TWI888954B - 空氣動力轉子 - Google Patents

Abstract

本發明空氣動力轉子包含軸心組件、轉動組件、噴氣組件以及第一導流件。軸心組件包括主體，主體一端開設有進氣口。轉動組件包括第一側蓋、第二側蓋以及中蓋，第一、第二側蓋樞接在主體，中蓋密封連接第一側蓋與第二側蓋的邊緣，第一側蓋、第二側蓋與中蓋共同界定容置空間，其中，第二側蓋設置逸氣孔。噴氣組件設置於主體且設置於容置空間中，噴氣組件開設有與進氣口連通的噴氣口。第一導流件設置於第一側蓋且設置於容置空間中。其中，壓縮氣體自軸心組件的進氣口流經軸心組件與噴氣組件，自噴氣口噴入容置空間中，並透過第一導流件帶動轉動組件相對軸心組件轉動。

Description

空氣動力轉子

本發明是關於一種空氣動力轉子，特別是指一種可以應用於手工具、馬達等機械的空氣動力轉子。

空氣動力轉子是一種使用空氣動力學原理來產生動力或提供升力的設備，通常包括旋翼、螺旋槳、風車、風力發電或氣動空壓工具等。以氣動空壓工具而言，氣動空壓工具使用壓縮空氣作為動力源，氣動空壓工具的操作速度和效率，乃取決於空氣動力轉子氣體壓縮能力，因此空氣動力轉子對於氣動空壓工具的性能和可靠性方面具有關鍵性的作用。

然而，以往有些氣動空壓工具的空氣動力轉子是將壓縮空氣噴射於扇葉上，由扇葉將壓縮空氣轉換為轉動動能，惟以往的空氣動力轉子的壓縮空氣容易從氣動空壓工具中逸散到外界，造成壓縮空氣使用效能低，因此有必要對此一問題進行改善。

有鑑於先前技術的問題，本發明的目的在於提供一種可以更有效率使用壓縮空氣的空氣動力轉子。

根據本發明的目的，提供一種空氣動力轉子，包含軸心組件、轉動組件、噴氣組件及第一導流件，其中軸心組件包括主體，主體一端開設有進氣口。轉動組件包括第一側蓋、第二側蓋及中蓋，第一側蓋樞接在主體上，第二側蓋套接在主體上，第一側蓋與第二側蓋於主體上間隔一段距離，中蓋設置在第一側蓋與第二側蓋之間，且中蓋密封連接第一側蓋與第二側蓋的邊緣，第一側蓋、第二側蓋與中蓋共同界定容置空間。其中，第一側蓋與第二側蓋的其中一設置至少一個逸氣孔。噴氣組件設置於容置空間中並連接在主體上，噴氣組件開設有與進氣口連通的一噴氣口。第一導流件設置於容置空間中並連接在第一側蓋與第二側蓋的其中一者。其中，壓縮氣體依序自進氣口、軸心組件與噴氣組件到達噴氣口，並噴氣口將壓縮空氣噴入容置空間中，以藉由第一導流件帶動轉動組件相對軸心組件轉動。

由於中蓋是密封連接第一側蓋與第二側蓋邊緣，容置空間除了逸氣孔以外，無其他可以逸散氣體的孔口，壓縮空氣停留在容置空間的時間長，有效提高壓縮空氣的使用效能，也就是當壓縮空氣在相同流量時，本發明的空氣動力轉子可以提供轉動時間更久、轉動扭力更大的機械能。

