TW201706496A - 小微型電動發電渦輪增壓裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，包括渦輪機、壓縮機、電機、二個徑向軸承及一個止推軸承，徑向軸承為混合式動壓氣體徑向軸承，止推軸承為混合式動壓氣體止推軸承，轉子套設在內軸的中部，二個徑向軸承分別套設在位於轉子左、右端的外軸上，止推軸承套設在右端的外軸上並位於右端徑向軸承的外端側，渦輪機和壓縮機分別設置在內軸的兩端。本發明可達成在氣浮狀態下的超高速穩定運轉，在相同功率的要求下，可使電動發電渦輪增壓裝置的體積顯著減小而達成微型化。

Description

小微型電動發電渦輪增壓裝置
本發明相關於一種電動發電渦輪增壓裝置，特別是相關於一種小微型電動發電渦輪增壓裝置。
渦輪增壓是內燃機強化、節能、環保的最重要技術措施之一。引擎渦輪增壓器是利用引擎排出的廢氣能量驅動渦輪、渦輪帶動同軸的壓縮機對空氣做功，將壓縮空氣送入引擎氣缸，在不增加引擎氣缸容積的條件下，增加空氣充量係數，使引擎噴入更多燃油，從而提高引擎輸出功率、改善燃燒，達到強化引擎的目的。但是，渦輪增壓引擎在加速過程中存在「渦輪滯後」現象，因此為了改善渦輪增壓引擎的瞬態特性，採用依靠電動機帶動渦輪增壓器轉軸轉動、提高加速性能的電輔助渦輪增壓系統近年來得到越來越多的關注。
目前，依靠電動機帶動渦輪增壓器轉子提高其性能的佈置方法主要有三種：第一種稱為電輔助渦輪增壓器，其電動機僅作為驅動增壓器轉子的電動機使用；第二種為渦輪發電增壓器，即當引擎廢氣能量過剩時，剩餘廢氣能量驅動渦輪帶動發電機發電，提高廢氣能量利用率從而改善引擎經濟性；第三種為電動發電渦輪增壓器，即將前兩者整合為一體，電動發電渦輪增壓器的發電/電動機在渦輪增壓器轉子低（負荷）速工況下作為電動機使用；在高（負荷）速工況下，作為發電機模式，發電蓄能。電動發電渦輪增壓器兼具電輔助與發電功能，具有明顯的優勢。但是，當電動發電機轉子與渦輪壓縮機轉子集成裝配為一整體時，會使整個轉子系統品質增加，慣性增大，使得轉子的加速性能變差，難以適應高轉速工況，並且，較大品質的轉子也消耗了較多的廢氣能量。這也是電動發電渦輪增壓器雖然優勢明顯，但至今未得到廣泛應用的原因之一。
因此，為解決上述問題，本發明的目的即在提供一種可穩定高速運行的小微型電動發電渦輪增壓裝置。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，包含：一渦輪機、一壓縮機、一電機、二個徑向軸承及一止推軸承，該渦輪機包括一渦輪、一渦輪機殼體、一渦輪機導流器及一渦輪機導流器殼體，該壓縮機包括一壓輪、一壓縮機殼體及一壓縮機擴壓器，該電機包括一轉子、一定子、一內軸、一外軸及一電機殼體；該徑向軸承為一混合式動壓氣體徑向軸承，包括一軸承外套、一軸承內套及設置在該軸承外套與該軸承內套之間的一箔型彈性件；該止推軸承為一混合式動壓氣體止推軸承，包括二個側盤以及夾設在該二個側盤之間的一中盤，在每個該側盤與該中盤之間均設有該箔型彈性件；該轉子套設在該內軸的中部，二個徑向軸承分別套設在位於該轉子左、右端的該外軸上，該止推軸承套設在右端的該外軸上、並位於右端的該徑向軸承的外端側，該渦輪機和該壓縮機分別設置在該內軸的兩端。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該渦輪機設置在該內軸的左端，該壓縮機設置在該內軸的右端。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，還包括左徑向軸承套和左軸承室端蓋，渦輪機殼體與左徑向軸承套固定連接，渦輪機導流器殼體與左軸承室端蓋固定連接，左軸承室端蓋與左徑向軸承套固定連接，左徑向軸承套與電機殼體固定連接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，還包括右徑向軸承套和右軸承室端蓋，壓縮機殼體與右軸承室端蓋固定連接，右軸承室端蓋與右徑向軸承套固定連接，右徑向軸承套與電機殼體固定連接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在該電機殼體的內壁周側開設有若干個開口槽，在該電機殼體的端面開設有若干個通氣孔，開口槽與通氣孔相連通，以利於氣體的導入和導出，一方面達成快速散熱排氣，另一面達成對軸承室內進行空氣補給。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該軸承內套的外圓周面和兩端面均具有規則形狀的槽式花紋。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該軸承內套的一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該軸承內套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在與軸承內套的外圓周面相配合的箔型彈性件的配合面上設有耐磨塗層。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件與軸承內套的配合間隙為0.003～0.008mm。