具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械的制作方法
【专利摘要】具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械的转轮活塞同步回旋机构（1），由机体（2）、转子（3）与双体活塞（4）组成；双体活塞（4）安装在转轮（7）内部的缸室（30）中，机体（2）的端盖（6）内安装有曲轮轴（23），该曲轮轴（23）的转轴（26）安装在双体活塞（4）的转轴套（29）中，或曲轮轴（23）的固定转轴（48）安装在双体活塞（4）的滑动槽（49）中；双体活塞（4）与转轮（7）同步转动，该双体活塞（4）在缸室（30）中往复运动。
【专利说明】具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械
【技术领域】
[0001]本发明是一种用于流体机械与发动机的转轮活塞同步回旋机构，涉及风机、泵、水轮机、液压马达、压缩机、膨胀动力机及发动机等流体动力机械制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前用于容积旋转式流体机械与发动机的工作机构有多种，但都存在很多缺陷，以用于压缩机的滑片式运动机构与滚动转子运动机构为例，滑片式运动机构的滑片与缸体的接触磨损较大，气密性较差；滚动转子运动机构旋转一圈进行一次压缩工作，滑片与转子之间的密封性能较差，无法适应高气压工作；流体机械与发动机的工作机构决定了旋转式流体机械与发动机的性能无法进一步提高，急需一种新的工作机构来提高现有旋转式流体机械与发动机的各项性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种容积旋转式的转轮活塞同步回旋机构作为流体动力机械的运动工作机构，用来提高流体动力机械【技术领域】的风机、泵、水轮机、液压马达、压缩机、膨胀动力机及发动机的各项性能。
[0004]为达到上述目的，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋机构由机体、转子与双体活塞组成，机体的缸套座与端盖相互固定。转子由圆柱状的转轮与传动轴组成；转子一端轴承支撑转动，传动轴的轴体与转轮的底部壁面相互同心固定，该转子的传动轴一端通过轴承支撑安装在缸套座的轴承座中。转子两端轴承支撑转动，传动轴的轴体分别与转轮顶部壁面与底部壁面同心固定，转子的传动轴一端通过轴承支撑安装在缸套座的轴承座中，该传动轴的另一端通过轴承支撑安装在端盖的轴承座中。转轮安装在缸套座的缸套中，该转轮的外壁面与缸套的内壁面相互啮合，缸体垂直径向安装在转轮的内部。双体活塞由上活塞与下活塞互相连接组成，或双体活塞的上活塞与下活塞通过连杆相互连接；双体活塞安装在转轮内部的缸室中，将该缸室分为一个上缸室与一个下缸室。曲轮轴的轴体偏心安装在端盖的曲轴座中，该曲轮轴的转轴偏心固定在轴体的顶部壁面上，轴体的顶部壁面与端盖的内壁面在同一平面上。双体活塞上开有转轴套，或该转轴套开在连杆上，曲轮轴的转轴轴承支撑安装在转轴套中。转子的传动轴两端轴承支撑转动，曲轮轴的轴体为环状；传动轴穿过曲轮轴的轴体，安装在端盖的轴承座中。双体活塞与转轮同步转动，双体活塞带动曲轮轴转动，该双体活塞在缸体中往复运动。转轮按内部缸体的结构分为开启式转轮、半封闭式转轮与全封闭式转轮；开启式转轮的缸室由缸体的内壁面、端盖的内壁面与缸套内壁面组成一个容积腔，双体活塞安装在缸室中，缸套座的缸套或端盖上开有吸入流道与排出流道。转轮转动，双体活塞在缸室中往复运动，上缸室与吸入流道相通，上活塞在上缸室内从上止点向下止点运动，流体从吸入流道进入上缸室内，下缸室与排出流道相通，下活塞在下缸室内从下止点向上止点运动，下缸室内的流体从排出流道排出。半封闭式转轮的缸室由缸体的内壁面与缸套的内壁面组成一个容积腔，缸体的上壁体上开有转轴滑动槽，曲轮轴的转轴穿在转轴滑动槽中；双体活塞安装在缸室中，缸套座的缸套上开有吸入流道与排出流道。转轮转动，双体活塞在缸室中往复运动，上缸室与吸入流道相通，上活塞在上缸室内从上止点向下止点运动，流体从吸入流道进入上缸室内，下缸室与排出流道相通，下活塞在下缸室内从下止点向上止点运动，下缸室内的流体从排出流道排出。全封闭式转轮的缸室由缸体的内壁面与固定在转轮上的缸盖组成一个容积腔，双体活塞安装在缸室中，缸套座的缸套上开有吸入流道与排出流道，上缸室的上缸盖上开有上吸入口，下缸室的下缸盖上开有下吸入口。