专利名称：流体密封循环压差式惯性发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于动力机械领域，具体涉及一种流体密封循环压差式惯性发动机。
背景技术：
目前，世界广泛使用热力发动机，该机将燃烧燃料所产生的热能转化为机械能，燃 烧燃料不仅使有限的能源被无限制的消耗，导致全球能源短缺，而且排放大量的有害气 体，造成严重的环境污染和生态破坏。燃烧燃料发动机多数为往复式活塞发动机，该机 总体构造均由机体组、曲柄连杆机构、配气机构、进排气系统、燃油(气)系统、冷却 系统、润滑系统、起动系统和有害排放控制装置等组成，如果是汽油机，还包括点火系 统，若为增压发动机，则还有增压系统，该机部件多，结构复杂，不仅制造成本高，而 且机械损失功大。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供一种不燃烧燃料、零排放和机械部件少、有效
功率大的流体密封循环压差式惯性发动机。
本发明流体密封循环压差式惯性发动机是通过以下技术方案实现的 本发明流体密封循环压差式惯性发动机由缸体、缸帽、油底壳、缸、活塞、连杆、
曲轴、飞轮、制动器、起动机、蓄电池、工作流体、回热器、压縮机、冷凝器、节流阀、
蒸发器等组成。
所述缸帽密封缸体上部，油底壳密封缸体下部，缸体、缸帽和油底壳组成机体固定 不动。
所述缸内作往复运动的活塞与连杆一端铰接，连杆另一端与曲轴相连。
所述曲轴一端装配飞轮，飞轮上装配制动器，飞轮环齿与起动机驱动齿轮时合时离， 起动机与蓄电池相连，蓄电池与起动机相适应。
所述缸帽内缸中心上方装配两端密封管子，管子中部设置回热器，缸中心部位与管 子相通，管子与缸组成一个密封系统。
所述压縮机与曲轴另一端连接，压缩机由曲轴驱动；压縮机、冷凝器、节流阀和蒸 发器组成一个密封系统，通过其中制冷剂的往复运行，冷凝器装配在缸帽内管子一侧外 围，节流阀装配在缸帽内管子中部回热器外围，蒸发器装配在缸帽内管子另一侧外围， 管子外围冷凝器一侧为热区，管子外围蒸发器一侧为冷区，缸帽内装配绝扭衬层，管子 中部回热器外围中部装配绝热隔层，热区和冷区隔离封闭。
所述缸至少二个，管子内回热器两侧缸的容积相等， 一侧缸内活塞在上止点，另一 侧缸内活塞在下止点，管子上设置注流阀，工作流体通过注流阀注入管子及缸内空间， 工作流体采用高压氢气、高压氦气等高压气体。
所述起动机工作后，旋转飞轮带动曲轴运转，运转曲轴既带动压縮机工作形成热区、 冷区，又推动缸内活塞在上、下止点间循环往复运动，运动活塞推动密封的工作流体在 热区、冷区间循环往复运动，热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生 压差，工作流体压差反作用于活塞，并通过连杆推动曲轴旋转并对外输出动力，同时， 高速旋转飞轮等惯性作用，增大了曲轴的力矩。
所述起动机所需电能由蓄电池提供，起动机工作时，其驱动齿轮与飞轮环齿啮合， 飞轮带动曲轴转动达到额定转速时，其驱动齿轮与飞轮环齿脱离，当曲轴转动低于一定 转速时，起动机工作，曲轴转动达到额定转速时，起动机停止工作，发动机欲停止工作， 启动飞轮上的制动器。
本发明流体密封循环压差式惯性发动机还可通过另外一种技术方案实现
本发明流体密封循环压差式惯性发动机由前后内缸、外缸、转子、隔板、滑板总成、 前后内缸盖、前后外缸盖、转轴、轴承、飞轮、制动器、起动机、蓄电池、工作流体、 压縮机、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成。
所述前后内缸盖密封前后内缸端面，前后外缸盖密封外缸前后端面，前后内缸盖与 前后内缸组成一体固定不动，前后外缸盖与外缸组成一体固定不动，前后内缸中间设置 隔板并固定为一体。
所述前后内缸分别装配作旋转运动的转子，并与转子同心。
所述转轴穿过前内外缸盖圆心轴承、隔板圆心轴承、后内外缸盖圆心轴承，且与转 子通过键配合。
所述外缸套在前后内缸和隔板外围，外缸与前后内缸和隔板之间有空间，前外缸盖 与前内缸盖圆心轴承周边之间有空间，后外缸盖与后内缸盖圆心轴承周边之间有空间。
所述转轴一端装配飞轮，飞轮上装配制动器，飞轮环齿与起动机驱动齿轮时合时离； 起动机与蓄电池相连，蓄电池与起动机相适应。
