CN109611452A - 一种轴承及具有其的特斯拉涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轴承技术领域，公开了一种轴承及具有其的特斯拉涡轮机，轴承包括：轴承座，两个第一轴承片，对称安装在轴承座内；两个第二轴承片，对称设置于两个第一轴承片之间；两个第三轴承片，与两个第二轴承片相对而设，且第三轴承片与第二轴承片之间形成有第一间隙，第三轴承片与所述第一轴承片之间形成有第二间隙；滚珠，设置于同一侧的第一轴承片、第二轴承片以及第三轴承片之间，且滚珠与第三轴承片之间形成有第三间隙；第一间隙、第二间隙和第三间隙共同形成通道。本发明的上述轴承，特斯拉涡轮机排出的超临界流体能够通过轴承的上述通道，进而使得轴承磨损几近于零，提高了轴承以及特斯拉涡轮机的使用寿命。

Description

一种轴承及具有其的特斯拉涡轮机
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种轴承及具有其的特斯拉涡轮机。
背景技术
特斯拉涡轮又称无叶涡轮，其形状是一根轴上按一定间距固定有多个光滑且薄的圆盘，当气流从切线方向冲击这些圆盘时，气流会由于流体粘度和气体在表面层的粘滞性而吸附在圆盘上。当气流速度放慢，同时给圆盘施加以能量，气体会作螺旋向心运动并排出，进而带动整体运行。
目前应用有上述特斯拉涡轮的特斯拉涡轮机中，会搭配轴承使用，现有使用的轴承通常为推力轴承，在使用时，由于特斯拉涡轮的低扭矩以及轴承自身内外圈转动时存在的摩擦，导致现有轴承磨损较大，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴承及具有其的特斯拉涡轮机，以解决现有与特斯拉涡轮机配套的轴承磨损较大的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种轴承，包括：
轴承座，
两个第一轴承片，对称安装在所述轴承座内；
两个第二轴承片，位于所述轴承座内且对称设置于两个所述第一轴承片之间；
两个第三轴承片，对称设置于两个所述第一轴承片之间，且与两个所述第二轴承片相对而设，且所述第三轴承片与所述第二轴承片之间形成有第一间隙，所述第三轴承片与所述第一轴承片之间形成有第二间隙；
滚珠，设置于同一侧的所述第一轴承片、所述第二轴承片以及所述第三轴承片之间，且所述滚珠与所述第三轴承片之间形成有第三间隙；
所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙共同形成一通道。
作为优选，所述通道内流通超临界流体，所述超临界流体为特斯拉涡轮机排出的燃烧产物。
作为优选，所述第一轴承片正对所述第二轴承片的一侧开设有半球状凹槽，所述半球状凹槽的直径与所述滚珠的直径相同。
作为优选，所述第二轴承片正对所述第一轴承片的一侧开设有1/4球状凹槽，所述1/4球状凹槽的直径与所述滚珠的直径相同。
作为优选，所述第三轴承片正对所述第一轴承片的一侧端部开设有1/4球状槽，所述1/4球状槽的直径大于所述滚珠的直径。
作为优选，还包括至少两个第四轴承片，所述第四轴承片设置于两个所述第二轴承片之间。
作为优选，还包括至少两个与所述第四轴承片数量相同且与所述第四轴承片相对设置的第五轴承片，所述第五轴承片设置于两个所述第三轴承片之间，且所述第五轴承片与所述第四轴承片之间形成有第四间隙，所述第四间隙连通于两个所述第一间隙。
作为优选，所述第一轴承片、所述第二轴承片、所述第三轴承片以及所述滚珠均采用SI3N4陶瓷制成。
本发明还提供一种特斯拉涡轮机，包括上述的轴承。
作为优选，所述轴承设置有至少两个，且对称设置于所述特斯拉涡轮机的输出轴两端。
