一种外部压缩转子发动机的制作方法

本发明涉及转子发动机，具体而言，涉及一种外部压缩转子发动机。

背景技术：

1、发动机是一种能够把其它形式的能量转化为机械能的机器，包括如内燃机、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)等。发动机对于工业、农业的发展和人们生活水平的提高都起着重要的作用，例如，交通行业的车、船等。

2、目前三角转子结构的发动机，其在完整旋转一周时，会进行3次点火做功，动力部件有三次功率输出，但由于每次点火前会通过转子自身转动压缩气体，这样会减少对外输出功率，同时在发动机本体上压缩可以看作是绝热压缩，压缩后的气体温度较高，这样燃烧过程的整体温度也高，会导致工质比热比较低，高温散热较多，使热效率较低，同时高温也使nox的排放增加。如果取消掉传统三角转子发动机的压缩过程，而是直接通入一定压力和温度的空气，将会有效解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种外部压缩转子发动机，取消掉传统转子发动机的压缩过程，代之以高压空气直通来提供参与燃烧循环的氧气，通过这种工作方式进一步提升转子发动机的热效率，降低燃烧后nox以及soot等污染物的排放。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种外部压缩转子发动机，其包括转子室，以及其内设置的三角转子；偏心轴贯穿设置于所述转子室腔体中心位置；所述三角转子内圆圈一侧套接于所述偏心轴的转子轴颈，另一侧设有围绕中心齿轮进行啮合旋转的转子齿圈；所述三角转子偏心旋转时，三个顶点形成的最外层轨迹与所述转子室的内壁贴合，所述三角转子的三个面分别与所述转子室内壁组成三个不断运动的独立空间，每个独立空间都会进行进气、燃烧膨胀和排气三个过程，驱动所述偏心轴绕轴心进行旋转；

4、还包括两组中心对称设置于所述转子室周壁上，并延伸至其内腔的燃料喷嘴、高压空气喷嘴以及点火装置；其中，所述燃料喷嘴、点火装置以及高压空气喷嘴嵌在所述转子室中的部分与所述转子室之间形成密封；

5、所述转子室的端面设有两组中心对称布置的排气阀，所述排气阀用于控制外部压缩转子发动机的排气过程。

6、进一步地，在本发明中，所述偏心轴位于所述转子室外部的部分还连接有输出轴。

7、进一步地，在本发明中，所述转子室的缸壁内设有相互连通的液冷槽。

8、进一步地，在本发明中，所述燃料喷嘴为用于向转子室中注入高压可燃气体的高压喷嘴。

9、进一步地，在本发明中，所述高压可燃气体包括天然气和氢气。

10、进一步地，在本发明中，所述三角转子，其三个面均具有一向中心凹陷的燃烧室。

11、进一步地，在本发明中，所述高压空气喷嘴用于向转子室中注入高压空气，还可连接到外部的储氧装置。

12、进一步地，在本发明中，所述转子室为不锈钢或铝合金材料铸造。

13、进一步地，在本发明中，所述点火装置为火花塞。

14、进一步地，在本发明中，所述输出轴连接有换向器，转向只能保持一个方向，无法实现倒转，输出轴可以通过配备换向器来完成正反向的转换。

15、本发明至少具有如下优点或有益效果：

16、本发明主要部件包括转子室，以及其内设置的三角转子和偏心轴；所述偏心轴贯穿设置于所述转子室腔体中心位置；三角转子内圆圈一侧套接于所述偏心轴的转子轴颈，另一侧设有围绕中心齿轮进行偏心旋转的转子齿圈，其中，所述转子齿圈与所述中心齿轮相互啮合，三角转子偏心旋转时三个顶点形成的最外层轨迹与所述转子室的内壁贴合；当所述三角转子转动时，所述三角转子的三个面分别与所述转子室内壁组成三个不断运动的独立空间，每个独立空间都会进行进气、燃烧膨胀和排气三个过程，驱动所述偏心轴绕轴心进行旋转；还包括两组中心对称设置于所述转子室周壁上，并延伸至其内腔的燃料喷嘴、高压空气喷嘴以及点火装置；其中，所述燃料喷嘴、高压空气喷嘴以及点火装置嵌在所述转子室中的部分与所述转子室之间形成密封。本申请中的外部压缩转子发动机完整旋转一周时，转子三个面中的每个面都会做两次功，一共做功六次，提高功率输出密度。

