1.旋转式吸气/压缩机构,其包括:
a-泵室,其为两个中心线相互平行的相连的气缸,两个轴位于所述两个气缸的中心线,气缸由一对匹配的齿轮驱动;两个支承板紧固在两个轴上,位于泵室的中间;这些支承板的直径等于所述泵室的内径,在运行级有两个支承板;
b-在运行级有两个泵壁,在所述泵壁上有从所述泵壁伸出、进入活塞支承板同一侧的两个活塞之间的空间的气缸,所述气缸的顶部靠近所述支承板的侧面,所述气缸的中心线与泵轴的中心线重合,所述气缸的外径等于所述活塞的内径;与另一轴线相对应的一侧,气缸表面有凹弧,所述凹弧的半径等于所述活塞的外半径;所述凹弧的中心线与泵壳另一侧轴线的中心线重合;在运行级有4个气缸;
c-所述活塞成对对称地在所述支承板的侧面,并通过压缩机轴的中心线对称地安装;所述活塞的外径由所述支承板的直径和所述泵室的内径决定;如上文b部分所述,所述活塞的内径等于从所述泵室壁伸出的气缸的外径;运行时,活塞块将绕平行穿过所述支承板的02泵轴旋转,并在压缩机壳的内表面和气缸的外表面之间的空间中旋转;
通过让点a在平行于平面b并穿过点o和p的平面内围绕点o以半径为oq旋转,来创建用于创建活塞顶部轮廓的基础曲线;平面b以与点a相同的角速度绕点p旋转,但方向相反;点a将在平面b上绘制一条曲线,该曲线是创建活塞顶部和支承板轮廓的基础曲线;
活塞顶部的轮廓
活塞顶部的曲线轮廓由两条曲线ab和bc构成,其中曲线ab是基础曲线ad的一部分,基础曲线ad是上一部分中提到的曲线;曲线bc通过穿过旋转中心t1和点b的直线ef与基础曲线的剩余部分bd对称;
对于活塞叶片,一直存在h<(r1+r2),这是气缸c1和气缸c2的凹曲线存在的条件,即,长度mn>0;
本发明的压缩机构增加了气缸c1和c2,其安装在压缩机室的壁上,其中心轴线与所述活塞块的旋转中心重合,所述气缸的外半径与所述活塞块的内半径相等;这些气缸被切割出凹弧,凹弧的半径等于所述活塞块的外半径,并且弧的中心与相对的活塞块的旋转中心重合;所述气缸的长度等于所述活塞的宽度,这使活塞块的密封完全为“表面”接触,并且与现有的叶片压缩机相比,压缩机的密封性显著增加;
对称活塞在所述支承板上的安装是为了使压缩机的整个旋转运动完全平衡,所述压缩机可以在高旋转模式下运行,从而提供压缩机的高耐用性和高流量;
所述支承板的轮廓和基本参数
所述支承板是金属板,其厚度比活塞的厚度小得多,所述支承板在所述压缩机室的中间位置安装在所述压缩机的旋转轴上、位于所述气缸c1和c2的两端之间;所述支承板的前边缘在结构上类似于活塞头的前边缘,但是有小得多的曲线bc,曲线bc在支承板顶部的轮廓上,目的仅是“钝化”支承板的尖锐边缘;所述支承板的半径r3可以被认为近似于所述支承板的外半径r1;所述支承板的轮廓实际上是活塞轮廓的特殊情况,当r1+r2=h时,此时曲线长度mn=0;
dv1是由所述支承板的轮廓和压缩机壳限定的体积分数;
dv2是两个支承板形成封闭空间时,由所述支承板的两个边界段所限定的两个泵轴之间的体积分数;
所述支承板的外半径等于所述活塞块的外半径,所以通常所述活塞块的外半径是r1,这使压缩机的工作腔为简单的圆柱形,与传统的螺杆式空气压缩机或叶片鼓风机的机械腔室非常相似,其制造简单,没有任何特殊之处;
结合活塞和支承板,有以下基本参数:
所述压缩机的压缩比为e:e=(pv1+dv1)/(pv2+dv2)
所述压缩机的流量为v:v=4(pv1+dv1)*转速;
两个h轴之间的距离可能在以下范围内波动:
h=1.35r1至1.75r1
活塞的内半径r2可能在以下范围内波动:
r2=0.45r1至0.8r1
半径r3在以下范围内划分活塞顶部的轮廓:
r3=r2+0.5(r1-r2)至
r3=r2+0.6(r1-r2)
压缩比e将为:e=6至30
计算基础曲线的轨迹的方程式为:
bx=h.cos(α-β)-r1.cos(3β-2α)
by=h.sin(α-β)+r1.sin(3β-2α)
其中:
角opd=β
角opa=γ
角opb=α
α是点b在基础曲线上运行时的可变角度,α在点b与点d重合时的初始值为β,在点b与点a重合时的最终值为γ;
r1是活塞的外半径;
r2是活塞的内半径;
h是两个轴线之间的距离;
所述基础曲线是所述曲线ad。
2.根据权利要求1所述的吸气/压缩机构,其中所述压缩装置还具有:
a-扫描杆,放置在所述泵壳的内部,以密封所述活塞的外部和所述泵室的内部之间的间隙;
b-扫描杆,围绕所述气缸的圆周放置,以密封所述气缸的外表面和相同泵轴上的活塞的内表面之间的间隙;
c-扫描杆,放置在所述气缸的凹面上,以密封所述气缸的凹面和相对轴上的活塞的外部之间的间隙;
d-密封圈,放置在所述气缸的端部,以密封所述气缸的端面和活塞板的侧面之间的间隙;
e-扫描杆,放置在所述泵壳的内部,以密封所述活塞的外部和所述泵室的内部之间的间隙;
f-密封部件,连续地放置在所述支承板的小直径气缸段周围,以密封所述支承板在一个轴上的小气缸段与所述支承板在另一个轴上的大直径部分之间的间隙。
3.空气压缩机,其包括根据权利要求1所述的旋转吸气/压缩机构,其中所述机构在压缩模式运行。
4.旋转电机,其由多个连续的压缩层构成,所述压缩层具有根据权利要求1或权利要求2所述的旋转吸气/压缩机构,以产生高压压缩空气,所述压缩空气后续与燃料混合,并在位于力产生层外部的燃烧室中燃烧。
5.根据权利要求4所述的电机旋转,其中燃烧后的燃料混合物被分开到旋转空气阀的封闭腔室,在封闭腔室的一些平行层膨胀,根据点1或点2的吸入/压缩装置产生该结构,其中在这些活动层中的吸入/压缩机构以发动机模式运行,膨胀以产生力。
6.根据权利要求5所述的旋转电机,其中,燃烧后的燃料气体混合物直接膨胀到由根据权利要求1或权利要求2所述的吸气/压缩机构构成的多个连续的力产生层,其中,处于这些活动级的吸气/压缩机构在发动机模式下运行,膨胀以产生力。