所述压縮机与转轴另一端连接，压縮机由转轴驱动；压縮机、冷凝器、节流阔和蒸 发器组成一个密封系统，通过其中制冷剂的往复运行，冷凝器装配在外缸与前内缸之间 空间内和前外缸盖与前内缸盖圆心轴承周边之间空间内，节流阀装配在外缸与隔板之间 空间内，蒸发器装配在外缸与后内缸之间空间内和后外缸盖与后内缸盖圆心轴承周边之 间空间内，冷凝器所在空间形成热区，蒸发器所在空间形成冷区，外缸内和前后外缸盖 圆心轴承周边内分别装配绝热衬层，隔板中部装配绝热夹层，外缸与隔板中部装配绝热 隔层，热区和冷区隔离封闭。
所述滑板总成分别安装在外缸与前内缸之90°转角处和外缸与后内缸之27(f转角 处，滑板总成由滑板壳、弹簧和滑板组成，滑板壳内装有弹簧和滑板，弹簧推动滑板使 其一端始终与转子周围表面相接触并保持密封；隔板在70°—89°、 250°—269°转角之间 开设排气口 (进气口)、进气口 (排气口)。
所述前后内缸里转子设置二个弧形面，转子与前后内缸内腔表面接触部分保持密 封，转子二个弧形面与前后内缸内腔分别形成上下二个弧形室，前内缸下弧形室通过注 流阀注入工作流体，后内缸上弧形室通过注流阀注入工作流体，工作流体采用高压氢气、 高压氦气等高压气体。
所述起动机工作后，旋转飞轮带动转轴旋转，旋转转轴既带动压縮机工作形成热区、 冷区，又推动前后内缸里的转子旋转，旋转转子推动密封的工作流体在热区、冷区间循 环往复运动，热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生压差，工作流体 压差反作用于转子，并推动转轴旋转并对外输出动力，同时，高速旋转飞轮等惯性作用， 增大了曲轴的力矩。
所述起动机所需电能由蓄电池提供，起动机工作时，其驱动齿轮与飞轮环齿啮合， 飞轮带动转轴转动达到额定转速时，其驱动齿轮与飞轮环齿脱离，当转轴转动低于一定 转速时，起动机工作，转轴转动达到额定转速时，起动机停止工作，发动机欲停止工作， 启动飞轮上的制动器。
本发明流体密封循环压差式惯性发动机与现有技术相比，有益效果显著 流体密封循环压差式惯性发动机起动时，驱动压縮机工作，压缩机工作形成封闭热 区和封闭冷区，同时驱动活塞或转子推动密封的工作流体在热区、冷区间循环往复运动， 热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生压差，工作流体压差反作用于 活塞或转子，并推动曲轴或转轴旋转并对外输出动力，本发动机的机械结构充分了发挥
飞轮等惯性作用，使输出轴增大了力矩。本发动机改变热力发动机依靠燃烧燃料所产生 热能作功的方式，达到零排放。本发动机不燃烧燃料，与燃烧燃料相关的配气机构、进 排气系统、燃油(气)系统等均被取消，比热力发动机部件减少百分之五十以上，结构 简单，制造成本降低，机械损失功减少。
此外，本发动机安装在机械上，该机械运行时产生惯性动力，此惯性动力与本发动 机动力同时输出，扩大了功率，节省了能耗。
图1是本发明流体密封循环压差式惯性发动机实施例一结构示意图； 图2是本发明流体密封循环压差式惯性发动机实施例二结构示意图； 图3是图2的A—A剖面示意图； 图4是图2的B—B剖面示意图； 图5是图2的C—C剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明流体密封循环压差式惯性发动机做进一步说明 实施例一如附图l所示，本发明流体密封循环压差式惯性发动机由缸体12、缸帽 11、油底壳13、缸14、活塞16、连杆15、曲轴21、飞轮7、制动器9、起动机8、蓄 电池IO、工作流体5、回热器18、压缩机l、冷凝器2、节流阀4、蒸发器3等组成； 缸帽11密封缸体12上部，油底壳13密封缸体12下部，缸体12、缸帽11和油底壳13 组成机体固定不动；缸14内作往复运动的活塞16与连杆15 —端铰接，连杆15另一端 与曲轴21相连；曲轴21—端装配飞轮7，飞轮7上装配制动器9，飞轮7环齿(未示 出)与起动机8驱动齿轮(未示出)时合时离，起动机8与蓄电池10相连，蓄电池IO 与起动机8相适应；缸帽11内缸14中心上方装配两端密封管子17，管子17中部设置 回热器18，缸14中心部位与管子17相通，管子17与缸14组成一个密封系统；压縮机 1与曲轴21另一端连接，压縮机l由曲轴21驱动；压縮机l、冷凝器2、节流阀4和蒸 