轴流式增压器和流体压缩机的制作方法

专利名称：轴流式增压器和流体压缩机的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及压缩和抽真空机，更具体地，涉及轴向式压缩和抽真空机。
背景技术：
压缩和抽真空机在各种商业和家庭应用中使用，以分别提供压缩流体流或抽取流体。在商业应用中，压缩机用于譬如除冰机和救火车的设备中以输送压缩流体(即，分别是除冰流体和水)。在家庭应用中，压缩机用于譬如吹落叶机的家庭应用中以清除庭院垃圾(即，树叶、草屑等)，或是用于譬如庭院气球的可充气装置中以维持气球的充气状态。此外，压缩机还应用于家用和商用车辆，以预期性地提高发动机的性能。抽真空装置用于譬如真空吸尘器的商业和家庭应用中，以提供适于收集垃圾的预期流体力。
增压器是一种增加内燃机吸气压力的压缩机。由于发动机各个燃烧室所接收的空气压力增大，吸气压力越高则使得发动机输出功率越高。此外，通过完全释放燃烧气体并容许更多的燃料输送给各个燃烧室，增加的压力有助于提高发动机功率。对于火花点火式发动机而言，增压器所提供的压力范围因燃料辛烷值所造成的预点火条件而局限在低于10磅/平方英寸(psig)。在狄赛尔循环发动机中并不存在这种限制。然而，对于上述任何一种应用来说，增压器必须为各个燃烧室产生必需的压力和气流，以适应发动机的整个操作范围。换言之，增压器的响应必须与发动机需求相匹配。
大多数的已知增压器是正排量式(positive-displacement)增压器，其使空气输送与发动机需求之间简单匹配。然而，虽然充分满足了必需的空气需求，但传统的增压器通常效率低下。此外，传统增压器元件的总体构造和高惯性在实践中导致增压器不能通过机械装置与发动机连接。因此，传统的增压器还存在以下缺点即使不需要空气增压，仍然要求发动机的大功率输出，由此导致车辆行车里程不足。
传统的正排量式增压器通常要求高精度的组成部件以及这些组成部件之间的紧密公差，以在旋转和空气压缩期间避免漏气。这种高精度、小公差的设计通常需要笨重结构来避免高速旋转部件的变形及其间的接触。此外，这种增压器固有的低绝热效率增加了所输送空气的温度，因而通常需要用气—气式的热交换器或散热器和水循环系统进行冷却，由此进一步增加了系统的重量和复杂性。这种传统增压器的复杂性和总重导致机器总体效率低下，并因此降低了增压器所连接的车辆的整体效率。
除了汽车和轻型卡车的应用之外，增压器还可以用于重型运输、高性能以及赛车应用中。这种高性能的增压器通常是离心式增压器，并具有高于正排量式增压器的效率。虽然离心式增压器与正排量式增压器相比效率增加，但它的缺点在于需要笨重和庞大的设计以便适当地运行。这种大型设计对于发动机舱外盖通常较小的汽车和轻卡难于运用，由此对此类应用并不实用。
除了正排量式增压器和离心式增压器之外，还使用涡轮增压器来增加输送给发动机的气流的压力。涡轮增压器利用发动机排气管所排出的热气来进一步压缩输送给发动机的环境空气。发动机排气管所排出的热气流经与离心压缩机连接的涡轮，由此对环境空气进行压缩并将压缩空气流输送给发动机的燃烧室。涡轮增压器是高精度设备，需要特殊的材料、元件以及来自发动机系统的润滑。对为了驱动输入涡轮而对更高排放条件的需求所产生的响应的延迟以及高温排放气体所需的复杂调节通常会导致应用和可靠性的问题。
虽然正排量式增压器、离心式增压器和涡轮增压器将压缩空气流充分输送给发动机的各个燃烧室，但每种系统都有需要复杂的设计和封装系统的庞大空间的不利之处。因此，在工业上，易于封装在车辆发动机舱中的增压器是所期望的。此外，提供低重量结构、高效率输出、避免对压缩空气的水冷却、以最小转速进行工作、生产成本低廉、易于安装且具有高可靠性的增压器也是所期望的。

发明内容
因此，提供一种压缩和抽真空机，包括外壳；至少一个旋转盘，该旋转盘具有以可旋转方式支撑在外壳内的多个叶片；以及至少一个固定盘，该固定盘具有固定地附接于外壳的多个叶片。驱动轴包括大致锥形的表面并以可旋转方式驱动旋转盘，以增加配置在外壳内部的流体流的能量。所述压缩机还包括与所述驱动轴机械连接的传动装置，用于将旋转输入转换成期望的转速并以该期望转速来驱动所述轴。


通过下列详细描述和附图，将更为全面地理解本发明，其中图1a是按照本发明的压缩机的立体图；图1b是图1a的压缩机绕轴线Z旋转90度后的立体图；图1c是图1a的压缩机在拆除扩压器之后的立体图；图2是沿图1压缩机的A-A线所剖得的剖面；图3a是按照本发明的旋转盘的正视图；图3b是图3a的旋转盘的侧视图；图4a是按照本发明的固定盘的正视图；图4b是图4a的固定盘的侧视图；图5a是局部剖视图，显示组装到驱动轴的旋转盘和组装到外壳的固定盘；图5b是图5a的驱动轴的剖视图；图5c是图5a中旋转盘和固定盘的顶端部分的局部剖视图；图5d是图5a中旋转盘和固定盘的根端部分的局部剖视图；图5e是图5a中旋转盘和固定盘的顶视图；图6是图2的增压器的端视图；图7是沿图2压缩机的C-C线所剖得的剖面；图8是沿图2压缩机的D-D线所剖得的剖面；图9是沿图2压缩机的E-E线所剖得的剖面；
图10是按照本发明的压缩机的剖面图；图11a是图10中按照本发明的压缩机的旋转盘的正视图；图11b是图12a的旋转盘的侧视图；图12是固定盘的侧视图；图13a是按照本发明的压缩机的立体图；图13b是沿图13a中压缩机的W-W线所剖得的剖面图；图14a是按照本发明的压缩机的剖面图；图14b是沿图14b中压缩机的Y-Y线所剖得的剖面图；以及图15是具有发动机舱的车辆的立体图，该发动机舱容纳有发动机和按照本发明的增压器。
具体实施例方式
下列描述本质上仅是例示性的，无意对本发明、其应用或使用进行限制。
参看附图，提供了一种轴向式压缩机10，它包括压缩器12、传动装置14和扩压器(diffuser)16。压缩器12由传动装置14的输出进行驱动，并用于经由扩压器16将压缩流体以预定流量、速度和压力提供给外部系统。
压缩机10可以用在各种应用中来提供压缩空气流。例如，压缩机10可以用于轻型和/或重型汽车和卡车的应用中，用以将压力增大的空气提供给汽车或卡车的发动机。此外，压缩机10可以与燃料电池系统相结合地使用，用以在压力下将空气、氢气和/或水输送给燃料电池，或是从燃料电池输送。另外，该压缩机可用于将冷却并压缩后的空气流输送给赛车或卡车的制动系统，以帮助将系统的制动装置保持在期望温度。
压缩机10还可以用于提供真空，而不是提供压缩空气流。例如，压缩机10可以用于家用或商用大功率真空吸尘器；或是用于商业应用中，譬如对房间或建筑物进行排气的鼓风机或用于气动输送的压力源或真空源。
具体参看图2，所示压缩器12包括外壳18、一系列的旋转盘20、一系列的固定盘22、以及驱动轴24。驱动轴24大致沿着压缩器12和传动装置14的长度延伸，并由二到四个的一系列轴承26可旋转地支撑。此外，驱动轴24固定地支撑各个旋转盘20并以可旋转方式延伸穿过各个固定盘22，而使各个旋转盘20连同驱动轴24一起相对于固定盘22和外壳18旋转。