转轮转动，双体活塞在缸室中往复运动，上缸室的上吸入口与吸入流道相通，流体从吸入流道进入上缸室内；下缸室的下吸入口与排出流道相通，下缸室内的流体从排出流道排出。双体活塞的上活塞从下止点向上止点运动时，下活塞从上止点向下止点运动，上气缸室的体积增大，下气缸室的体积减小；上活塞运动到上止点时，下活塞运动到下止点，上活塞运动到下止点时下活塞运动到上止点。转轮的内部安装有一个左缸室与一个右缸室，左缸室内安装有左双体活塞，右缸室内安装有右双体活塞，左曲轮轴安装在端盖的曲轴座中，该左曲轮轴控制左双体活塞的回旋运动，右曲轮轴安装在机体的缸套座的曲轴座内，该右曲轮控制右双体活塞的回旋运动。
[0005]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋机构的曲轮轴与端盖相互固定，该曲轮轴的固定转轴与端盖相对偏心安装。双体活塞上开有滑动槽，该滑动槽或开在双体活塞的连杆上，固定转轴安装在滑动槽中；为了增加双体活塞围绕固定转轴回旋的稳定性，固定转轴的外部套有滑动件，滑动件安装在滑动槽中。转子转动，双体活塞与转轮同步转动，双体活塞围绕固定转轴回旋运动，该双体活塞在缸室内往复运动。转轮活塞同步回旋压缩机的缸套内壁上开有吸入流道与排出流道，吸入流道上安装有进气管，排出流道上安装有排气管；双体活塞从上止点向下止点运动，该双体活塞进入进气冲程，气体从吸入流道进入缸室内；双体活塞从上止点向下止点运动进入压缩冲程，缸室内的气体在一个相对密封的容积腔中被压缩，双体活塞进入排气冲程，缸室与排出流道相通，缸室内的气体在双体活塞的推动下经过排出流道排出。
[0006]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转子的缸体内安装有圆柱形的滚柱双体活塞，该滚柱双体活塞的外壁在缸体的两侧内壁滑动。为了减小滚柱双体活塞与缸体的摩擦，滚柱双体活塞的外壁套有滚动套，滚柱双体活塞在缸体内往复运动，滚动套与缸体两侧内壁接触滚动；滚柱双体活塞的上活塞运动到上止点时，该滚柱双体活塞的外壁或滚动套与缸体的左弧形壁面相互啮合；滚柱双体活塞的下活塞运动到上止点时，该滚柱双体活塞的外壁或滚动套与缸体的右弧形壁面相互啮合。转轮活塞同步回旋风机的缸套内壁上开有吸入流道与排出流道，吸入流道上安装有进风管，排出流道上安装有排风管。
[0007]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:组合转子的转轮内部，轴向分布有一个以上的缸室，一个缸室的内部安装有一个双体活塞；组合转子两端轴承支撑转动，转轮上开有轴承座，固定在端盖上的转轮轴轴承支撑安装在转轮的轴承座中；固定转轴固定在转轮轴上，转轮的轴承座底部有转轴凹槽，该固定转轴穿过转轮的轴承座伸进转轮凹槽，穿在一个以上双体活塞的滑动槽中。组合转子转动，一个以上的双体活塞围绕同一根固定转轴回旋运动，N个双体活塞安装在N个缸室中。转轮活塞同步回旋水轮机的缸套内壁上开有吸入流道与排出流道，吸入流道上安装有进水管，排出流道上安装有排水管，第一双体活塞安装在第一缸室中，第二双体活塞安装在第二缸室中。压力水从吸入流道进入第一缸室内，推动第一双体活塞从上止点向下止点运动，转子转动驱动工作，第一双体活塞从下止点向上止点运动，第一缸室内的尾水通过排出流道排出；压力水从吸入流道进入第二缸室内，推动第二双体活塞从上止点向下止点运动，转子转动驱动工作，第二双体活塞从下止点向上止点运动，第二缸室内的尾水通过排出流道排出。
[0008]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:组合转子的转轮内部轴向分布有一个以上的缸室，一个缸室的内部安装有一个双体活塞，固定转轴的结构为曲轴，该曲轴上有一根以上的转轴体，第一转轴体安装在第一双体活塞的滑动槽中，第二转轴体安装在第二双体活塞的滑动槽中；转轮活塞同步回旋泵的缸套内壁上的第一吸入流道与第二吸入流道相通，第一排出流道与第二排出流道相通；组合转子旋转，转轮活塞同步回旋泵的第一双体活塞与第二双体活塞连续进行液体输送工作。
[0009]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:多级转轮活塞同步回旋压缩机组合转子的转轮内部，轴向分布有一个以上的缸室，一级双体活塞安装一级缸室中，二级双体活塞安装在二级缸室中，三级双体活塞安装在三级缸室中，一级排出流道与二级吸入流道相通，二级排出流道与三级吸入流道相通，气体从一级吸入流道进入经过三级压缩后，从三级排出流道排出。
