本发明涉及一种空气发动机， 尤其涉及一种涡轮式空气发动机。 背景技术

汽车是现代社会中被使用最广泛的科技产物之 一， 在人口高速增长的今天， 汽车的数量也急剧增加， 但是， 目前绝大多数的汽车， 依然是使用传统的化石 能源发动机， 这就造成了对化石能源的大量消耗， 并且， 使用传统化石能源发 动机的汽车， 在行驶过程中排放了大量的有毒气体， 对环境的污染相当严重。

现有技术中已经存在着一些利用空气能作为动 力的空气能动力汽车， 这些 汽车使用的是与化石能源发动机不同的空气动 力发动机， 依靠高压空气提供的 能量来驱动发动机及汽车工作。 这种新兴的空气能动力汽车， 不依赖于燃烧传 统化石能源而获取动力， 使用的仅仅是压缩过的空气， 行驶过程中对外界实现 零排放， 无污染， 符合发展潮流。 但是， 上述这些空气动力发动机釆用的依然 是活塞式发动机， 其结构复杂， 控制困难， 使得生产成本较高， 不利于空气能 动力汽车的推广应用。 发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单， 控制方便的涡轮式空气发动机。 为了实现上述目的， 本发明提供的涡轮式空气发动机包括机体及转 轴， 所 述机体具有至少两个相互隔离的涡轮室， 所述转轴枢接于所述涡轮室内且所述 转轴的外侧壁形成有环形滚槽， 所述涡轮室内具有活动套设于所述转轴的涡轮 ， 所述涡轮的内侧壁开设有与所述环形滚槽对应 的弧形槽， 所述弧形槽沿所述转 轴的周向设置并且深度渐变， 所述弧形槽的槽底为齿面结构， 所述环形滚槽与 所述弧形槽之间活动地设有一滚子， 所述弧形槽的较浅端的底面与所述环形滚 槽的底面之间的距离小于所述滚子的直径， 且所述弧形槽的较深端的底面与所 述环形滚槽的底面之间的距离大于所述滚子的 直径， 所述机体还具有排气接口 及向所述涡轮吹送气体的入气接口 , 所述排气接口及所述入气接口分别与所述 涡轮室连通。

较佳地， 所述涡轮具有多个叶片， 所述叶片具有迎风面， 所述入气接口的 入气方向面向所述迎风面且与其安装位置到所 述转轴中心的方向成锐角。 通过 使所述入气接口的入气方向面对所述迎风面， 并且使入气方向与所述入气接口 的安装位置到所述转轴中心的方向成一定角度 设置， 从而可以使所述入气接口 喷出的高压空气最大化地施加于所述叶片上。

较佳地， 所述转轴外固定地套设有一连接圈， 所述环形滚槽设置于所述连 接圈的外侧壁。 将环形滚槽开设于所述连接圈上再将所述连接 圈安装于所述转 轴之外， 可以避免在所述转轴之上直接开设所述环形滚 槽， 保证了所述转轴的 机械强度， 且使得加工及装配更加方便。

较佳地， 所述环形滚槽的槽底为齿面结构。 通过将所述环形滚槽底设置成 齿面结构， 所述齿面可以在所述弧形槽的槽底与所述环形 滚槽底相互夹持滚子 时， 增加对所述滚子的磨擦力及夹持力， 防止所述滚子与所述环形滚槽及弧形 槽之间打滑， 保证驱动所述转轴的有效性， 提高发动机的稳定性。

与现有技术相比， 由于本发明在所述转轴上设置环形滚槽， 在所述涡轮的 内侧设有弧形槽， 并且在所述环形滚槽及弧形槽之间设置一滚子 ， 通过使所述 弧形槽深度渐变， 导致所述环形滚槽与所述弧形槽之间的距离渐 渐变小， 从而 使所述弧形槽的一端能自由容纳所述滚子， 另一端能抵压所述滚子， 因此， 当 所述涡轮转动而使所述弧形槽的槽底抵压所述 滚子时， 利用夹持力带动所述转 轴， 从而驱动所述转轴转动， 实现将高压空气的动能转化成机械能； 并且， 由 于所述弧形槽的另一端不能抵压所述滚子， 因此， 设置多个所述涡轮同时驱动 时， 所述涡轮之间不会产生相互干扰， 避免能量的损耗； 另外， 由于在所述弧 形槽的槽底面设置齿面， 因此， 有利于夹紧所述滚子， 防止所述滚子与所述涡 轮打滑而对所述转轴驱动失效， 保证驱动所述转轴的有效性， 提高发动机的稳 定性。 附图说明 图 1是本发明涡轮式空气发动机的示意图

图 2是本发明涡轮式空气发动机的剖视图 具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、 构造特征、 所实现的效果， 以下结合实施 方式并配合附图详予说明。