所示压缩器12包括四个级段，每个级段均包括旋转盘20和固定盘22。第一级段包括第一旋转盘20，其具有平均高度为1.3966″的八个叶片28；以及第一固定盘22，其具有平均高度为1.4510″的五个叶片38。第一级段还可以包括配置在第一旋转盘20上游的固定盘22，这样输入的空气在与第一旋转盘20接触之前先与固定盘22相接触。这种构造将固定盘22基本定位在旋转盘20的两侧。配置在第一旋转盘20上游的固定盘22可以包括能够打开和闭合而由此选择性地限制向第一旋转盘20的流动的叶片。
第二级段包括第二旋转盘20，其具有平均高度为1.2681″的九个叶片28；以及第二固定盘22，其具有平均高度为1.2181″的七个叶片38。第三级段包括第三旋转盘20，其具有平均高度为1.1634″的八个叶片28；以及第三固定盘22，其具有平均高度为1.1081 ″的五个叶片38。第四级段包括第四旋转盘20，其具有平均高度为1.0718″的九个叶片28；以及第四固定盘22，其具有平均高度为1.0414″的四个叶片38。
虽然在此公开了具有四个级段的压缩器12，应当理解，取决于使用压缩器12的具体应用，压缩器12可以包括更少或更多的级段。此外应当理解，对于旋转盘20和固定盘22二者来说，各个级段的叶片数量都可以增加或减少以适应压缩器12的性能和输出，并且类似地，相应叶片的高度可进行调整。
用于小型汽车发动机的压缩机10可以具有这样的旋转盘20其具有高达40个的叶片，且第一排叶片仅仅具有0.25″的高度。与此对照，用于大型船用发动机或鼓风机的压缩机10的第一排叶片可以具有12″的直径和2″的高度。上述任何一种压缩机10都可以具有任意数量的级段。
对旋转盘20和固定盘22的数量、尺寸和叶片结构的选择，可以通过实际设备测试来完成。例如，可以对结合有压缩器12的车辆进行测试，以确定压缩器12最适于特定设备的构造。可以用譬如试验台(flow-bench)测试的实验室测试来对实际设备测试进行补充，以降低测试和样机部件的成本。还可以用实验室测试来产生特性曲线，该特性曲线用于与实际设备测试相互关联，并在无法采用或无法实施实际设备测试时用于确定旋转盘20和固定盘22的整体数量、尺寸和叶片结构。例如，在设计早期，如果无法代表性地获得原型的压缩器和设备部件，则可使用源自先前试验的特性曲线来指导压缩器12的设计(即，旋转盘20和固定盘22的数量、尺寸和叶片结构)。
参看图3a-3b，所示旋转盘20包括从轴向毂30延伸的多个流线型叶片28。毂30包括锥形表面31，该锥形表面限定了在组装至驱动轴24时旋转盘20和固定盘22的大致锥形构型。每个旋转盘20的毂30包括中央的附接孔32，其用于将旋转盘20固定地附接至驱动轴24。
参看图4a-4b，所示的每个固定盘22包括从外壳18延伸至轴向毂40的多个叶片38。毂40包括锥形表面41，该锥形表面限定了在组装至驱动轴24时旋转盘20和固定盘22的大致锥形构型。固定盘22还包括中央孔42，其用于容许驱动轴24以可旋转方式从其通过。固定盘22固定地附接至外壳18，使得固定盘22受到限制而不能相对于驱动轴24和旋转盘20旋转。
参看图3a-5e，每个级段(即，1-8)的叶片28、38均具有机翼型构型并弯曲成依循各个特定部分上的气流方向。叶片28、38的表面平滑连接，以从各个叶片28、38的根端到顶端为流体提供连续的路径，所述叶片具有叶片高度的中间部分和平均部分。每个叶片28、38的几何形状由顶端部分A、平均部分B、中间部分C、根端部分D、迎角E以及各个部分的弦F所确定。
作为示例，将描述每个级段的叶片28、38的几何形状。虽然在此对每个叶片28、38给定具体的几何形状，应当理解，叶片形状可以改变以调整压缩机10的输出。
第一级段的旋转叶片28包括具有0.9250″弦长和63.79度迎角的顶端部分、具有0.9743″弦长和52.60度迎角的平均部分、以及具有1.1936″弦长和33.10度迎角的中间部分。其根端部分具有1.2715″的弦长和12.40度的迎角。第一级段的固定叶片38包括具有1.8709″弦长和-12.4度迎角的顶端部分、具有1.9202″弦长和-15.6度迎角的平均部分、以及具有1.9716″弦长和-20.4度迎角的中间部分。其根端部分具有1.9968″的弦长和-23.8度的迎角。
第二级段的旋转叶片28包括具有0.8657″弦长和62.73度迎角的顶端部分、具有0.9175″弦长和52.35度迎角的平均部分、以及具有1.0712″弦长和34.47度迎角的中间部分。其根端部分具有1.1344″的弦长和15.30度的迎角。第二级段的固定叶片38包括具有1.3857″弦长和-15.6度迎角的顶端部分、具有1.3874″弦长和-19.6度迎角的平均部分、以及具有1.3894″弦长和-24.2度迎角的中间部分。其根端部分具有1.3959″的弦长和-28.5度的迎角。
第三级段的旋转叶片28包括具有1.0237″弦长和61.72度迎角的顶端部分、具有1.0874″弦长和50.97度迎角的平均部分、以及具有1.2407″弦长和35.50度迎角的中间部分。其根端部分具有1.3062″的弦长和16.92度的迎角。第三级段的固定叶片38包括具有1.7267″弦长和-20.4度迎角的顶端部分、具有1.6302″弦长和-25.0度迎角的平均部分、以及具有1.5644″弦长和-30.3度迎角的中间部分。其根端部分具有1.5132″的弦长和-34.8度的迎角。
第四级段的旋转叶片28包括具有0.9599″弦长和60.82度迎角的顶端部分、具有0.9772″弦长和48.60度迎角的平均部分、以及具有1.0606″弦长和33.23度迎角的中间部分。其根端部分具有1.0992″的弦长和14.71度的迎角。第四级段的固定叶片38包括具有1.2272″弦长和-14.7度迎角的顶端部分、具有1.4494″弦长和-16.3度迎角的平均部分，以及具有1.6290″弦长和-20.1度迎角的中间部分。其根端部分具有1.7354″的弦长和-22.0度的迎角。
在另外一种示例性结构中，压缩器12譬如可以包括具有第一旋转盘20和第一固定盘22的第一级段，该第一旋转盘具有平均高度为0.9366″的十六个叶片28，该第一固定盘具有平均高度为0.8769″的十个叶片38。第二级段可以包括第二旋转盘20和第二固定盘22，该第二旋转盘具有平均高度为0.8075″的十七个叶片28，该第二固定盘具有平均高度为0.7574″的十四个叶片38。第三级段可以包括第三旋转盘20和第三固定盘22，该第三旋转盘具有平均高度为0.7028″的十七个叶片28，该第三固定盘具有平均高度为0.6475″的十个叶片38。第四级段可以包括第四旋转盘20和第四固定盘22，该第四旋转盘具有平均高度为0.5899″的十九个叶片28，该第四固定盘具有平均高度为0.5362″的二十一个叶片38。