[0010]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋多级膨胀机组合转子的转轮内部，轴向分布有一个以上的缸室，一级双体活塞安装一级缸室中，二级双体活塞安装在二级缸室中，三级双体活塞安装在三级缸室中，一级排出流道与二级吸入流道相通，二级排出流道与三级吸入流道相通，蒸汽从一级吸入流道进入经过三级膨胀后，从三级排出流道排出。
[0011]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋膨胀压缩机组合转子的转轮内部，轴向分布有一个或一个以上的压缩缸室与一个或一个以上的膨胀缸室；压缩排出流道与膨胀吸入流道之间安装有冷凝器，压缩吸入流道与膨胀排出流道之间安装有散热器，冷媒介质进过压缩后压力温度升高，通过压缩排出流道进入冷凝器中散热冷凝，冷凝后的冷媒介质通过膨胀吸入流道进入膨胀缸室内膨胀，推动膨胀双体活塞运动，释压后的冷媒介质从膨胀排出流道进入散热器循环工作。
[0012]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋发动机的缸套上装有点火装置与喷油装置，双体活塞顶部有燃烧室，双体活塞运动到上止点，燃烧室中的燃油混合气燃烧膨胀做功，推动双体活塞与组合转子运动，双体活塞与排气流道相通，废气从排出流道排出，双体活塞继续下行进行进气工作，气缸室的容积增加，空气从吸入流道进入气缸室内，双体活塞运动到下止点，膨胀排气与进气冲程结束，该双体活塞从下止点向上止点运动，压缩冲程开始。压力气体进行扫气工作，双体活塞的气缸室和吸入流道与排出流道同时相通，压力气体从吸入流道进入气缸室中进行扫气循环工作。
[0013]对本发明做进一步改进，所采取的技术措施是:转轮活塞同步回旋发动机进行尾气膨胀驱动工作，组合转子中安装有膨胀气缸，尾气通过膨胀吸入流道进入膨胀气缸中膨胀驱动工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0015]图1是本发明转轮活塞同步回旋机构的示意图。
[0016]图2是本发明转轮活塞同步回旋机构的剖视图。
[0017]图3是本发明转轮活塞同步回旋机构的曲轮轴安装示意图。
[0018]图4是本发明两个双体活塞安装示意图。
[0019]图5是本发明双曲轮轴工作示意图。
[0020]图6是本发明转轮活塞同步回旋机构采用固定转轴工作示意图。
[0021]图7是本发明转轮活塞同步回旋机构采用固定转轴工作剖视图。
[0022]图8是本发明滚柱双体活塞安装示意图。
[0023]图9是本发明组合转子工作示意图。
[0024]图10是本发明转轮活塞同步回旋泵的剖视图。
[0025]图11是本发明多级转轮活塞同步回旋压缩机的剖视图。
[0026]图12是本发明转轮活塞同步回旋多级膨胀机的剖视图。
[0027]图13是本发明转轮活塞同步回旋膨胀压缩机的剖视图。
[0028]图14是本发明转轮活塞同步回旋发动机的示意图。
[0029]图15是本发明转轮活塞同步回旋发动机的剖视图。
【具体实施方式】
[0030]如图1、图2、图3所示，转轮活塞同步回旋机构I由机体2、转子3与双体活塞4组成，机体2的缸套座5与端盖6相互固定。转子3由圆柱状的转轮7与传动轴8组成，如图2所示，转子3 —端轴承支撑转动，传动轴8的轴体9与转轮7的底部壁面10相互同心固定，该转子3的传动轴8 一端通过轴承支撑安装在缸套座5的轴承座5-1中。如图3所示，转子3两端轴承支撑转动，传动轴8的轴体9分别与转轮7顶部壁面10-1与底部壁面10同心固定，转子3的传动轴8 一端通过轴承支撑安装在缸套座5的轴承座5-1中，传动轴8的另一端通过轴承支撑安装在端盖6的轴承座6-1中。如图1所示，转轮7安装在缸套座5的缸套11中，该转轮7的外壁面12与缸套11的内壁面13相互啮合，缸体14垂直径向安装在转轮7的内部。如图1、图2所示，双体活塞4由上活塞16与下活塞17互相连接组成，或如图4所示，双体活塞4的上活塞16与下活塞17之间通过连杆32相互连接；双体活塞4安装在转轮7内部的缸室30中，将该缸室30分为一个上缸室21与一个下缸室22。如图2、图3所示，曲轮轴23的轴体24偏心安装在端盖6的曲轴座25中，该曲轮轴23的转轴26偏心固定在轴体24的顶部壁面27上，轴体24的顶部壁面27与端盖6的内壁面28在同一平面上。