專利名稱：高效旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種轉(zhuǎn)換機(jī)，特別是一種高效旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)。
目前往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)和火車上的蒸汽機(jī)或壓縮機(jī)等，在工作時的損耗是很大的。如往復(fù)質(zhì)量損耗，曲軸連桿損耗，活塞膨脹做功到下止點(即活塞做功行程到下止點)時，對缸內(nèi)還可做功的氣體而白白排除缸外的熱損耗，活塞連桿作相對運動時所產(chǎn)生的側(cè)向力形成力的分解，使曲軸不夠獲得最大的扭力輸出，并增大了摩擦損耗。上述損耗對往復(fù)機(jī)而言就是一種動力轉(zhuǎn)換率低，耗能大，且壽命低的動力機(jī)。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種利用凸、凹轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)配合工作，高效節(jié)能的高效旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到本實用新型包括缸體、缸蓋、齒輪，其特征在于還有凸轉(zhuǎn)子、凹轉(zhuǎn)子，凸轉(zhuǎn)子和凹轉(zhuǎn)子分別裝入缸體內(nèi)，通過前后缸蓋的軸承孔支承凸轉(zhuǎn)子、凹轉(zhuǎn)子在缸體壁上，缸蓋蓋在缸體上密封，在凸轉(zhuǎn)子、凹轉(zhuǎn)子軸上裝上兩個相同的齒輪相互耦合，使凸轉(zhuǎn)子的凸位與凹轉(zhuǎn)子的凹位順利配合旋轉(zhuǎn)。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達(dá)到凸轉(zhuǎn)子是一個凸位的轉(zhuǎn)子，凹轉(zhuǎn)子是一個凹位的轉(zhuǎn)子，它們都裝入一個像缺圓的雙圓弧形線的字缸體室內(nèi)。凸轉(zhuǎn)子也可是有兩個凸位或兩個凸位以上的轉(zhuǎn)子，凹轉(zhuǎn)子也可是有兩個凹位或兩個以上凹位的轉(zhuǎn)子，具有兩個凸位的凸轉(zhuǎn)子可和兩個具有兩凹位的凹轉(zhuǎn)子配合裝在缸體內(nèi)。


圖1為凸轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為凹轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖3為缺圓形狀缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為像缺圓8字形狀的缸體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實用新型的工作原理結(jié)構(gòu)流程圖；圖7為本實用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為凸轉(zhuǎn)子采用兩個凸位，凹轉(zhuǎn)子采用兩個凹位的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實用新型下面將結(jié)合附圖(實施例)作進(jìn)一步詳述參照
圖1，凸轉(zhuǎn)子(4)是在一個轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子上鑲嵌一個或一個以上的鑲件(按與其配合凹轉(zhuǎn)子需要而設(shè)計鑲件的數(shù)目)。要求轉(zhuǎn)子的凸位面(工作時的受力面)盡可能與轉(zhuǎn)子半徑成一直線；也可以轉(zhuǎn)子的凸面與半徑成少許角度，以方便設(shè)計用螺絲將鑲件鑲嵌在轉(zhuǎn)子上。鑲件的內(nèi)圓弧面與轉(zhuǎn)子的圓弧面是相配合的，鑲件的外圓弧與之配合汽缸的圓弧也是相配合的。
參照圖2，凹轉(zhuǎn)子(5)是在轉(zhuǎn)軸大一級的轉(zhuǎn)子上切削一個或一個以上的凹位(按與其相配合凸轉(zhuǎn)子的需要來設(shè)計凹位的數(shù)目)。其特點是凹轉(zhuǎn)子的凹位與凸轉(zhuǎn)子配合旋轉(zhuǎn)時，使凸轉(zhuǎn)子的凸位與凹轉(zhuǎn)子的凹位有很好的配合來度過非做功的旋轉(zhuǎn)角度。