第一级段的旋转叶片28包括具有0.9250″弦长和63.79度迎角的顶端部分、具有0.8768″弦长和47.34度迎角的平均部分、以及具有1.0742″弦长和29.79度迎角的中间部分。其根端部分具有1.1692″的弦长和37.20度的迎角。第一级段的固定叶片38包括具有1.8709″弦长和-12.4度迎角的顶端部分、具有1.8434″弦长和-14.9度迎角的平均部分、以及具有1.8927″弦长和-19.6度迎角的中间部分。其根端部分具有1.9349″的弦长和-18.8度的迎角。
第二级段的旋转叶片28包括具有0.8657″弦长和62.73度迎角的顶端部分、具有0.8441″弦长和58.90度迎角的平均部分、以及具有0.9855″弦长和47.34度迎角的中间部分。其根端部分具有1.0542″的弦长和37.30度的迎角。第二级段的固定叶片38包括具有1.3857″弦长和-15.6度迎角的顶端部分、具有1.3457″弦长和-17.4度迎角的平均部分、以及具有1.3477″弦长和-19.2度迎角的中间部分。其根端部分具有1.3561″的弦长和-23.5度的迎角。
第三级段的旋转叶片28包括具有1.0237″弦长和61.72度迎角的顶端部分、具有1.0113″弦长和55.50度迎角的平均部分、以及具有1.1911″弦长和42.50度迎角的中间部分。其根端部分具有1.2152″的弦长和39.35度的迎角。第三级段的固定叶片38包括具有1.7267″弦长和-20.4度迎角的顶端部分、具有1.5902″弦长和-20.1度迎角的平均部分、以及具有1.5244″弦长和-25.5度迎角的中间部分。其根端部分具有1.4712″的弦长和-29.8度的迎角。
第四级段的旋转叶片28包括具有0.9599″弦长和60.82度迎角的顶端部分、具有0.9370″弦长和57.30度迎角的平均部分、以及具有0.9983″弦长和47.40度迎角的中间部分。其根端部分具有1.0370″的弦长和45.40度的迎角。第四级段的固定叶片38包括具有1.2272″弦长和-14.7度迎角的顶端部分、具有1.2174 ″弦长和-11.3度迎角的平均部分、以及具有1.3684 ″弦长和-15.1度迎角的中间部分。其根端部分具有1.4608 ″的弦长和-17.1度的迎角。
在上述任何一种示例性结构中，当旋转盘20和固定盘22被组装至驱动轴24和外壳18时，组装件(即，旋转盘20、固定盘22和驱动轴24)的构型形成从压缩器12的入口34延伸到压缩器12的出口36的锥形表面44。锥形表面44给压缩器12提供了总体限定在毂30、40的相应锥形表面31、41与外壳18的内壁之间、呈大致圆锥形的压缩室46。
参看图5a和5b，锥形表面44包括第一部分44a和第二部分44b，第一部分44a和第二部分44b配合而形成表面44的整体形状和轮廓。第一部分44a从第一旋转盘20大致延伸到第三固定盘22，并包括斜度为Q的大致锥形表面。第二表面44b大致起始于第四旋转盘20并大致延伸通过第四固定盘22，且具有斜度S。第二表面44b的斜度S略小于第一表面44a的斜度Q，由此相较于以斜度S连续通过第四级段的情况相比在第四级段给压缩室提供略微增大的容积。这样，两个表面44a、44b彼此相配合而形成表面44并提供在各级段具有期望容积的压缩室46。
虽然在此公开了具有大致锥形表面31、41的毂30、40，应当理解，各个毂也可以替换性地包括恒定的外表面，由此形成沿长度几何形状不变的驱动轴24。具有恒定横剖面的驱动轴24可以与圆锥形的外壳18一起使用，以使外壳18的形状提供所希望的对压缩室容积的增加或减小。作为选择，驱动轴24也可以与具有大致恒定横剖面的外壳18一起使用，由此形成沿长度横剖面不变的压缩室46。此外还应当指出，虽然这些旋转盘一个个单独地组装于驱动轴24，但可替换地，这些旋转盘20也可以作为单一单元进行组装，如以下所描述地那样。
譬如压缩器12的整体尺寸、流体类型以及必需的流体输出等因素规定了圆锥形压缩室46的斜度以及压缩室46在从入口34到出口36的方向上容积应该减少到何种程度。以此方式，压缩室46的形状主要取决于系统要求，并可以进行调整以适应不同的压缩器尺寸及应用。
继续参看图2和图5a-5b，旋转盘20和固定盘22以交替方式组装在驱动轴24上，用以给压缩器12提供必需的输出压力和速度。依据压缩器12的输出需要，压缩机10可以包括高达十一个级段(即，旋转盘20和固定盘22)。作为示范，在图2中显示了包含有四个旋转盘20和四个固定盘22的四级段压缩器系统。盘20、22彼此交替而使各固定盘22由旋转盘20间隔且各旋转盘20由固定盘22间隔。
在操作中，流体经由喇叭口状的路径100在入口34处导入压缩室46，并通过叶片28由第一旋转盘20激励。依据具体应用，在入口34附近可以使用喷雾装置51以将输入的空气与喷雾相混合而譬如用于冷却排气，或是与燃料一起而提高压缩机10的性能。喷雾装置51可以包括喷嘴，其在空气抵达压缩室46之前将水雾或冷却剂雾喷到空气流中。这种喷雾帮助冷却压缩机10的内部元件，并帮助在压缩期间于出口36处控制空气的温度。上述喷雾通常仅用于譬如赛车的高压应用中，在此应用中压缩机10的内部元件变热而由此导致空气在出口36处被加热。
当流体受到激励时，它沿着压缩室46从入口34移动到出口36，并沿此路径抵达各个旋转盘20和固定盘22。一旦流体由第一旋转盘20激励，流体抵达第一固定盘22，由此导致流体改变状态并以新的方向流向旋转盘20。以此方式，处于第一旋转盘20与第一固定盘22之间的流体的能量增加。
一旦流体压力到达预定的阈限，流体将横穿第一固定盘22的叶片38并抵达第二旋转盘20。上述过程在相应旋转盘20与固定盘22之间重复执行，直到流体流经压缩室46的整个长度并抵达出口36。在此位置，流体以高压高速退出压缩室46并进入扩压器16，以调节流体的流量、压力和速度使其适于具体应用。
旋转盘20和固定盘22由于叶片28、38的形状和取向而沿着压缩室46压缩并移动流体。叶片28有助于流体流经压缩室46，并被设计为理想地提供经过压缩器12的恒定无扰流。如果叶片28在使流体流经压缩室46时产生非常大地扰流，则能量受到损失且压缩器12的效率降低。
固定盘22的叶片38具有与旋转盘20的叶片28相类似的结构，从而将流体连续推动经过压缩室46。如上所述地，固定盘22接收来自旋转盘20的流体并进一步增加流体的能量。此外，叶片38保持来自旋转盘的大致无扰流，以降低能量损失并改善压缩器12的整体效率。