双体活塞4上开有转轴套29，或如图4所示，转轴套29开在连杆32上，曲轮轴23的转轴26轴承支撑安装在转轴套29中。如图3所示，转子3的传动轴8两端轴承支撑转动，曲轮轴23轴体24-1为环状；传动轴8穿过曲轮轴23轴体24_1，安装在端盖6的轴承座6-1中。双体活塞4与转轮7同步转动，双体活塞4带动曲轮轴23转动，该双体活塞4在缸体14中往复运动。转轮7按内部缸体14的结构分为开启式转轮18、半封闭式转轮19与全封闭式转轮20 ;如图1、图2所示，开启式转轮18的缸室30由缸体14的内壁面31、端盖6的内壁面28与缸套11的内壁面13组成一个容积腔，双体活塞4安装在缸室30中，缸套座5的缸套11或端盖6上开有吸入流道33与排出流道34。转轮7转动，双体活塞4在缸室30中往复运动，上缸室21与吸入流道33相通，上活塞16在上缸室21内从上止点向下止点运动，流体15从吸入流道33进入上缸室21内，下缸室22与排出流道34相通，下活塞17在下缸室22内从下止点向上止点运动，下缸室22内的流体15从排出流道34排出；如图3所示，半封闭式转轮19的缸室30由缸体14的内壁面31与缸套11的内壁面13组成一个容积腔，缸体14的上壁体35上开有转轴滑动槽36，曲轮轴23的转轴26穿在转轴滑动槽36中；双体活塞4安装在缸室30中，缸套座5的缸套11上开有吸入流道33与排出流道34，转轮7转动，双体活塞4在缸室30中往复运动，上缸室21与吸入流道33相通，上活塞16在上缸室21内从上止点向下止点运动，流体15从吸入流道33进入上缸室21内，下缸室22与排出流道34相通，下活塞17在下缸室22内从下止点向上止点运动，下缸室22内的流体15从排出流道34排出；如图4所示，全封闭式转轮20的缸室30由缸体14的内壁面31与固定在转轮7上的缸盖36组成一个容积腔，双体活塞4安装在缸室30中，缸套座5的缸套11上开有吸入流道33与排出流道34，上缸室21的上缸盖37上开有上吸入口 38，下缸室22的下缸盖39上开有下吸入口 40 ;转轮7转动，双体活塞4在缸室30中往复运动，上缸室21的上吸入口 38与吸入流道33相通，流体15从吸入流道33进入上缸室21内；如图1所示，下缸室22的下吸入口 40与排出流道34相通，下缸室22内的流体15从排出流道34排出。双体活塞4的上活塞16从下止点向上止点运动时，下活塞17从上止点向下止点运动，上气缸室21的体积增大，下气缸室22的体积减小；上活塞16运动到上止点时，下活塞17运动到下止点，上活塞16运动到下止点时下活塞17运动到上止点。如图
4、图5所示，转轮7的内部安装有一个左缸室41与一个右缸室42，左缸室41内安装有左双体活塞43，右缸室42内安装有右双体活塞44，左曲轮轴45安装在端盖6的曲轴座25中，该左曲轮轴45控制左双体活塞43的回旋运动，右曲轮轴47安装在机体2的缸套座5的曲轴座25-1内，该右曲轮47控制右双体活塞44的回旋运动。
[0031]作为本发明的另一种实施方式，如图6、图7、图8所示，转轮活塞同步回旋机构I的曲轮轴23与端盖6相互固定，曲轮轴23的固定转轴48与端盖6相对偏心安装；如图6所示，双体活塞4上开有滑动槽49，如图7所示，该滑动槽49或开在双体活塞4的连杆32上；固定转轴48安装在滑动槽49中，如图6所示，该固定转轴48的外部套有滑动件50，滑动件50在滑动槽49中滑动。转子3转动，双体活塞4与转轮7同步转动，双体活塞4围绕固定转轴48回旋运动，该双体活塞4在缸室30内往复运动。如图7所示，转轮活塞同步回旋压缩机60的缸体11内壁59上开有吸入流道33与排出流道34，吸入流道33上安装有进气管61，排出流道34上安装有排气管62，双体活塞4从上止点向下止点运动，双体活塞4进入进气冲程，气体从吸入流道33进入缸室30内；双体活塞4从上止点向下止点运动进入压缩冲程，缸室30内的气体在一个相对密封的容积腔中被压缩，双体活塞4进入排气冲程，缸室30与排出流道34相通，缸室30内的气体在双体活塞4的推动下经过排出流道34排出。
[0032]作为本发明的另一种实施方式，如图8所示，转子3的缸体14内安装有圆柱形的滚柱双体活塞51，该滚柱双体活塞51的外壁52在缸体14的两侧内壁54滑动；滚柱双体活塞51的外壁52套有滚动套53，滚柱双体活塞51在缸体14内往复运动，滚动套53与缸体14两侧内壁54接触滚动，滚柱双体活塞51的上活塞55运动到上止点时，该滚柱双体活塞51的外壁52或滚动套53与缸体14的左弧形壁面56相互啮合，滚柱双体活塞51的下活塞57运动到上止点时，该滚柱双体活塞51的外壁52或滚动套53与缸体14的右弧形壁面58相互啮合；转轮活塞同步回旋风机63的缸体11内壁59上开有吸入流道33与排出流道34，吸入流道33上安装有进风管64，排出流道34上安装有排风管65。
