(nèi)表面，例如本實施例中，噴入孔和排出孔可以分別設(shè)置3個。為使得葉輪整體受力均勻，一個噴入孔可具體表現(xiàn)為沿軸向均勻布置的多處開口，例如圖1所示一處位于葉輪上部，一處位于葉輪中部，一處位于葉輪下部，本文中，將這些同時連通到一個工作腔中的多個進氣開口合稱為“一個噴入孔”。
[0017]葉輪12通過轉(zhuǎn)軸121裝設(shè)于葉輪室，葉輪包括沿葉輪的轉(zhuǎn)動周面等分設(shè)置的葉齒122，葉輪的轉(zhuǎn)動周面與葉輪室的內(nèi)表面氣隙配合。
[0018]葉輪室的內(nèi)表面還設(shè)置有變壓噴氣槽113，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向變壓噴氣槽與相鄰的噴入孔之間的距離大于一個齒間距，所稱齒間距為相鄰兩個葉齒之間的距離，當某個葉齒的齒端轉(zhuǎn)動到所述變壓噴氣槽的位置時，位于該葉齒前后的兩個工作腔通過所述變壓噴氣槽相連通。變壓噴氣槽可以與噴入孔一一對應(yīng)的設(shè)置，其形狀可以是在葉輪室內(nèi)表面沿軸向延伸的凹槽，只要能夠令葉齒經(jīng)過時將葉齒前后的工作腔連通即可，當然其凹陷形狀能夠更有利于氣流從相對高壓的工作腔進入相對低壓的工作腔將是更為優(yōu)選的。一對噴入孔和排出孔之間也可設(shè)置兩個以上的變壓噴氣槽。變壓噴氣槽與相鄰的噴入孔之間的距離大于一個齒間距即可正常工作，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)葉輪以及噴入孔、排出孔的具體結(jié)構(gòu)選擇適宜的數(shù)值，例如，本實施例中，葉輪具有15個葉齒，且設(shè)置有3個均布的噴入孔和排出孔，則噴氣槽與噴入孔之間的距離在兩個齒間距左右具有較好的效果。
[0019]本實施例中，每個噴入孔均可連通外部氣源，噴入高壓壓縮氣體，每個排出孔均可向外部排氣，一對噴入孔和排出孔之間設(shè)置有一個變壓噴氣槽，使得一次噴氣后，還能通過變壓噴氣槽再次做功，提高葉輪的轉(zhuǎn)速。
[0020]實施例2
[0021]依據(jù)本發(fā)明的變壓噴氣式空氣發(fā)動機的一種實施方式可參考圖3、圖4、圖5和圖6，包括葉輪室21和葉輪22。本實施例與實施例1的主要區(qū)別在于還包括兩個隔板23，用于將葉輪22沿軸向分為三級。在其他實施例中，也可設(shè)置更多或更少的隔板，將葉輪分為不同的級數(shù)。
[0022]隔板23沿葉輪22的轉(zhuǎn)軸221的軸向設(shè)置，使得隔板23位于每級葉輪的葉齒兩側(cè)，其與葉齒一起圍成工作腔。
[0023]噴入孔211和排出孔212相對于每級葉輪至少分別設(shè)置一個，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向，全部噴入孔和排出孔分別等分設(shè)置。本實施例中，噴入孔和排出孔相對于每級葉輪分別設(shè)置一個，因此三級葉輪的噴入孔和排出孔分別在轉(zhuǎn)動周面的不同位置，參見圖3、圖4和圖
5。變壓噴氣槽213分別相對于每級葉輪的位置設(shè)置在葉輪室的內(nèi)表面，因此不同級葉輪的變壓噴氣槽處于轉(zhuǎn)動周面的不同位置。
[0024]由于每一級葉輪只設(shè)置了一個噴入孔，因此可以設(shè)置兩個以上的噴氣槽來獲得更好的動力，例如，在本實施例中，每級葉輪設(shè)置了 3個噴氣槽，并且為更有效地利用噴氣槽再次做功，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向，每級的首個變壓噴氣槽與噴入孔之間的距離以及后續(xù)變壓噴氣槽之間的距離可以是逐漸減小的。對于本實施例采用的葉輪(15齒)而言，首個噴氣槽與噴入孔之間的距離在4到5個齒間距是較為優(yōu)選的，后續(xù)噴氣槽之間的距離在2到3個齒間距是較為優(yōu)選的。
[0025]本實施例中，每級葉輪的噴入孔連通外部氣源，每級葉輪的排出孔向外部排氣，這種情況下相當于各級葉輪之間是一種并聯(lián)關(guān)系，分別由外部噴入的氣流進行驅(qū)動并向外部排出氣體，每級葉輪所設(shè)置的多個噴氣槽有效提高了噴入氣體能效。
