压气机及喷气发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机的技术领域，尤其是涉及一种压气机及喷气发动机。

背景技术：

压气机是燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。压气机叶轮叶片的前端部分呈弯曲状称为导轮，起作用是将气体无冲击的导入工作叶轮，减小气流冲击损失。小型增压器的压气机叶轮一般将导轮与工作叶轮制成一体。压气机的叶轮出口有扩压器，使气体在叶轮中获得的动能尽可能多地转化为压力。扩压器分为叶片式和缝隙式两种。压气机的外壳有气流的进口和出口。进口一般呈轴向布置，流道略呈渐缩，以减小进气阻力。出口一般设计成流道沿圆周渐扩的蜗壳状，使高速气流在那里继续扩压，提高增压器的总效率。压气机由涡轮驱动，其主要性能参数有：转速、流量、空气流量、增压比和效率等。

压气机出口空气总压与进口空气总压之比称为压气机增压比，增压比相同时，理论上所需的压缩功与实际消耗的机械功之比称为压气机效率。压气机可分为离心式与轴流式两大类，兼有两类特点的称为混合式压气机。按气流流入压气机转子叶片的相对速度，压气机又可分为亚音速的、跨亚音速的和超音速三种形式。

然而现有技术中的压气机结构复杂，并且压缩空气的效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种压气机及喷气发动机，以缓解现有技术中存在的结构复杂的技术问题。

