CN104747441A - 轴向多级流体机构及包括其的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴向多级流体机构及包括其的装置，轴向多级流体机构包括轴体和壳体，轴体上沿轴向设有两个以上盘形结构体A，轴体及其盘形结构体A设置在壳体内，在壳体内与盘形结构体A交替设置盘形结构体B，盘形结构体B与壳体固连设置或一体化设置，在盘形结构体A和/或盘形结构体B上设置轴向隔离体座口，在轴向隔离体座口内设置轴向隔离体；盘形结构体A、盘形结构体B和轴向隔离体形成一个流体工作区；至少两个流体工作区的排量不同且串联连通。本发明轴向多级流体机构的结构体积小，承压能力强。

Description

轴向多级流体机构及包括其的装置
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及一种轴向多级流体机构，本发明还涉及包括所述轴向多级流体机构的压缩机和发动机。
背景技术
在传统滚动转子流体机构中，隔离体是沿径向方向设置的，这样不仅机构庞大，而且严重影响缸内承压能力，因此，需要发明一种新型流体机构。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
方案1：一种轴向多级流体机构，包括轴体和壳体，所述轴体上沿轴向设有两个以上盘形结构体A，所述轴体及其所述盘形结构体A设置在所述壳体内，在所述壳体内与所述盘形结构体A交替设置盘形结构体B，所述盘形结构体B与所述壳体固连设置或一体化设置，在所述盘形结构体A和/或所述盘形结构体B上设置轴向隔离体座口，在所述轴向隔离体座口内设置轴向隔离体；所述盘形结构体A、所述盘形结构体B和所述轴向隔离体形成一个流体工作区；在一个所述流体工作区内，如果所述隔离体座口设置在所述盘形结构体A上，则在所述盘形结构体B上设置与所述轴向隔离体相配合可产生容积变化的凸起结构，如果所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体B上，则在所述盘形结构体A上设置与所述轴向隔离体相配合可产生容积变化的凸起结构；所述轴体旋转所述壳体静止，所述轴体静止所述壳体旋转，或所述轴体和所述壳体对转；至少两个所述流体工作区的排量不同且串联连通。
方案2：在方案1的基础上，在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体A上的结构中，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体B接触密封配合；在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体B上的结构中，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体A接触密封配合。
方案3：在方案1或2的基础上，在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体A上的结构中，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体B非接触密封配合；在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体B上的结构中，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体A非接触密封配合。
方案4：一种轴向多级流体机构，包括轴体和壳体，所述轴体上设有盘形结构体，所述轴体及其所述盘形结构体设置在所述壳体内，在所述盘形结构体的每个端面上于不同半径所在圆周上设置至少两个凸起结构，在所述壳体上与所述盘形结构体上的所述凸起结构对应设置轴向隔离体座口，在所述轴向隔离体座口内设置轴向隔离体；所述轴体旋转所述壳体静止，所述轴体静止所述壳体旋转，或所述轴体和所述壳体对转；一个所述轴向隔离体和一个所述凸起结构形成一个流体工作区，至少两个设置在所述盘形结构体同一侧的所述流体工作区的排量不同且串联连通，至少一个所述流体工作区与设置在所述盘形结构体另一端面的所述流体工作区并联连通。
方案5：在方案4的基础上，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体接触密封配合。
方案6：在方案4或5的基础上，至少一个所述轴向隔离体与所述盘形结构体非接触密封配合。
方案7：在方案6的基础上，接触密封配合设置的所述轴向隔离体和非接触密封配合设置的所述轴向隔离体固连设置。
方案8：在方案1或4的基础上，对应一个所述轴向隔离体设置两个以上所述凸起结构。
方案9：在方案1或4的基础上，至少两个所述流体工作区的所述轴向隔离体固连设置。
方案10：在方案9的基础上，所述轴向隔离体受隔离体控制机构控制。
方案11：在方案10的基础上，在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体A上的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体B具有相同轮廓线的壳外盘形结构体；在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体B上的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体A具有相同轮廓线的壳外盘形结构体；在设置所述盘形结构体的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体具有相同轮廓线的壳外盘形结构体。