发器3组成一个密封系统，通过其中制冷剂(未示出)的往复运行，冷凝器2装配在缸 帽11内管子17 —侧外围，节流阀4装配在缸帽11内管子17中部回热器18外围，蒸 发器3装配在缸帽11内管子17另一侧外围，管子17外围冷凝器2 —侧为热区，管子 17外围蒸发器3—侧为冷区，缸帽ll内装配绝热衬层20，管子ll中部回热器18外围 中部装配绝热隔层19，热区和冷区隔离封闭；缸14四个，管子17内回热器18两侧缸 14的容积相等，右侧缸14内活塞16在上止点，左侧缸14内活塞16在下止点，管子 17上设置注流阀6，工作流体5通过注流阀6注入管子17及缸14内空间，工作流体14 采用高压氢气、高压氦气等高压气体。
实施例二如附图2—5所示，本发明流体密封循环压差式惯性发动机由前后内缸 26、 27、外缸28、转子34、隔板29、滑板总成44、前后内缸盖22、 23、前后外缸盖 24、 25、转轴33、轴承40、 41、 42、飞轮7、制动器9、起动机8、蓄电池10、工作流 体5、压縮机l、冷凝器2、节流阀4、蒸发器3等组成；前后内缸盖22、 23密封前后 内缸26、 27端面，前后外缸盖24、 25密封外缸28前后端面，前后内缸盖22、 23与前 后内缸26、 27组成一体固定不动，前后外缸盖24、 25与外缸28组成一体固定不动； 前后内缸26、 27中间设置隔板29并固定为一体；前后内缸26、 27分别装配作方,转运 动的转子34，并与转子34同心；转轴33穿过前内外缸毐22、 24圆心轴承40、隔板29 圆心轴承41、后内外缸盖23、 25圆心轴承42，且与转子33通过键43配合；外缸28 套在前后内缸26、 27和隔板29外围，外缸28与前后内缸26、 27和隔板29之间有空 间，前外缸盖24与前内缸盖22圆心轴承40周边之间有空间，后外缸盖25与后内缸盖 23圆心轴承42周边之间空间；转轴33—端装配飞轮7，飞轮7上装配制动器9，飞轮
7环齿(未示出)与起动机8驱动齿轮(未示出)时合时离；压縮机1与转轴33另一端 连接，压縮机l由转轴33驱动；压縮机l、冷凝器2、节流阀4和蒸发器3组成一个密 封系统，通过其中制冷剂(未示出)的往复运行，冷凝器1装配在外缸28与前内缸26 之间空间内和前外缸盖24与前内缸盖22圆心轴承40周边之间空间内，节流阔4装配 在外缸28与隔板29之间空间内，蒸发器3装配在外缸28与后内缸27之间空间内和后 外缸盖25与后内缸盖23圆心轴承42周边之间空间内，冷凝器2所在空间形成热区， 蒸发器3所在空间形成冷区，外缸28内和前后外缸盖24、 25圆心轴承40、 42周边内 分别装配绝热衬层32，隔板28中部装配绝热夹层30，外缸28与隔板29中部装配绝热 隔层31，热区和冷区隔离封闭；滑板总成44分别安装在外缸28与前内缸26之90。转 角处和外缸28与后内缸27之270。转角处，滑板总成44由滑板壳35、弹簧36和滑板 37组成，滑板壳35内装有弹簧36和滑板37，弹簧36推动滑板37使其一端始终与转 子34周围表面相接触并保持密封；隔板29在70°—89°、 250°_269°转角之间开设排气 口 (进气口) 39、进气口 (排气口) 38;前后内缸26、 27里转子34设置二个弧形面45， 转子34与前后内缸26、 27内腔表面接触部分保持密封，转子34二个弧形面45与前后 内缸26、 27内腔分别形成上下二个弧形室46、 47，前内缸26下弧形室46通过注流阀 6注入工作流体5，后内缸27上弧形室47通过注流阀6注入工作流体5，工作流体5 采用高压氢气、高压氦气等高压气体。
本发明流体密封循环压差式惯性发动机实施例一和实施例二工作原理相同。