波转子增压器及具有该波转子增压器的发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种波转子增压器及具有该波转子增压器的发动机，所述波转子增压器包括静子件、波转子和转静子密封装置，静子件包括静子机闸、进气端盖和排气端盖；静子机闸具有进气端和排气端；进气端盖固定连接于进气端，进气端盖上设置有第一进气端口和第二进气端口；排气端盖固定连接于排气端，排气端盖上设置有第一排气端口和第二排气端口；波转子由驱动装置带动在静子件内旋转，波转子包括转子毂筒和传动轴，转子毂筒外圆周上均匀的分布有多个转子通道；传动轴连接于转子毂筒，带动转子毂筒旋转；转静子密封装置设置于波转子与静子件之间。本发明专利技术能量转化速度更快、能量转化率更高，从而能够大幅度提高发动机性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种波转子增压器和具有该波转子增压器的发动机。
技术介绍
对于发动机，本领域技术人员不断的在为改进其性能而努力。发动机可包括燃气涡轮发动机和活塞发动机等。对于燃气涡轮发动机，不改变其结构的前提下，提升发动机性能主要依靠三种方法：提高压气机压比、提高压气机与涡轮部件效率、提高峰值燃烧温度。而对于活塞发动机，不改变其结构的前提下，提升性能则主要依靠提高压缩比、提高峰值燃烧温度的方法。若允许改变发动机结构，提升性能的方法是在原有发动机上增加涡轮增压器或回热器。涡轮增压器广泛应用于活塞发动机中，以热排气驱动涡轮从而带动压气机对进口气流进行增压，提升发动机性能，利用了机械增压原理。燃气涡轮发动机则主要采用回热器，利用热排气对进口气流进行加热以提升发动机性能，利用了热交换原理。传统型式燃气涡轮发动机中的压气机与涡轮都属于叶轮机械，是一种机械功与气体内能进行转化的设备，其气动与结构方面的研究已非常深入，压比提升困难、部件效率挖掘的潜力有限。对涡轮与燃烧室部件来说，受限于材料与冷却，发动机循环温度提升幅度也十分有限，且十分依赖高温材料的发展，无法短期内获得大幅提高。对活塞发动机而言，受活塞结构的限制，其压比与峰值燃烧温度均很难进一步提高。涡轮增压器采用机械式增压，存在严重的滞后效应；涡轮增压器中的涡轮与压气机由于气动设计的限制，工作效率提升幅度有限；涡轮长期处在高温排气中，寿命短。回热器需设置流路复杂的热交换管路，结构复杂，体积较大，重量较重，一般用于地面燃机、舰船燃机等对体积重量要求不高的场合，应用范围较窄。因此，需要开发一种能够解决上述技术问题的用于发动机的相关装置，以提高发动机的性能。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种波转子增压器，以提高发动机性能。本专利技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有本专利技术波转子增压器的发动机，以提高发动机性能。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种波转子增压器：一种波转子增压器，用于发动机，所述波转子增压器包括静子件、波转子和转静子密封装置；所述静子件包括静子机闸、进气端盖和排气端盖；所述静子机闸具有进气端和排气端；所述进气端盖固定连接于所述进气端，所述进气端盖上设置有第一进气端口和第二进气端口；所述排气端盖固定连接于所述排气端，所述排气端盖上设置有第一排气端口和第二排气端口；所述波转子由驱动装置带动在所述静子件内旋转，所述波转子包括转子毂筒和传动轴，所述转子毂筒外圆周上均匀的分布有多个转子通道；所述传动轴连接于所述转子毂筒，带动所述转子毂筒旋转；所述转静子密封装置，设置于所述波转子与所述静子件之间。根据本专利技术的一个方面，提供了一种发动机，其具有上述的波转子增压器。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术的波转子增压器，其增压原理是不同能量密度的气体瞬间接触产生的激波、膨胀波与气体分界面的波系作用，这种能量交换方式速度极快、效率高，与涡轮增压器机械式增压相比能量转化速度更快、能量转化率更高，从而能够大幅度提高发动机性能。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施例的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。图1为本专利技术实施例的波转子增压器中的波转子原理示意图。图2为本专利技术第一实施例的波转子燃气轮机的原理示意图。图3为本专利技术第二实施例的波转子活塞发动机的原理示意图。图4为本专利技术实施例的波转子中径截面二维展开图。图5为本专利技术实施例的波转子增压器的轴向截面示意图。图6为本专利技术实施例的波转子增压器的篦齿封严结构示意图。图7为本专利技术实施例的波转子增压器的转子毂筒示意图。图8为本专利技术实施例的波转子增压器的转子毂筒示意图。图9为本专利技术实施例的波转子增压器的端盖及端口示意图。图10为本专利技术实施例的波转子增压器的主视示意图。图11为本专利技术实施例的波转子增压器的主视剖视示意图。