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件的兩端均固定在軸承外套的內圓周壁上。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件為多個，且沿軸承外套的內圓周壁均勻分佈。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在軸承外套的內圓周壁設有用於固定箔型彈性件的卡槽。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在軸承外套的兩端設有止環。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該中盤的兩端面均設有規則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在該中盤的外圓周面也設有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該中盤的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，固定在其中一個該側盤上的該箔型彈性件與固定在另一個該側盤上的該箔型彈性件形成鏡像對稱。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在與中盤相配合的箔型彈性件的配合面上設有耐磨塗層。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件與中盤的配合間隙為0.003～0.008mm。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件的至少一端固定在對應側盤的內端面上。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，每個側盤上的箔型彈性件為多個，且沿側盤的內端面均勻分佈。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，固定在一個側盤上的箔型彈性件與固定在另一個側盤上的箔型彈性件形成鏡像對稱。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，在側盤的內端面設有用於固定箔型彈性件的卡槽。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件由一波箔及一平箔組成，該波箔的弧形凸起頂端與該平箔相貼合。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件由一波箔及一平箔組成，該波箔的波拱間過渡底邊與該平箔相貼合。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該箔型彈性件由二個平箔組成。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，槽式花紋均為葉輪形狀。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，箔型彈性件優選經過表面熱處理。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該轉子包括一轉子底座、一磁鋼和一磁鋼保護套，該轉子底座套設在該內軸上，該磁鋼套設在該轉子底座的一中心部，該磁鋼保護套套設在該磁鋼上。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該定子包括一鐵芯及一繞組，該鐵芯固定在位於該轉子上方的該電機殼體的內壁上，該繞組設置在該鐵芯上。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該鐵芯包括由若干個沖片上下疊置形成的一定子疊片和固定在該定子疊片兩側的一端壓板。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該沖片呈圓環形，在一環形部間隔設有複數個杯狀穿孔，該杯狀穿孔的杯口部封閉，杯腳的底部開口。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，該繞組為三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B及C三個端頭。
在本發明的一實施例中係提供一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，每個該相繞組為二個線圈，每個該線圈由一漆包銅線連續繞制而成。