其工作 原理起动机8所需电能由蓄电池10提供，蓄电池10与起动机8相适应，起动机8工 作时，其驱动齿轮(未示出)与飞轮7环齿(未示出)啮合，飞轮7带动曲轴21或转 轴33转动达到额定转速时，其驱动齿轮(未示出)与飞轮7环齿(未示出)脱离，这 期间，运转曲轴21或旋转转轴33既带动发电机(未示出)工作向蓄电池10充电，又 带动压縮机1工作，制冷剂(未示出)在压縮机1的作用下，在冷凝器2中放热，在蒸 发器3中吸热，用绝热层将冷凝器2和蒸发器3所在空间分隔成封闭热区、封闭冷区， 热区、冷区不与外界交换能量，确保能量有效利用；同时，运转曲轴21推动缸14内活 塞16在上、下止点间循环往复运动，或旋转转轴33推动前后内缸26、 27里的转子34 旋转，运动活塞16或旋转转子34推动密封的工作流体5在热区、冷区间循环往复运动， 热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体5产生压差，工作流体5压差反作 用于活塞16并通过连杆15推动曲轴21旋转对外输出动力，或反作用于转子34推动转 轴33旋转对外输出动力，同时，高速旋转飞轮7等惯性作用，增大了曲轴21或转轴33 的力矩，当曲轴21或转轴33转动低于一定转速时，起动机8工作，曲轴21或转轴33 转动达到额定转速时，起动机8停止工作，发动机欲停止工作，启动飞轮7上的制动器 9。
实施例一和实施例二是本发明流体密封循环压差式惯性发动机两个具体实施方式
， 本发明并不局限于上述两个具体实施方式
，本领域技术人员可以根据本发明宗旨和权利 要求所保护的范围，作出很多实施方式，均属于本发明保护之列。
根据实际需要，可以通过改变缸的容积，或增减缸组个数，或工作流体变压，或变 化制冷循环等制造出各种功率的流体密封循环压差式惯性发动机。本发明适用于一切需 用动力的场合。
权利要求
1、一种流体密封循环压差式惯性发动机，由缸体、缸帽、油底壳、缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮、制动器、起动机、蓄电池、工作流体、回热器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成，其特征在于缸帽密封缸体上部，油底壳密封缸体下部，缸体、缸帽和油底壳组成机体固定不动；缸内作往复运动的活塞与连杆一端铰接，连杆另一端与曲轴相连；曲轴一端装配飞轮，飞轮上装配制动器，飞轮环齿与起动机驱动齿轮时合时离；起动机与蓄电池相连，蓄电池与起动机相适应；缸帽内缸中心上方装配两端密封管子，管子中部设置回热器，缸中心部位与管子相通，管子与缸组成一个密封系统；压缩机与曲轴另一端连接，压缩机由曲轴驱动；压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成一个密封系统，通过其中制冷剂的往复运行，冷凝器装配在缸帽内管子一侧外围，节流阀装配在缸帽内管子中部回热器外围，蒸发器装配在缸帽内管子另一侧外围，管子外围冷凝器一侧为热区，管子外围蒸发器一侧为冷区。
2、 根据权利要求1所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于缸至少二个，管子内回热器两侧缸的容积相等， 一侧缸内活塞在上止点，另一侧缸内活塞在下止点，管子上设置注流阀，工作流体通过注流阀注入管子及缸内空间，工作流体采用高压 氧气、高压氦气等高压气体。
3、 根^《权利要求1所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于缸帽内装 配绝热衬层，管子中部回热器外围中部装配绝热隔层。
4、 根据权利要求1所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于起动机工 作后，旋转飞轮带动曲轴运转，运转曲轴既带动压縮机工作形成热区、冷区，又推动缸 内活塞在上、下止点间循环往复运动，运动活塞推动密封的工作流体在热区、冷区间循 环往复运动，热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生压差，工作流体 压差反作用于活塞，并通过连杆推动曲轴旋转并对外输出动力，同时，高速旋转飞轮等 惯性作用，增大了曲轴的力矩。
5、 根据权利要求1所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于起动机所 需电能由蓄电池提供，起动机工作时，其驱动齿轮与飞轮环齿啮合，飞轮带动曲轴转动 达到额定转速时，其驱动齿轮与飞轮环齿脱离，当曲轴转动低于一定转速时，起动机工 作，曲轴转动达到额定转速时，起动机停止工作，发动机欲停止工作，启动飞轮上的制 动器。