[0033]作为本发明的另一种实施方式，如图9所示，组合转子69的转轮7内部，轴向分布有一个以上的缸室30，一个缸室30的内部安装有一个双体活塞4，组合转子69两端轴承支撑转动，转轮7上开有轴承座70，固定在端盖6上的转轮轴71轴承支撑安装在转轮7的轴承座70中；固定转轴72固定在转轮轴71上，转轮7的轴承座70底部有转轴凹槽73，该固定转轴72穿过转轮7的轴承座70伸进转轮凹槽73，穿在一个以上双体活塞4的滑动槽49中；组合转子69转动，一个以上的双体活塞4围绕同一根固定转轴72回旋运动，N个双体活塞4安装在N个缸室30中。转轮活塞同步回旋水轮机74的缸套11内壁59上开有吸入流道33与排出流道34，吸入流道33上安装有进水管75，排出流道34上安装有排水管76，第一双体活塞77安装在第一缸室79中，第二双体活塞78安装在第二缸室80中；压力水从吸入流道33进入第一缸室79内，推动第一双体活塞77从上止点向下止点运动，转子3转动驱动工作，第一双体活塞77从下止点向上止点运动，第一缸室79内的尾水通过排出流道34排出；压力水从吸入流道33进入第二缸室80内，推动第二双体活塞78从上止点向下止点运动，转子3转动驱动工作，第二双体活塞78从下止点向上止点运动，第二缸室80内的尾水通过排出流道34排出。
[0034]作为本发明的另一种实施方式，如图10所示，组合转子69的转轮7内部，轴向分布有一个以上的缸室30，一个缸室30的内部安装有一个双体活塞4，固定转轴48的结构为曲轴67，该曲轴67上有一根以上的转轴体68，第一转轴体110安装在第一双体活塞111的滑动槽112中，第二转轴体113安装在第二双体活塞114的滑动槽115中；转轮活塞同步回旋泵66的缸套11内壁59上的第一吸入流道116与第二吸入流道117相通，第一排出流道118与第二排出流道119相通，组合转子69旋转，转轮活塞同步回旋泵66的第一双体活塞111与第二双体活塞114连续进行液体输送工作。
[0035]作为本发明的另一种实施方式，如图11所示，多级转轮活塞同步回旋压缩机81组合转子69的转轮7内部，轴向分布有一个以上的缸室30，一级双体活塞82安装一级缸室83中，二级双体活塞84安装在二级缸室85中，三级双体活塞86安装在三级缸室87中，一级排出流道88与二级吸入流道89相通，二级排出流道89与三级吸入流道90相通，气体从一级吸入流道91进入经过三级压缩后，从三级排出流道92排出。
[0036]作为本发明的另一种实施方式，如图12所示，转轮活塞同步回旋多级膨胀机93组合转子69的转轮7内部，轴向分布有一个以上的缸室30，一级双体活塞94安装一级缸室95中，二级双体活塞96安装在二级缸室97中，三级双体活塞98安装在三级缸室99中，一级排出流道100与二级吸入流道101相通，二级排出流道102与三级吸入流道103相通，蒸汽从一级吸入流道104进入经过三级膨胀后，从三级排出流道105排出。
[0037]作为本发明的另一种实施方式，如图13所示，转轮活塞同步回旋膨胀压缩机的组合转子106的转轮7内部，轴向分布有一个或一个以上的压缩缸室107与一个或一个以上的膨胀缸室108，压缩排出流道109与膨胀吸入流道122之间安装有冷凝器123，压缩吸入流道124与膨胀排出流道125之间安装有散热器126，冷媒介质进过压缩后压力温度升高，通过压缩排出流道124进入冷凝器123中散热冷凝，冷凝后的冷媒介质通过膨胀吸入流道122进入膨胀缸室108内膨胀，推动膨胀双体活塞128运动，释压后的冷媒介质从膨胀排出流道125进入散热器126循环工作。
[0038]作为本发明的另一种实施方式，如图14所示，转轮活塞同步回旋发动机127的缸套128上装有点火装置129与喷油装置130，双体活塞131顶部有燃烧室132，双体活塞131运动到上止点，燃烧室132中的燃油混合气燃烧膨胀做功，推动双体活塞131与组合转子69运动，双体活塞131与排气流道133相通，废气从排出流道133排出，双体活塞131继续下行进行进气工作，气缸室134的容积增加，空气从吸入流道135进入气缸室134内，双体活塞131运动到下止点，膨胀排气与进气冲程结束，该双体活塞131从下止点向上止点运动，压缩冲程开始；压力气体进行扫气工作，双体活塞131的气缸室134和吸入流道135与排出流道133同时相通，压力气体从吸入流道135进入气缸室134中进行扫气循环工作。