17、外部压缩转子发动机因为没有压缩过程，所以没有最低启动转速的限制，无需安装额外的启动装置，启动更加迅速，操纵响应更加及时，可以在更低的转速下运行，同时启动扭矩大。可以使用较小的飞轮，或者无需安装飞轮。进气燃烧室的燃料和空气量可以精确控制，更容易使膨胀比大于压缩比，产生米勒循环的效果，提升热效率。工作时，由于进气温度较低，所以燃烧起始温度也较低，可以实现低温燃烧，减少nox排放，进一步提升热效率。氢气在传统压缩发动机上使用容易产生爆震，本申请的发动机，将氢气作为燃料时，其爆炸冲击波始终与转子旋转方向一致，同时低温燃烧防止了氢气燃烧过于剧烈的问题，减少爆震现象的发生，提高运行的稳定性。本申请的发动机应用包括船舶主推进装置、重卡和工程机械动力、乘用车动力领域、发电机领域等。

技术特征：

1.一种外部压缩转子发动机，其特征在于，包括转子室，以及其内设置的三角转子；偏心轴贯穿设置于所述转子室腔体中心位置；所述三角转子内圆圈一侧套接于所述偏心轴的转子轴颈，另一侧设有围绕中心齿轮进行啮合旋转的转子齿圈，所述三角转子偏心旋转时，三个顶点形成的最外层轨迹与所述转子室的内壁贴合，同时所述三角转子的三个面分别与所述转子室内壁组成三个不断运动的独立空间，每个独立空间都会进行进气、燃烧膨胀和排气三个过程，驱动所述偏心轴绕轴心进行旋转；

2.根据权利要求1所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述偏心轴位于所述转子室外部的部分还连接有输出轴。

3.根据权利要求1或2所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述转子室的缸壁内设有相互连通的液冷槽。

4.根据权利要求1所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述燃料喷嘴为用于向转子室中注入高压可燃气体的高压喷嘴。

5.根据权利要求4所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述高压可燃气体包括天然气和氢气。

6.根据权利要求1所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述三角转子，其三个面均具有一向中心凹陷的燃烧室。

7.根据权利要求1所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述高压空气喷嘴用于向转子室中注入高压空气，还可连接到外部的储氧装置。

8.根据权利要求1或2所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述转子室为不锈钢或铝合金材料铸造。

9.根据权利要求2所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述输出轴连接有换向器。

10.根据权利要求2所述的外部压缩转子发动机，其特征在于，所述点火装置为火花塞。

技术总结
本发明提供一种外部压缩转子发动机，涉及转子发动机技术领域。包括转子室，以及其内设置的三角转子和偏心轴；偏心轴设置于转子室中心位置；三角转子内圆圈一侧套接于偏心轴的转子轴颈，另一侧设有围绕中心齿轮进行啮合旋转的转子齿圈；转动时，转子的三个面分别与转子室内壁组成三个不断运动的独立空间；还包括两组中心对称设置于转子室外壳周壁上，并延伸至其内腔的燃料喷嘴、高压空气喷嘴及点火装置，排气阀设置在转子室端面上。通过上述结构，取消掉传统转子发动机工作时的压缩过程，当三角转子完整旋转一周时，转子三个面中的每个面都会做两次功，一共做功六次，提高功率输出密度和工作热效率。

技术研发人员：李国忠,王美文,魏来,余尚武
受保护的技术使用者：李国忠
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15