CN102678184B - 微型强力双涡轮气涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型强力双涡轮气涡轮机，包括主轴涡轮、进气导轮和增压涡轮，其特征在于：所述主轴涡轮安装在增压涡轮内部，所述主轴涡轮为外周设有至少两圈以上风叶的锥状圆柱体轴式涡轮，所述主轴涡轮上设有空气冷却通孔，所述主轴涡轮的进气端装有进气导轮，所述进气导轮周围边缘处设有多条斜向的进气通道，所述增压涡轮内周设有与主轴涡轮外周风叶相配合的风叶，所述主轴涡轮出气端装有排气轮，所述主轴涡轮内装的内锥弧状齿轮输出轴通过轴承定位连接排气轮；本发明同现有技术相比，具有高转速、大功率、重量轻、耗材低、低能耗、低噪音、低振动，操作方便，环保安全，空气自动冷却，免加润滑油，低温运转，使用寿命长等特点。

Description

微型强力双涡轮气涡轮机

[技术领域]

本发明涉及气动马达技术领域，具体地说是一种微型强力双涡轮气涡轮机。

[背景技术]

目前，现有的动力机械马达多为电动、内燃机、蒸汽机和水轮机。内燃机功率大，但是体积笨重、耗能大，而且还会造成污染；电动马达虽然干净清洁，且体积相比小于内燃机，使用也灵活、方便，但是在一些特定的场合或条件下，需要安全和小巧大功率，而电动马达功率大小直接受其转子线圈和铁心的限制，要做到体积小功率大，仍旧非常困难。

经过多年进一步的研究发现，压缩空气不但可以作为推动机械运转的动力，其体积不像电动机一样受到转子线圈和铁心的限制。以气为动力的马达，对环境也没有任何污染，清洁环保，能耗低，转速高，功率大，使用安全且用途广泛，如能设计出一款体积小巧且输出功率大的气动马达将具有非常大的市场价值。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种微型强力双涡轮气涡轮机，不仅结构简单，体积小巧，装配方便，而且输出功率强大，适用范围广。

为实现上述目的设计一种微型强力双涡轮气涡轮机，包括主轴涡轮1、进气导轮2和增压涡轮3，所述主轴涡轮1安装在增压涡轮3内部，所述主轴涡轮1为外周设有至少两圈以上风叶5的锥状圆柱体轴式涡轮，所述主轴涡轮1上设有空气冷却通孔，所述主轴涡轮1的进气端装有进气导轮2，所述进气导轮2周围边缘处设有多条斜向的进气通道4，所述增压涡轮3内周设有与主轴涡轮1外周风叶5相配合的风叶9，所述主轴涡轮1出气端装有排气轮6，所述主轴涡轮1内设有内锥弧状齿轮输出轴10，所述内锥弧状齿轮输出轴10两端装有轴承7，所述内锥弧状齿轮输出轴10通过轴承7定位连接排气轮6。

所述增压涡轮3由三片120°锥弧状片拼接而成360°的圆锥状涡轮，所述增压涡轮3为内周设有五圈风叶9的锥状缸体涡轮。

所述主轴涡轮1外周设有至少两圈以上风叶5。

所述进气导轮2上端设有4个空气冷却通孔。

所述进气导轮2处设有进气控制阀8。

所述排气轮6外周设有15个排气口，所述排气口与进气导轮2上端的空气冷却通孔形成整机自动冷却系统。

所述增压涡轮3外径设有三个进气孔11。

本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，通过在主轴涡轮的进气端设有斜向的进气通道，以及主轴涡轮外周与增压涡轮内周分别设有多圈相互配合的风叶，实现了将压缩空气的气压转化为转动的机械能，不仅结构简单，装配方便，而且在达到相同输出功率的前提下，能够做到体积更加小巧，从而适用范围广，能够适应更多特殊工作条件的要求；此外，本发明所述的微型强力双涡轮气涡轮机对环境没有任何污染，清洁环保，能耗低，转速高，功率大，使用非常安全，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中增压涡轮的结构示意图；

图中：1、主轴涡轮  2、进气涡轮  3、增压涡轮  4、进气通道  5、风叶6、排气轮  7、轴承  8、进气控制阀  9、风叶  10、内锥弧状齿轮输出轴  11、进气孔。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图1和附图2所示，本发明包括：主轴涡轮1、进气导轮2和增压涡轮3，所述主轴涡轮1安装在增压涡轮3内部，所述主轴涡轮1为外周设有至少两圈以上风叶5的锥状圆柱体轴式涡轮，所述主轴涡轮1上设有空气冷却通孔，所述主轴涡轮1的进气端装有进气导轮2，所述进气导轮2周围边缘处设有多条斜向的进气通道4，所述增压涡轮3内周设有与主轴涡轮1外周风叶5相配合的风叶9，所述主轴涡轮1出气端装有排气轮6，所述主轴涡轮1内设有内锥弧状齿轮输出轴10，所述内锥弧状齿轮输出轴10两端装有轴承7，所述内锥弧状齿轮输出轴10通过轴承7定位连接排气轮6。所述增压涡轮3由三片120°锥弧状片拼接而成360°的圆锥状涡轮，所述增压涡轮3为内周设有五圈风叶9的锥状缸体涡轮。所述主轴涡轮1外周设有至少两圈以上风叶5。所述进气导轮2上端设有4个空气冷却通孔。所述进气导轮2处设有进气控制阀8。所述排气轮6外周设有15个排气口，所述排气口与进气导轮2上端的空气冷却通孔形成整机自动冷却系统。所述增压涡轮3外径设有三个进气孔11。