參照圖3，最簡單的缸體(1)是缺圓形狀的缸體，它套在凸轉(zhuǎn)子(4)上；其圓缸體的缺位斷面是弧形，與凹轉(zhuǎn)子(5)的圓面弧形相配合。斷面也可以成平面形，與凹轉(zhuǎn)子面接近配合達(dá)到密封成工作室。
參照圖4，它是一個像缺圓的8字缸體(1)，可使凸轉(zhuǎn)子(4)、凹轉(zhuǎn)子(5)在缸體內(nèi)配合旋轉(zhuǎn)等。缸體的形狀是根據(jù)設(shè)計時適合轉(zhuǎn)子在缸體內(nèi)形成配合旋轉(zhuǎn)的工作室。
參照圖5，缸蓋(2)是用來支承轉(zhuǎn)子和蓋在缸體(1)上起到密封的作用。缸蓋通過支承轉(zhuǎn)子在汽缸側(cè)壁上，使轉(zhuǎn)子在缸體內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的密封工作室。其上開有支承轉(zhuǎn)子軸承孔(6)及潤滑油孔道(7)。
參照圖6、圖7，本實用新型由缸體(1)、缸蓋(2)、齒輪(3)、凸轉(zhuǎn)子(4)、凹轉(zhuǎn)子(5)組成。凸轉(zhuǎn)子(4)和凹轉(zhuǎn)子(5)分別裝入一個像缺圓的雙圓弧形的8字缸體室內(nèi)，通過前后缸蓋(2)的軸承孔(6)支承兩轉(zhuǎn)子在汽缸壁上，蓋在缸體密封，使兩轉(zhuǎn)子貼室壁滑動，形成圓弧形的旋轉(zhuǎn)工作室。然后在兩轉(zhuǎn)子軸上裝上兩個相同的齒輪(3)相互耦合，使凸轉(zhuǎn)子的凸位與凹轉(zhuǎn)子的凹位順利配合旋轉(zhuǎn)，兩轉(zhuǎn)子通過齒輪耦合作同步的相反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓縮氣體從進(jìn)氣口(8)注入時，凸轉(zhuǎn)子的凸位受力面受力的方向與凸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸半徑相垂直，形成90°的工作夾角，此時凸轉(zhuǎn)子由凸面受力而獲得最大扭距向順時針方向旋轉(zhuǎn)，凹轉(zhuǎn)子軸由齒輪與凸轉(zhuǎn)子軸齒輪耦合作逆時針方向配合凸轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)。從圖(6a)至圖(6d)，凸轉(zhuǎn)子都是受壓縮氣體的壓力而旋轉(zhuǎn)。到圖(6d)時，進(jìn)氣口(8)關(guān)閉，停止進(jìn)氣；排氣口(9)開始排氣。此時兩轉(zhuǎn)子靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。凹轉(zhuǎn)子軸凹位配合凸轉(zhuǎn)子軸凸位度過非做功的旋轉(zhuǎn)角度，使之回復(fù)到圖(6a)位置。此時進(jìn)氣口(8)再次打開進(jìn)氣，與此同時凸轉(zhuǎn)子再次做功旋轉(zhuǎn)，也對上次旋轉(zhuǎn)做功未排出的剩余氣體進(jìn)行掃氣，如圖(6e)和圖(6f)。由此不斷循環(huán)。壓縮氣體通過旋轉(zhuǎn)活塞動力機(jī)的轉(zhuǎn)換，使凸轉(zhuǎn)子軸獲得高效率的動力輸出。
當(dāng)圖6的進(jìn)排氣口相反時，凸轉(zhuǎn)子軸由動力作逆時針轉(zhuǎn)，凹轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)就變成空氣壓縮機(jī)了。所以旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)是可以將能量相互轉(zhuǎn)換的。
由于一個凸位的轉(zhuǎn)子配一凹位的轉(zhuǎn)子工作時，凸轉(zhuǎn)子工作的圓面受較大的壓力傳到軸承，使軸承受高壓力的條件下運轉(zhuǎn)而降低使用壽命。這對造大型的動力轉(zhuǎn)換機(jī)是最大的弱點。