本发明的有益效果：通过第一间隙、第二间隙和第三间隙形成的通道，能够使得特斯拉涡轮机排出的燃烧产物超临界流体流通，由于超临界流体兼有气体和液体的双重特性，即密度接近液体，黏度又与气体相似，扩散系数为液体的10-100倍，因而具有很强的溶解能力和良好的流动输运性质(也就是粘度小)的特点，其能够使轴承的第三轴承片和第二轴承片之间、第三轴承片与第一轴承片之间以及滚珠与第一轴承片之间均处于无接触状态，当特斯拉涡轮机带动轴承转动时，轴承的转动为零摩擦或近似于零摩擦转动，进而磨损为零或几近于零，提高了轴承的使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述的轴承的结构示意图；
图2是本发明图1的A处放大图。
图中：
1、轴承座；2、第一轴承片；3、第二轴承片；4、第三轴承片；5、第四轴承片；6、第五轴承片；7、滚珠。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
图1为本发明的轴承的结构示意图，图2为图1的A处放大图，如图1和图2所示，该轴承包括轴承座1、若干轴承片以及滚珠7，其中：
上述轴承座1可以是分体式结构，也可以一体成型，其设置有安装轴承片以及滚珠7的凹槽空间。
上述若干轴承片包括两个第一轴承片2、两个第二轴承片3、两个第三轴承片4、至少两个第四轴承片5以及至少两个第五轴承片6，其中：
两个第一轴承片2对称安装在轴承座1的凹槽空间内，且具体是紧贴凹槽空间的侧壁。在两个第一轴承片2相对的侧面上开设有半球状凹槽，该半球状凹槽的直径与上述滚珠7的直径相同。
上述两个第二轴承片3同样位于凹槽空间内，且对称设置于两个第一轴承片2之间。优选地，每个第二轴承片3均紧贴一个第一轴承片2，且在第二轴承片3正对第一轴承片2的侧面上开设有设有1/4球状凹槽，该1/4球状凹槽的直径与滚珠7的直径相同。且该1/4球状凹槽与半球状凹槽相对而设，构成容纳滚珠7的3/4球状槽。由于1/4球状凹槽和半球状凹槽的直径均匀滚珠7的直径相同，因此能够使得滚珠7被固定在3/4球状槽内。
上述两个第三轴承片4对称设置于两个第一轴承片2之间，且与两个第二轴承片3相对而设，即每个第三轴承片4均与一个第二轴承片3相对。上述第三轴承片4与第二轴承片3之间形成有第一间隙，同时第三轴承片4的侧壁与第一轴承片2的侧壁之间形成有第二间隙。
在第三轴承片4正对第一轴承片2的一侧端部开设有1/4球状槽，该1/4球状槽与上述1/4球状凹槽以及半球状凹槽相对而设。而且该1/4球状槽的直径大于滚珠7的直径，进而使得滚珠7与第三轴承片4之间形成有第三间隙。
本实施例中，上述第一间隙、第二间隙和第三间隙共同形成供超临界流体流过的通道，上述超临界流体为特斯拉涡轮机排出的燃烧产物，具体可以是氧气与氢气反应后形成的超临界水，或者氧气与碳氢燃料反应后形成的超临界流体产物(如富含CO2的超临界水)。上述第四轴承片5设置有至少两个，且至少两个第四轴承片5均设置于两个第二轴承片3之间。上述第五轴承片6与第四轴承片5的数量相同，且每个第五轴承片6均与一个第四轴承片5相对而设。上述第五轴承片6设置于两个第三轴承片4之间，且第五轴承片6与第四轴承片5之间形成有第四间隙，该第四间隙位于两个第一间隙之间，且连通于两个第一间隙。也就是说，上述第四间隙也属于通道的一部分。
需要说的是，上述第三轴承片4以及第五轴承片6均固接于特斯拉涡轮机的输出轴。当特斯拉涡轮机运行时，其输出轴会带动第三轴承片4以及第五轴承片6转动。
本实施例中，上述第一轴承片2、第二轴承片3、第三轴承片4、第四轴承片5、第五轴承片6以及滚珠7均可以采用SI3N4陶瓷制成，SI3N4陶瓷的材料特性能够使得上述轴承片以及滚珠7更好的适用于超高速旋转的特斯拉涡轮机。