方案12：在方案10的基础上，所述隔离体控制机构设为曲柄连杆控制装置。
方案13：在方案12的基础上，所述曲柄连杆控制装置设为曲柄连杆往复件机构。
方案14：在方案12的基础上，所述曲柄连杆控制装置设为曲柄连杆机构。
方案15：在方案12的基础上，所述曲柄连杆控制装置设为曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构。
方案16：在方案12的基础上，所述曲柄连杆控制装置设为曲柄连杆摆杆摆动件机构。
方案17：一种轴向多级流体机构，包括轴体和壳体，所述轴体上沿轴向设有两个以上盘形结构体，所述轴体及其所述盘形结构体设置在所述壳体内，在所述盘形结构体的侧面上设置凸起结构，在所述壳体上与所述盘形结构体上的所述凸起结构对应设置径向隔离体座口，在所述径向隔离体座口内设置径向隔离体；所述轴体旋转所述壳体静止，所述轴体静止所述壳体旋转，或所述轴体和所述壳体对转；一个所述径向隔离体和一个所述凸起结构形成一个流体工作区，至少两个所述流体工作区的排量不同且串联连通；所述径向隔离体设为受包括凸轮机构的隔离体控制机构控制，或设为受包括曲柄连杆机构的隔离体控制机构控制。
方案18：在方案17的基础上，至少一个所述径向隔离体与所述盘形结构体接触密封配合。
方案19：在方案18的基础上，至少一个所述径向隔离体与所述盘形结构体非接触密封配合。
方案20：在方案19的基础上，接触密封配合设置的所述径向隔离体和非接触密封配合设置的所述径向隔离体固连设置。
方案21：在方案17-20任一方案的基础上，对应一个所述径向隔离体设置两个以上所述凸起结构。
方案22：在方案17-20任一方案的基础上，至少两个所述流体工作区的所述径向隔离体固连设置。
方案23：在方案17-20任一方案的基础上，包括曲柄连杆机构的所述隔离体控制机构控制设为曲柄连杆往复件机构。
方案24：在方案17-20任一方案的基础上，包括曲柄连杆机构的所述隔离体控制机构控制设为曲柄连杆机构。
方案25：在方案17-20任一方案的基础上，包括曲柄连杆机构的所述隔离体控制机构控制设为曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构。
方案26：在方案17-20任一方案的基础上，包括曲柄连杆机构的所述隔离体控制机构控制设为曲柄连杆摆杆摆动件机构。
方案27：在方案10或17-20任一方案的基础上，所述隔离体控制机构设为盘形凸轮。
方案28：在方案10或17-20任一方案的基础上，所述隔离体控制机构设为凸轮控制机构。
方案29：在方案10或17-20任一方案的基础上，所述隔离体控制机构设为偏心旋转行星控制机构。
方案30：在方案10或17-20任一方案的基础上，所述隔离体控制机构设为斜盘控制机构。
方案31：在方案10或17-20任一方案的基础上，在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体A上的结构中，所述轴向隔离体以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体以所述盘形结构体B的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在所述轴向隔离体座口设置在所述盘形结构体B上的结构中，所述轴向隔离体以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体以所述盘形结构体A的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在设置所述盘形结构体和所述轴向隔离体的结构中，所述轴向隔离体以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体以所述盘形结构体的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在设置所述盘形结构体和所述径向隔离体的结构中，所述径向隔离体以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述径向隔离体以所述盘形结构体的静止点为心的近心点和远心点分别对应。
方案32：在方案1、4或17的基础上，在串联连通的两个所述流体工作区之间的连通通道上设排热器。
方案33：在方案1、4或17的基础上，在所述流体工作区的工质入口处设工质控制阀a。
方案34：在方案1、4或17的基础上，在串联连通的所有所述流体工作区中最上一级所述流体工作区的工质入口处设工质控制阀a。
方案35：在方案34的基础上，在所述流体工作区的工质出口处设工质控制阀b。
方案36：在方案34的基础上，在串联连通的所有所述流体工作区中最下一级所述流体工作区的工质出口处设工质控制阀b。
方案37：在方案1、4或17的基础上，所有所述流体工作区中的一部分设为压缩工作区，另一部分设为膨胀工作区。
方案38：在方案37的基础上，所述压缩工作区的所述流体工作区的工质出口经燃烧室与所述膨胀工作区的所述流体工作区的工质入口连通。
方案39：在方案1、4或17的基础上，所述盘形结构体的一个端面上的所有所述流体工作区串联连通形成多级压缩系统，所述盘形结构体的另一个端面上的所有所述流体工作区串联连通形成多级膨胀做功系统，所述多级压缩系统的最下一级所述流体工作区的工质出口经燃烧室与所述多级膨胀做功系统的最上一级所述流体工作区的工质入口连通。
方案40：在方案1、4或17的基础上，所述盘形结构体的一个端面上的所有所述流体工作区串联连通形成多级压缩系统，所述盘形结构体的另一个端面上的所有所述流体工作区串联连通形成多级膨胀做功系统，所述多级压缩系统的最下一级所述流体工作区的工质出口经燃烧室与所述多级膨胀做功系统的最上一级所述流体工作区的工质入口连通，所述多级压缩系统和所述多级膨胀做功系统共轴设置。