6、 一种流体密封循环压差式惯性发动机，由前后内缸、外缸、转子、隔板、滑板 总成、前后内缸盖、前后外缸盖、转轴、轴承、飞轮、制动器、起动机、蓄电池、工作 流体、压縮机、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成，其特征在于前后内缸盖密封前后内缸 端面，前后外缸盖密封外缸前后端面，前后内缸盖与前后内缸组成一体固定不动，前后 外缸盖与外缸组成一体固定不动，前后内缸中间设置隔板并固定为一体；前后内缸分别 装配作旋转运动的转子，并与转子同心；转轴穿过前内外缸盖圆心轴承、隔板圆心轴承、 后内外缸盖圆心轴承，且与转子通过键配合；外缸套在前后内缸和隔板外围，外缸与前 后内缸和隔板之间有空间，前外缸盖与前内缸盖圆心轴承周边之间有空间，后外缸盖与 后内缸盖圆心轴承周边之间有空间；转轴一端装配飞轮，飞轮上装配制动器，飞轮环齿 与起动机驱动齿轮时合时离；起动机与蓄电池相连，蓄电池与起动机相适应；压縮机与 转轴另一端连接，压縮机由转轴驱动；压縮机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成一个密封 系统，通过其中制冷剂的往复运行，冷凝器装配在外缸与前内缸之间空间内和前外缸盖 与前内缸盖圆心轴承周边之间空间内，节流阀装配在外缸与隔板之间空间内，蒸发器装 配在外缸与后内缸之间空间内和后外缸盖与后内缸盖圆心轴承周边之间空间内，冷凝器 所在空间形成热区，蒸发器所在空间形成冷区；滑板总成分别安装在外缸与前内缸之 卯。转角处和外缸与后内缸之27()o转角处，滑板总成由滑板壳、弹簧和滑板组成，滑板 壳内装有弹簧和滑板，弹簧推动滑板使其一端始终与转子周围表面相接触并保持密封； 隔板在70°—89°、 250°—269°转角之间开设排气口 (进气口)、进气口 (排气口)。
7、 根据权利要求6所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于前后内缸 里转子设置二个弧形面，转子与前后内缸内腔表面接触部分保持密封，转子二个弧形面 与前后内缸内腔分别形成上下二个弧形室，前内缸下弧形室通过注流阀注入工作流体， 后内缸上弧形室通过注流阀注入工作流体，工作流体采用高压氢气、高压氦气等高压气 体。
8、 根据权利要求6所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于外缸内和 前后外缸盖圆心轴承周边内分别装配绝热衬层，隔板中部装配绝热夹层，外缸与隔板中 部装配绝热隔层。
9、 根据权利要求6所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于起动机工 作后，旋转飞轮带动转轴旋转，旋转转轴既带动压縮机工作形成热区、冷区，又推动前 后内缸里的转子旋转，旋转转子推动密封的工作流体在热区、冷区间循环往复运动，热 区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生压差，工作流体压差反作用于转 子，并推动转轴旋转并对外输出动力，同时，高速旋转飞轮等惯性作用，增大了曲轴的 力矩。
10、 根据权利要求6所述的流体密封循环压差式惯性发动机，其特征在于起动机所 需电能由蓄电池提供，起动机工作时，其驱动齿轮与飞轮环齿啮合，飞轮带动转轴转动 达到额定转速时，其驱动齿轮与飞轮环齿脱离，当转轴转动低于一定转速时，起动机工 作，转轴转动达到额定转速时，起动机停止工作，发动机欲停止工作，启动飞轮上的制 动器。
全文摘要
本发明公开了一种不燃烧燃料、零排放和机械部件少、有效功率大的流体密封循环压差式惯性发动机，由制冷系统、曲柄连杆机构和起动系统等组成，或由制冷系统、转子缸体机构和起动系统等组成，本发动机起动时，驱动压缩机工作，压缩机工作形成封闭热区和封闭冷区，同时驱动活塞或转子推动密封的工作流体在热区、冷区间循环往复运动，热区、冷区之温差使循环往复运动于两区的工作流体产生压差，工作流体压差反作用于活塞或转子，并推动曲轴或转轴旋转并对外输出动力。本发动机的机械结构充分发挥了飞轮等惯性作用，使输出轴增大了力矩。本发明可制造出各种功率的发动机，适用于一切需要动力的场合。
文档编号F02G1/043GK101169083SQ200710188690
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者孙国繁 申请人:孙国繁