CN100560946C - 压缩空气发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压缩空气发动机。它含有外壳，该外壳为圆柱形，其四周的壳壁上有进气口和出气口，其两端壳壁上均有中心孔，中心孔内有轴套。轴套两端均伸出在外壳的两端壳壁之外，其与中心孔间呈密封状活动配合。轴套内有固定轴，固定轴与轴套间有轴承。外壳内有叶轮，其特点是该叶轮含有轮轴，轮轴上有轴向孔，其借助轴向孔呈固定状套在轴套上，其外面有支撑环。支撑环与轮轴间留有间距且二者间通过支撑筋相连，其外圆周向均布有容气腔。容气腔口部与外壳四周的内壁间呈密封状活动配合。这种压缩空气发动机，不仅结构简单、生产成本低，而且能耗小、节省能源。适用于各种机动车辆上。

Description

压缩空气发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机。具体说，是用压缩空气作为动力源的发动机，尤其适用于各种机动车辆上。

背景技术

在发动机生产行业都知道，传统的压缩空气发动机都含有外壳。该外壳为圆柱形，其四周的壳壁上有进气口和出气口，其两端壳壁上均有中心孔，中心孔内有轴套。轴套两端均伸出在外壳的两端壳壁之外，其与中心孔间呈密封状活动配合，其内配有轴承。外壳内有叶轮，该叶轮由轮轴和均布在轮轴周围且直接与轮轴相连的叶片组成。其中的叶片有平板形和螺旋形两种。工作时，进入壳体内的压缩空气冲击力首先打在叶片的外端上，其中的冲击力通过叶片传递给轮轴，使轮轴旋转。由于打在叶片上的冲击力直接通过叶片传递给轮轴，冲击力较大，较大的冲击力会产生强烈的机械震动。因此，使用这种压缩空气发动机，还需另配减速装置，不仅结构比较复杂，而且生产成本较高。又由于这种压缩空气发动机的叶片为平板形或螺旋形，当压缩空气打在叶片上后会很快沿叶片四周流向出气口而排出，压缩空气在叶片上停留时间较短，其能量的利用率较低。因此，这种压缩空气发动机能耗大，能源浪费严重。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种压缩空气发动机。这种压缩空气发动机，不仅结构简单、生产成本低，而且能耗小、节省能源。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的压缩空气发动机含有外壳，该外壳为圆柱形。外壳四周的壳壁上有进气口和出气口，外壳两端壳壁上均有中心孔，中心孔内有轴套。轴套两端均伸出在外壳的两端壳壁之外，轴套与中心孔间呈密封状活动配合。轴套内有固定轴，固定轴与轴套间有轴承。外壳内有叶轮，其特点是该叶轮含有轮轴，轮轴上有轴向孔，轮轴借助轴向孔呈固定状套在轴套上，轮轴外面有支撑环。支撑环与轮轴间留有间距且二者间通过支撑筋相连，支撑环外圆周向均布有容气腔；容气腔口部与外壳四周的内壁间呈密封状活动配合。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本发明的压缩空气发动机其叶轮含有轮轴，轮轴外面有支撑环，支撑环与轮轴间留有间距且二者间通过支撑筋相连，其外圆周向均布有容气腔。工作时，由压缩空气产生的冲击力先打在容气腔内，再通过支撑环和支撑筋后传才传递给轮轴，使得冲击力产生的冲击波被容气腔、支撑环和支撑筋所吸收，传递到轮轴上的冲击波很小，从而避免了由冲击力产生机械震动。因此，采用这种压缩空气发动机，不需另配减速装置，不仅结构简单，而且可降低生产成本。

又由于支撑筋外圆周向均布有容气腔，每个容气腔均有两块瓦形板，该两块瓦形板的凹面相对布置，它们的同一边与支撑环的外圆相连，它们的两端均有挡板，从而由两块瓦形板、两块挡板与支撑环一起组成槽形容气腔。进入每个槽形容气腔内的压缩空气直到该容气腔旋转至出气口处时才会排出，压缩空气在槽形容气腔内停留时间较长，使得能量的利用率较高。因此，这种压缩空气发动机能耗小，可节省能源。

附图说明

图1是本发明的压缩空气发动机结构示意图；

图2是图1的俯视半剖示意图；

图3是图2的A点放大图；

图4是本发明的压缩空气发动机另一种形式，其容气腔的腔底上加工有截面为三角形的轴向凸台。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的压缩空气发动机含有外壳6。该外壳为圆柱形，其四周的壳壁上加工有进气口5和出气口7。其中的进气口5含有正向进气口和反向进气口，该两进气口的纵向中心线相平行，它们均处在外壳6的同一个半圆壳壁上。而出气口7处于两个进气口5之间。外壳6的两端壳壁上均加工有中心孔，中心孔内安装有轴套1，轴套1两端均伸出在外壳6的两端壳壁之外。见图3，外壳6两端壁上的中心孔内圆上均加工有周向凹槽，与该周向凹槽相对应的轴套1外圆上加工有周向凸台16，轴套1外圆上的周向凸台16呈密封、活动状卡入外壳6两端壁中心孔内圆上的周向凹槽内，从而使轴套1与外壳6的中心孔间呈密封状活动配合。轴套1内有固定轴8，固定轴8与轴套1间安装有轴承2，从而使轴套1与固定轴8间呈活动配合。