[0039]作为本发明的另一种实施方式，如图15所示，转轮活塞同步回旋发动机136进行尾气膨胀驱动工作，组合转子69中安装有膨胀气缸137，尾气通过膨胀吸入流道138进入膨胀气缸137中膨胀驱动工作。
【权利要求】
1.具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋机构(I)由机体(2)、转子(3)与双体活塞(4)组成，机体(2)的缸套座(5)与端盖(6)相互固定；转子(3 )由圆柱状的转轮(7 )与传动轴(8 )组成，转子(3 ) —端轴承支撑转动，传动轴(8 )的轴体(9)与转轮(7)的底部壁面(10)相互同心固定，该传动轴(8)的一端通过轴承支撑安装在缸套座(5)的轴承座(5-1)中；转子(3)两端轴承支撑转动，传动轴(8)的轴体(9)分别与转轮(7)顶部壁面(10-1)与底部壁面(10)同心固定，该传动轴(8)—端通过轴承支撑安装在缸套座(5)的轴承座(5-1)中，该传动轴(8)的另一端通过轴承支撑安装在端盖(6)的轴承座(6-1)中；转轮(7)安装在缸套座(5)的缸套(11)中，该转轮(7)的外壁面(12)与缸套(11)的内壁面(13)相互啮合，缸体(14)垂直径向安装在转轮(7)的内部；双体活塞(4)由一个上活塞(16)与一个下活塞(17)相互连接组成，或双体活塞(4)的上活塞(16)与下活塞(17)通过连杆(32)相互连接；双体活塞(4)安装在转轮(7)内部的缸室(30)中，将该缸室(30)分为一个上缸室(21)与一个下缸室(22);曲轮轴(23)的轴体(24)偏心安装在端盖(6)的曲轴座(25)中，该曲轮轴(23)的转轴(26)偏心固定在轴体(24)的顶部壁面(27)上，轴体(24)的顶部壁面(27)与端盖(6)的内壁面(28)在同一平面上；双体活塞(4)上开有转轴套(29)，或该转轴套(29)开在连杆(32)上，曲轮轴(23)的转轴(26)轴承支撑安装在转轴套(29)中；转子(3)的传动轴(8)两端轴承支撑转动，曲轮轴(23)的轴体(24-1)为环状，该传动轴(8)穿过该曲轮轴(23)的轴体(24-1)，安装在端盖(6)的轴承座(6-1)中；双体活塞(4)与转轮(7)同步转动，双体活塞(4)带动曲轮轴(23)转动，该双体活塞(4)在缸体(14)中往复运动；转轮(7)按内部缸体(14)的结构分为开启式转轮(18)、半封闭式转轮(19 )与全封闭式转轮(20 );开启式转轮(18 )的缸室(30 )由缸体(14 )的内壁面(31)、端盖(6)的内壁面(28)与缸套(11)的内壁面(13)组成一个容积腔，双体活塞(4)安装在缸室(30)中，缸套座(5)的缸套(11)或端盖(6)上开有吸入流道(33)与排出流道(34),转轮(7)转动，双体活塞(4)在缸室(30)中往复运动，上缸室(21)与吸入流道(33)相通，上活塞(16 )在上缸室(21)内从上止点向下止点运动，流体(15 )从吸入流道(33 )进入上缸室(21)内，下缸室(22)与排出流道(34)相通，下活塞(17)在下缸室(22)内从下止点向上止点运动，下缸室(22)内的流体(15)从排出流道(34)排出；半封闭式转轮(19)的缸室(30)由缸体(14)的内壁面(31)与缸套(11)的内壁面(13)组成一个容积腔，缸体(14)的上壁体(35)上开有转轴滑动槽(36)，曲轮轴(23)的转轴(26)穿在转轴滑动槽(36)中；双体活塞(4)安装在缸室(30)中，缸套座(5)的缸套(11)上开有吸入流道(33)与排出流道(34 )，转轮(7 )转动，双体活塞(4 )在缸室(30 )中往复运动，上缸室(21)与吸入流道(33 )相通，上活塞(16)在上缸室(21)内从上止点向下止点运动，流体(15)从吸入流道(33)进入上缸室(21)内，下缸室(22)与排出流道(34)相通，下活塞(17)在下缸室(22)内从下止点向上止点运动，下缸室(22)内的流体(15)从排出流道(34)排出；全封闭式转轮(20)的缸室(30 )由缸体(14 )的内壁面(31)与固定在转轮(7 )上的缸盖(36 )组成一个容积腔，双体活塞(4)安装在缸室(30)中，缸套座(5)的缸套(11)上开有吸入流道(33)与排出流道(34)，上缸室(21)的上缸盖(37)上开有上吸入口(38)，下缸室(22)的下缸盖(39)上开有下吸入口( 40 );转轮(7 )转动，双体活塞(4)在缸室(30 )中往复运动，上缸室(21)的上吸入口( 38 )与吸入流道(33 )相通，流体(15 )从吸入流道(33 )进入上缸室(21)内；下缸室(22 )的下吸入口( 40 )与排出流道(34 )相通，下缸室(22 )内的流体(15 )从排出流道(34 )排出；双体活塞(4)的上活塞(16)从下止点向上止点运动时，下活塞(17)从上止点向下止点运动，上气缸室(21)的体积增大，下气缸室(22)的体积减小；上活塞(16)运动到上止点时，下活塞(17)运动到下止点，上活塞(16)运动到下止点时下活塞(17)运动到上止点；转轮(7)的内部安装有一个左缸室(41)与一个右缸室(42)，左缸室(41)内安装有左双体活塞(43)，右缸室(42)内安装有右双体活塞(44)，左曲轮轴(45)安装在端盖(6)的曲轴座(25)中，该左曲轮轴(45)控制左双体活塞(43)的回旋运动，右曲轮轴(47)安装在机体(2)的缸套座(5)的曲轴座(25-1)内，该右曲轮(47)控制右双体活塞(44)的回旋运动。
2.根据权利要求1所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋机构(I)的曲轮轴(23)与端盖(6)相互固定，曲轮轴(23)的固定转轴(48)与端盖(6)相对偏心安装；双体活塞(4)上开有滑动槽(49)，该滑动槽(49)或开在双体活塞(4)的连杆(32 )上，固定转轴(48 )安装在滑动槽(49 )中，该固定转轴(48 )的外部套有滑动件(50)，滑动件(50)在滑动槽(49)中滑动；转子(3)转动，双体活塞(4)与转轮(7)同步转动，双体活塞(4)围绕固定转轴(48)回旋运动，该双体活塞(4)在缸室(30)内往复运动；转轮活塞同步回旋压缩机(60 )的缸套(11)内壁(59 )上开有吸入流道(33 )与排出流道(34)，吸入流道(33)上安装有进气管(61)，排出流道(34)上安装有排气管(62)，双体活塞(4)从上止点向下止点运动，双体活塞(4)进入进气冲程，气体从吸入流道(33)进入缸室(30)内；双体活塞(4)从上止点向下止点运动进入压缩冲程，缸室(30)内的气体在一个相对密封的容积腔中被压缩，双体活塞(4)进入排气冲程，缸室(30)与排出流道(34)相通，缸室(30)内的气体在双体活塞(4)的推动下经过排出流道(34)排出。
3.根据权利要求1或2所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转子(3)的缸体(14)内安装有圆柱形的滚柱双体活塞(51)，该滚柱双体活塞(51)的外壁(52)在缸体(14)的两侧内壁(54)滑动；滚柱双体活塞(51)的外壁(52)套有滚动套(53)，滚柱双体活塞(51)在缸体(14)内往复运动，滚动套(53)与缸体(14)两侧内壁(54)接触滚动，滚柱双体活塞(51)的上活塞(55)运动到上止点时，该滚柱双体活塞(51)的外壁(52)或滚动套(53)与缸体(14)的左弧形壁面(56)相互啮合，滚柱双体活塞(51)的下活塞(57)运动到上止点时，该滚柱双体活塞(51)的外壁(52)或滚动套(53)与缸体(14)的右弧形壁面(58 )相互啮合；转轮活塞同步回旋风机(63 )的缸套(11)内壁(59 )上开有吸入流道(33)与排出流道(34)，吸入流道(33)上安装有进风管(64)，排出流道(34)上安装有排风管(65)。
4.根据权利要求2所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:组合转子(69)的转轮(7)内部，轴向分布有一个以上的缸室(30)，一个缸室(30)的内部安装有一个双体活塞(4)，组合转子(69)两端轴承支撑转动，转轮(7)上开有轴承座(70)，固定在端盖(6)上的转轮轴(71)轴承支撑安装在转轮(7)的轴承座(70)中；固定转轴(72)固定在转轮轴(71)上，转轮(7)的轴承座(70)底部有转轴凹槽(73)，该固定转轴(72)穿过转轮(7)的轴承座(70)伸进转轮凹槽(73)，穿在一个以上双体活塞(4)的滑动槽(49)中；组合转子(69)转动，一个以上的双体活塞(4)围绕同一根固定转轴(72)回旋运动，N个双体活塞(4)安装在N个缸室(30)中；转轮活塞同步回旋水轮机(74)的缸套(11)内壁(59)上开有吸入流道(33)与排出流道(34)，吸入流道(33)上安装有进水管(75)，排出流道(34)上安装有排水管(76)，第一双体活塞(77)安装在第一缸室(79)中，第二双体活塞(78)安装在第二缸室(80)中；压力水从吸入流道(33)进入第一缸室(79)内，推动第一双体活塞(77)从上止点向下止点运动，转子(3)转动驱动工作，第一双体活塞(77)从下止点向上止点运动，第一缸室(79 )内的尾水通过排出流道(34 )排出；压力水从吸入流道(33 )进入第二缸室(80)内，推动第二双体活塞(78)从上止点向下止点运动，转子(3)转动驱动工作，第二双体活塞(78 )从下止点向上止点运动，第二缸室(80 )内的尾水通过排出流道(34 )排出。