方案41：在方案1、4或17的基础上，所述凸起结构的高度不同。
方案42：在方案1、4或17的基础上，所述轴向多级流体机构设为多级液体泵。
方案43：在方案1、4或17的基础上，所述轴向多级流体机构设为多级液体马达。
方案44：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质入口与高压工质源连通。
方案45：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述总工质入口与高压工质源连通。
方案46：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质入口与高压工质源连通，在所述工质入口和所述高压工质源之间的连通通道上设工质控制阀c。
方案47：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述总工质入口与高压工质源连通，在所述总工质入口和所述高压工质源之间的连通通道上设工质控制阀c。
方案48：在方案44至47中任一方案的基础上，使所述高压工质源设为间歇燃烧室或设为连续燃烧室。
方案49：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口经燃烧室与另外所述轴向多级流体机构的工质入口连通。
方案50：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口经燃烧室与另外所述轴向多级流体机构的所述总工质入口连通。
方案51：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口经燃烧室与此所述轴向多级流体机构的工质入口连通。
方案52：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口经燃烧室与此所述轴向多级流体机构的所述总工质入口连通。
方案53：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口经工质控制阀d再经燃烧室与另外所述轴向多级流体机构的工质入口连通。
方案54：在方案51或54的基础上，工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构和工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构联动设置。
方案55：在方案54的基础上，工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构的工质入口与速度型压缩机的工质出口连通，工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构的工质出口与速度型做功机构的工质入口连通。
方案56：在方案55的基础上，所述速度型做功机构和工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构联动设置。
方案57：在方案56的基础上，工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构、工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构和所述速度型做功机构三者联动设置。
方案58：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口经工质控制阀d再经燃烧室与另外所述轴向多级流体机构的所述总工质入口连通。
方案59：在方案50或58的基础上，总工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构和总工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构联动设置。
方案60：在方案50或58的基础上，总工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构的所述总工质入口与速度型压缩机的工质出口连通，总工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构的所述总工质出口与速度型做功机构的工质入口连通。
方案61：在方案60的基础上，所述速度型做功机构和总工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构联动设置。
方案62：在方案60的基础上，总工质出口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构、总工质入口与所述燃烧室连通的所述轴向多级流体机构和所述速度型做功机构三者联动设置。
方案63：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口经工质控制阀d再经燃烧室与此所述轴向多级流体机构的工质入口连通。
方案64：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，上一级所述流体工作区的工质出口和下一级所述流体工作区的工质入口连通，最上一级所述流体工作区的工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的工质出口设为总工质出口，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口经工质控制阀d再经燃烧室与此所述轴向多级流体机构的所述总工质入口连通。