外壳6内安装有叶轮，该叶轮含有轮轴12，轮轴12上有轴向孔。轴向孔内圆上加工有轴向齿槽，与该轴向齿槽相应的轴套1外圆上加工有轴向凸齿9，轮轴12与轴套1间借助该轴向齿槽和轴向凸齿9呈固定状套在轴套1上。轮轴12外面设置有支撑环10，支撑环10与轮轴12间留有间距，二者间通过支撑筋11相连。其中的支撑筋11是由多个截面为六边形的轴向空腔的腔壁连为一体而形成。支撑环10的外圆周向均布有多个容气腔，每个容气腔均含有两块瓦形板13，该两块瓦形板的凹面相对布置，它们的同一边与支撑环10的外圆形成为一体，它们的两端均设置有挡板14，从而由两块瓦形板13、两块挡板14与支撑环10一起组成一个槽形容气腔。相邻两个容气腔间留有间距，该两容气腔邻侧的瓦形板13外边沿间连为一体。生产过程中，轮轴12、支撑筋11、支撑环10和容气腔间采用浇铸方式形成为一体，构成叶轮。

每个容气腔的两块挡板14外边沿均加工有圆弧形凸边15且每个容气腔同一端的圆弧形凸边15连为一体。与容气腔两端的圆弧形凸边15相对应的外壳6内圆上加工有两个周向凹槽，容气腔两端的圆弧形凸边15伸入两个周向凹槽，从而使容气腔口部与外壳6四周的内壁间呈密封状活动配合。

为便于装配，所述外壳6可以采用两个半圆柱形壳体组合而成，两个半圆柱形壳体的周向壳壁连接处均加工有销座3，销座3上均加工有销孔，两个半圆柱形壳体间借助螺钉4和这些销孔呈密封状固定在一起。

如图4所示，为适应低速旋转需要，在容气腔的腔底上加工有截面为三角形的轴向凸台17，该轴向凸台的高度低于容气腔腔壁的高度。

本发明的压缩空气发动机在使用状态下，其固定轴8固定不动，轴套1与车辆的轮轴相固连。

Claims (8)

1.压缩空气发动机，包括外壳(6)；该外壳为圆柱形，外壳(6)四周的壳壁上有进气口(5)和出气口(7)，外壳(6)两端壳壁上均有中心孔，中心孔内有轴套(1)；轴套(1)两端均伸出在外壳(6)的两端壳壁之外，轴套(1)与中心孔间呈密封状活动配合；轴套(1)内有固定轴(8)，固定轴(8)与轴套(1)间有轴承(2)；外壳(6)内有叶轮，其特征在于该叶轮含有轮轴(12)，轮轴(12)上有轴向孔，轮轴(12)借助轴向孔呈固定状套在轴套(1)上，轮轴(12)外面有支撑环(10)；支撑环(10)与轮轴(12)间留有间距且二者间通过支撑筋(11)相连，支撑环(10)外圆周向均布有容气腔；容气腔口部与外壳(6)四周的内壁间呈密封状活动配合。

2.根据权利要求1所述的压缩空气发动机，其特征在于每个容气腔均有两块瓦形板(13)，该两块瓦形板的凹面相对布置，两块瓦形板(13)的同一边与支撑环(10)的外圆相连，两块瓦形板(13)的两端均有挡板(14)，从而由两块瓦形板(13)、两块挡板(14)与支撑环(10)一起组成槽形容气腔；相邻两个容气腔间留有间距，该两容气腔邻侧的瓦形板(13)外边沿间连为一体。

3.根据权利要求1所述的压缩空气发动机，其特征在于轮轴(12)与支撑环(10)间的支撑筋(11)是由多个截面为六边形的轴向空腔的腔壁连为一体而形成。

4.根据权利要求1所述的压缩空气发动机，其特征在于外壳(6)两端壁上的中心孔内圆上有周向凹槽，与该周向凹槽相对应的轴套(1)外圆上均有周向凸台(16)，轴套(1)外圆上的周向凸台(16)呈密封、活动状卡入外壳(6)两端壁中心孔内圆上的周向凹槽内。

5.根据权利要求1所述的压缩空气发动机，其特征在于每个容气腔的两块挡板(14)外边沿均有圆弧形凸边(15)且每个容气腔同一端的圆弧形凸边(15)连为一体；与容气腔两端的圆弧形凸边(15)相对应的外壳(6)内圆上加工有两个周向凹槽，容气腔两端的圆弧形凸边(15)伸入两个周向凹槽且二者间呈密封状活动配合。

6.根据权利要求1所述的压缩空气发动机，其特征在于容气腔的腔底上有截面为三角形的轴向凸台(17)，该轴向凸台的高度低于容气腔腔壁的高度。

7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的压缩空气发动机，其特征在于所述外壳(6)由两个半圆柱形壳体组合而成，两个半圆柱形壳体呈密封状固定配合。

8.根据权利要求7所述的压缩空气发动机，其特征在于两个半圆柱形壳体的周向壳壁连接处均加工有销座(3)，销座(3)上均加工有销孔，两个半圆柱形壳体间借助螺钉(4)和这些销孔呈密封状固定配合。

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