[0026]實施例3
[0027]依據(jù)本發(fā)明的變壓噴氣式空氣發(fā)動機的另一種實施方式同樣包括葉輪室、葉輪和隔板，與實施例2相比區(qū)別在于上一級葉輪的排出孔與下一級葉輪的噴入孔連通，第一級葉輪的噴入孔連通外部氣源，最后一級葉輪的排出孔向外部排氣。這種情況下相當于各級葉輪之間是一種串聯(lián)關(guān)系，外部噴入的氣流在上一級葉輪做功后又進入下一級葉輪繼續(xù)做功，能夠更充分地利用外部噴入的氣流的能量。
[0028]以上應(yīng)用具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，應(yīng)該理解，以上實施方式只是用于幫助理解本發(fā)明，而不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，可以對上述【具體實施方式】進行變化。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓噴氣式空氣發(fā)動機,包括: 葉輪室(11，21)，其上設(shè)置有噴入壓縮氣體的噴入孔(111,211)和噴出壓縮氣體的排出孔(112,212)； 葉輪(12，22)，通過轉(zhuǎn)軸(121，221)裝設(shè)于所述葉輪室，所述葉輪包括葉齒(122)，沿葉輪的轉(zhuǎn)動周面等分設(shè)置，所述葉輪的轉(zhuǎn)動周面與所述葉輪室的內(nèi)表面氣隙配合； 其特征在于， 所述葉輪室的內(nèi)表面還設(shè)置有變壓噴氣槽(113，213)，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向所述變壓噴氣槽與相鄰的噴入孔之間的距離大于一個齒間距，所述齒間距為相鄰兩個葉齒之間的距離，當某個葉齒的齒端轉(zhuǎn)動到所述變壓噴氣槽的位置時，位于該葉齒前后的兩個工作腔通過所述變壓噴氣槽相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于， 所述噴入孔(111)和排出孔(112)有兩個以上，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向分別等分設(shè)置于所述葉輪室的內(nèi)表面。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，還包括: 隔板(23)，沿所述轉(zhuǎn)軸(221)的軸向設(shè)置，將所述葉輪沿軸向分為若干級，隔板位于每級葉輪的葉齒兩側(cè)，其與葉齒一起圍成所述工作腔； 所述噴入孔(211)和排出孔(212)相對于每級葉輪至少分別設(shè)置一個，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向，全部噴入孔和排出孔分別等分設(shè)置； 所述變壓噴氣槽分別相對于每級葉輪的位置設(shè)置在葉輪室的內(nèi)表面。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機，其特征在于， 所述噴入孔和排出孔相對于每級葉輪分別設(shè)置一個，沿轉(zhuǎn)軸的軸向，上一級葉輪的排出孔與下一級葉輪的噴入孔連通，第一級葉輪的噴入孔連通外部氣源，最后一級葉輪的排出孔向外部排氣。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機，其特征在于， 所述噴入孔和排出孔相對于每級葉輪分別設(shè)置一個，每級葉輪的噴入孔連通外部氣源，每級葉輪的排出孔向外部排氣。
6.如權(quán)利要求3-5任意一項所述的發(fā)動機,其特征在于， 所述變壓噴氣槽有兩個以上，沿葉輪的轉(zhuǎn)動方向，每級的首個變壓噴氣槽與噴入孔之間的距離以及后續(xù)變壓噴氣槽之間的距離逐漸減小。
【文檔編號】F01D1/02GK203856514SQ201420202666
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】叢洋 申請人:叢洋