其中，第一導流件具有呈費馬螺線形狀的兩個第一導氣通道，轉動組件的逸氣孔對應於兩個第一導氣通道的中心，噴氣組件的噴氣口對應於兩個第一導氣通道的外圍。

其中，還包含一第二導流件，設置於轉動組件的第一側蓋與第二側蓋的另外一者，且設置於容置空間中。

其中，第二導流件具有呈費馬螺線形狀的兩個第二導氣通道，轉動組件的逸氣孔對應於兩個第二導氣通道的中心，噴氣組件的噴氣口對應於兩個第二導氣通道的外圍。

其中，噴氣組件包括連接軸心組件的主體的一立桿及連接立桿一端的一彎桿，噴氣口開設於彎桿。

其中，至少一個逸氣孔的數量為四個，轉動組件的第二側蓋是鄰近軸心組件的進氣口設置，逸氣孔是設置於轉動組件的第一側蓋。

其中，逸氣孔的直徑至少2mm且不超過4mm。

其中，轉動組件還包括數個連接桿及一傳動板，連接桿的一端固定於第一側蓋，連接桿的另一端固定於傳動板。

其中，軸心組件還包括一第一軸承與一第二軸承，軸心組件的主體設置於第一軸承與第二軸承的內圈，轉動組件的第一側蓋設置於第一軸承的外圈，轉動組件的第二側蓋設置於第二軸承的外圈。

下面結合圖式和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，圖式中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

在本發明的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」、「固定」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域中具有通常知識者，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

在本實施例的描述中，術語「上」、「下」、「左」、「右」等方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述和簡化操作，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅僅用於在描述上加以區分，並沒有特殊的含義。

參閱圖1與圖2，本發明一種空氣動力轉子100，包含一軸心組件110、一轉動組件120、一噴氣組件130以及一第一導流件140。所述軸心組件110包括一主體111，所述主體111一端開設有一進氣口112。所述轉動組件120包括一第一側蓋121、一第二側蓋122以及一中蓋123，所述第一側蓋121樞接在所述主體111上，所述第二側蓋122套接在所述主體111上，所述第一側蓋121與所述第二側蓋122於所述主體111上間隔一段距離，所述中蓋123設置在所述第一側蓋121與所述第二側蓋122之間，且所述中蓋123密封連接所述第一側蓋121與所述第二側蓋122的邊緣，配合參閱圖3，所述第一側蓋121、所述第二側蓋122與所述中蓋123共同界定一容置空間124，其中，所述第一側蓋121與所述第二側蓋122的其中一設置至少一個逸氣孔125。所述噴氣組件130設置於所述容置空間124中並連接所述主體111上，所述噴氣組件130開設有與所述進氣口112連通的一噴氣口131。所述第一導流件140設置於所述容置空間124中的所述第一側蓋121與所述第二側蓋122的其中一者且。當壓縮氣體自所述進氣口112流入所述主體111內，進而流到所述噴氣組件130，所述噴氣組件130從所述噴氣口131噴出壓縮空氣到所述容置空間124中，並透過所述第一導流件140引導壓縮空氣的流動方向，進而帶動所述轉動組件120相對所述軸心組件110轉動。

配合參閱圖2與圖3，在一些實施例中，所述逸氣孔125是設置於所述第一側蓋121。值得一提的是，在另一些實施例中，所述逸氣孔125也可以設置於所述第二側蓋122（圖未示），所述逸氣孔125的數量也可以是數個，所述逸氣孔125可以分別設置於所述第一側蓋121與所述第二側蓋122（圖未示），也可以集中設置於所述第一側蓋121或所述第二側蓋122。

又，在一些實施例中，所述第一導流件140是設置於所述第一側蓋121。值得一提的是，在另一些實施例中，所述第一導流件140也可以設置於所述第二側蓋122。

更進一步說明的是，所述中蓋123是透過數個螺絲、螺帽鎖固於所述第一側蓋121與所述第二側蓋122的邊緣。所述中蓋123、所述第一側蓋121、所述第二側蓋122可以是剛性材質，另外說明的是，在另一些實施例中，所述空氣動力轉子100可以更包含兩個氣密墊圈（圖未示），所述兩個氣密墊圈可以設置於所述中蓋123與所述第一側蓋121、所述第二側蓋122之間。

更進一步說明的是，所述空氣動力轉子100用於將氣流流動的風能轉換為機械做動的機械能，壓縮氣體自所述噴氣組件130的所述噴氣口131噴入所述容置空間124時，帶來強力的氣流，強力氣流受所述第一導流件140引導流動，進而使所述轉動組件120轉動，而後再由所述逸氣孔125逸散至所述容置空間124外部。在一些實施例中，可以將所述空氣動力轉子100應用於氣動板手、攻絲馬達、氣動起子、拋光機、砂輪機等。