压缩器12还可以包括按照系统要求引导和调节加压流体的调节机构48、以及对输入流体的杂质进行过滤的过滤器50。调节机构48测量一个或多个流体变量(即，流量、压力、温度等)，由此确定压缩器12的当前工作状况，并在压缩器12并未处于期望工作状况下时对入口34或出口36相应地进行调节。调节机构48位于入口34和出口36处，并可以与譬如车辆控制器的外部系统相通讯，从而调节进入压缩器12的流体量、以及在出口36离开压缩器12的流体的速度、压力和体积。
另外的调节机构49可以包括一组可调节的入口导流板或叶片59，其附接至压缩器12第一级段前面的压缩器结构。这些导流叶片59可以沿着各叶片59的轴线与联接控制器61一起旋转，联接控制器61此时将各个叶片59定位为期望的角度。叶片59可以等距相间隔，并可以包括三角形和流线型形状的叶片。叶片59的形态对气流进行引导，而它与第一级段旋转盘20所成的迎角确定了压缩器12的整体特性曲线。
传动装置14接收来自外部系统的旋转力并将该旋转力施加于驱动轴24，由此以预定速度驱动压缩器12。具体参看图2和图6-8，所示传动装置14包括外壳52、组合的带轮总成54以及压缩器带轮56。组合的带轮总成54和压缩器带轮56可旋转地支撑在外壳52内部，并彼此配合以将传动装置14所接收的输入转速转换成能够在压缩器12的出口产生期望流体流动的转速，如以下进一步描述地那样。
虽然在此公开了带传动式的传动装置14，压缩器12也可以采用任何其他的传动装置14，譬如但不限于无级变速传动装置；此外还可以替换性地由发动机或电动机的输出直接驱动。压缩器12可以由电动机旋转驱动，以允许仅在需要时使用压缩器12。电动机可以直接驱动压缩器12，或是通过传动装置14来驱动压缩器12。
组合的带轮总成54包括输入带轮58、输出带轮60和轴62。输入带轮58设置为与输出带轮60相邻且固定为与输出带轮60一起旋转，并具有小于输出带轮60的直径。带轮58、60各自包括用于可旋转地附接轴62的中心孔64。孔64通过一系列的轴承65而轴颈式支撑在轴62上，以允许带轮58、60绕轴62自由地旋转。轴承65除了使带轮58、60能够绕轴62自由旋转外，还提供带轮58、60相对于外壳52的调节并由此是“浮动式”轴承。带轮58、60相对于外壳52的调节使得传动装置14能够解决带轮56、58、60之间以及输入带轮58与外部系统之间的松弛问题。输入带轮58和输出带轮60由轴62可旋转地支撑在外壳52内部，并可相对于外壳52自由旋转。
继续参看图2和图6-8，所示压缩器传动元件66在组合的带轮总成54的输出带轮60与压缩器带轮56之间延伸，使得施加于输出带轮60的旋转力同时施加至压缩器带轮56。压缩器传动元件66绕输出带轮60的外径延伸，使得输出带轮60的旋转同时导致传动元件66的旋转。传动元件66还绕压缩器带轮56的外径延伸，使得传动元件66的旋转同时导致压缩器带轮56旋转。应当指出，传动元件66可以是适于将输出带轮60的旋转力传递给压缩器带轮56的任何合适结构，包括橡胶的有齿皮带或齿轮组。
压缩器带轮56固定地附接于压缩器12的驱动轴24，使得压缩器带轮56的旋转同时导致驱动轴24旋转。当传动元件66通过输入带轮58和输出带轮60旋转时，压缩器带轮56和驱动轴24也旋转。由于输入带轮58、输出带轮60与压缩器带轮56之间的直径比，压缩器带轮56较输入带轮58以更高的速度进行旋转。
由于输出带轮60的直径较大，传动元件66在其上旋转的输出带轮60的周长大于输入带轮58的周长。因此，当输出带轮60旋转时，因为输入带轮58的周长小于输出带轮60的周长，因而与直接附接于输入带轮58的情况相比传动元件66旋转经过更大的距离。由于压缩器带轮56周长与输出带轮60周长之间的关系，传动元件66相对于输入带轮58的单周旋转所移动的距离导致压缩器带轮56以与输入带轮58的转速相比更高的速度旋转。具体来说，压缩器带轮56具有比输出带轮60小的直径，因此其周长小于输出带轮60。这样，输出带轮60的单周旋转导致压缩器带轮56多周旋转，由此导致压缩器带轮56以与输入带轮58和输出带轮60相比更高的速度进行旋转。
在操作中，输入带轮58通过输入传动元件68接收来自外部系统的旋转力，并以与输入传动元件68的基本相同的切向速度绕轴62旋转。输入带轮58以与输入传动元件68相同的速度旋转，这样导致输出带轮60随之旋转。输出带轮60以与输入带轮58相同的速度旋转，但是由于输入带轮58和输出带轮60之间直径不同，能够以更高的速度来旋转压缩器带轮56，如上所述。增大驱动轴24的转速，这使得通过使压缩器12能够更快地将流体吸入到压缩室46中并由此在较短周期内产生更大量的加压流体而改善压缩器12的性能。虽然压缩机10在图1a中显示处于大致直立的状态，应当理解，压缩机10可以绕轴线Z旋转以适应具体应用。图1b显示了绕轴线Z旋转后的压缩机10，并且与图1a所示位置大致成90度地容纳输入传动元件68。应当指出，压缩机10的轴24也可以采用任何角度设置，包括竖直的构造。
除上述外，如图2中最佳显示地，传动装置14还可以包括离合器总成70，其大致配置在组合的带轮总成54与驱动轴24之间，以选择性地限制盘20的旋转。离合器总成70使得驱动轴24自驱动旋转盘20的状态脱离，由此在不需要加压流体流期间(即，车辆应用中当车辆处于空档时)减少压缩机10所消耗的功率。
在此情况下，旋转盘不再因为压缩室46内部的流体循环而旋转，从而导致内部压头损耗的降低。当需要加压流体流时，离合器总成70接合驱动轴24，从而将功率输送给旋转盘20并再次使加压流体流。虽然在此将离合器70描述为与驱动轴24相关联，应当理解，离合器70可以替换性地与轴62或发动机带轮63相关联，由此限制盘20的旋转。离合器70与小功率压缩器12一起使用时尤其有利，并当配置在发动机带轮63附近时起最佳作用。
当传动装置14正在驱动压缩器12时(即，离合器总成70被接合时)，累积在压缩室46内的流体压力通过出口36释放并进入到扩压器16中。扩压器16接收具有预定压力和速度的加压流体，并用于调节流体流，使得以所需的压力和速度从压缩机10排出流体。
参看图2，扩压器16配置成与出口36相邻并包括外壳72和出口74。扩压器16接收来自压缩室46的加压流体，并基于压缩机10的要求将速度头部分地转换成压力头。速度头转换成压力头的百分率取决于针对压缩机10所结合的具体应用的扩压器16的设计。例如，如果需要压缩机10供应高速加压流体，则扩压器16将不显著减小排出压缩室46的出口36的加压流体的速度。另一方面，如果需要压缩机10供应高压、低速的流体流，更多的速度头将由扩压器16转换成压力头。
扩压器16能够基于系统状况和要求，将不同百分率的速度头转换成压力头。因此，扩压器16所改变流体的量主要取决于压缩机10所结合的系统的要求。可以理解，某些应用并不需要压缩机10包括有扩压器16。对于这类应用，如图1c中所示，将扩压器16简单地从外壳18拆除，使得压缩机10的输出74简单地直接从外壳18导出。