本实用新型提供的压气机，包括：至少两段缸体、主传动轴、旋转活塞组件和隔板组件；

所述旋转活塞组件安装在所述主传动轴上，所述主传动轴可旋转的安装在所述缸体的内腔中；

所述隔板组件可转动地安装在两段所述缸体的分段处；

所述隔板组件、所述旋转活塞组件与所述缸体的内壁能在所述隔板组件的旋转运动下间歇形成密闭的气室或连通的圆环缸体；

所述缸体上分别设有进气口和出气口。

进一步地，所述缸体为环形，包括上缸体和下缸体，所述上缸体的内壁上设有所述进气口和环形第一凹槽，所述下缸体的内壁上设有所述出气口和环形第二凹槽；

所述旋转活塞组件上设有与所述第一凹槽和所述第二凹槽配合的密封圈；

所述上缸体和所述下缸体通过紧固件连接后形成可容纳所述旋转活塞组件的空间。

进一步地，所述旋转活塞组件包括第一齿轮和盘面；

所述第一齿轮与所述主传动轴连接；

所述盘面上设有活塞杆，所述活塞杆上设有活塞；

所述密封圈设置在所述盘面上。

进一步地，所述隔板组件包括第二转轴、第二齿轮和转动板；

所述第二转轴设置在所述缸盖上；

所述转动板上设有能使所述活塞通过的缺口。

进一步地，所述活塞呈圆型。

进一步地，所述进气口和所述出气口分别设置有单向阀。

进一步地，压气机还包括缸盖；

所述缸盖包括上缸盖和下缸盖；

所述上缸盖和所述下缸盖上分别设有支撑架和固定架；

所述上缸盖设置在所述上缸体的上方，且所述上缸盖与所述上缸体通过紧固件连接；

所述下缸盖设置在所述下缸体的下方，且所述下缸盖与所述下缸体通过紧固件连接。进一步地，多个所述缸体沿所述主传动轴径向均匀设置。

进一步地，还包括旋转动力装置，旋转动力装置与主传动轴连接。

本实用新型还提供了一种喷气发动机，包括所述的压气机。

本实用新型带来的有益效果为：

本实用新型提供的压气机包括：至少两段缸体、主传动轴、旋转活塞组件和隔板组件，压气机在主传动轴的带动下进行工作，旋转活塞组件由该主传动轴直接驱动，隔板组件、旋转活塞组件与缸体的内壁能在隔板组件的旋转运动下间歇形成密闭的气室或连通的圆环缸体。工作时，空气从进气口进入，旋转动力装置驱动主传动轴，带动旋转活塞组件和隔板组件的转动，带动旋转活塞旋转，然后对气体做功。同时隔板组件也在缸体内有序的转动，同时旋转活塞组件从隔板组件分隔两段缸体后形成的由隔板组件、旋转活塞组件与缸体形成的密闭气室中压缩气体，将气体压缩向出气口出离缸体；随着旋转活塞组件的转动，气体被压缩，之后气体从出气口排出。本实用新型提供的压气机结构简单，并且压缩空气效率高，可以替代传统的轴流式压 气机应用在喷气发动机之中。本实用新型带来了一种非往复式的不断前进旋转的沿着圆环通道压缩气体的压气装置。在不需要往复运动的情况下，旋转活塞能一直保持在高速之下，旋转活塞的惯性将不会损失。

另外，隔板组件包括第二转轴、第二齿轮和转动板，转动板上设有能使所述活塞通过的缺口，每当隔板组件旋转到缺口处对准主传动轴时，活塞就刚好运动到两个分段之间，然后刚好可以穿过隔板组件，接着进入另一个分段的圆环缸体。

本实用新型还提供了一种喷气发动机，包括压气机，使用本实用新型提供的压气机的喷气发动机，大大减轻喷气发动机的复杂程度，也可以减短喷气发动机的长度，省去了轴流式压气机占据的长度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的压气机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的下缸体的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的下缸体的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的下缸体的左视图；

图5为本实用新型实施例提供的上缸体的主视图；

图6为本实用新型实施例提供的上缸体的俯视图；

图7为本实用新型实施例提供的上缸体的左视图；

图8为本实用新型实施例提供的隔板组件的主视图；

图9为本实用新型实施例提供的隔板组件的俯视图；

图10为本实用新型实施例提供的隔板组件的左视图；

图11为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的主视图；

图12为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的俯视图；

图13为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的左视图；

图14为本实用新型实施例提供的缸盖的俯视图；

图15为本实用新型实施例提供的传动齿轮组的安装结构示意图。

图标：1－缸体；2－主传动轴；5－缸盖；7－分段处；11－上缸体；12－下缸体；111－进气口；112－第一凹槽；121－出气口；122－第二凹槽；32－第一齿轮；33－盘面；331－活塞杆；3311－活塞；331－密封圈；41－第二转轴；42－第二齿轮；43－转动板；431－缺口；51－支撑架；52－固定架；61－紧固件；62－第一安装孔；63－第二安装孔；70－连接杆；71－第三齿轮；72－第四齿轮；73－第五齿轮；74－第六齿轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的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 便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的压气机的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的上缸体的主视图；图3为本实用新型实施例提供的上缸体的俯视图；图4为本实用新型实施例提供的上缸体的左视图；图5为本实用新型实施例提供的下缸体的主视图；图6为本实用新型实施例提供的下缸体的俯视图；图7为本实用新型实施例提供的下缸体的左视图；图8为本实用新型实施例提供的隔板组件的主视图；图9为本实用新型实施例提供的隔板组件的俯视图；图10为本实用新型实施例提供的隔板组件的左视图；图11为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的主视图；图12为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的俯视图；图13为本实用新型实施例提供的旋转活塞组件的左视图；图14为本实用新型实施例提供的缸盖的俯视图；图15为本实用新型实施例提供的传动齿轮组的安装结构示意图。

实施例一

如图1－15所示，本实用新型提供的压气机，包括：至少两段缸体1、主传动轴2、旋转活塞组件、隔板组件；旋转活塞组件安装在主传动轴2上，主传动轴2可旋转的安装在缸体1的内腔中；隔板组 件可转动地安装在两段缸体1的分段处7；隔板组件、旋转活塞组件与缸体1的内壁能在所述隔板组件的旋转运动下间歇形成密闭的气室或连通的圆环缸体；缸体1上分别设有进气口111和出气口121。

