專利名稱：用于提高發(fā)動機、泵或類似裝置所產(chǎn)生的生產(chǎn)率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高發(fā)動機、泵或類似裝置的輸出功率的方法，所述裝置的類型限定于權(quán)利要求1的前序部分中。本發(fā)明特別涉及一種裝置，除了其它特性之外，其還利用了浮力。
浮力基于人們所熟知的事實，就是當一個物體被浸入到液體中時，其損失的一部分重量等于所排開液體的重量。人們已經(jīng)進行過利用浮力的嘗試，例如，通過利用各種基于浮筒(pontoons)的裝置，通過采用波浪能或潮汐能。
所述發(fā)明具有低效率、尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及所述裝置對許多用途，其中包括利用重力的用途不適用的缺點。
本發(fā)明致力于消除所述缺點，并創(chuàng)造出一種利用浮力和介質(zhì)壓力的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，如果對于例如根據(jù)PCT/FI00/00034的裝置進行充分的改造，以允許采用浮力，就可以實現(xiàn)此目的。
通常，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機或類似裝置，諸如采用根據(jù)前述國際申請的基本原理的裝置，是由一種氣缸形成的，所述氣缸是利用用于此目的的任何材料加工而成的。在圖中，沿著紙面的方向看去，所述氣缸大致呈平面形狀。它是由兩個或多個構(gòu)成層的元件組合而成，所述元件按照，例如內(nèi)燃機中氣缸蓋被安裝到氣缸上的相同的方法，被恰當?shù)叵嗷グ惭b到一起。
在根據(jù)本發(fā)明的方法所采用的方案中的其它元件，當然還有襯墊、連接到輸入和排放導(dǎo)管的各種管道、閥門、用于介質(zhì)的加熱器等，以及用于執(zhí)行發(fā)動機的功率輸出的裝置。
采用本發(fā)明的裝置包括用于工作室的兩個氣缸膛。通過所述工作室運行的各軸，相對于圖中紙面成直角并被安裝在軸承中，例如，使得高于所述紙面的所述軸的端部被安裝在所述發(fā)動機的“頭部”的軸承中，而低于所述紙面水平的軸的端部穿過所述發(fā)動機的“底座”被安裝的軸承中。一個偏心的旋轉(zhuǎn)柱塞被安裝在一根軸上的軸承中。一種杠桿裝置，一個杠桿柱塞，被順次安裝到另一根軸的軸承中。
所述內(nèi)燃機或類似裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如以下所述。所述軸通過所述氣缸工作室的缸膛運行。所述旋轉(zhuǎn)柱塞被偏心地連接到一根軸上，而所述杠桿柱塞連接到另一根軸上，例如，如以上所描述，但在任何情況下都偏心接近其外緣，如附圖中所清晰顯示的。在此情況下，足夠大的偏心量是一個優(yōu)點，因為其正好借助了杠桿柱塞發(fā)動機中獲得的功率。
杠桿柱塞和對應(yīng)的缸膛，該缸膛形成了第二工作室，明顯地大于所述旋轉(zhuǎn)柱塞，所述旋轉(zhuǎn)柱塞基本上是一個具有圓形橫截面的圓柱形零件。所述杠桿柱塞的外緣被特別做成為一個圓的圓周的一段的形狀。在距離所述軸的最遠端比較近的地方，設(shè)有一個凹進部分，其大致為旋轉(zhuǎn)柱塞5尺寸的一半，如圖中所顯示。在每一次轉(zhuǎn)動中，旋轉(zhuǎn)柱塞轉(zhuǎn)動到所述杠桿柱塞的凹進部分中，在此階段，所述排放室?guī)缀跻呀?jīng)完全消失，并排入到排放導(dǎo)管。
所述排放導(dǎo)管可以被連通到，例如第二杠桿柱塞發(fā)動機的入口閥門，其也可以是一個簡單的入口導(dǎo)管而沒有閥門，使得在根據(jù)本發(fā)明的方案中，對于可以被連接在一起的發(fā)動機單元的數(shù)量不存在限制。所述發(fā)動機單元可以被相互連接在一起，并利用各單元的轉(zhuǎn)動柱塞軸在相同的位置或以所要求的角度相互連接在一起。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在已經(jīng)認識到，在所述類型的方案中，由浸入到液體中的較輕質(zhì)的材料產(chǎn)生的浮力還可以被用于產(chǎn)生能量。