具体参看图10，示出具有压缩器12a、传动装置14和扩压器16的另外一种压缩机10a。鉴于压缩机10的相关元件相对于压缩机10a在结构和功能上的大致相似性，下文和附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件，而包含有字母后缀的相同附图标记用来表示那些经过修改的元件。
参看图10，所示压缩器12a包括叶轮25，该叶轮具有与其一体形成的叶片28。叶轮25是大致细长、中空的元件，并通过驱动轴部分24a和轴承26由外壳18a以可旋转方式支撑。驱动轴部分24a在相对两端固定地附接于叶轮25，使得在其间形成空腔27。驱动轴24a通过适当方法附接至转子25连接，譬如焊接、紧固(即，螺栓等)或压配合，使得将驱动轴24a配置为与叶轮25一起旋转。叶轮25包括沿其长度延伸的锥形表面44，从而使压缩室46呈现为总体限定在锥形表面44与外壳18的内壁之间的大致圆锥形状。
外壳18a包括两部件式结构，该结构具有沿着图10的V-V线分离的两个可分离半部17、19。半部17、19各自包括与其一体形成的半个固定盘22a，使得当外壳半部17、19组装时(即，沿着V-V线)形成大致圆形的固定盘22a。半部17、19可以利用任何适当的方法组装在一起，譬如机械紧固装置(即，螺母和螺栓结构)。各半部均可以注模形成，使得固定盘22a与外壳18a的外壁一体形成。此外，各个半部17、19可以一起形成，而使活动铰链沿着外壳18a的一侧、大致沿着图10的V-V线延伸。这种构造容许半部17、19形成为单件，然后沿着活动铰链进行叠合而封闭外壳18a。
参看图12，所示固定盘22a包括中央孔42a和多个叶片38a。叶片38固定地附接于外壳18a的内壁，而中央孔42a大致围绕叶轮25的一部分。孔42a在盘22a与叶轮25之间提供间隙21，由此容许转子25相对于盘22a旋转。当转子25旋转并因而有效移动流体使之经过压缩室46时，固定盘22a被固定以增加流经其的流体的压力。
参看图13a和13b，示出具有压缩器12b和传动装置14的另外一种压缩机10b。鉴于压缩机10的相关元件相对于压缩机10b在结构和功能上的大致相似性，下文和附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件，而包含有字母后缀的相同附图标记用来表示那些经过修改的元件。
参看图13a，所示压缩器12b包括一系列的旋转盘20和固定盘22，这些盘彼此配合以确定大致锥形的表面44。锥形表面44从具有喇叭口的入口34b延伸到出口36b。圆锥体29延伸到入口34b中，并包括可促进空气进入压缩器12b的锥形前端55。锥形前端55与喇叭口状的入口34b相配合而将空气吸入到压缩机10b中。该喇叭口并不一定直接附接于压缩机10。该喇叭口也可以通过距离入口34b一定间距的管道与入口34b流体连接。该管道容许压缩机10定位于远离喇叭口处，并可以是柔性的以适于将压缩机10封装在譬如汽车发动机舱的设备中。此外，上述喇叭口可以包括过滤器57以净化输入的空气。
压缩机10b包括具有两部件式结构的外壳18b，该结构具有沿着图13b的X-X线而分离的两个可分离半部17b、19b。半部17b、19b各自包括与其一体形成的半个固定盘22，从而当外壳半部17b、19b组装时(即，沿着X-X线)形成大致圆形的固定盘22。各个半部可以注模形成，使得固定盘22与外壳18b的外壁一体地形成。此外，各个半部17b、19b可以一起形成，而使活动铰链沿着外壳18b的一侧、大致沿着图13b的X-X线延伸。这种构造允许半部17b、19b形成为单件，然后沿着活动铰链进行叠合而封闭外壳18b。
具体参看图14a和14b，示出具有压缩器12c和传动装置14c的另外一种压缩机10c。鉴于压缩机10的相关元件相对于压缩机10c在结构和功能上的大致相似性，下文和附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件，而包含有字母后缀的相同附图标记用来表示那些经过修改的元件。
参看图14a，所示压缩器12c包括一系列的旋转盘20和固定盘22，这些盘彼此配合以确定大致锥形的表面44。传动装置14c包括具有恒星齿轮37和一系列行星齿轮35的行星齿轮组33。恒星齿轮37由譬如车辆发动机的外部设备所旋转，或者可以接收来自电动机的旋转力。对于上述任何一种情况，当恒星齿轮37旋转时，引起行星齿轮35绕恒星齿轮37旋转。此外，行星齿轮35与形成在驱动轴24c内径上的内齿39啮合。当行星齿轮35由恒星齿轮37旋转时，行星齿轮35与驱动轴24c的齿39之间的啮合导致驱动轴24c类似地旋转。应当指出，类似的齿轮组结构也可以用于无级变速传动装置。这种构造的优点在于可以将增压器的响应与发动机速度相脱离，由此简化对压缩机10的调节并提高了效率。
驱动轴24c的旋转导致旋转盘20旋转并将空气吸入到入口34c中。一旦空气吸入到入口34c中，空气抵达旋转盘20和固定盘22，并在从出口36c排出之前受到压缩。
虽然在此将传动装置14c描述为配置在压缩机10c的入口34c内，传动装置14c可以替换性地配置在压缩机10c的高压端处。例如，传动装置14c可以配置在压缩机10c的出口36c附近，从而压缩机10c在出口36c处受到驱动。对于这种构造，空气仍然在入口34c吸入到压缩器12c中，但驱动轴24c的旋转是通过在出口36c(即，通过传动装置14c)施加旋转力而得以实现。
具体参看图2、10和13，将详细描述压缩机10的操作。应当指出，压缩机10以与压缩机10a、10b和10c基本相同的方式工作。因此，关于压缩机10a、10b和10c操作的具体描述可以预知的。图15示出结合在车辆76中的压缩机10。压缩机10配置在车辆76的发动机舱78内部，与发动机80连接接并由其驱动。以此方式，压缩机10被用作“增压器”以将压缩空气流提供至发动机80。
压缩机10定位在发动机舱78的内部，这样空气得以容易且顺利地经由过滤器50和入口34吸入到压缩室46中。压缩机10可以定位在发动机舱78的内部而使得入口50面向车辆76的高压区或前部，从而可以利用车辆76向前移动所产生的加压空气。这类加压空气为压缩机10提供“冲压”效应，并有助于通过减少压缩机10完全压缩空气所需的能量而提高压缩机10的效率。
压缩机10基于输入传动元件68与传动装置14的输入带轮58之间的关系由发动机80驱动。输入传动元件68在其一端与传动装置14的输入带轮58连接，并在另一端与发动机80的输出装置连接，譬如曲轴(未图示)。这样，随着发动机80转动曲轴，输入传动元件68旋转并同时导致输入带轮58旋转。
