专利名称：无曲臂活塞式转子动力机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种蒸汽或内燃气体热动力转化装置。通过气缸进气口通入的高温或高压气体，沿圆周切线方向推动气缸内筒中活塞盘转动，它不需要曲轴连杆机构，故称无曲臂活塞式转子动力机。
背景技术：
目前，市场上最先进的燃气轮机、蒸汽轮机标准煤耗为往复式活塞发动机耗能的两倍，因此利用活塞式工作原理的发动机非常值得我们去研究和开发。然而传统的往复式活塞发动机靠摇臂将活塞的直线运动转变为旋转运动，因此振动和功率、转速都受到限制。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种无曲臂活塞式转子动力机，通过进气口向本动力机的缸体送入高温高压气体(蒸汽或内燃气体)，沿活塞盘转动的切线方向直接推动活塞盘在缸体中转动，省去了传统往复式发动机的曲臂机构，大大降低能耗。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在动力机缸体圆形内筒中安装一个活塞盘。活塞盘可以自由转动，其圆周上有一个凸起叫功能活塞。活塞盘(除功能活塞位置外的)圆周表面直径小于缸体内筒直径，从而与缸体内筒壁之间的间隔形成一个圆环形气缸；在圆环形气缸进气口附近，即与活塞盘转向相反的一侧的气缸外边缘的缸体中设置一个隔断半轮，隔断半轮轴通过联动齿轮(安装在缸体外部)与活塞盘轴相连，在活塞盘轴带动下以相同的角速度转动。该半轮转动到气缸中时与活塞盘圆周表面紧密相切，隔断圆环形气缸，从气体在各个方向压强相等可知，隔断半轮的两个转动方向压力相等，因此气体只能向活塞盘转动方向膨胀；此时功能活塞正好转动到进气口顺流方向的一侧，即进气口处于隔断半轮与功能活塞之间，从而在隔断半轮和功能活塞之间形成一个动态做功区， 气体在做功区膨胀推动活塞向圆环形气缸排气口方向移动；当功能活塞转动到隔断半轮的位置时，隔断半轮正好转到气缸外侧的缸体中，让活塞顺利通过，从而返回做功行程的起点。实际应用中的无曲臂活塞式动力机组由两个气缸共同组成，主气缸的排气口与辅气缸的进气口联通。两个缸体的构造完全一样，工作状态相反。两个气缸的活塞盘轴都与共同的联动装置(如联动齿轮)相连。这样，其中一个缸在做功行程时，可以带动另一个缸的转盘轴转动通过非做功行程，返回到做功行程的起点，反过来，另一个缸再带动前一个缸转动， 共同完成每一个完整的转动运动。采用本技术方案的有益效果是利用蒸汽或内燃气体热膨胀沿圆周切线方向推动功能活塞，带动整个活塞盘转动，将热能直接转化为旋转运动，消除了往复式发动机的曲臂结构，减小振动；同时气体膨胀产生的推力直接作用在活塞盘圆周切线方向，使气体热能得到最直接和充分的应用，大大降低能耗。
[0006]图1是无曲臂活塞式转子动力机重叠型主缸体正剖面结构示意图。图2是无曲臂活塞式转子动力机并列缸体的正剖面结构示意图。图中1_缸体、2-活塞盘、3-隔断半轮、4-功能活塞、5-进气口、6-排气口、7-供气装置(点火装置或蒸汽阀)、8-动态做功区、9-活塞盘轴、10-螺孔、11-圆环形气缸、101-主气缸、102-辅气缸。
具体实施方式
本实用新型所述的无曲臂活塞式转子动力机，对照附图1加以说明，它的结构及工作原理是主要结构由缸体1、缸体中的活塞盘2、活塞盘2外圆上有一个凸起叫功能活塞 4、隔断半轮3、进气口 5和排气口 6、供气装置7组成。在动力机缸体1的圆形内筒中安装了活塞盘2，活塞盘上凸起的功能活塞4与缸体内筒表面紧密接触，但整个活塞盘可以自由转动。活塞盘除功能活塞外的圆周表面直径小于缸体内筒直径，从而与缸体内筒壁之间的间隔形成一个圆环形气缸11 ；在圆环形气缸的进气口 5附近与活塞盘转向相反的一侧，在圆环形气缸外边缘的缸体中设置一个隔断半轮3，隔断半轮的轴通过联动齿轮(设置在缸体之外)与活塞盘2的轴相连，在活塞盘轴的带动下以相同的角速度转动。