由上述可知，在一些實施例中，由於所述中蓋123是密封連接所述第一側蓋121與所述第二側蓋122邊緣，讓所述容置空間124除了所述逸氣孔125以外，無其他可以逸散氣體的孔口，壓縮空氣在所述容置空間124的流動時間長，有效提高壓縮空氣的使用效能，也就是當壓縮空氣在相同流量時，本發明的所述空氣動力轉子100可以提供轉動時間更久、轉動扭力更大的機械能。

配合參閱圖3與圖4，在一些實施例中，所述第一導流件140為螺旋形狀，更進一步說明的是，所述第一導流件140具有呈費馬螺線（Fermat's spiral）形狀的兩個第一導氣通道141，所述轉動組件120的所述逸氣孔125對應於所述兩個第一導氣通道141的中心，所述噴氣組件130的所述噴氣口131對應於所述兩個第一導氣通道141的外圍。

值得一提的是，在另一些實施例中，所述第一導流件140也可以是其他螺旋形狀，例如等角螺線（on the equiangular spiral）、阿基米德螺旋線（Archimedean spiral）等等，也同樣能引導強力氣流流動而使所述轉動組件120相對所述軸心組件110轉動，為本領域中具有通常知識者，根據本發明所揭露之內容，可以合理推得者皆屬於本發明申請專利之範疇，惟費馬螺線的引導強力氣流流動的效能相比其他螺線更佳。值得一提的是，在另一些實施例中，所述第一導流件140也可以具有螺線型狀的三個、四個等的第一導氣通道141。

當壓縮空氣自所述噴氣組件130的噴氣口131噴入所述容置空間124時，是噴射於所述兩個第一導氣通道141的外圍，強力氣流再沿著所述兩個第一導氣通道141，旋轉地朝所述兩個第一導氣通道141的中心流動，確實透過所述兩個第一導氣通道141帶動所述轉動組件120相對所述軸心組件110轉動後，再由所述逸氣孔125排出所述容置空間124外部。

更進一步說明的是，所述第一導流件140還具有分別對應所述兩個第一導氣通道141的外圍的第一納氣口142，壓縮空氣自所述噴氣組件130的所述噴氣口131朝所述第一納氣口142噴射強力氣流。定義所述轉動組件120的轉動軸心點C，所述兩個第一納氣口142是相對轉動軸心點C分別在徑向相反的兩端設置，所述兩個第一納氣口142經過轉動軸心點C連線的夾角為180度，在一些實施例中，所述噴氣口131與轉動軸心點C的距離略大於所述第一納氣口142與轉動軸心點C的距離。值得一提的是，在另一些實施例中，所述噴氣口131與轉動軸心點C的距離也可以略小於或等於所述第一納氣口142與轉動軸心點C的距離

配合參閱圖5，在一些實施例中，所述空氣動力轉子100還包含一第二導流件150，所述第二導流件150設置於所述轉動組件120的所述第一側蓋121與所述第二側蓋122的另外一者，且設置於所述容置空間124中。

更進一步說明的是，所述第二導流件150設置於所述第二側蓋122，所述第一導流件140則是設置於所述第一側蓋121。

在一些實施例中，所述第二導流件150具有呈費馬螺線形狀的兩個第二導氣通道151，所述轉動組件120的所述逸氣孔125對應於所述兩個第二導氣通道151的中心，所述噴氣組件130的所述噴氣口131對應於所述兩個第二導氣通道151的外圍。

更進一步說明的是，所述第二導流件150還具有分別對應所述兩個第二導氣通道151的外圍的第二納氣口152，壓縮空氣自所述噴氣組件130的所述噴氣口131朝所述第二納氣口152噴射強力氣流。在一些實施例中，所述第二納氣口152是相對轉動軸心點C在徑向相反的兩端設置，所述兩個第二納氣口152經過轉動軸心點C連線的夾角為180度，且所述兩個第一納氣口142與所述第二納氣口152倆倆分別相互對應。