如上所述地，由于输入带轮58固定为与输出带轮60一起旋转，输入带轮58的旋转同时导致输出带轮60旋转。假设离合器总成70已经接合，则输出带轮60的旋转通过压缩器带轮56导致驱动轴24同时旋转，并最终导致盘20旋转。由于各个带轮56、58、60直径上的相对差异，压缩器带轮56以比输入带轮58或输出带轮60高的速度旋转。
驱动轴24的旋转同时导致各个旋转盘20旋转，由此导致空气被吸入到压缩室46中并受到压缩。吸入的空气首先流经过滤器50，以在抵达压缩室46之前去除任何杂质。一旦空气流经过滤器50，空气在被吸入到第一旋转盘20(即，第一级段)之前由入口34所接收。如上所述地，旋转盘从入口34吸取空气并通过与叶片28的相互作用来压缩空气。
叶片28迫使空气从入口34流向出口36，并由此进入第一级段的固定盘22中。在抵达固定盘22时，空气的方向发生改变，并由于固定盘22的叶片38的形状和位置而以最小的冲击朝下一个旋转盘20前进，从而提高空气的能量和压力。一旦处于旋转盘20与固定盘22之间的空气达到预定压力，则空气横穿固定盘22的叶片38并前进到下一级段。
为了使空气得到完全地压缩并以适当压力和速度流出压缩室46，空气必须抵达各个级段(即，一到四级段)。这样，一旦空气离开第一级段，它将抵达第二级段、第三级段和第四级段，由此更进一步地压缩空气流。可以理解，旋转盘20和固定盘22的构造和整体数量可以主要基于发动机80的操作要求进行改变，以为压缩机10提供不同的输出压力或速度。
一旦空气横穿过第四级段的固定盘22，压缩空气在出口36处排出压缩室46。在离开出口36之后，压缩空气由扩压器16的外壳72所容纳。扩压器16将受到激励的空气转换成适用于发动机80的适当速度和压力，由此充分满足发动机的需求。扩压器外壳72配合地接合于发动机80的汽缸(未图示)，使得出口74与各个汽缸流体连通。以此方式，一旦空气由扩压器16处理，空气经由出口74排出压缩机10并由发动机80的各个汽缸所接收。在进入汽缸时或在进入汽缸前，压缩空气与用于燃烧的燃料混合物混合，由此提高发动机80的功率输出。
对于使用了离合器且发动机80不需要额外输出(譬如处于空档)的情况，压缩机10可以通过借助于离合器70脱离驱动轴24来限制吸入到压缩室46中的空气量。具体来说，当发动机80处于不需要来自压缩机10的空气“增压”的状态时，离合器70使得驱动轴24自旋转盘20脱离，由此防止压缩机10将压缩空气流输送给发动机80。因此，在不需要空气压缩时将驱动轴24与旋转盘20脱离，由于在不需要空气增压时能量并未浪费在对驱动轴24的旋转上，这样提高了发动机80的整体效率。
当使用离合器70进行操作时，发动机控制器(未图示)对发动机80的操作状态进行检测并将相关信息传送给压缩机10。如果该操作状态使得发动机80不需要空气增压，则离合器70将驱动轴24与旋转盘20脱离，因为不必利用能量来旋转驱动轴24和盘20，由此提高了发动机80的整体效率。当离合器70脱离时，空气仍然可以经由过滤器50进入到燃烧室46中并旋转所述盘20。在此情况下，盘20并不借助发动机80和传动装置14的功率进行旋转，而是基于压缩机10的状态和车辆76的车速以一定速度进行旋转，如以下描述地那样。
图15显示了压缩机10，其配置在车辆76的发动机舱78中而使压缩机10由发动机80所驱动。如上所述地，出口36和出口74与发动机80的汽缸流体连接。即使当驱动轴24由于离合器70的脱离而与盘20的旋转无关时，压缩室46仍处于负压。因此，当驱动轴24由离合器70脱离时，随发动机80吸入时的空气需求的变化而确定盘20的旋转。
如果发动机控制器检测到需要空气增压(即，由于加速等)，则信号被发送至压缩机10以接合离合器70，由此使盘20旋转并为发动机80提供压缩空气。
当离合器70被接合时，调节机构48确保发动机80在每个汽缸处接收到所需量的压缩空气。空气通过过滤器50被导入并由于盘20的旋转而经过入口34传送。如上所述地，气流被导向燃烧室46，然后流向扩压器16直到最终输送到发动机80。
阀82对提供给汽缸的气流的压力进行控制以确保发动机80在每个汽缸处接收到所需量的空气，由此确保发动机80的功率输出得以维持在期望水平。以此方式，通过对导入压缩室46的空气量，调节机构48能够调节提供给发动机80的压缩空气流量。
一系列的温度、气流、转速、燃烧状态、压力和速度传感器84可以装配在压缩室46中、位于出口74和相应入口34和出口36处，以帮助控制进入压缩室46的气流。传感器84使得压缩机10能够基于发动机80和压缩机10两者的当前操作状态来增加或减少吸入到压缩室46的空气量。例如，传感器84可以使得压缩机10能够将输出的压力和速度与发动机80的需求相比较。此类信息可用于调节喷入压缩室46的空气量，以便可以调整压缩机10的性能，使之与发动机80的需求更好地匹配。
以上描述仅仅是示例性的，因此，未偏离本发明要旨的修改不能认为偏离了本发明的精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种压缩机，包括具有入口和出口的外壳；至少一个旋转盘，其具有以可旋转方式支撑在所述外壳内的多个叶片；至少一个固定盘，其具有固定地附接于所述外壳的多个叶片；驱动轴，其以可旋转方式驱动所述至少一个旋转盘以对配置在所述外壳内的流体进行压缩，并包括具有第一斜度的第一表面和具有第二斜度的第二表面；以及传动装置，其与所述驱动轴机械连接，适于将旋转输入转换成期望的转速并以该期望转速驱动所述驱动轴。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一斜度大于所述第二斜度。
3.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括离合器，该离合器适于将所述驱动轴与所述传动装置选择性地脱离以选择性地限制所述驱动轴的旋转。
4.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括具有不同直径的第一带轮和第二带轮。
5.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括第一带轮、第二带轮和第三带轮。
6.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述第一带轮固定为与所述第二带轮一起旋转，而所述第三带轮被固定为与所述驱动轴一起旋转。
7.如权利要求6所述的压缩机，其中，所述第二带轮与所述第三带轮机械连接。
8.如权利要求1所述的压缩机，进一步包括调节机构，该调节机构配置在所述入口附近，用于控制进入所述外壳的空气流。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中，所述调节机构包括至少一个能够旋转的叶片。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中，所述至少一个叶片呈三角形。