方案65：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的发动机，所述盘形结构体的一侧的所述流体工作区按照半径由大到小依次串联连通，所述流体工作区的排量依次减小形成多级压缩单元；所述盘形结构体的另一侧的所述流体工作区按照半径由小到大依次串联连通，所述流体工作区的排量依次增大形成多级膨胀单元；在所述盘形结构体上于半径最小的所述流体工作区处设两侧连通通道，所述多级压缩单元、两侧连通通道、燃烧室和所述多级膨胀单元连通。
方案66：在方案65的基础上，所述多级压缩单元的工质入口与速度型压缩机的工质出口连通，所述多级膨胀单元的工质出口与速度型做功机构的工质入口连通。
方案67：在方案66的基础上，所述速度型做功机构和所述轴向多级流体机构联动设置。
方案68：在方案55、56、57、61、62、66或67的基础上，所述速度型做功机构和所述速度型压缩机联动设置。
方案69：在方案55、56、57、61、62、66或67的基础上，所述速度型压缩机设为多级速度型压缩机。
方案70：在方案55、56、57、61、62、66或67的基础上，所述速度型做功机构设为多级速度型做功机构。
方案71：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的压缩机，在所述轴向多级流体机构的工质出口处设工质控制阀b。
方案72：一种包括方案1至41中任一方案所述轴向多级流体机构的压缩机，在所述流体工作区的工质出口处设工质控制阀b，上一级所述流体工作区的所述工质出口和下一级所述流体工作区的所述工质入口连通，最上一级所述流体工作区的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述流体工作区的所述工质出口设为总工质出口。
本发明中，所谓的“隔离体座口”是指与所述隔离体具有配合关系的开口。
本发明中，所谓的“壳体”可选择性地设为圆形气缸，所谓的“圆形气缸”是指在与气缸中心线相垂直的平面内气缸的内侧轮廓线为圆形的一切气缸，包括等径壳体和非等径壳体，例如：圆柱形气缸、圆锥形气缸、圆台形气缸、球面腔体，而用与所述圆形气缸的轴线平行的剖面剖切所述圆形气缸形成的轮廓线可以为任意形状。
本发明中，所谓的“密封配合”是指接触密封配合和非接触密封配合，例如：接触有润滑剂滑动密封配合、接触无润滑剂滑动密封配合、接触自润滑滑动密封配合、接触有润滑剂滚动密封配合、接触无润滑剂滚动密封配合、接触自润滑滚动密封配合、非接触密封配合。
本发明中，所谓的“非接触密封配合”是指在不接触的前提下，两者间隙尽可能小的配合关系，间隙的具体尺寸应根据加工精度、相关部件应力的影响、相关部件温度的影响等公知技术决定。
本发明中，所述凸轮控制机构包括偏心轴控制机构。
本发明中，在每个所述流体工作区上可以设置一个或两个以上工质入口。
本发明中，在每个所述流体工作区上可以设置一个或两个以上工质出口。
本发明中，所述工质控制阀包括逆止阀(单向阀)。
本发明中，所谓的“近心点”是指离某一点最近的位置。
本发明中，所谓的“远心点”是指离某一点最远的位置。
本发明中，通过所述盘形结构体A(或所述盘形结构体B或所述盘形结构体)的轴线的平面剖切所述盘形结构体A(或所述盘形结构体B或所述盘形结构体)时所形成的剖面在轴线方向上的尺寸可以是任意的，例如所述剖面可以是椭圆形、圆形、矩形，也可以是随半径的增加在轴线方向上尺寸增加的形状等等，从而所述盘形结构体A(或所述盘形结构体B或所述盘形结构体)可以是盘形、球形、椭球形、橄榄球形等等。
本发明中，当串联连通的所有所述流体工作区中最上一级所述流体工作区的工质入口处不设工质控制阀时，第一级所述流体工作区相当于限流泵。
本发明中，所谓的“A与B联动设置”是指A与B相互有驱动作用的设置方式，包括共轴设置方式。
本发明中，所述速度型压缩机包括叶轮式压缩机。
本发明中，所述速度型做功机构包括叶轮式做功机构。
本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。
本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛—受热—发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。
本发明人认为：距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高，距离大效率低。
本发明中，所述燃烧室可以是连续燃烧室，也可以是间歇燃烧室。
本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:本发明所述轴向多级流体机构的结构体积小，承压能力强。
附图说明
图1：本发明实施例1的结构示意图；
图2：本发明实施例2的结构示意图；
图3：本发明实施例3的结构示意图；
图4：本发明实施例4的结构示意图；
图5：隔离体控制机构设为壳外盘形结构体的结构示意图；
图6：隔离体控制机构设为曲柄连杆往复件机构的结构示意图；
图7：隔离体控制机构设为曲柄连杆机构的结构示意图；
图8：隔离体控制机构设为曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构的结构示意图；
图9：隔离体控制机构设为曲柄连杆摆杆摆动件机构的结构示意图；
图10：实施例5的结构示意图；
图11：隔离体控制机构设为盘形凸轮的结构示意图；