與先前技術相比，本發明具有如下有益效果：因本發明所提供的電動發電渦輪增壓裝置，是以氣體作為軸承的潤滑劑，因此不僅具有無污染、摩擦損失低、使用時間長、適用範圍廣、節能環保等諸多優點，而且採用所述結構，散熱效果好，可保證長時間穩定運行；尤其是，因所述結構的空氣軸承能實現在氣浮狀態下的超高速穩定運轉（經測試，可達100,000～450,000rpm的極限轉速），因此在相同功率的要求下，本發明可使電動發電渦輪增壓裝置的體積顯著減小達成微型化，具有佔用空間小、使用便捷等優點，對促進微型化高新技術的發展具有重要價值，相對於先前技術具有顯著性進步。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。
以下根據第1圖至第28圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。
第一個實施例
如第1圖所示：本實施例提供的一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，包括渦輪機1、壓縮機2、電機3、二個徑向軸承4及一個止推軸承5，所述渦輪機1包括渦輪11、渦輪機殼體12、渦輪機導流器13及渦輪機導流器殼體14，所述壓縮機2包括壓輪21、壓縮機殼體22及壓縮機擴壓器23，所述電機3包括轉子31、定子32、內軸33、外軸34及電機殼體35；所述徑向軸承4為混合式動壓氣體徑向軸承，包括軸承外套41、軸承內套42及設置在軸承外套41與內套42之間的箔型彈性件45；所述止推軸承5為混合式動壓氣體止推軸承，包括兩個側盤51以及夾設在兩個側盤之間的中盤52，在每個側盤51與中盤52之間均設有箔型彈性件53；所述轉子31套設在內軸33的中部，二個徑向軸承4分別套設在位於轉子31左、右端的外軸34上，所述止推軸承5套設在右端的外軸34上、並位於右端徑向軸承4b的外端側，所述渦輪機1和壓縮機2分別設置在內軸33的兩端（本實施例中所述渦輪機1設置在內軸33的左端，所述壓縮機2設置在內軸33的右端）。
所述的小微型電動發電渦輪增壓裝置還包括左徑向軸承套6a、右徑向軸承套6b、左軸承室端蓋7a和右軸承室端蓋7b，渦輪機殼體12與左徑向軸承套6a固定連接，渦輪機導流器殼體14與左軸承室端蓋7a固定連接，左軸承室端蓋7a與左徑向軸承套6a固定連接，左徑向軸承套6a與電機殼體35固定連接，壓縮機殼體22與右軸承室端蓋7b固定連接，右軸承室端蓋7b與右徑向軸承套6b固定連接，右徑向軸承套6b與電機殼體35固定連接。
結合第2圖至第5圖所示：所述軸承內套42的外圓周面和左、右端面均具有規則形狀的槽式花紋43（如圖中的431、432和433，本實施例中的槽式花紋均為葉輪形狀），且左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對稱。位於軸承內套42的外圓周面的槽式花紋431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋（432和433）的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接，即：外圓周面的槽式花紋431中的軸向高位線4311與左、右端面的槽式花紋（432和433）中的徑向高位線（4321和4331）均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋431中的軸向中位線4312與左、右端面的槽式花紋（432和433）中的徑向中位線（4322和4332）均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋431中的軸向低位線4313與左、右端面的槽式花紋（432和433）中的徑向低位線（4323和4333）均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接。
藉由使軸承內套42的外圓周面和兩端面均具有規則形狀的槽式花紋（431、432和433），左端面的槽式花紋432與右端面的槽式花紋433形成鏡像對稱及外圓周面的槽式花紋431的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋（432和433）的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接，可保證兩端面的葉輪形狀的槽式花紋（432和433）所產生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋431形成的凹槽通道裡輸送，以致形成更強支撐高速運轉軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動壓氣體徑向軸承的潤滑劑，因此有利於達成所述混合式動壓氣體徑向軸承4在氣浮狀態下的高速穩定運轉。
另外，當在軸承外套41的兩端分別設置止環44時，可實現在高速回轉軸的帶動下，使軸承內套42的兩端面與止環44間產生自密封作用，使槽式花紋連續產生的動壓氣體能完好地密閉保存在軸承的整個配合間隙中，充分保證高速運轉的動壓氣體徑向軸承的潤滑需要。