本發(fā)明的目的也可以通過其它相應(yīng)的采用壓力和重力的裝置來實現(xiàn)。
更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的利用浮力的方法的特征，在權(quán)利要求1的特征部分中得到了描述。
因此，所述轉(zhuǎn)動柱塞被加工成空心的，或者由輕于所述介質(zhì)的材料制成。所述裝置被整體地轉(zhuǎn)動，例如，大約順時針90度，以使當所述介質(zhì)的壓力影響結(jié)束時，轉(zhuǎn)動柱塞處于其下止點，而在所述裝置的其余階段和排放階段，所述浮力再次轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)動柱塞而達到其上止點，在那里所述介質(zhì)的壓力影響再次啟動。
杠桿柱塞在入口中起著閥門的作用，而旋轉(zhuǎn)柱塞在排放口中起著閥門的作用。
另一種可能性是制造完全空心或部分空心的杠桿柱塞，或者材料輕于所述介質(zhì)的杠桿柱塞，并將所述裝置轉(zhuǎn)動到對于浮力而言的最佳位置。
下面，參照附圖對本發(fā)明進行更為詳細的研究，所述附圖是顯示根據(jù)本發(fā)明的運行原理和所述裝置的大體結(jié)構(gòu)橫截面。對于根據(jù)本發(fā)明的裝置的運行的說明，是通過根據(jù)

圖1-4，按照序號順序一步一步進行的完整循環(huán)來實現(xiàn)的。
圖1所述杠桿柱塞裝置處于運行于壓力下的工作階段，此時，在氣缸4內(nèi)部，所述介質(zhì)在壓力下從入口3流入而作用于杠桿柱塞7和旋轉(zhuǎn)柱塞6。在先前的工作階段期間已經(jīng)產(chǎn)生壓力的介質(zhì)，以較低的壓力從排放室10排出，這是因為所述出口5是打開的且已經(jīng)降低了所述介質(zhì)的壓力以便排放。因為工作室9中的壓力大于排放室10中的壓力，柱塞6和7轉(zhuǎn)動，并順時針轉(zhuǎn)動軸1。
圖2由杠桿柱塞裝置的介質(zhì)壓力產(chǎn)生的工作階段已經(jīng)結(jié)束，現(xiàn)在所述壓力在工作室9和排放室10中是相等的。旋轉(zhuǎn)柱塞6既是空心的又是偏心的，當其通過其下止點時，浮力開始同時順時針轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)柱塞6和軸1。頭部2中用于介質(zhì)3的入口仍然打開，但由于圍繞著柱塞6和7的壓力以及氣缸4的容量保持不變，作用于轉(zhuǎn)動柱塞6的浮力可以不受阻礙地順時針轉(zhuǎn)動軸1。由于所述浮力，所述裝置中的工作階段繼續(xù)，直至由圖4中所述壓力產(chǎn)生的下一個工作階段。
圖3由于浮力，旋轉(zhuǎn)柱塞6已經(jīng)轉(zhuǎn)動，并同時轉(zhuǎn)動杠桿柱塞7達到一個位置，在所述位置中，入口3已經(jīng)關(guān)閉同時排放口5打開，此時工作室10的壓力通過排放口5釋放。然而，所述介質(zhì)不會離開氣缸4，因為入口3被關(guān)閉，浮力繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動杠桿柱塞6和軸1。
圖4由于浮力，旋轉(zhuǎn)柱塞6已經(jīng)轉(zhuǎn)動并同時轉(zhuǎn)動杠桿柱塞7進入一個位置，在所述位置，介質(zhì)入口3開始打開，因為旋轉(zhuǎn)柱塞6關(guān)閉了工作室9和排放室10之間的連接，工作室中的壓力升高，這樣在浮力的影響結(jié)束時就啟動了一個由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的新的工作階段。
通過介質(zhì)壓力和通過浮力運行的工作階段，在旋轉(zhuǎn)柱塞的上止點和下止點處是部分同時發(fā)生的，且以一種方式交替地進行，在所述方式中，所述裝置中總保持有一個工作階段在運行。