本实用新型提供的压气机包括：至少两段缸体1、主传动轴2、旋转活塞组件和隔板组件。压气机在主传动轴2的带动下进行工作，旋转活塞组件由该主传动轴2直接驱动，隔板组件、旋转活塞组件与缸体1的内壁能在隔板组件的旋转运动下间歇形成密闭的气室或连通的圆环缸体1。工作时，空气从进气口111进入，旋转动力装置驱动主传动轴2，带动旋转活塞组件和隔板组件的转动带动旋转活塞旋转，然后对气体做功。同时隔板组件也在缸体1内有序的转动，同时旋转活塞组件从隔板组件分隔两段缸体1后形成的由隔板组件、旋转活塞组件与缸体1形成的密闭气室中压缩气体，将气体压缩向出气口121出离缸体1；随着旋转活塞组件的转动，气体被压缩，之后气体从出气口121排出。本实用新型提供的压气机结构简单，并且压缩空气效率高，可以替代传统的轴流式压气机应用在喷气发动机之中。本实用新型带来了一种非往复式的不断前进旋转的沿着圆环通道压缩气体的压气装置。在不需要往复运动的情况下，旋转活塞能一直保持在高速之下，旋转活塞的惯性将不会损失。

如图1－7所示，本实施例的可选方案中，缸体1为环形，包括上缸体11和下缸体12，上缸体11的内壁上设有进气口111和环形第一凹槽112，下缸体12的内壁上设有出气口121和环形第二凹槽122；旋转活塞组件上设有与第一凹槽112和第二凹槽122配合的密封圈331；上缸体11和下缸体12通过紧固件61连接后形成容纳旋转活塞组件的空间。

圆环缸体1被分成若干段，图2－4中显示的是2段的圆环缸体1的下缸体12的结构示意图。将圆环缸体1分成2段是一种优选方案， 实际上可以是2段到N段。在圆环缸体1上的每一段都有两个小洞，一个是进气口111，一个是出气口121。当旋转活塞3311在飞速旋转的时候，必须有出气口121让压缩的空气出离，也必须有进气口111让活塞3311的后部能吸入空气。

另外，缸体1分成上下两部分，组装起来后才形成整个圆环缸体1。这是为了能将旋转活塞组件安装进入圆环缸体1之内而进行的设计。安装时，设置在上缸体11上的第一安装孔62和设置在下缸体12上的第一安装孔62对齐，紧固件61穿过第一安装孔62，将上缸体11和下缸体12安装在一起。

如图1和图11－13所示，本实施例的可选方案中，旋转活塞组件包括第一齿轮32和盘面33；第一齿轮32与主传动轴2连接；盘面33上设有活塞杆331，活塞杆331上设有活塞3311；密封圈331设置在盘面33上。

如图11－13所示，这是一个装有2个活塞3311的旋转活塞3311。在旋转活塞组件活塞杆331的末端有活塞3311，当旋转活塞组件旋转的时候，活塞3311就在圆环缸体1内进行圆周运动。

需要说明的是，压缩是间歇性的，仅当隔板组件隔开两段缸体1时，才会产生压缩，其它时候是整个圆环的气体被活塞3311推动但不被压缩。

另外，旋转活塞组件的盘面33上还有一个圆环密封圈331和圆环缸体1紧密贴合，形成密封效果，以便活塞3311在转动的时候，圆环缸体1不会漏气。优选的，活塞3311为圆形，并且紧密贴合于圆环缸体1内表面。

如图1和图8－10所示，本实施例的可选方案中，隔板组件包括第二转轴41、第二齿轮42和转动板43；第二转轴41可转动地设置在缸盖5上；转动板43上设有能使活塞3311通过的缺口431。