結合第6圖及第7圖所示：所述的箔型彈性件45設置在軸承外套41與內套42之間，是採用波箔451和平箔452組成，所述波箔451的弧形凸起4511的頂端與平箔452相貼合，所述波箔451的波拱間過渡底邊4512與軸承外套41的內圓周壁相貼合。在軸承外套41的內圓周壁設有用於固定箔型彈性件45兩端的卡槽411，所述卡槽411與箔型彈性件45的數量相對應，且均沿軸承外套41的內圓周壁均勻分佈。
如第8圖所示：在與軸承內套42的外圓周面相配合的箔型彈性件45的配合面（即：構成箔型彈性件45的平箔452的內表面）上設有耐磨塗層453，以進一步降低高速運轉的軸承內套42對箔型彈性件45的磨損，延長軸承的使用壽命。
所述的箔型彈性件45與軸承內套42的配合間隙優選為0.003～0.008mm，以進一步確保軸承高速運轉的可靠性和穩定性。
如第9圖所示：本實施例提供的一種混合式動壓氣體止推軸承5，包括：兩個側盤51，在兩個側盤51之間夾設有中盤52，在每個側盤51與中盤52之間設有箔型彈性件53；所述中盤52的左端面設有規則形狀的槽式花紋521，右端面設有規則形狀的槽式花紋522。
結合第10A圖及第10B圖可見：所述中盤52的左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522之間形成鏡像對稱，左端面的槽式花紋521的徑向輪廓線與右端面的槽式花紋522的徑向輪廓線形成一一對應。
所述的槽式花紋521與522的形狀相同，本實施例中均為葉輪形狀。
進一步結合第11A圖及第11B圖可見：所述箔型彈性件53固定在對應側盤51的內端面上(例如第11A圖所示的固定有箔型彈性件53a的左側盤511和第11B圖所示的固定有箔型彈性件53b的右側盤512)，且固定在左側盤511上的箔型彈性件53a與固定在右側盤512上的箔型彈性件53b形成鏡像對稱。在每個側盤上的箔型彈性件可為多個（圖中示出的是四個），且沿側盤的內端面均勻分佈。
藉由在側盤51與中盤52之間設置箔型彈性件53，在中盤52的左、右端面設置規則形狀的槽式花紋（521和522），且使左端面的槽式花紋521與右端面的槽式花紋522形成鏡像對稱，從而得到了既具有槽式動壓氣體止推軸承的高極限轉速的剛性特徵、又具有箔片式動壓氣體止推軸承的高抗衝擊能力和載荷能力的柔性特徵的混合式動壓氣體止推軸承；因為箔型彈性件53與中盤52間形成了楔形空間，當中盤52轉動時，氣體因其自身的粘性作用被帶動並被壓縮到楔形空間內，從而可使軸向動壓力得到顯著增強，相對於先前技術的單純箔片式動壓氣體止推軸承，可具有在相同載荷下成倍增加的極限轉速；同時，由於增加了箔型彈性件53，在其彈性作用下，還可使軸承的載荷能力、抗衝擊能力和抑制軸渦動的能力顯著提高，相對於先前技術的單純槽式動壓氣體止推軸承，可具有在相同轉速下成倍增加的抗衝擊能力和載荷能力。
為進一步降低高速運轉的中盤52對箔型彈性件53的磨損，以延長軸承的使用壽命，最好在與中盤52相配合的箔型彈性件53的配合面上設置耐磨塗層（圖中未示出）。
如第12圖及第13圖所示：本實施例中所述的箔型彈性件45/53均由波箔451/531和平箔452/532組成，所述波箔451/531的弧形凸起4511/5311的頂端與平箔452/532相貼合。
第二個實施例
如第14圖所示，本實施例所述的箔型彈性件45由波箔451和平箔452組成，所述波箔451的弧形凸起4511的頂端與軸承外套41的內圓周壁相貼合，所述波箔451的波拱間過渡底邊4512與平箔452相貼合。
第15圖所示為所述波箔451的結構示意圖。
第三個實施例
如第16圖所示，本實施例所述的箔型彈性件45由兩個平箔452組成。
第四個實施例
結合第17A圖、第17B圖、第18圖至第22圖所示可見，本實施例提供的一種混合式動壓氣體止推軸承與第一個實施例的區別僅在於：
在所述中盤52的外圓周面也設有槽式花紋523，且外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋（521和522）的形狀相同（本實施例中均為葉輪形狀），以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋（521和522）的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接；即：
外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與左端面的槽式花紋521中的徑向高位線5211均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與左端面的槽式花紋521中的徑向中位線5212均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與左端面的槽式花紋521中的徑向低位線5213均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接（如第20圖所示）；