11.(取消)12.如权利要求46所述的压缩机，其中，所述驱动轴的锥形部在所述入口处具有第一外直径并在所述出口处具有第二外直径，该第二外直径大于该第一外直径。
13.如权利要求46所述的压缩机，其中，所述驱动轴的锥形部在所述入口处具有第一外直径并在所述出口处具有第二外直径，该第二外直径小于该第一外直径。
14.如权利要求44所述的压缩机，进一步包括与所述驱动轴机械连接的传动装置。
15.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置包括在所述传动装置与所述驱动轴之间延伸的至少一个拉紧构件。
16.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述拉紧构件是有齿皮带或链条中的至少一种。
17.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置是无级变速传动装置。
18.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置包括一组齿轮。
19.如权利要求18所述的压缩机，其中，所述齿轮包括行星齿轮组。
20.如权利要求44所述的压缩机，其中，所述入口包括过滤器。
21.(取消)
22.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述驱动轴包括锥形端部。
23.如权利要求22所述的压缩机，其中，所述锥形端部延伸到所述入口中，以便于将所述流体吸入到所述外壳中。
24.如权利要求44所述的压缩机，进一步包括用于冷却所述旋转盘和所述叶片、以及用于冷却所述流体的喷雾装置。
25.如权利要求24所述的压缩机，其中，所述喷雾装置配置在所述入口处。
26.如权利要求24所述的压缩机，其中，所述喷雾装置包括喷嘴，该喷嘴适于将水雾或冷却剂雾喷射进所述流体内。
27.如权利要求11所述的压缩机，进一步包括调节机构，该调节机构配置在所述入口附近，用于控制进入所述外壳的空气流。
28.如权利要求27所述的压缩机，其中，所述调节机构包括至少一个能够旋转的叶片。
29.如权利要求28所述的压缩机，其中，所述至少一个叶片呈三角形。
30.(取消)31.如权利要求52所述的压缩机，其中，所述第三系列叶片和所述第四系列叶片与所述外壳一体地形成。
32.如权利要求52所述的压缩机，进一步包括与所述驱动轴机械连接的传动装置。
33.如权利要求32所述的压缩机，其中，所述传动装置包括在所述传动装置与所述驱动轴之间延伸的至少一个拉紧构件。
34.如权利要求33所述的压缩机，其中，所述拉紧构件是有齿皮带或链条中的至少一种。
35.如权利要求32所述的压缩机，其中，所述传动装置是无级变速传动装置。
36.如权利要求52所述的压缩机，其中，所述入口包括喇叭口状的开口。
37.如权利要求52所述的压缩机，进一步包括用于冷却所述旋转盘和所述叶片、以及用于冷却所述流体的冷却装置。
38.如权利要求37所述的压缩机，其中，所述冷却装置配置在所述入口处。
39.如权利要求37所述的压缩机，其中，所述冷却装置包括喷嘴，该喷嘴适于将燃料雾、水雾或冷却剂雾喷射到所述流体中。
40.如权利要求52所述的压缩机，其中，所述外壳包括能够沿着纵向轴线分离的第一半部和第二半部。
41.如权利要求40所述的压缩机，其中，所述第一半部通过机械紧固装置固定地附接至所述第二半部。
42.如权利要求40所述的压缩机，进一步包括沿着所述纵向轴线配置在所述第一半部与所述第二半部之间的铰链。
43.如权利要求42所述的压缩机，其中，所述铰链是与所述第一和第二半部一体形成的活动铰链。
44.一种压缩机，包括具有入口、出口和内表面的外壳；驱动轴，其具有外表面并以可旋转方式支撑在所述外壳内；
压缩室，其由所述外壳的内表面和所述驱动轴的外表面限定；至少一个具有多个叶片的旋转盘，所述至少一个旋转盘以可旋转方式连接到所述驱动轴并设置在所述压缩室内；至少一个具有多个叶片的固定盘，所述至少一个固定盘固定地附接于所述外壳并设置在所述压缩室内；以及与所述入口和所述压缩室相关联的喇叭口状的过渡部，所述喇叭口状的过渡部将流体流导向所述至少一个旋转盘和所述至少一个固定盘。
45.如权利要求44所述的压缩机，其中，所述驱动轴与所述入口的喇叭口状的过渡部轴向对准。
46.如权利要求44所述的压缩机，其中，所述驱动轴的外表面包括锥形部。
47.如权利要求12所述的压缩机，其中，所述锥形部进一步包括具有第一斜度的第一部分和具有第二斜度的第二部分。
48.如权利要求44所述的压缩机，其中，所述外壳的内表面包括锥形部。
49.如权利要求48所述的压缩机，其中，所述驱动轴的外表面包括锥形部。
50.如权利要求44所述的压缩机，其中，所述至少一个固定盘与所述外壳一体地形成。
51.如权利要求44所述的压缩机，进一步包括扩压器，该扩压器适于将所述流体流的部分速度头转换为压力头。
52.一种压缩机，包括具有入口和出口的外壳；驱动轴，其以可旋转方式支撑在所述外壳内；以及第一压缩级段，其设置在所述入口和所述出口之间并包括第一旋转盘和第一固定盘，所述第一旋转盘由所述驱动轴以可旋转方式驱动并具有第一系列叶片，所述第一固定盘具有数量不同于所述第一系列叶片的第二系列叶片。
53.如权利要求52所述的压缩机，进一步包括第二压缩级段，其设置在所述入口和所述出口之间并包括第二旋转盘和第二固定盘，所述第二旋转盘由所述驱动轴以可旋转方式驱动并具有第三系列叶片，所述第二固定盘具有数量不同于所述第三系列叶片的第四系列叶片。
54.如权利要求53所述的压缩机，其中，所述第二压缩级段设置在所述第一压缩级段和所述出口之间。
55.如权利要求53所述的压缩机，其中，所述第一系列叶片的数量不同于所述第三系列叶片的数量。
56.如权利要求53所述所述的压缩机，其中，所述第二系列叶片的数量不同于所述第四系列叶片的数量。
权利要求
1.一种压缩机，包括具有入口和出口的外壳；至少一个旋转盘，其具有以可旋转方式支撑在所述外壳内的多个叶片；至少一个固定盘，其具有固定地附接于所述外壳的多个叶片；驱动轴，其以可旋转方式驱动所述至少一个旋转盘以对配置在所述外壳内的流体进行压缩，并包括具有第一斜度的第一表面和具有第二斜度的第二表面；以及传动装置，其与所述驱动轴机械连接，适于将旋转输入转换成期望的转速并以该期望转速驱动所述驱动轴。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述第一斜度大于所述第二斜度。
3.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括离合器，该离合器适于将所述驱动轴与所述传动装置选择性地脱离以选择性地限制所述驱动轴的旋转。
