[发明专利]冲压式空气压缩机

说明书

技术领域：

本发明的空气压缩机涉及空气动力学以及机械制造技术领域，特指一种利用冲压发动机的冲压原理来压缩空气的空气压缩机。

背景技术：

冲压发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速，使空气提高静压的一种空气喷气发动机。冲压发动机没有压气机，所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。

这种发动机压缩空气的方法，是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速，将动能转变成压力能。理论上进气速度为3倍音速时，可使空气压力提高37倍，效率很高。

空气压缩机是指压缩介质为空气的压缩机，广泛应用于化工、石油、交通运输、建筑、航海、矿山等领域，目前的空气压缩机主要有活塞式空压机，螺杆式空压机，滑片式空压机，离心式空压机等。经常使用的是活塞式和螺杆式，滑片式。活塞式空压机由曲轴带动活塞在汽缸内作往复直线运动，噪音大稳定性差，排气量小。螺杆式和滑片式是回转式空气压缩机，制造工艺高，使用时需要大量冷却润滑油，最后要做油气分离工作，维护保养复杂，成本高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型空气压缩机，它利用了冲压发动机的冲压原理。制造成本低，转数高，结构简单，维护方便，等特点。

本发明是通过如下技术方案和空气动力学原理来实现的：

其主要部件就是一个内部中空的转轮，转轮边缘开有让空气进入的进气道，排气口开在转轮轴心。马达带动转轮沿进气道开口方向高速旋转，根据相对性原理：物体在静止空气中运动所受到的空气动力，与物体静止不动、空气以同样的速度反方向吹来，两者的作用是一样的。所以当转轮高速旋转时，空气由进气道运动的轨迹的反方向高速从进气道进入转轮内部。

根据空气动力学的原理：按照流体运动的速度范围划分，空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。通常大致以400千米/小时这一速度作为划分的界线。在低速空气动力学中，气体介质可视为不可压缩的，对应的流动称为不可压缩流动。大于这个速度的流动，须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。这种对应于高速空气动力学的流动称为可压缩流动。

而当转轮旋转达到一定高转数以及转轮直径达到一定长度时，进气道沿着转轮边缘圆周轨迹运动的速度可以达到亚音速或者跨音速，超音速。空气高速从进气道进入转轮内部后减速，动能转换成压力能。压缩空气再从转轮轴心间的排气口排出。

附图说明：

图1是本发明的转轮的示意图。

图2是本发明的总体示意图。

附图中符号说明

1    转轮

2    进气道

3    扩压室

4    排气口

5    排气口转换室

6    单向阀

7a   主轴轴承        7b    排气口轴承

8a   主轴油封        8b    排气口油封

9    主轴

10   皮带轮或齿轮

11   转轮外罩

12   空滤芯

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步说明

本发明附图中举例的转轮是一个边缘开有四个进气道的鼓型转轮(1)。马达通过皮带或增速齿轮带动装在转轮(1)一侧主轴(9)上的皮带轮或齿轮(10)，带动转轮(1)朝进气道(2)开口方向高速旋转，空气由进气道(2)迎面高速进入转轮内部扩压室(3)后，速度降低，动能转换成压力能，压力升高，压缩空气通过转轮轴心旋转的排气口(4)进入排气口转换室(5)，再通过防止压缩空气逆流的单向阀(6)进入储气罐或用气端。

轴承(7a)和油封(8a)装在转轮一侧的主轴(9)上。

排气口(4)通过轴承(7b)和油封(8b)连接到排气口转换室(5)使压缩空气从旋转的排气口(4)过度到固定的单向阀(6)更方便的连接到储气罐或用气端。

转轮外罩(11)将转轮(1)与外部环境隔离，空滤芯(12)装在开在外罩的进气口上。

本发明的转轮并不特指一定形状尺寸的转轮。处理风量的多少和排气压力的高低可以由进气道的开口大小和进气道的数量以及转轮的直径和转数，电机的功率和转数来决定。

本发明的压缩机的压缩介质可以不一定是空气，也可以是其它可压缩介质。