外圓周面的槽式花紋523中的軸向高位線5231與右端面的槽式花紋522中的徑向高位線5221均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向中位線5232與右端面的槽式花紋522中的徑向中位線5222均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋523中的軸向低位線5233與右端面的槽式花紋522中的徑向低位線5223均相對應、並在端面圓周倒角前相互交接（如第22圖所示）。
當在所述中盤52的外圓周面也設有槽式花紋，且使外圓周面的槽式花紋523的形狀與左、右端面的槽式花紋（521和522）的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋523的軸向輪廓線與左、右端面的槽式花紋（521和522）的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接時，可使內盤兩端面的槽式花紋（521和522）所產生的增壓氣體從軸心沿徑向不斷地往外圓周面的槽式花紋523形成的凹槽通道裡輸送，以致形成更強支撐高速運轉軸承所需的氣膜，而氣膜即作為動壓氣體止推軸承的潤滑劑，因而可進一步確保所述的混合式動壓氣體止推軸承在氣浮狀態下的高速穩定運轉，為達成電機的高極限轉速提供進一步保證。
在側盤51的內端面上設有用於固定箔型彈性件53的卡槽513（如第18圖所示）。
所述的箔型彈性件53與中盤52的配合間隙優選為0.003～0.008mm，以進一步確保軸承高速運轉的可靠性和穩定性。
為了更好地滿足高速運轉的性能要求，所述的箔型彈性件53優選經過表面熱處理。
另外需要說明的是：本發明所述的箔型彈性件53的組成結構不限於上述實施例中所述，還可以採用波箔和平箔組成，但所述波箔的波拱間過渡底邊與平箔相貼合，或者，直接採用兩個平箔組成，或採用其它的現有結構。
第五個實施例
結合第1圖及第23圖所示：所述轉子31包括轉子底座311、磁鋼312和磁鋼保護套313，所述轉子底座311套設在內軸33上，所述磁鋼312套設在轉子底座311的中心部，所述磁鋼保護套313套設在磁鋼312上，以更好滿足超高速轉動。
第六個實施例
結合第1圖和第24圖所示：所述定子32包括鐵芯321和繞組322，所述鐵芯321固定在位於轉子31上方的電機殼體35的內壁上，所述繞組322設置在鐵芯321上；所述鐵芯321包括由若干沖片3211上下疊置形成的定子疊片3212和固定在定子疊片3212兩側的端壓板3213。
如第25圖所示：所述沖片3211呈圓環形，在環形部間隔設有多個杯狀穿孔32111，所述穿孔32111的杯口部32111a封閉，杯腳32111b的底部開口。
如第26圖所示：所述繞組322採用三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B、C三個端頭；每相繞組為二個線圈，每個線圈由漆包銅線連續繞制而成。
第七個實施例
結合第27圖及第28圖所示：在電機殼體35的內壁周側開設有若干開口槽351，在電機殼體的端面開設有若干通氣孔352，所述開口槽351與通氣孔352相連通，以利於氣體的導入和導出，一方面實現快速散熱排氣，另一面實現對軸承室內進行空氣補給。
經測試，本發明提供的軸承在氣浮狀態下能達到100,000～450,000rpm的極限轉速，因此在相同功率的要求下，本發明可使電動發電渦輪增壓裝置的體積顯著減小達成微型化，對促進微型化高新技術的發展具有重要價值。
最後有必要在此指出的是：以上內容只用於對本發明所述技術方案做進一步詳細說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域的技術人員根據本發明的上述內容作出的一些非本質的改進和調整均屬於本發明的保護範圍。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。
1‧‧‧渦輪機
11‧‧‧渦輪
12‧‧‧渦輪機殼體
13‧‧‧渦輪機導流器
14‧‧‧渦輪機導流器殼體
2‧‧‧壓縮機
21‧‧‧壓輪
22‧‧‧壓縮機殼體
23‧‧‧壓縮機擴壓器
3‧‧‧電機
31‧‧‧轉子
311‧‧‧轉子底座
312‧‧‧磁鋼
313‧‧‧磁鋼保護套
32‧‧‧定子
321‧‧‧鐵芯
3211‧‧‧沖片
32111‧‧‧杯狀穿孔
32111a‧‧‧杯口部
32111b‧‧‧杯腳
3212‧‧‧定子疊片
3213‧‧‧端壓板
322‧‧‧繞組
33‧‧‧內軸
34‧‧‧外軸
35‧‧‧電機殼體
351‧‧‧開口槽
352‧‧‧通氣孔
4‧‧‧混合式動壓氣體徑向軸承
41‧‧‧軸承外套
411‧‧‧卡槽
42‧‧‧軸承內套
43‧‧‧槽式花紋
431‧‧‧外圓周面的槽式花紋
4311‧‧‧軸向高位線
4312‧‧‧軸向中位線
4313‧‧‧軸向低位線
432‧‧‧左端面的槽式花紋
4321‧‧‧徑向高位線
4322‧‧‧徑向中位線
4323‧‧‧徑向低位線
433‧‧‧右端面的槽式花紋
4331‧‧‧徑向高位線
4332‧‧‧徑向中位線
4333‧‧‧徑向低位線
44‧‧‧止環
45‧‧‧箔型彈性件
451‧‧‧波箔
4511‧‧‧弧形凸起
4512‧‧‧波拱間過渡底邊
452‧‧‧平箔
453‧‧‧耐磨塗層
4a‧‧‧左徑向軸承