如图 1、 图 2所示， 本发明涡轮式空气发动机 100包括机体 1及一转轴 2, 机体 1具有四个相互隔离的涡轮室 11 , 每个涡轮室具有一排气接口 11a及一入 气接口 l ib; 转轴 2穿过四个涡轮室 11并枢接于涡轮室 11内，且每个涡轮室 11 内的转轴 2的外侧壁形成有环形滚槽 21 ;涡轮室 11内具有活动套设于转轴 2的 涡轮 3 , 涡轮 3的内侧壁开设有与环形滚槽 21对应的弧形槽 31 , 弧形槽 31沿 转轴 2的周向设置并且深度渐变， 环形滚槽 21与弧形槽 31之间活动地设有一 滚子 4, 弧形槽 31的较浅端的底面与环形滚槽 21的底面之间的距离小于滚子 4 的直径， 且弧形槽 31 的较深端的底面与环形滚槽 21 的底面之间的距离大于滚 子 4的直径； 弧形槽 31的槽底设有第一齿面 32; 环形滚槽 21的槽底设有第二 齿面 22; 第一齿面 32及第二齿面 22可以在弧形槽 31的槽底与环形滚槽 21的 槽底相互夹持滚子 4时， 增加对滚子 4的磨擦力及夹持力， 防止滚子 4与环形 滚槽 21及弧形槽 31之间打滑， 保证驱动转轴 2的有效性， 提高发动机的稳定 性职； 排气接口 11a及入气接口 l ib分别与涡轮室 11连通。

再如图 2所示， 具体地， 涡轮 3具有多个叶片 33 , 叶片 33具有迎风面 33a, 入气接口 l ib的入气方向面向迎风面 33a且与入气接口 l ib的入气方向其安装位 置到转轴 2中心的方向成锐角 Θ。 通过使入气接口 l ib的入气方向面对迎风面 33a, 并且使入气方向与入气接口 l ib的安装位置到转轴 2中心的方向成一定角 度设置， 从而可以使入气接口 l ib喷出的高压空气最大化地施加于叶片 33上。 转轴 2外固定地套设有一连接圈 20, 环形滚槽 21设置于连接圈 20的外侧壁。 将环形滚槽 21开设于连接圈 20上再将连接圈 20安装于转轴 2之外， 可以避免 在转轴 2之上直接开设环形滚槽 21 , 保证了转轴 2的机械强度， 且使得加工及 装配更加方便。 综合上述并结合附图， 当压缩空气从一入气接口 l ib进入到涡轮室 11时， 压缩空气形成高压气体喷射到迎风面 33a, 并推动涡轮 3顺时针转动； 涡轮 3带 动弧形槽 31移动， 使滚子 4相对弧形槽 31从弧形槽 31较深的一端移动到较浅 的一端， 从而使弧形槽 31较浅的一端的底部压迫滚子 4, 使滚子 4带动转轴 2 跟随涡轮 3顺时针转动。 上述过程中， 只有一个涡轮室 11的涡轮 3处于工作， 其余的涡轮室 11的涡轮 3处于停止状态， 由于转轴 2在其余的涡轮室 11 内为 主动转动状态， 转轴 2可带动其余的涡轮室 11的滚子 4处于弧形槽 31的较深 的一端， 从而使该涡轮室 11的涡轮 3不受到转轴 2转动的影响， 因此， 各涡轮 3之间能独立工作并且不会产生相互干扰。 当需要输出较大的扭矩时， 可以向多 个涡轮室 11的入气接口 l ib通气，使多个涡轮同时工作， 即可输出较大的扭距。

与现有技术相比， 由于本发明在转轴 2上设置环形滚槽 21 , 在涡轮 3的内 侧设有弧形槽 31 , 并且在环形滚槽 21及弧形槽 31之间设置一滚子 4, 通过使 弧形槽 31深度渐变， 导致环形滚槽 21与弧形槽 31之间的距离渐渐变小， 从而 使弧形槽 21 的一端能自由容纳滚子 4, 另一端能抵压滚子 4, 因此， 当涡轮 3 转动而使弧形槽 31的槽底抵压滚子 4时， 利用夹持力带动转轴 2, 从而驱动转 轴 2转动， 实现将高压空气的动能转化成机械能； 并且， 由于弧形槽 31的另一 端不能抵压滚子 4, 因此， 设置多个涡轮 3同时驱动时， 涡轮 3之间不会产生相 互干扰， 避免能量的损耗； 另外， 由于在弧形槽 31的槽底面设置第一齿面 32, 环形滚槽 21的槽底面设有第二齿面 22, 因此， 有利于夹紧滚子 4, 防止滚子 4 与涡轮 3打滑而对转轴 2驱动失效， 保证驱动转轴 2的有效性， 提高发动机的 稳定性。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已， 当然不能以此来限定本发明之 权利范围， 因此依本发明申请专利范围所作的等同变化， 仍属于本发明所涵盖 的范围。