解決方法是用兩個凸位或兩個凸位以上的凸轉(zhuǎn)子和用兩個凹位或兩個凹位以上的凹轉(zhuǎn)子配合同時工作，如圖8所示。用一個凸轉(zhuǎn)子(兩個凸位)和兩個凹轉(zhuǎn)子(兩個凹位)配合，三個轉(zhuǎn)子軸裝有同樣的齒輪相互耦合旋轉(zhuǎn)。從圖中可以看到，兩個進(jìn)氣口(8)同時注進(jìn)壓縮氣體，由于凸轉(zhuǎn)子的兩個凸位是對稱的，所以受壓力工作時，凸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸承受到的力由轉(zhuǎn)子圓面對稱受力的相互抵消而大大減小。從而大大延長旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)的使用壽命。這種不限于一個凸轉(zhuǎn)子配一個凹轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)最適宜造大型的旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)。尤其應(yīng)用在蒸汽發(fā)電和水力發(fā)電等。所不同的是水力發(fā)電時進(jìn)氣口注入的是水而不是氣體。
本實用新型可設(shè)計為多轉(zhuǎn)子并列式或串列式等。其通過轉(zhuǎn)子在密封的圓弧形工作道旋轉(zhuǎn)工作，都能獲得高效率的動力轉(zhuǎn)換。
本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點在旋轉(zhuǎn)工作時的摩擦力極少，通過凸轉(zhuǎn)子在每個工作循環(huán)的起止都可獲得最大的扭矩旋轉(zhuǎn)，故高效節(jié)能。用此機(jī)工作原理設(shè)計的內(nèi)燃機(jī)，可使工作容積(膨脹容積)比進(jìn)氣容積(吸氣容積)大，充分利用爆炸膨脹所做的功。此機(jī)可用于水力和火力發(fā)電，以及在汽車、飛機(jī)、船舶和壓縮機(jī)等方面使用，其能量轉(zhuǎn)換效率是很高的，有效地節(jié)省能源，且結(jié)構(gòu)簡單合理，使用壽命長。
權(quán)利要求1.一種高效旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)，包括缸體(1)、缸蓋(2)、齒輪(3)，其特征在于還有凸轉(zhuǎn)子(4)、凹轉(zhuǎn)子(5)，凸轉(zhuǎn)子(4)和凹轉(zhuǎn)子(5)分別裝入缸體(1)內(nèi)，通過前后缸蓋(2)的軸承孔(6)支承凸轉(zhuǎn)子(4)、凹轉(zhuǎn)子(5)在缸體(1)壁上，缸蓋(2)蓋在缸體(1)上密封，在凸轉(zhuǎn)子(4)、凹轉(zhuǎn)子(5)軸上裝上兩個相同的齒輪(3)相互耦合，使凸轉(zhuǎn)子(4)的凸位與凹轉(zhuǎn)子(5)的凹位順利配合旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換機(jī)，其特征在于凸轉(zhuǎn)子(4)是一個凸位的轉(zhuǎn)子，凹轉(zhuǎn)子(5)是一個凹位的轉(zhuǎn)子，它們都裝入一個像缺圓的雙圓弧形線的8字缸體(1)室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換機(jī)，其特征在于凸轉(zhuǎn)子(4)也可是有兩個凸位或兩個凸位以上的轉(zhuǎn)子，凹轉(zhuǎn)子(5)也可是有兩個凹位或兩個以上凹位的轉(zhuǎn)子，具有兩個凸位的凸轉(zhuǎn)子(4)可和兩個具有兩凹位的凹轉(zhuǎn)子(5)配合裝在缸體(1)內(nèi)。
專利摘要一種高效旋轉(zhuǎn)活塞動力轉(zhuǎn)換機(jī)，由缸體、缸蓋、齒輪、凸轉(zhuǎn)子、凹轉(zhuǎn)子等組成。凸轉(zhuǎn)子和凹轉(zhuǎn)子分別裝入一個象缺圓的雙圓弧形線的8字缸體室內(nèi)，通過前后缸蓋的軸承孔支承兩轉(zhuǎn)子在汽缸壁上，蓋在缸體密封，使兩轉(zhuǎn)子貼室壁滑動，形成圓弧形的旋轉(zhuǎn)工作室。由于本實用新型在旋轉(zhuǎn)循環(huán)工作時的摩擦力極少，通過凸轉(zhuǎn)子在每個工作循環(huán)起止都可獲得最大的扭矩旋轉(zhuǎn)，故高效節(jié)能，使用壽命長，可用于水力和火力發(fā)電，以及在汽車、飛機(jī)、船舶和壓縮機(jī)方面。
文檔編號F01C1/18GK2189204SQ9324468
公開日1995年2月8日 申請日期1993年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月15日
發(fā)明者盧章根 申請人:盧章根