其中，附图标记说明如下：1波转子10传动轴11短轴12转子毂筒120转子通道121花键13保护盖14轴承内定位环15轴承外定位环16轴承盖17轴承内环固定套18皮带轮181皮带轮限位环2静子件20静子机闸21进气端盖22排气端盖23固定螺栓24固定螺钉3转静子密封装置31第一篦齿封严结构32第二篦齿封严结构33第三篦齿封严结构34L型篦齿盘35I型篦齿盘36篦齿37轴向篦齿38径向篦齿4发动机41涡轮42燃烧室43压气机44气缸5端口51第一进气端口52第二进气端口54第一排气端口55第二排气端口具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。在说明本专利技术或本专利技术优选实施例的元件时，词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意欲指的是存在着一个或更多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”等意欲是开放性的且指的是除了所列出的元件之外还可存在其它元件。本专利技术实施例的波转子增压器，可用于但并不局限于用于本专利技术实施例的发动机4，也可以用于除发动机领域之外的其他领域；本专利技术实施例的发动机4，具有本专利技术实施例的波转子增压器。本专利技术实施例的发动机4，例如为航空发动机，既可为波转子燃气轮机，也可为波转子活塞发动机。如图1-图9所示，本专利技术实施例的波转子增压器，主要包括波转子1、静子件2、转静子密封装置3和端口5。其中，静子件2固定设置，波转子1又可称为转子件，波转子1可由电机带动，在静子件2内旋转。转静子密封装置3设置于静子件2与波转子1之间，可包括多个篦齿封严结构。其中，如图5所示，静子件2主要包括静子机闸20、进气端盖21和排气端盖22。静子机闸20具有进气端和排气端，进气端盖21固定连接于静子机闸20的进气端，而排气端盖22固定连接于静子机闸20的排气端。静子机闸20与进气端盖21之间、静子机闸20与排气端盖22之间可通过止口进行定位，并通过固定螺栓23进行固定连接。端口5则设置在进气端盖21和排气端盖22上。如图5、图8所示，波转子1主要由转子毂筒12、传动轴10和短轴11等组成，波转子1可为双轴承简支结构。与静子件2的进气、排气方向一致，转子毂筒12的两侧可区分为进气侧和排气侧，转子毂筒12的进气侧由短轴11支撑，转子毂筒12的排气侧与传动轴10连接，转子毂筒12与传动轴10、短轴11可使用花键121与螺栓连接，传动轴10、短轴11可分别配装一个球轴承，球轴承可采用脂润滑。转子通道120是一系列围绕轴(传动轴10)旋转的面积固定的流体通道，而转子毂筒120像一个圆柱形的毂筒。转子毂筒12旋转，转子通道120周期性的向两侧端盖上的端口5开放，从而控制流体进出。一定数量的转子通道120构成的转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波转子增压器，其特征在于，所述波转子增压器包括：静子件，所述静子件包括：静子机闸，具有进气端和排气端；进气端盖，固定连接于所述进气端，所述进气端盖上设置有第一进气端口和第二进气端口；以及排气端盖，固定连接于所述排气端，所述排气端盖上设置有第一排气端口和第二排气端口；波转子，由驱动装置带动在所述静子件内旋转，所述波转子包括：转子毂筒，外圆周上均匀的分布有多个转子通道；以及传动轴，连接于所述转子毂筒，带动所述转子毂筒旋转；以及转静子密封装置，设置于所述波转子与所述静子件之间。

【技术特征摘要】
1.一种波转子增压器，其特征在于，所述波转子增压器包括：静子件，所述静子件包括：静子机闸，具有进气端和排气端；进气端盖，固定连接于所述进气端，所述进气端盖上设置有第一进气端口和第二进气端口；以及排气端盖，固定连接于所述排气端，所述排气端盖上设置有第一排气端口和第二排气端口；波转子，由驱动装置带动在所述静子件内旋转，所述波转子包括：转子毂筒，外圆周上均匀的分布有多个转子通道；以及传动轴，连接于所述转子毂筒，带动所述转子毂筒旋转；以及转静子密封装置，设置于所述波转子与所述静子件之间。2.如权利要求1所述的波转子增压器，其特征在于，所述转子通道为轴向直流转子通道，各所述端口对应多个相邻的所述转子通道，各所述端口的轴线为曲线。3.如权利要求2所述的波转子增压器，其特征在于，各所述端口的轴线的切线与所述转子通道的轴线成设定角度，所述设定角度按照所述端口内气体状态参数与所述波转子旋转的线速度确定。4.如权利要求3所述的波转子增压器，其特征在于，所述第一进气端口、第二进气端口、第一排气端口及第二排气端口的上下端之间的距离和角度决定于所述转子通道内的激波、膨胀波及气体分界面形成的波系几何图像；所述激波、膨胀波及气体分界面形成的波系几何图像决定于所述第一进气端口、第二进气端口、第一排气端口及第二排气端口给定的设计状态。5.如权利要求1所述的波转子增压器，其特征在于，所述转子毂筒为双轴承简支结构，所述传动轴由电机驱动，所述转子毂筒具有进气侧和排气侧，所述转子毂筒的进气侧由短...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭青林，温泉，周辉华，弓可，
申请(专利权)人：中国航空动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43