另外說明的是，在另一些實施例中，所述第二納氣口152與所述第一納氣口142也可以交錯設置，所述第一納氣口142與所述第二納氣口152與轉動軸心點C連線的夾角為90度（圖未示），交錯設置可以讓所述轉動組件120在相對所述軸心組件110轉動的同時，也能在單一旋轉周期內共有四次使所述第一納氣口142、所述第二納氣口152對應所述噴氣口131，讓產生的旋轉機械能較為平穩。而所述第一納氣口142與所述第二納氣口152倆倆分別相對在相同的角度時，雖然對應所述噴氣口131的次數為兩次，但每一次所述噴氣口131對應所述第一納氣口142與所述第二納氣口152噴射強力氣流時，可以產生較大的旋轉機械能。

另外說明的是，在另一些實施例中，所述第二導流件150的尺寸也可以不同於所述第一導流件140。

配合參閱圖2與圖3，在一些實施例中，所述噴氣組件130包括連接所述軸心組件110的所述主體111的一立桿132及連接所述立桿132一端的一彎桿133，所述噴氣口131開設於所述彎桿133。值得一提的是，在另一些實施例中，所述噴氣組件130也可以為弧線形狀（圖未示）。

在一些實施例中，至少一個逸氣孔125的數量為四個，所述轉動組件120的所述第二側蓋122是鄰近所述軸心組件110的所述進氣口112設置，所述四個逸氣孔125是設置於所述轉動組件120的所述第一側蓋121。更進一步說明的是，所述逸氣孔125是對應所述兩個第一導氣通道141均勻地分佈，每一所述第一導氣通道141對應兩個所述逸氣孔125。

值得一提的是，在另一些實施例中，所述逸氣孔125也可以是其他數量，所述逸氣孔125的位置也可以設置於所述第二側蓋122，為本領域中具有通常知識者，根據本發明所揭露之內容，可以合理推得者皆屬於本發明申請專利之範疇。

更進一步說明的是，所述逸氣孔125的直徑至少2mm且不超過4mm。在一些實施例中，所述逸氣孔125的直徑為3mm。

配合參閱圖1與圖2，在一些實施例中，所述轉動組件120還包括數個連接桿126及一傳動板127，所述連接桿126的一端固定於所述第一側蓋121，所述連接桿126的另一端固定於所述傳動板127。所述連接桿126用於連接所述第一側蓋121與所述傳動板127，所述傳動板127用於將所述轉動組件120的旋轉機械能傳遞給欲驅動的元件，所述連接桿126與所述中蓋123同樣具有連接功效，而所述連接桿126並能提供強化所述轉動組件120的結構強度的效果。

在一些實施例中，所述軸心組件110還包括一第一軸承113與一第二軸承114，所述軸心組件110的所述主體111設置於所述第一軸承113與所述第二軸承114的內圈，所述轉動組件120的所述第一側蓋121設置於所述第一軸承113的外圈，所述轉動組件120的所述第二側蓋122設置於所述第二軸承114的外圈。

據上所述，本發明的以不同於風扇的第一導流件或/及第二導流件引導氣流在容置空間中從遠離轉動軸心點C位置逐漸往轉動軸心點C流動，藉以解決傳統空氣動力轉子快速地將壓縮空氣逸散到外界的問題，從而增加壓縮空氣的使用效率。

以上所述，僅為舉例說明本發明的較佳實施方式，並非以此限定實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單置換及等效變化，皆屬本發明的專利申請範疇。

100:空氣動力轉子 110:軸心組件 111:主體 112:進氣口 113:第一軸承 114:第二軸承 120:轉動組件 121:第一側蓋 122:第二側蓋 123:中蓋 124:容置空間 125:逸氣孔 126:連接桿 127:傳動板 130:噴氣組件 131:噴氣口 132:立桿 133:彎桿 140:第一導流件 141:第一導氣通道 142:第一納氣口 150:第二導流件 151:第二導氣通道 152:第二納氣口 C:轉動軸心點 A:待補元件

