专利名称：高效旋转活塞动力转换机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转换机，特别是一种高效旋转活塞动力转换机。
目前往复式的内燃机和火车上的蒸汽机或压缩机等，在工作时的损耗是很大的。如往复质量损耗，曲轴连杆损耗，活塞膨胀做功到下止点(即活塞做功行程到下止点)时，对缸内还可做功的气体而白白排除缸外的热损耗，活塞连杆作相对运动时所产生的侧向力形成力的分解，使曲轴不够获得最大的扭力输出，并增大了摩擦损耗。上述损耗对往复机而言就是一种动力转换率低，耗能大，且寿命低的动力机。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种利用凸、凹转子在汽缸内配合工作，高效节能的高效旋转活塞动力转换机。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本实用新型包括缸体、缸盖、齿轮，其特征在于还有凸转子、凹转子，凸转子和凹转子分别装入缸体内，通过前后缸盖的轴承孔支承凸转子、凹转子在缸体壁上，缸盖盖在缸体上密封，在凸转子、凹转子轴上装上两个相同的齿轮相互耦合，使凸转子的凸位与凹转子的凹位顺利配合旋转。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到凸转子是一个凸位的转子，凹转子是一个凹位的转子，它们都装入一个像缺圆的双圆弧形线的8字缸体室内。凸转子也可是有两个凸位或两个凸位以上的转子，凹转子也可是有两个凹位或两个以上凹位的转子，具有两个凸位的凸转子可和两个具有一个凹位或两凹位的凹转子配合装在缸体内。相互耦合的齿轮(3)可以是相同的圆齿轮，或者是两个相同的非全圆齿轮。
图1为凸转子的结构示意图;
图2为凹转子的结构示意图;
图3为缺圆形状缸体的结构示意图;
图4为像缺圆8字形状的缸体结构示意图;
图5为缸盖的结构示意图。
图6为本发明的工作原理结构流程图;
图7为本发明的外形结构示意图;
图8为凸转子采用两个凸位，凹转子采用两个凹位的结构示意图;
图9为凸转子采用两个凸位，凹转子采用一个凹位的结构示意图;
图10为两个非全圆齿轮配合的结构示意图;
图11为两非全圆齿轮啮合的周长曲线原理图;
图12为由两个非全圆齿轮配合时的工作结构示意图;
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1，凸转子(4)是在一个转轴的转子上镶嵌一个或一个以上的镶件(按与其配合凹转子需要而设计镶件的数目)。要求转子的凸位面(工作时的受力面)尽可能与转子半径成一直线;也可以转子的凸面与半径成少许角度，以方便设计用螺丝将镶件镶嵌在转子上。镶件的内圆弧面与转子的圆弧面是相配合的，镶件的外圆弧与之配合汽缸的圆弧也是相配合的。
参照图2，凹转子(5)是在转轴大一级的转子上切削一个或一个以上的凹位(按与其相配合凸转子的需要来设计凹位的数目)。其特点是凹转子的凹位与凸转子配合旋转时，使凸转子的凸位与凹转子的凹位有很好的配合来度过非做功的旋转角度。
参照图3，最简单的缸体(1)是缺圆形状的缸体，它套在凸转子(4)上;其圆缸体的缺位断面是弧形，与凹转子(5)的圆面弧形相配合。断面也可以成平面形，与凹转子面接近配合达到密封成工作室。
参照图4，它是一个像缺圆的8字缸体(1)，可使凸转子(4)、凹转子(5)在缸体内配合旋转等。缸体的形状是根据设计时适合转子在缸体内形成配合旋转的工作室。
参照图5，缸盖(2)是用来支承转子和盖在缸体(1)上起到密封的作用。缸盖通过支承转子在汽缸侧壁上，使转子在缸体内形成旋转的密封工作室。其上开有支承转子轴承孔(6)及润滑油孔道(7)。
参照图6、图7，本实用新型由缸体(1)、缸盖(2)、齿轮(3)、凸转子(4)、凹转子(5)组成。凸转子(4)和凹转子(5)分别装入一个像缺圆的双圆弧形的8字缸体室内，通过前后缸盖(2)的轴承孔(6)支承两转子在汽缸壁上，盖在缸体密封，使两转子贴室壁滑动，形成圆弧形的旋转工作室。然后在两转子轴上装上两个相同的齿轮(3)相互耦合，使凸转子的凸位与凹转子的凹位顺利配合旋转，两转子通过齿轮耦合作同步的相反方向旋转。当压缩气体从进气口(8)注入时，凸转子的凸位受力面受力的方向与凸转子转轴半径相垂直，形成90°的工作夹角，此时凸转子由凸面受力而获得最大扭距向顺时方向旋转，凹转子轴由齿轮与凸转子轴齿轮耦合作逆时针方向配合凸转子轴旋转。从图(6a)至图( )，凸转子都是受压缩气体的压力而旋转。到图(6d)时，进气口(8)关闭，停止进气;排气口(9)开始排气。此时两转子靠惯性继续旋转。凹转子轴凹位配合凸转子轴凸位度过非做功的旋转角度，使之回复到图(6a)位置。此时进气口(8)再次打开进气，与此同时凸转子再次做功旋转，也对上次旋转做功未排出的剩余气体进行扫气，如图(6e)和图(6f)。由此不断循环。压缩气体通过旋转活塞动力机的转换，使凸转子轴获得高效率的动力输出。