图12：隔离体控制机构设为凸轮控制机构的结构示意图；
图13：隔离体控制机构设为偏心旋转行星控制机构的结构示意图；
图14：隔离体控制机构设为斜盘控制机构的结构示意图；
图15：实施例6的结构示意图；
图16：实施例7的结构示意图；
图17：实施例8的结构示意图；
图18：实施例10的结构示意图；
图19：实施例12的结构示意图。
图中：1轴体，2壳体，3盘形结构体A，4盘形结构体B，5轴向隔离体座口，6轴向隔离体，7流体工作区，8盘形结构体，9径向隔离体座口，10径向隔离体，11壳外盘形结构体，12排热器，13工质入口，14工质控制阀a，15工质出口，16工质控制阀b，17燃烧室，18高压工质源，19工质控制阀c，20总工质入口，21总工质出口，22工质控制阀d，23速度型压缩机，24速度型做功机构，101曲柄连杆往复件机构，102曲柄连杆机构，103曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构，104曲柄连杆摆杆摆动件机构，105盘形凸轮，106凸轮控制机构，107偏心旋转行星控制机构，108斜盘控制机构。
具体实施方式
实施例1
一种轴向多级流体机构，如图1所示，包括轴体1和壳体2，所述轴体1上沿轴向设有两个以上盘形结构体A 3，所述轴体1及其所述盘形结构体A 3设置在所述壳体2内，在所述壳体2内与所述盘形结构体A 3交替设置盘形结构体B 4，所述盘形结构体B 4与所述壳体2固连设置或一体化设置，在所述盘形结构体A 3上设置轴向隔离体座口5，在所述轴向隔离体座口5内设置轴向隔离体6；所述盘形结构体A 3、所述盘形结构体B 4和所述轴向隔离体6形成一个流体工作区7；在一个所述流体工作区7内，在所述盘形结构体B 4上设置与所述轴向隔离体6相配合可产生容积变化的凸起结构。
实施例2
一种轴向多级流体机构，如图2所示，包括轴体1和壳体2，所述轴体1上沿轴向设有两个以上盘形结构体A 3，所述轴体1及其所述盘形结构体A 3设置在所述壳体2内，在所述壳体2内与所述盘形结构体A 3交替设置盘形结构体B 4，所述盘形结构体B 4与所述壳体2固连设置或一体化设置，在所述盘形结构体B 4上设置轴向隔离体座口5，在所述轴向隔离体座口5内设置轴向隔离体6；所述盘形结构体A 3、所述盘形结构体B 4和所述轴向隔离体6形成一个流体工作区7；在一个所述流体工作区7内，所述轴向隔离体座口5设置在所述盘形结构体B 4上，在所述盘形结构体A 3上设置与所述轴向隔离体6相配合可产生容积变化的凸起结构。
实施例3
一种轴向多级流体机构，如图3所示，包括轴体1和壳体2，所述轴体1上沿轴向设有两个以上盘形结构体A 3，所述轴体1及其所述盘形结构体A 3设置在所述壳体2内，在所述壳体2内与所述盘形结构体A 3交替设置盘形结构体B 4，所述盘形结构体B 4与所述壳体2固连设置或一体化设置，在所述盘形结构体A 3和所述盘形结构体B 4上均设置轴向隔离体座口5，在所述轴向隔离体座口5内设置轴向隔离体6；所述盘形结构体A 3、所述盘形结构体B 4和所述轴向隔离体6形成一个流体工作区7；在一个所述流体工作区7内，在所述盘形结构体A 3和盘形结构体B 4上设置与所述轴向隔离体6相配合可产生容积变化的凸起结构，至少两个所述流体工作区7的排量不同且串联连通。
作为可变换的实施方式，可选择性地使实施例1和实施例3中，至少一个所述轴向隔离体6与所述盘形结构体B 4接触密封配合或非接触密封配合。
作为可变换的实施方式，可选择性地使实施例2和实施例3中，至少一个所述轴向隔离体6与所述盘形结构体A 3接触密封配合或非接触密封配合。
实施例4
一种轴向多级流体机构，如图4所示，包括轴体1和壳体2，所述轴体1上设有盘形结构体8，所述轴体1及其所述盘形结构体8设置在所述壳体2内，在所述盘形结构体8的每个端面上于不同半径所在圆周上设置至少两个凸起结构，在所述壳体2上与所述盘形结构体8上的所述凸起结构对应设置轴向隔离体座口5，在所述轴向隔离体座口5内设置轴向隔离体6；一个所述轴向隔离体6和一个所述凸起结构形成一个流体工作区7，两个设置在所述盘形结构体同一侧的所述流体工作区7的排量不同且串联连通，一个所述流体工作区7与设置在所述盘形结构体另一端面的所述流体工作区7并联连通。
实施例1至4及可变换的实施方式中，所述轴向隔离体6受隔离体控制机构控制。
作为可变换的实施方式，可选择性地使至少一个所述轴向隔离体6与所述盘形结构体8接触密封配合和/或非接触密封配合。若同时具有接触密封配合和非接触密封配合，则接触密封配合设置的所述轴向隔离体6和非接触密封配合设置的所述轴向隔离体6固连设置。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4均可选择性地使对应一个所述轴向隔离体6设置两个以上所述凸起结构。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4均可选择性地使至少两个所述流体工作区7的所述轴向隔离体6固连设置。
作为可变换的实施方式，在所述轴向隔离体座口5设置在所述盘形结构体A 3上的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体B 4具有相同轮廓线的壳外盘形结构体11(如图5所示)；在所述轴向隔离体座口5设置在所述盘形结构体B 4上的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体A 3具有相同轮廓线的壳外盘形结构体11；在设置所述盘形结构体的结构中，所述隔离体控制机构设为与所述盘形结构体具有相同轮廓线的壳外盘形结构体11。