4.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括具有不同直径的第一带轮和第二带轮。
5.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述传动装置包括第一带轮、第二带轮和第三带轮。
6.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述第一带轮固定为与所述第二带轮一起旋转，而所述第三带轮固定为与所述驱动轴一起旋转。
7.如权利要求6所述的压缩机，其中，所述第二带轮与所述第三带轮机械连接。
8.如权利要求1所述的压缩机，进一步包括调节机构，该调节机构配置在所述入口附近，用于控制进入所述外壳的空气流。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中，所述调节机构包括至少一个能够旋转的叶片。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中，所述至少一个叶片呈三角形。
11.一种压缩机，包括具有入口和出口的外壳；至少一个旋转盘，其具有以可旋转方式支撑在所述外壳内的多个叶片；至少一个固定盘，其具有固定地附接于所述外壳的多个叶片；以及驱动轴，其以可旋转方式驱动所述至少一个旋转盘以对配置在所述外壳内的流体进行压缩，并包括在所述入口与所述出口之间延伸的锥形表面。
12.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述驱动轴在所述入口处具有第一直径并在所述出口处具有第二直径，该第二直径大于该第一直径。
13.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述驱动轴在所述出口处具有第一直径并在所述入口处具有第二直径，该第二直径大于该第一直径。
14.如权利要求11所述的压缩机，进一步包括与所述驱动轴机械连接的传动装置。
15.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置包括在所述传动装置与所述驱动轴之间延伸的至少一个拉紧构件。
16.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述拉紧构件是有齿皮带或链条中的至少一种。
17.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置是无级变速传动装置。
18.如权利要求14所述的压缩机，其中，所述传动装置包括一组齿轮。
19.如权利要求18所述的压缩机，其中，所述齿轮包括行星齿轮组。
20.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述入口包括过滤器。
21.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述入口包括喇叭口状的开口。
22.如权利要求11所述的压缩机，其中，所述驱动轴包括锥形端部。
23.如权利要求22所述的压缩机，其中，所述锥形端部延伸到所述入口中，以便于将所述流体吸入所述外壳。
24.如权利要求11所述的压缩机，进一步包括用于冷却所述旋转盘和所述叶片、以及用于冷却所述流体的喷雾装置。
25.如权利要求24所述的压缩机，其中，所述喷雾装置配置在所述入口处。
26.如权利要求24所述的压缩机，其中，所述喷雾装置包括喷嘴，该喷嘴适于将水雾或冷却剂雾喷射进所述流体内。
27.如权利要求11所述的压缩机，进一步包括调节机构，该调节机构配置在所述入口附近，用于控制进入所述外壳的空气流。
28.如权利要求27所述的压缩机，其中，所述调节机构包括至少一个能够旋转的叶片。
29.如权利要求28所述的压缩机，其中，所述至少一个叶片呈三角形。
30.一种压缩机，包括外壳；由所述外壳以可旋转方式支撑的驱动轴；第一旋转盘，其具有第一系列的叶片并由所述驱动轴以可旋转方式驱动；第二旋转盘，其具有数量不同于所述第一系列叶片的第二系列叶片并由所述驱动轴以可旋转方式驱动；第一固定盘，其具有第三系列叶片；以及第二固定盘，其具有数量不同于所述第三系列叶片的第四系列叶片；其中，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘由所述第一固定盘隔开，并且所述第二固定盘与所述第二旋转盘相邻。
31.如权利要求30所述的压缩机，其中，所述第三系列叶片和所述第四系列叶片与所述外壳一体地形成。
32.如权利要求30所述的压缩机，进一步包括与所述驱动轴机械连接的传动装置。
33.如权利要求32所述的压缩机，其中，所述传动装置包括在所述传动装置与所述驱动轴之间延伸的至少一个拉紧构件。
34.如权利要求33所述的压缩机，其中，所述拉紧构件是有齿皮带或链条中的至少一种。
35.如权利要求32所述的压缩机，其中，所述传动装置是无级变速传动装置。
36.如权利要求30所述的压缩机，其中，所述入口包括喇叭口状的开口。
37.如权利要求30所述的压缩机，进一步包括用于冷却所述旋转盘和所述叶片、以及用于冷却所述流体的冷却装置。
38.如权利要求37所述的压缩机，其中，所述冷却装置配置在所述入口处。
39.如权利要求37所述的压缩机，其中，所述冷却装置包括喷嘴，该喷嘴适于将燃料雾、水雾或冷却剂雾喷射到所述流体中。
40.如权利要求30所述的压缩机，其中，所述外壳包括能够沿着纵向轴线分离的第一半部和第二半部。
41.如权利要求40所述的压缩机，其中，所述第一半部通过机械紧固装置固定地附接至所述第二半部。
42.如权利要求40所述的压缩机，进一步包括沿着所述纵向轴线配置在所述第一半部与所述第二半部之间的铰链。
43.如权利要求42所述的压缩机，其中，所述铰链是与所述第一和第二半部一体形成的活动铰链。
全文摘要
一种压缩和抽真空机，包括外壳；至少一个旋转盘，该旋转盘具有以可旋转方式支撑在外壳内的多个叶片；以及至少一个固定盘，该固定盘具有固定地附接于外壳的多个叶片。驱动轴包括大致锥形的表面并以可旋转方式驱动旋转盘，以增加配置在外壳内的流体流的能量。上述压缩机还包括与所述驱动轴机械连接的传动装置，用于将旋转输入转换成期望的转速并以该期望转速来驱动所述轴。
文档编号F04D29/54GK101072933SQ200580042025
公开日2007年11月14日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者法昆多·德·瓦尔·布拉沃, 乔斯·L·科雷亚 申请人:法昆多·德·瓦尔·布拉沃, 乔斯·L·科雷亚