专利名称：双缸水力发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高转换率水能转换机构。
现有技术中，水轮机利用叶轮取用水能的方式分为动能型、势能型和动能势能混合型。不管哪一种取用方式，都是利用水流产生的冲击力使叶轮转动做功、水流流速大，因而动能无法完全利用，而且利用率比较小，导致水能转换率不高。
本发明的任务是提供一种能满足流量而水流流速小，水能转换率高的机构。
本发明由做功系统、配水系统和变速系统三个部分组成。活塞、连杆、曲轴和缸体组成做功系统。通过增大活塞截面尺寸和做功行程，可以满足流量要求，而控制活塞单位时间内的做功次数，可以达到水流流速小、水流动能小，比压能大，而水的压缩性极小，当释放压力时，能量损失小。由于水压力在封闭系统内做功，利用比较充分，因而可提高水能转换率。变速系统由均匀分布的二级行星轮系构成。一方面可以使变速机构结构紧凑，保证强度要求，另一方面可获得比较大的变比，使活塞在单位时间内的做功次数减少。配水系由配水块、齿轮、齿条滑块和曲轴组成，它实现适时配水，满足做功要求。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。图中比例尺为1∶6，但不包括示意图。
图1为主剖视图。
图2为阶梯剖视图。
图3为去掉[3]后的俯视图。
图4为[3]的仰视图。
图5和图6为行星轮系示意图。
图7为缸套的俯视图。
图8为配水块的主视图、左视图和俯视图。
图1中的缸盖[3]和[4]、配水块[5]、齿轮[9]、齿条滑块[11]和曲轴[10]组成配水系。动力从曲轴[10]传到齿条滑块[11]，再传给齿轮[9]，最后齿轮[10]带动配水块[5]实现适时旋转而使入水口[1]与做功缸、出水口[2]与排水缸相通。当活塞处于上、下止点时，配水块[5]封闭出水口[1]和出水口[2]，曲轴[10]再旋转，配水块[5]开始配水。滑块[11]的运动方向为水平且垂直于曲轴[10]。配水块[5]由两块扇形体对称的排在轴的两侧，其扇形圆周面刚好堵住入水水口[1]和出水[2]。盖[3]与扇形体上表面间隙配合，盖[4]与扇形块圆周和下表面也间隙配合，从而使配水块[5]能旋转，防止漏水而影响做功效果。活塞由两层组成，外层为高分子塑料聚甲醛，内层为铸铁、连杆销座用螺钉固定在活塞内层上。缸套也用聚甲醛制成，这样，既便于加工制造，满足精度要求，又可以利用聚甲醛摩擦系数低，其值为0.15，吸水性小，尺寸稳定性好的优势，减小机械损失。
本发明的优点在于转换水能时，水能的动能损失小，势能利用充分，因而水能转换率高。
实施例活塞半径为200mm，行程为200mm，活塞塑料层厚度为30mm，铸铁层厚度为10mm，主轴半径为25mm，配水块高度为80mm，扇形角为90°，配水块旋转角度为60°，变速系的变比系数为25，两个太阳轮、三对行星轮，其中一个太阳轮固定在壳体上，另一个与主轴[18]固连。通过用水力测功器测试，水头在5m-10m时，水能转换率为79.32％，水头在10m-20m时，水能转换率为80.29％，当水头为30m以上时，水能转换率可达81.03％。
权利要求
1.本发明是一种转换水能的机构。由活塞[8]、连杆[12]、曲轴[10]、和缸体[6]组成做功系统。其特征在于由入水口[1]、出水口[2]、配水块[5]、齿轮[9]、齿条滑块[11]和曲轴组成配水系；由均匀分布的二级行星轮系组成变速机构。曲轴[10]带动齿条滑块[11]使滑块做垂直于曲轴[10]的往复滑动，然后滑块[11]与齿轮[9]啮合，齿轮[9]带动配水块[5]转动，配水块[5]的转动使入水口[1]与做功缸、出水口[2]与排水缸相通；主轴[15]的转速经变速轮系变速后对外输出功。
2.根据权利要求1所述的双缸水力发动机，其特征在于曲轴销座[16]用螺钉固定在活塞[8]上。
全文摘要
本发明提供一种水力发动机。该机构通过减小水流流速，增大活塞[8]的截面积和行程以达到取用水能时动能损失小，水能转换率高。齿条滑块[11]随曲轴[10]的旋转而滑动，方向为水平且垂直于曲轴[10]，齿条滑块[11]带动齿轮[9]，将动力传至配水块[5]，配水块旋转实现适时配水。当活塞处于上止点时，配水块堵住入水口[1]和出水口[2]，曲轴[10]再旋转，则配水块[5]随着转动而使入水口[1]与做功缸相通，出水口[2]与排水缸相通，实现做功与排水。飞轮[17]的作用是蓄积能量，以便于活塞处于上、下止点时能够继续旋转做功。主轴[15]输出的转速经行星轮系[13]变速后对外输出。配水块[5]由两块扇形体对称的排在轴的两侧，其扇形圆周刚好堵住入水口[1]和出水口[2]，盖[3]与扇形体上表面间隙配合，缸盖[4]与扇形块圆周和下表面也间隙配和，从而使配水块能旋转，防止漏水而影响做功效果。
文档编号F03C1/00GK1448630SQ0210838
公开日2003年10月15日 申请日期2002年3月31日 优先权日2002年3月31日
发明者李代生 申请人:李代生