第二转轴41可以是转动轴、旋转轴，第二转轴41可以通过轴承安装后设置在缸盖5上，只要是能让第二转轴41旋转即可。

图8－10是一个隔板组件的结构示意图。在本实用新型实施例中，每当转动板43旋转到以缺口431处对准主传动轴2时，旋转活塞3311就刚好运动到两个分段之间，然后刚好可以穿过转动板43，接着进入另一个分段的圆环缸体1。

隔板组件安装在圆环缸体1的分段处7，隔板组件上的转动板43可以在缸体1分段处7转动，当转动板43上的缺口431处朝向主传动轴2时，圆环缸体1的两个分段之间的空间就会连接在一起，此时旋转活塞3311能够经过。当隔板组件的其他部位，没有开口的部位堵住圆环缸体1截面时，此时两个分段缸体1之间的空间被隔断开来。这时，就会形成一段密闭的气室，活塞3311在这个扇圆环形的气室中可以进行压缩气体的动作。

转动板43上面的缺口431的形状：既能够保证旋转活塞3311通过，又使隔板组件、旋转活塞组件与缸体1的内壁能在转动板43转动到一定程度时组成密闭的气室。实际上就是旋转活塞组件的活塞3311和盘面33进行旋转时拖曳而成的形状。通常是一个圆和一个杆沿着一个圆弧拖曳而成的形状。具体的形状要拖曳到多大，要按实验结果来确定。

本实施例的可选方案中，活塞3311呈圆型。

活塞3311呈圆型，可以更好的与缸体1的内壁形成密闭空间。

本实施例的可选方案中，进气口111和出气口121处分别设置有单向阀。

在进气口111和出气口121放置单向阀，以便空气只能单向流动。

如图14所示，本实施例的可选方案中，压气机还包括缸盖5；缸盖5包括上缸盖5和下缸盖5；上缸盖5和下缸盖5上分别设有支 撑架51和固定架52；上缸盖5设置在上缸体11的上方，且上缸盖5与上缸体11通过紧固件61连接；下缸盖5设置在所述下缸体12的下方，且下缸盖5与所述下缸体12通过紧固件61连接。

因为圆环缸体1是分段的，分段之间还是完全不连接的，只能通过将不同分段装在压气机缸盖5上面来固定，通过上缸盖5和下缸盖5可以将分段的缸体1组成一个整体。安装时，通过使用紧固件61穿过设置站在缸盖5上的第二安装孔63分别将上缸盖5和上缸体11、下缸盖5和下缸体12安装在一起。

本实施例的可选方案中，多个缸体1沿主传动轴2径向均匀设置。

多个缸体1沿主传动轴2径向均匀设置，可以形成多级缸体1的压气机，压气效果更好。

如图1所示，本实施例的可选方案中，压气机还包括旋转动力装置，旋转动力装置与主传动轴2连接。

旋转动力装置可以是涡轮、电动机或内燃机等。只要能提供旋转动力即可。

本实施例的可选方案中，压气机包括一个多分段的圆环缸体1：分为上下两部分，当两部分组装在一起时，可以构成圆环缸体1。安装的时候，先把旋转活塞3311放到圆环缸体1内。另外，因为圆环缸体1是分段的，分段之间还是完全不连接的，只能通过将不同分段装在压气机缸盖5上面来固定。

在旋转活塞组件的盘面33的最外圈，是一个圆形密封圈331，可以和第一凹槽112和第二凹槽122紧密结合在一起，防止漏气。多个隔板组件：用于在缸体1的分段之间形成密封和连通两种效果，和活塞3311通过齿轮体系进行同步，当旋转活塞3311转动一圈的时候，隔板组件也转动了N圈。而每当活塞3311要在圆环缸体1内经过两 个分段之间的地方的时候，隔板组件必然转动到缺口431处与圆环缸体1截面重合的时候，这样旋转活塞3311才能通过分段之间的间隙。