顯而易見，旋轉(zhuǎn)柱塞6越輕，對于根據(jù)本發(fā)明的裝置的運行效率的增加就越大。然而，涉及重量輕/空心的許多變化形式都是可行的。如先前所述，本發(fā)明也可以與一種類似類型的其它裝置結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1.一種用于提高發(fā)動機、泵或類似裝置的功率輸出的方法，所述裝置包括氣缸(4)，其內(nèi)部是擺動著(8)來形成往復(fù)運動的杠桿柱塞(7)和偏心安裝在軸承(1)中以形成旋轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)柱塞(6)，旋轉(zhuǎn)柱塞(6)是空心的或者是由輕于所述裝置中采用的壓力介質(zhì)的材料制成的，以及開在氣缸的工作室(9)中的入口(3)和連通著所述氣缸的排放室(10)的排放口(5)，其特征在于所述裝置在其運行周期中是由壓力介質(zhì)來驅(qū)動的，至少到達所述旋轉(zhuǎn)柱塞(6)的下止點，然后所述裝置利用由所述旋轉(zhuǎn)柱塞產(chǎn)生的浮力來驅(qū)動，至少到達其上止點。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述杠桿柱塞(7)也被做成空心的，或者由輕于所采用的介質(zhì)的材料加工而成。
3.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述裝置被構(gòu)造成以這樣一種方式運行，通過所述介質(zhì)的壓力和通過浮力運行的工作階段，在旋轉(zhuǎn)柱塞(6)的所述上部和所述下部止點附近是部分地同時發(fā)生的，并以在所述裝置中總保持有一個工作階段在運行著的方式而交替。
4.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在由浮力產(chǎn)生的工作階段期間，柱塞(6)和(7)周圍壓力以及氣缸(4)的容量的不變性得以保證，以使作用在旋轉(zhuǎn)柱塞(6)上的浮力能夠不受阻礙地轉(zhuǎn)動軸(1)。
5.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述介質(zhì)的入口(3)和所述介質(zhì)的排放口(5)帶有一個區(qū)域，在所述區(qū)域中，杠桿柱塞(7)以及對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)柱塞(5)執(zhí)行著開啟/關(guān)閉動作。
6.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述裝置的有效表面面積和旋轉(zhuǎn)柱塞(6)的容積，相對于介質(zhì)的容積被做得較大。
7.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述裝置的尺寸因不同的用途而變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提高發(fā)動機、泵、或類似裝置的輸出功率的方法，所述裝置包括氣缸(4)，其內(nèi)部配有用以形成往復(fù)運動的擺動(8)的杠桿柱塞(7)和偏心地安裝在一個軸承(1)中來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動運動的旋轉(zhuǎn)柱塞(6)，以及開在所述氣缸的工作室(9)中的入口(3)和連通到所述氣缸的排放室(10)的排放口(5)。至少旋轉(zhuǎn)柱塞(5)是空心的或由輕于用于所述裝置中采用的壓力介質(zhì)的材料制成。杠桿柱塞(7)也可以是空心的或由輕于所用介質(zhì)的材料制成。
文檔編號F01C1/46GK1535349SQ02814871
公開日2004年10月6日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者V·K·冉塔拉, V K 冉塔拉 申請人:V·K·冉塔拉, V K 冉塔拉