4b‧‧‧右徑向軸承
5‧‧‧混合式動壓氣體止推軸承
51‧‧‧側盤
511‧‧‧左側盤
512‧‧‧右側盤
513‧‧‧卡槽
52‧‧‧中盤
521‧‧‧左端面的槽式花紋
5211‧‧‧徑向高位線
5212‧‧‧徑向中位線
5213‧‧‧徑向低位線
522‧‧‧右端面的槽式花紋
5221‧‧‧徑向高位線
5222‧‧‧徑向中位線
5223‧‧‧徑向低位線
523‧‧‧外圓周面的槽式花紋
5231‧‧‧軸向高位線
5232‧‧‧軸向中位線
5233‧‧‧軸向低位線
53‧‧‧箔型彈性件
531‧‧‧波箔
5311‧‧‧弧形凸起
532‧‧‧平箔
53a‧‧‧固定在左側盤上的箔型彈性件
53b‧‧‧固定在右側盤上的箔型彈性件
6a‧‧‧左徑向軸承套
6b‧‧‧右徑向軸承套
7a‧‧‧左軸承室端蓋
7b‧‧‧右軸承室端蓋
第1圖為顯示根據本發明第一個實施例的一種小微型電動發電渦輪增壓裝置的剖面結構示意圖。 第2圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體徑向軸承的局部分割的左視立體結構示意圖。 第3圖為顯示第2圖中的A局部放大圖。 第4圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體徑向軸承的局部分割的右視立體結構示意圖。 第5圖為顯示第4圖中的B局部放大圖。 第6圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖。 第7圖為顯示第4圖中的C局部放大圖。 第8圖為顯示第4圖中的D局部放大圖。 第9圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體止推軸承的剖面結構示意圖。 第10A圖為顯示根據本發明的實施例的中盤的左視圖。 第10B圖為顯示根據本發明的實施例的中盤的右視圖。 第11A圖為顯示根據本發明的實施例的固定有箔型彈性件的左側盤的右視圖。 第11B圖為顯示根據本發明的實施例的固定有箔型彈性件的右側盤的左視圖。 第12圖為顯示根據本發明的實施例的箔型彈性件的截面結構示意圖。 第13圖為顯示根據本發明的實施例的箔型彈性件的立體結構示意圖。 第14圖為顯示根據本發明第二個實施例的一種混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖。 第15圖為顯示第14圖中的波箔的結構示意圖。 第16圖為顯示根據本發明第三個實施例的一種混合式動壓氣體徑向軸承的剖面結構示意圖。 第17A圖為顯示根據本發明第四個實施例的一種混合式動壓氣體止推軸承的左視立體結構示意圖。 第17B圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體止推軸承的右視立體結構示意圖。 第18圖為顯示根據本發明的實施例的混合式動壓氣體止推軸承的局部分割立體結構示意圖。 第19圖為顯示根據本發明的實施例的中盤的左視立體結構示意圖。 第20圖為顯示第19圖中的E局部放大圖。 第21圖為顯示根據本發明的實施例的中盤的右視立體結構示意圖。 第22圖為顯示第21圖中的F局部放大圖。 第23圖為顯示根據本發明第五個實施例的轉子結構示意圖。 第24圖為顯示根據本發明第六個實施例的鐵芯結構示意圖。 第25圖為顯示根據本發明的實施例的沖片的結構示意圖。 第26圖為顯示根據本發明的實施例的繞組結構示意圖。 第27圖為顯示根據本發明第七個實施例的電機殼體的立體結構示意圖。 第28圖為顯示第27圖中的G局部放大圖。
1‧‧‧渦輪機
11‧‧‧渦輪
12‧‧‧渦輪機殼體
13‧‧‧渦輪機導流器
14‧‧‧渦輪機導流器殼體
2‧‧‧壓縮機
21‧‧‧壓輪
22‧‧‧壓縮機殼體
23‧‧‧壓縮機擴壓器
3‧‧‧電機
31‧‧‧轉子
311‧‧‧轉子底座
312‧‧‧磁鋼
313‧‧‧磁鋼保護套
32‧‧‧定子
321‧‧‧鐵芯
322‧‧‧繞組
33‧‧‧內軸
34‧‧‧外軸
35‧‧‧電機殼體
4‧‧‧混合式動壓氣體徑向軸承
41‧‧‧軸承外套
42‧‧‧軸承內套
44‧‧‧止環
45‧‧‧箔型彈性件
4a‧‧‧左徑向軸承
4b‧‧‧右徑向軸承
5‧‧‧混合式動壓氣體止推軸承
51‧‧‧側盤
52‧‧‧中盤
53‧‧‧箔型彈性件
6a‧‧‧左徑向軸承套
6b‧‧‧右徑向軸承套
7a‧‧‧左軸承室端蓋
7b‧‧‧右軸承室端蓋

Claims (19)

  1. 一種小微型電動發電渦輪增壓裝置，包含：一渦輪機、一壓縮機、一電機、二個徑向軸承及一止推軸承，該渦輪機包括一渦輪、一渦輪機殼體、一渦輪機導流器及一渦輪機導流器殼體，該壓縮機包括一壓輪、一壓縮機殼體及一壓縮機擴壓器，該電機包括一轉子、一定子、一內軸、一外軸及一電機殼體； 其特徵在於：該徑向軸承為一混合式動壓氣體徑向軸承，包括一軸承外套、一軸承內套及設置在該軸承外套與該軸承內套之間的一箔型彈性件；該止推軸承為一混合式動壓氣體止推軸承，包括二個側盤以及夾設在該二個側盤之間的一中盤，在每個該側盤與該中盤之間均設有該箔型彈性件；該轉子套設在該內軸的中部，二個徑向軸承分別套設在位於該轉子左、右端的該外軸上，該止推軸承套設在右端的該外軸上、並位於右端的該徑向軸承的外端側，該渦輪機和該壓縮機分別設置在該內軸的兩端。