该半轮3转动到气缸中时，与活塞盘2圆周表面紧密相切，隔断圆环形气缸，从气体在各个方向压强相等可知，隔断半轮的两个转动方向压力相等，因此气体只能向活塞盘转动方向膨胀；此时功能活塞4正好转动到进气口顺流方向的一侧，即进气口 5处于隔断半轮3与功能活塞4之间，从而在隔断半轮和功能活塞之间形成一个动态做功区8，气体在做功区膨胀推动活塞4向圆环形气缸排气口 6方向移动；当功能活塞4转动到隔断半轮3的位置时，隔断半轮正好转到气缸外侧的缸体中，让功能活塞顺利通过，从而返回做功行程的起点。在实施例1中，图1所示的重叠型无曲臂活塞式转子动力机由两个完全相同的缸体重叠安装在一起，上面一个为主缸，下面一个为辅缸；主缸排气口与辅缸进气口联通。两个气缸缸体的隔断半轮3使用同一根轴，两个缸体的活塞盘2也使用同一根轴。活塞盘轴9 通过联动齿轮(缸体外部)带动隔断半轮轴转动。主缸进气口设置进气装置7 (油/气点火装置或蒸汽供给装置)。两个缸体的功能活塞4的位置设置正好相反，即从供气装置7进入主缸中的气体推动功能活塞4做功，当活塞移动经过排气口 6后，主缸中的气体立即进入辅缸做功，推动两个缸体共用的活塞盘轴继续转动，带动主缸功能活塞4经过非做功区(隔断半轮3到进气口 5和排气口之间区域)，返回到一个做功行程起点。这样交替完成整个动力机组的每个转动运动，废气从辅缸排气口排出。在图2所示实施例2中，整个动力机组由两个缸，主气缸101和辅气缸102并列组成，两个缸的活塞盘轴9设在缸体外的联动齿轮相互带动，每个缸的隔断半轮3都由活塞盘轴 9，通过缸体外的齿轮带动。主气缸101的进气口 5与供气装置7 (喷油/气点火装置或蒸汽管道)相连，主气缸101排气口正好通向辅气缸102的进气口。两个气缸的做功原理和过程完全一样，只是工作状态刚好相反，即主气缸101在做功时，辅气缸102处于非做功的排气状态。在主气缸101中，功能活塞4从气体进口 5转动到排气口时，完成一个做功行程。然后主气缸101中的气体进入到辅气缸102，开始辅气缸102的做功过程，同时，辅气缸102通过齿轮带动主气缸101功能活塞4穿过隔断半轮3位置返到进气口的方向，完成主气缸101转轮的一个完整的圆周运动，进气口 5和排气口 6分别设在两圆环形气缸11的上下端。
权利要求1.一种无曲臂活塞式转子动力机，它是一种蒸汽或内燃气体热动力转化装置，其特征在于本动力机在缸体(1)的圆形内筒中安装活塞盘(2)，活塞盘(2)圆周上有凸起的功能活塞(4)，活塞盘(2)圆周表面除功能活塞(4)外的与气缸内筒壁之间的间隔形成一个圆环形气缸(11)；从进气口(5)进入圆环形气缸(11)中的气体膨胀，沿活塞盘(2)转动的切线方向推动功能活塞(4)，带动整个活塞盘(2)在缸体内筒中转动；在进气口(5)附近与活塞盘转动方向相反一侧的圆环形气缸外边缘的缸体中设置隔断半轮(3)，隔断半轮(3)可以转动到气缸中与活塞盘(2)圆周表面紧密相切，因而供气装置(7)与隔断半轮(3)和功能活塞(4 )之间，形成动态做功区(8 )。
2.根据权利要求1所述的无曲臂活塞式转子动力机，其特征在于设置主气缸(101)与辅气缸(102)，两个缸体构造一样，完全重叠，主气缸(101)的排气口(6)与辅气缸(102)的进气口联通，两个气缸的工作状态相反，两个缸共用一根活塞盘轴(9)。
3.根据权利要求1所述的无曲臂活塞式转子动力机，其特征在于所述的主气缸(101) 和辅气缸(102)的两个活塞盘(2)并列设在缸体(1)上，两个圆环形气缸(11)在内侧相连通，两只隔断半轮(3)分别设置在两个活塞盘(2)的一侧并与活塞盘(2)的外圆紧密相切， 进气口(5)和排气口(6)分别设在两圆环形气缸(11)的上下端。
专利摘要一种无曲臂活塞式转子动力机。它是一种蒸汽或内燃气体热动力转化装置，本动力机在缸体的圆形内筒中安装活塞盘，活塞盘圆周上有凸起的功能活塞，活塞盘(除功能活塞外的)圆周表面与气缸内筒壁之间的间隔形成一个圆环形气缸；从缸体的进气口进入圆环形气缸中的气体膨胀做功，沿活塞盘转动的切线方向推动功能活塞，带动整个活塞盘在缸体内筒中转动；省去了曲臂机构减少振动，降低了能耗。
文档编号F02B53/02GK202181949SQ20112026381
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者白明江 申请人:白明江