当图6的进排气口相反时，凸转子轴由动力作逆时针转，凹转子顺时针转，旋转活塞动力转换机就变成空气压缩机了。所以旋转活塞动力转换机是可以将能量相互转换的。
由于一个凸位的转子配一凹位的转子工作时，凸转子工作的圆面受较大的压力传到轴承，使轴承受高压力的条件下运转而降低使用寿命。这对造大型的动力转换机是最大的弱点。
解决方法是用两个凸位或两个凸位以上的凸转子和用两个凹位或两个凹位以上的凹转子配合同时工作，如图8所示。用一个凸转子(两个凸位)和两个凹转子(两个凹位)配合，三个转子轴装有同样的齿轮相互耦合旋转。从图中可以看到，两个进气口(8)同时注进压缩气体，由于凸转子的两个凸位是对称的，所以受压力工作时，凸转子转轴轴承受到的力由转子圆面对称受力的相互抵消而大大减小。从而大大延长旋转活塞动力转换机的使用寿命。这种不限于一个凸转子配一个凹转子的结构最适宜造大型的旋转活塞动力转换机。尤其应用在蒸汽发电和水力发电等。所不同的是水力发电时进气口注入的是水而不是气体。
如图9所示，也是一种具有两个凸位的转子(4)和两个具有1个凹位的转子(5)配合装在缸体(1)内，由一定比例的齿轮耦合旋转工作。
参照图10，非全圆齿轮的结构是齿轮上的齿按设计要求，使分布在齿轮上的齿有不同节径(即各部分齿与齿轮圆心有不同的圆心距)。从图10的两个非全圆齿轮齿合旋转中可知，由于齿轮的齿有部分是不同节径的，所以在配合转动时，两轴就出现小量不同变化的角度旋转。这种旋转使凹转子更好地配合凸转子度过非做功的旋转角度。即图9、图12所示的容积(10)减小到最低限度。图11就是两个相同非全圆齿轮配合旋转工作的周长图。图9、图12是利用非全圆齿轮结构设计配合工作的动力转换机图。利用非全圆齿轮设计配合旋转活塞动力转换机，可设计制造要求转换效率更高的动力转换机。
本发明可设计为多转子并列式或串列式等。其通过转子在密封的圆弧形工作道旋转工作，都能获得高效率的动力转换。
本发明相比现有技术具有如下优点在旋转工作时的摩擦力极少，通过凸转子在每个工作循环的起止都可获得最大的扭矩旋转，故高效节能。用此机工作原理设计的内燃机，可使工作容积(膨胀容积)比进气容积(吸气容积)大，充分利用爆炸膨胀所做的功。此机可用于水力和火力发电，以及在汽车、飞机、船舶和压缩机等方面使用，其能量转换效率是很高的，有效地节省能源，且结构简单合理，使用寿命长。
权利要求
1.一种高效旋转活塞动力转换机，包括缸体(1)、缸盖(2)、齿轮(3)，其特征在于还有凸转子(4)、凹转子(5)，凸转子(4)和凹转子(5)分别装入缸体(1)内，通过前后缸盖(2)的轴承孔(6)支承凸转子(4)、凹转子(5)在缸体(1)壁上，缸盖(2)盖在缸体(1)上密封，在凸转子(4)、凹转子(5)轴上装上两个相同的齿轮(3)相互耦合，使凸转子(4)的凸位与凹转子(5)的凹位顺利配合旋转。
2.根据权利要求1所述的转换机，其特征在于凸转子(4)是一个凸位的转子，凹转子(5)是一个凹位的转子，它们都装入一个像缺圆的双圆弧形线的8字缸体(1)室内。
3.根据权利要求1所述的转换机，其特征在于凸转子(4)也可是有两个凸位或两个凸位以上的转子，凹转子(5)也可是有两个凹位或两个以上凹位的转子，具有两个凸位的凸转子(4)可和两个具有一个凹位或两凹位的凹转子(5)配合装在缸体(1)内。
4.根据权利要求1所述的转换机，其特征在于相互耦合的齿轮(3)可以是相同的圆齿轮，或者是两个相同的非全圆齿轮。
全文摘要
一种高效旋转活塞动力转换机，由缸体、缸盖、齿轮、凸转子、凹转子等组成。凸转子和凹转子分别装入一个像缺圆的双圆弧形线的8字缸体室内，通过前后缸盖的轴承孔支承两转子在汽缸壁上，盖在缸体密封，使两转子贴室壁滑动，形成圆弧形的旋转工作室。由于本发明在旋转循环工作时的摩擦力极少，通过凸转子在每个工作循环起止都可获得最大的扭矩旋转，故高效节能，使用寿命长，可用于水力和火力发电，以及在汽车、飞机、船舶和压缩机方面。
文档编号F01C1/08GK1104713SQ9311532
公开日1995年7月5日 申请日期1993年12月29日 优先权日1993年12月29日
发明者卢章根 申请人:卢章根