作为可变换的实施方式，所述隔离体控制机构设为曲柄连杆控制装置。所述曲柄连杆控制装置可选择性地设为曲柄连杆往复件机构101(如图6所示)、曲柄连杆机构102(如图7所示)、曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构103(如图8所示)或曲柄连杆摆杆摆动件机构104(如图9所示)。
实施例5
一种轴向多级流体机构，包括轴体1和壳体2，如图10所示，所述轴体1上沿轴向设有两个以上盘形结构体8，所述轴体1及其所述盘形结构体8设置在所述壳体2内，在所述盘形结构体8的侧面上设置凸起结构，在所述壳体2上与所述盘形结构体8上的所述凸起结构对应设置径向隔离体座口9，在所述径向隔离体座口9内设置径向隔离体10；一个所述径向隔离体10和一个所述凸起结构形成一个流体工作区7，至少两个所述流体工作区7的排量不同且串联连通；所述径向隔离体10设为受包括凸轮机构的隔离体控制机构控制，或设为受包括曲柄连杆机构102的隔离体控制机构控制。
作为可变换的实施方式，可选择性地使至少一个所述径向隔离体10与所述盘形结构体8接触密封配合和/或非接触密封配合。若所述径向隔离体10与所述盘形结构体8同时具有接触密封配合和非接触密封配合，则接触密封配合设置的所述径向隔离体10和非接触密封配合设置的所述径向隔离体10固连设置。
作为可选择的实施方式，本实施例可选择性地使对应一个所述径向隔离体10设置两个以上所述凸起结构。并可选择性地使至少两个所述流体工作区7的所述径向隔离体10固连设置。
作为可变换的实施方式，可选择性地使包括曲柄连杆机构102的所述隔离体控制机构设为曲柄连杆往复件机构101(如图6所示)、曲柄连杆机构102(如图7所示)、曲柄连杆齿轮齿条摆动件机构103(如图8所示)或曲柄连杆摆杆摆动件机构104(如图9所示)。
作为可变换的实施方式，实施例1至5均可选择性地使所述隔离体控制机构设为盘形凸轮105(如图11所示)、凸轮控制机构106(如图12所示)、偏心旋转行星控制机构107(如图13所示)或斜盘控制机构108(如图14所示)。
作为可变换的实施方式，实施例1至5均可选择性地使所述轴体1旋转所述壳体2静止，所述轴体1静止所述壳体2旋转，或所述轴体1和所述壳体2对转。
作为可变换的实施方式，上述的实施例及可变换的实施方式中，在所述轴向隔离体座口5设置在所述盘形结构体A 3上的结构中，所述轴向隔离体6以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体6以所述盘形结构体B 4的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在所述轴向隔离体座口5设置在所述盘形结构体B 4上的结构中，所述轴向隔离体6以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体6以所述盘形结构体A 3的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在设置所述盘形结构体和所述轴向隔离体6的结构中，所述轴向隔离体6以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述轴向隔离体6以所述盘形结构体的静止点为心的近心点和远心点分别对应；在设置所述盘形结构体和所述径向隔离体10的结构中，所述径向隔离体10以所述隔离体控制机构的静止点为心的近心点和远心点与所述径向隔离体10以所述盘形结构体的静止点为心的近心点和远心点分别对应。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式均可选择性地使在串联连通的两个所述流体工作区7之间的连通通道上设排热器12；并可选择性地在所述流体工作区7的工质入口13处设工质控制阀a 14或在串联连通的所有所述流体工作区7中最上一级所述流体工作区7的工质入口13处设工质控制阀a 14；并可选择性地在所述流体工作区7的工质出口15处设工质控制阀b 16或在串联连通的所有所述流体工作区7中最下一级所述流体工作区7的工质出口15处设工质控制阀b 16。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式均可选择性地使所述流体工作区7中的一部分设为压缩工作区，另一部分设为膨胀工作区；并选择性地在所述压缩工作区的所述流体工作区7的工质出口15经燃烧室17与所述膨胀工作区的所述流体工作区7的工质入口13连通。
上述所有的实施例中，所述的工质入口13和工质出口15分别设于轴向隔离体6的两侧或径向隔离体10的两侧。
作为可变换的实施方式，所述多级压缩系统和所述多级膨胀做功系统共轴设置。
作为可变换的实施方式，上述实施例及可变换的实施方式均可选择地使所述凸起结构的高度不同；并可选择性地使所述轴向多级流体机构设为多级液体泵或多级液体马达。
实施例6
一种轴向多级流体机构，与实施例4的区别在于：如图15所示，所述盘形结构体的一个端面上的所有所述流体工作区7串联连通形成多级压缩系统(图15左侧大虚线框所示)，所述盘形结构体的另一个端面上的所有所述流体工作区7串联连通形成多级膨胀做功系统(图15右侧大虚线框所示)，所述多级压缩系统的最下一级所述流体工作区7的工质出口15经燃烧室17与所述多级膨胀做功系统的最上一级所述流体工作区7的工质入口13连通。
实施例7
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，如图16所示，所述轴向多级流体机构的工质入口13与高压工质源18连通；在所述工质入口13和所述高压工质源18之间的连通通道上设工质控制阀c 19。