  2. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該渦輪機設置在該內軸的左端，該壓縮機設置在該內軸的右端。
  3. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：在該電機殼體的內壁周側開設有若干個開口槽，在該電機殼體的端面開設有若干個通氣孔。
  4. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該軸承內套的外圓周面和兩端面均具有規則形狀的槽式花紋。
  5. 如請求項4所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該軸承內套的一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接。
  6. 如請求項5所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該軸承內套的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接。
  7. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該中盤的兩端面均設有規則形狀的槽式花紋，且一端面的槽式花紋與另一端面的槽式花紋形成鏡像對稱。
  8. 如請求項7所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：在該中盤的外圓周面也設有槽式花紋，且外圓周面的槽式花紋的形狀與兩端面的槽式花紋的形狀相同，以及外圓周面的槽式花紋的軸向輪廓線與兩端面的槽式花紋的徑向輪廓線均形成一一對應並相互交接。
  9. 如請求項8所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該中盤的外圓周面的槽式花紋中的軸向高位線與兩端面的槽式花紋中的徑向高位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向中位線與兩端面的槽式花紋中的徑向中位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接；外圓周面的槽式花紋中的軸向低位線與兩端面的槽式花紋中的徑向低位線均相對應並在端面圓周倒角前相互交接。
  10. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：固定在其中一個該側盤上的該箔型彈性件與固定在另一個該側盤上的該箔型彈性件形成鏡像對稱。
  11. 如請求項1或請求項10所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該箔型彈性件由一波箔及一平箔組成，該波箔的弧形凸起頂端與該平箔相貼合。
  12. 如請求項1或請求項10所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該箔型彈性件由一波箔及一平箔組成，該波箔的波拱間過渡底邊與該平箔相貼合。
  13. 如請求項1或請求項10所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該箔型彈性件由二個平箔組成。
  14. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該轉子包括一轉子底座、一磁鋼和一磁鋼保護套，該轉子底座套設在該內軸上，該磁鋼套設在該轉子底座的一中心部，該磁鋼保護套套設在該磁鋼上。
  15. 如請求項1所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該定子包括一鐵芯及一繞組，該鐵芯固定在位於該轉子上方的該電機殼體的內壁上，該繞組設置在該鐵芯上。
  16. 如請求項15所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該鐵芯包括由若干個沖片上下疊置形成的一定子疊片和固定在該定子疊片兩側的一端壓板。
  17. 如請求項16所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該沖片呈圓環形，在一環形部間隔設有複數個杯狀穿孔，該杯狀穿孔的杯口部封閉，杯腳的底部開口。
  18. 如請求項15所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：該繞組為三相星型連接，中心線不引出，只引出A、B及C三個端頭。
  19. 如請求項18所述之小微型電動發電渦輪增壓裝置，其特徵在於：每個該相繞組為二個線圈，每個該線圈由一漆包銅線連續繞制而成。
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