所述主轴涡轮1内部设有空气冷却通孔，所述进气导轮上端设有4个空气冷却通孔，冷却主轴涡轮内锥弧状齿轮输出轴后端及轴承，进气导轮下端设有35条进气通道，所述排气轮6外周设有15个排气口，使气体再圆周内形成分流排气，降低噪音，也利用了排气冷却整机各个部位，并与进气导轮上端四个空气冷却通孔，形成整机自动冷却系统。该排气口与空气冷却通孔形成冷却系统，用于冷却主轴涡轮1高速旋转所产生的热量，使机内各个部位得到及时冷却。所述进气导轮2处设有进气控制阀8，该进气控制阀是向进气导轮提供气源以及调整进气量。所述增压涡轮3外径设有三个进气孔11，让排气进入增压涡轮再增压再利用，排气循环对流，使废气变为宝，达到节能目的。

所述增压涡轮3为三片120°锥弧状片拼接而成360°的圆锥状缸体涡轮。所述主轴涡轮1外周设有六圈163只风叶5，组成锥状圆柱体轴式涡轮，所述主轴涡轮1进气端外周的风叶5与进气通道4相配合，所述增压涡轮3内周设有五圈135只风叶9，所述风叶5、风叶9由进气端到出气端逐渐增大且数量逐渐减少。

本发明中，微型强力双涡轮气涡轮机主要由四大部件组成：一是进气导轮，包括进气控制阀，二是主轴涡轮，三是增压涡轮，四是排气轮，是核心技术部件。其中，主轴涡轮内装带弧锥齿轮的内锥弧状齿轮输出轴，外周设有六圈风叶的锥形圆柱轴流式涡轮，其作用是输出功率，该六圈风叶距离不等、大小不等、数量不等，且风叶从进气端到出气端逐渐增大、数量逐渐减少；主轴涡轮进气端外周的一圈风叶与进气导轮周围边缘处所设的斜向的进气通道相配合，从而使得压缩空气顺利进入主轴涡轮；增压涡轮内周设有五圈距离不等、大小不等、数量不等的风叶，该五圈风叶与主轴涡轮外周的六圈风叶相匹配，其风叶也是从进气端到出气端逐渐增大、数量逐渐减少，达到级级增压的目的。

本发明的工作原理为：以压缩空气为动力，打开进气开关，压缩空气从进气端的进气控制阀进入进气导轮，通过进气导轮周围边缘处所设的多条通道进入主轴涡轮，在压缩空气的推动下，主轴涡轮在增压涡轮气槽内高速旋转，压缩空气经增压涡轮挤压，优化气流，增加空气密度，气压倍增，形成喷气式强气流驱动主轴涡轮高速惯性旋转将气动能变为机械动力能，最终由主轴涡轮输出功率。

本发明经两年的多次实践和试验，在实践中，不断进行结构创新、工艺创新、材料创新、设计创新，成功试制出微型强力双涡轮气涡轮机，整机重量仅390克，功率2.5千瓦，其主轴涡轮转速可达6.5-9.5万转/分，其输出功率和材料相比，是十分惊人的，提升了机械制造业领域创新的发展。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种微型强力双涡轮气涡轮机，包括主轴涡轮(1)、进气导轮(2)和增压涡轮(3)，其特征在于：所述主轴涡轮(1)安装在增压涡轮(3)内部，所述主轴涡轮(1)为外周设有至少两圈风叶(5)的锥状圆柱体轴式涡轮，所述主轴涡轮(1)上设有空气冷却通孔，所述主轴涡轮(1)的进气端装有进气导轮(2)，所述进气导轮(2)周围边缘处设有多条斜向的进气通道(4)，所述增压涡轮(3)内周设有与主轴涡轮(1)外周风叶(5)相配合的风叶(9)，所述主轴涡轮(1)出气端装有排气轮(6)，所述主轴涡轮(1)内设有内锥弧状齿轮输出轴(10)，所述内锥弧状齿轮输出轴(10)两端装有轴承(7)，所述内锥弧状齿轮输出轴(10)通过轴承(7)定位连接排气轮(6)，所述增压涡轮(3)由三片120°锥弧状片拼接而成360°的圆锥状涡轮，所述增压涡轮(3)为内周设有五圈风叶(9)的锥状缸体涡轮，所述主轴涡轮(1)外周设有至少两圈风叶(5)，所述进气导轮(2)上端设有4个空气冷却通孔，所述进气导轮(2)处设有进气控制阀(8)，所述排气轮(6)外周设有15个排气口，所述排气口与进气导轮(2)上端的空气冷却通孔形成整机自动冷却系统。

2.如权利要求1所述的微型强力双涡轮气涡轮机，其特征在于：所述增压涡轮(3)外径设有三个进气孔(11)。