作为可变换的实施方式，上述的工质控制阀c 19可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例8
一种包括实施例5所述轴向多级流体机构的发动机，如图17所示，上一级所述流体工作区7的工质出口15和下一级所述流体工作区7的工质入口13连通，最上一级所述流体工作区7的工质入口13设为总工质入口20，最下一级所述流体工作区7的工质出口15设为总工质出口21，所述总工质入口20与高压工质源18连通。在所述总工质入口20和所述高压工质源18之间的连通通道上设工质控制阀c 19。
作为可变换的实施方式，上述的工质控制阀c 19可不设。
作为可变换的实施方式，实施例6和实施例7及可变换的实施方式均可选择性地使所述高压工质源18设为间歇燃烧室或设为连续燃烧室。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例9
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口15经工质控制阀d 22再经燃烧室17与另外所述轴向多级流体机构的工质入口13连通。
作为可变换的实施方式，所述工质控制阀d 22可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例10
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，如图18所示，上一级所述流体工作区7的工质出口15和下一级所述流体工作区7的工质入口13连通，最上一级所述流体工作区7的工质入口13设为总工质入口20，最下一级所述流体工作区7的工质出口15设为总工质出口21，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口21经工质控制阀d 22再经燃烧室17与另外所述轴向多级流体机构的所述总工质入口20连通。
作为可变换的实施方式，所述的工质控制阀d 22可以不设。
作为可变换的实施方式，实施例8和实施例9均可选择性地使工质出口15与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构的工质入口13与速度型压缩机23的工质出口连通，工质入口13与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构的工质出口15与速度型做功机构24的工质入口连通；并可选择性地使工质出口15与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构和工质入口13与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构联动设置，所述速度型做功机构24和工质出口15与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构联动设置或使工质出口15与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构、工质入口13与所述燃烧室17连通的所述轴向多级流体机构和所述速度型做功机构24三者联动设置。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例11
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，所述轴向多级流体机构的工质出口15经工质控制阀d 22再经燃烧室17与此所述轴向多级流体机构的工质入口13连通。
作为可变换的实施方式，所述的工质控制阀d 22可以不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例12
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，如图19所示，上一级所述流体工作区7的工质出口15和下一级所述流体工作区7的工质入口13连通，最上一级所述流体工作区7的工质入口13设为总工质入口20，最下一级所述流体工作区7的工质出口15设为总工质出口21，所述轴向多级流体机构的所述总工质出口21经工质控制阀d 22再经燃烧室17与此所述轴向多级流体机构的所述总工质入口20连通。
作为可变换的实施方式，所述的工质控制阀d 22可以不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例13
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的发动机，所述盘形结构体8的一侧的所述流体工作区7按照半径由大到小依次串联连通，所述流体工作区7的排量依次减小形成多级压缩单元；所述盘形结构体8的另一侧的所述流体工作区7按照半径由小到大依次串联连通，所述流体工作区7的排量依次增大形成多级膨胀单元；在所述盘形结构体上于半径最小的所述流体工作区7处设两侧连通通道，所述多级压缩单元、两侧连通通道、燃烧室17和所述多级膨胀单元连通。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述多级压缩单元的工质入口与速度型压缩机23的工质出口连通，所述多级膨胀单元的工质出口与速度型做功机构24的工质入口连通；并选择性地使所述速度型做功机构24和所述轴向多级流体机构联动设置或使所述速度型做功机构24和所述速度型压缩机23联动设置。
作为可变换的实施方式，实施例8、实施例9和实施例12及可变换的实施方式中，均可选择性地使所述速度型压缩机23设为多级速度型压缩机。