如图15所示，传动齿轮组包括连接杆70、第一齿轮32、第二齿轮42、第三齿轮71、第四齿轮72、第五齿轮73和第六齿轮74。

主传动轴2上装有旋转活塞组件，然后传动齿轮组将主传动轴2的动力经过变速后传递到第二转轴41。第二转轴41是连着转动板43的。使隔板组件和旋转活塞组件运动同步，当旋转活塞3311转动一圈的时候，隔板组件也转动了N圈。而每当活塞3311要在圆环缸体1内经过两个分段之间的地方的时候，隔板组件必然转动到缺口431处与圆环缸体1截面重合的时候，这样旋转活塞3311才能通过分段之间的间隙。

连接杆70一端由一个传动第四齿轮72连接着转向第三齿轮71，另一端由一个第五齿轮73连接着第六齿轮74，让旋转活塞3311和隔板组件能保持同步。转向第三齿轮71：负责将动力来源的轴的动力变化45度后通过齿轮上的横齿再传递不同方向的动力，连接着第一齿轮32。第六齿轮74：负责将传动齿轮传递过来的动力经过45度齿转向后传递给第二齿轮42，从而驱动隔板组件旋转。

旋转活塞3311的轴承处有一个一体的45度斜面第一齿轮32，这个齿轮与一个45度转向第三齿轮71连接，并带动平行的另一个传动第四齿轮72转动。传动第四齿轮72装在一个连接杆70上。这个连接杆70的另一端有另一个第五齿轮73，第五齿轮73使另一个第六齿轮74转动。第六齿轮74再对隔板组件轴上的45度第二齿轮42进行驱动。从而隔板组件开始旋转。

需要说明的是，除了采用图15所示的结构，可以是其他类型的结构，只要能达到，当转动板43上的缺口431处朝向主传动轴2时，圆环缸体1的两个分段之间的空间就会连接在一起，此时旋转活塞 3311能够经过。当隔板组件的其他部位，没有开口的部位堵住圆环缸体1截面时，此时两个分段缸体1之间的空间被隔断开来，这时，就会形成一段密闭的气室，活塞3311在这个扇圆环形的气室中可以进行压缩气体的动作即可。如，当缸体1被分为两段时，活塞3311将要出离1段的圆环缸体1时，此时转动板43必须刚好旋转到以缺口431处对准圆环缸体1的主传动轴2处，以便活塞3311经过。此时，两段的圆环缸体1是导通的。

本实用新型的优点为：

1、第一次使用了圆环形的缸体1来压缩空气，突破了往复式直筒缸体1的传统设计。往复式的缺点是活塞经常加速减速，而本压气机中，活塞可以一直处于高速状态，相对更节能，效率也更高。因为旋转活塞3311可以高速旋转，因此本实用新型的压气机能产生更高的压缩空气的效率，并可以替代传统的轴流式压气机应用在飞机喷气发动机之中。

2、用于喷气发动机之中时，可以隐藏在不暴露在气流经过的无气流领域，从而减轻喷气发动机产生的阻力。这是和传统的轴流式压气机不一样的地方，传统的轴流式压气机必须有空气流过，从而产生了相当大的阻力。

3、可以使用气管来进行进气和出气，不同级的圆环缸体1相互压缩传递气体，布局容易，容易导向，气管可以随时变化方向。不像轴流式压气机，气体的方向基本固定。

4、用于喷气发动机的时候，可以大大减轻喷气发动机的复杂程度，也可以减短喷气发动机的长度，省去了轴流式压气机占据的长度。

5、除了应用于喷气发动机之外，还可以用于传统的压气机的场合。只要是需要应用到高压的压缩空气的地方，都可以应用本压气机。

总而言之，本实用新型适用于替换轴流式压气机，并能极大提升喷气发动机的可能性，并且适用于许多需要压缩气体的场合。

实施例二

本实用新型还提供了一种喷气发动机，包括压气机。

使用本实用新型提供的压气机的喷气发动机，大大减轻喷气发动机的复杂程度，也可以减短喷气发动机的长度，省去了轴流式压气机占据的长度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。