圖1是本發明一種空氣動力轉子的一些實施例的立體外觀示意圖； 圖2是本發明一種空氣動力轉子的一些實施例的局部元件的分解示意圖； 圖3是本發明一種空氣動力轉子的一些實施例的局部元件的前視示意圖； 圖4是本發明一種空氣動力轉子的一第一導流件的前視示意圖；以及 圖5是本發明一種空氣動力轉子的一第二導流件的後視示意圖。

100:空氣動力轉子 110:軸心組件 111:主體 112:進氣口 120:轉動組件 121:第一側蓋 122:第二側蓋 123:中蓋 125:逸氣孔 130:噴氣組件 131:噴氣口 132:立桿 133:彎桿 140:第一導流件 141:第一導氣通道 142:第一納氣口

Claims (9)

1. 一種空氣動力轉子，包含： 一軸心組件，包括： 一主體，所述主體一端開設有一進氣口； 一轉動組件，包括： 一第一側蓋，樞接在所述主體上； 一第二側蓋，樞接在所述主體上，所述第一側蓋與所述第二側蓋於所述主體上間隔一段距離；及 一中蓋，設置在所述第一側蓋與所述第二側蓋之間，且所述中蓋密封連接所述第一側蓋與所述第二側蓋的邊緣，所述第一側蓋、所述第二側蓋與所述中蓋共同界定一容置空間； 其中，所述第一側蓋與所述第二側蓋的其中一設置至少一個逸氣孔； 一噴氣組件，設置於所述容置空間中，並連接在所述主體上，所述噴氣組件開設有與所述進氣口連通的一噴氣口；及 一第一導流件，設置於所述容置空間中於所述第一側蓋與所述第二側蓋的其中一者； 其中，壓縮氣體自所述進氣口流經所述主體，而到達所述噴氣組件，再自所述噴氣口噴至所述容置空間中，並透過所述第一導流件帶動所述轉動組件相對所述軸心組件轉動。
2. 如請求項1所述的空氣動力轉子，其中，所述第一導流件具有呈費馬螺線形狀的兩個第一導氣通道，所述轉動組件的所述逸氣孔對應於所述兩個第一導氣通道的中心，所述噴氣組件的所述噴氣口對應於所述兩個第一導氣通道的外圍。
3. 如請求項1所述的空氣動力轉子，還包含一第二導流件，設置於所述轉動組件的所述第一側蓋與所述第二側蓋的另外一者，且設置於所述容置空間中。
4. 如請求項3所述的空氣動力轉子，其中，所述第二導流件具有呈費馬螺線形狀的兩個第二導氣通道，所述轉動組件的所述逸氣孔對應於所述兩個第二導氣通道的中心，所述噴氣組件的所述噴氣口對應於所述兩個第二導氣通道的外圍。
5. 如請求項1所述的空氣動力轉子，其中，所述噴氣組件包括連接所述軸心組件的所述主體的一立桿及連接所述立桿一端的一彎桿，所述噴氣口開設於所述彎桿。
6. 如請求項1所述的空氣動力轉子，其中，至少一個逸氣孔的數量為四個，所述轉動組件的所述第二側蓋是鄰近所述軸心組件的所述進氣口設置，所述逸氣孔是設置於所述轉動組件的所述第一側蓋。
7. 如請求項6所述的空氣動力轉子，其中，所述逸氣孔的直徑至少2mm且不超過4mm。
8. 如請求項1所述的空氣動力轉子，其中，所述轉動組件還包括數個連接桿及一傳動板，所述連接桿的一端固定於所述第一側蓋，所述連接桿的另一端固定於所述傳動板。
9. 如請求項1所述的空氣動力轉子，其中，所述軸心組件還包括一第一軸承與一第二軸承，所述軸心組件的所述主體設置於所述第一軸承與所述第二軸承的內圈，所述轉動組件的所述第一側蓋設置於所述第一軸承的外圈，所述轉動組件的所述第二側蓋設置於所述第二軸承的外圈。