作为可变换的实施方式，实施例8、实施例9和实施例12及可变换的实施方式中，均可选择性地使所述速度型做功机构24设为多级速度型做功机构。
实施例14
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的压缩机，在所述轴向多级流体机构的工质出口15处设工质控制阀b 16。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
实施例15
一种包括实施例1所述轴向多级流体机构的压缩机，在所述流体工作区7的工质出口15处设工质控制阀b 16，上一级所述流体工作区7的所述工质出口15和下一级所述流体工作区7的所述工质入口13连通，最上一级所述流体工作区7的所述工质入口13设为总工质入口20，最下一级所述流体工作区7的所述工质出口15设为总工质出口21。
作为可变换的实施方式，实施例1至5及可变换的实施方式中所述的轴向多级流体机构均可替代本实施例中所述的轴向多级流体机构。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴向多级流体机构，包括轴体(1)和壳体(2)，其特征在于：所述轴体(1)上沿轴向设有两个以上盘形结构体A(3)，所述轴体(1)及其所述盘形结构体A(3)设置在所述壳体(2)内，在所述壳体(2)内与所述盘形结构体A(3)交替设置盘形结构体B(4)，所述盘形结构体B(4)与所述壳体(2)固连设置或一体化设置，在所述盘形结构体A(3)和/或所述盘形结构体B(4)上设置轴向隔离体座口(5)，在所述轴向隔离体座口(5)内设置轴向隔离体(6)；所述盘形结构体A(3)、所述盘形结构体B(4)和所述轴向隔离体(6)形成一个流体工作区(7)；在一个所述流体工作区(7)内，如果所述隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体A(3)上，则在所述盘形结构体B(4)上设置与所述轴向隔离体(6)相配合可产生容积变化的凸起结构，如果所述轴向隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体B(4)上，则在所述盘形结构体A(3)上设置与所述轴向隔离体(6)相配合可产生容积变化的凸起结构；所述轴体(1)旋转所述壳体(2)静止，所述轴体(1)静止所述壳体(2)旋转，或所述轴体(1)和所述壳体(2)对转；至少两个所述流体工作区(7)的排量不同且串联连通。
2.如权利要求1所述轴向多级流体机构，其特征在于：在所述轴向隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体A(3)上的结构中，至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体B(4)接触密封配合；在所述轴向隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体B(4)上的结构中，至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体A(3)接触密封配合。
3.如权利要求1或2所述轴向多级流体机构，其特征在于：在所述轴向隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体A(3)上的结构中，至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体B(4)非接触密封配合；在所述轴向隔离体座口(5)设置在所述盘形结构体B(4)上的结构中，至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体A(3)非接触密封配合。
4.一种轴向多级流体机构，包括轴体(1)和壳体(2)，其特征在于：所述轴体(1)上设有盘形结构体(8)，所述轴体(1)及其所述盘形结构体(8)设置在所述壳体(2)内，在所述盘形结构体(8)的每个端面上于不同半径所在圆周上设置至少两个凸起结构，在所述壳体(2)上与所述盘形结构体(8)上的所述凸起结构对应设置轴向隔离体座口(5)，在所述轴向隔离体座口(5)内设置轴向隔离体(6)；所述轴体(1)旋转所述壳体(2)静止，所述轴体(1)静止所述壳体(2)旋转，或所述轴体(1)和所述壳体(2)对转；一个所述轴向隔离体(6)和一个所述凸起结构形成一个流体工作区(7)，至少两个设置在所述盘形结构体同一侧的所述流体工作区(7)的排量不同且串联连通，至少一个所述流体工作区(7)与设置在所述盘形结构体另一端面的所述流体工作区(7)并联连通。
5.如权利要求4所述轴向多级流体机构，其特征在于：至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体(8)接触密封配合。
6.如权利要求4或5所述轴向多级流体机构，其特征在于：至少一个所述轴向隔离体(6)与所述盘形结构体(8)非接触密封配合。
7.如权利要求6所述轴向多级流体机构，其特征在于：接触密封配合设置的所述轴向隔离体(6)和非接触密封配合设置的所述轴向隔离体(6)固连设置。
8.如权利要求1或4所述轴向多级流体机构，其特征在于：对应一个所述轴向隔离体(6)设置两个以上所述凸起结构。
9.如权利要求1或4所述轴向多级流体机构，其特征在于：至少两个所述流体工作区(7)的所述轴向隔离体(6)固连设置。
10.如权利要求9所述轴向多级流体机构，其特征在于：所述轴向隔离体(6)受隔离体控制机构控制。
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