当特斯拉涡轮机运行时，特斯拉涡轮机排出的燃烧产物也就是超临界流体，会从依次经过其中一侧的第二间隙、第三间隙、第一间隙、第四间隙、另一侧的第四间隙、第一间隙、第三间隙以及第二间隙后排出整个轴承。在此过程中，由于超临界流体兼有气体和液体的双重特性，即密度接近液体，黏度又与气体相似，扩散系数为液体的10-100倍，因而具有很强的溶解能力和良好的流动输运性质(也就是粘度小)的特点，其能够使轴承的第三轴承片4和第二轴承片3之间、第三轴承片4与第一轴承片2之间、滚珠7与第一轴承片2之间以及第四轴承片5与第五轴承片6之间均处于无接触状态，当特斯拉涡轮机带动轴承转动时，轴承的转动为零摩擦或近似于零摩擦转动，进而磨损为零或几近于零，提高了轴承的使用寿命。
本发明还提供一种特斯拉涡轮机，包括上述的轴承。具体的，上述轴承设置有至少两个，且对称设置于特斯拉涡轮机的输出轴两端。通过本实施例的上述轴承，能够确保特斯拉涡轮机具有较长的使用寿命，不会因轴承磨损较快，导致无法使用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承，其特征在于，包括：
轴承座(1)，
两个第一轴承片(2)，对称安装在所述轴承座(1)内；
两个第二轴承片(3)，位于所述轴承座(1)内且对称设置于两个所述第一轴承片(2)之间；
两个第三轴承片(4)，对称设置于两个所述第一轴承片(2)之间，且与两个所述第二轴承片(3)相对而设，且所述第三轴承片(4)与所述第二轴承片(3)之间形成有第一间隙，所述第三轴承片(4)与所述第一轴承片(2)之间形成有第二间隙；
滚珠(7)，设置于同一侧的所述第一轴承片(2)、所述第二轴承片(3)以及所述第三轴承片(4)之间，且所述滚珠(7)与所述第三轴承片(4)之间形成有第三间隙；
所述第一间隙、所述第二间隙和所述第三间隙共同形成一通道。
2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述通道内流通超临界流体，所述超临界流体为特斯拉涡轮机排出的燃烧产物。
3.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述第一轴承片(2)正对所述第二轴承片(3)的一侧开设有半球状凹槽，所述半球状凹槽的直径与所述滚珠(7)的直径相同。
4.根据权利要求3所述的轴承，其特征在于，所述第二轴承片(3)正对所述第一轴承片(2)的一侧开设有1/4球状凹槽，所述1/4球状凹槽的直径与所述滚珠(7)的直径相同。
5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述第三轴承片(4)正对所述第一轴承片(2)的一侧端部开设有1/4球状槽，所述1/4球状槽的直径大于所述滚珠(7)的直径。
6.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，还包括至少两个第四轴承片(5)，所述第四轴承片(5)设置于两个所述第二轴承片(3)之间。
7.根据权利要求6所述的轴承，其特征在于，还包括至少两个与所述第四轴承片(5)数量相同且与所述第四轴承片(5)相对设置的第五轴承片(6)，所述第五轴承片(6)设置于两个所述第三轴承片(4)之间，且所述第五轴承片(6)与所述第四轴承片(5)之间形成有第四间隙，所述第四间隙连通于两个所述第一间隙。
8.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述第一轴承片(2)、所述第二轴承片(3)、所述第三轴承片(4)以及所述滚珠(7)均采用SI3N4陶瓷制成。
9.一种特斯拉涡轮机，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的轴承。
10.根据权利要求9所述的特斯拉涡轮机，其特征在于，所述轴承设置有至少两个，且对称设置于所述特斯拉涡轮机的输出轴两端。
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