5.根据权利要求4所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:组合转子(69)的转轮(7)内部，轴向分布有一个以上的缸室(30)，一个缸室(30)的内部安装有一个双体活塞(4);固定转轴(48)的结构为曲轴(67)，该曲轴(67)上有一根以上的转轴体(68)，第一转轴体(110)安装在第一双体活塞(111)的滑动槽(112)中，第二转轴体(113)安装在第二双体活塞(114)的滑动槽(115)中；转轮活塞同步回旋泵(66)的缸套(11)内壁(59)上的第一吸入流道(116)与第二吸入流道(117)相通，第一排出流道(118)与第二排出流道(119 )相通，组合转子(69 )旋转，转轮活塞同步回旋泵(66 )的第一双体活塞(111)与第二双体活塞(114)连续进行液体输送工作。
6.根据权利要求4所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:多级转轮活塞同步回旋压缩机(81)组合转子(69)的转轮(7)内部，轴向分布有一个以上的缸室(30)，一级双体活塞(82)安装一级缸室(83)中，二级双体活塞(84)安装在二级缸室(85)中，三级双体活塞(86)安装在三级缸室(87)中，一级排出流道(88)与二级吸入流道(89)相通，二级排出流道(89)与三级吸入流道(90)相通，气体从一级吸入流道(91)进入经过三级压缩后，从三级排出流道(92 )排出。
7.根据权利要求6所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋多级膨胀机(93)组合转子(69)的转轮(7)内部，轴向分布有一个以上的缸室(30)，一级双体活塞(94)安装一级缸室(95)中，二级双体活塞(96)安装在二级缸室(97)中，三级双体活塞(98)安装在三级缸室(99)中，一级排出流道(100)与二级吸入流道(101)相通，二级排出流道(102)与三级吸入流道(103)相通，蒸汽从一级吸入流道(104)进入经过三级膨胀后，从三级排出流道(105)排出。
8.根据权利要求6所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋膨胀压缩机的组合转子(106)的转轮(7)内部，轴向分布有一个或一个以上的压缩缸室(107)与一个或一个以上的膨胀缸室(108)，压缩排出流道(109)与膨胀吸入流道(122)之间安装有冷凝器(123)，压缩吸入流道(124)与膨胀排出流道(125)之间安装有散热器(126)，冷媒介质进过压缩后压力温度升高，通过压缩排出流道(124)进入冷凝器(123)中散热冷凝，冷凝后的冷媒介质通过膨胀吸入流道(122)进入膨胀缸室(108)内膨胀，推动膨胀双体活塞(128)运动，释压后的冷媒介质从膨胀排出流道(125)进入散热器(126)循环工作。
9.根据权利要求1或2所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋发动机(127)的缸套(128)上装有点火装置(129)与喷油装置(130)，双体活塞(131)顶部有燃烧室(132)，双体活塞(131)运动到上止点，燃烧室(132)中的燃油混合气燃烧膨胀做功，推动双体活塞(131)与组合转子(69)运动，双体活塞(131)与排气流道(133)相通，废气从排出流道(133)排出，双体活塞(131)继续下行进行进气工作，气缸室(134)的容积增加，空气从吸入流道(I 35)进入气缸室(I 34)内，双体活塞(131)运动到下止点，膨胀排气与进气冲程结束，该双体活塞(131)从下止点向上止点运动，压缩冲程开始；压力气体进行扫气工作，双体活塞(131)的气缸室(134)和吸入流道(135)与排出流道(133)同时相通，压力气体从吸入流道(135)进入气缸室(134)中进行扫气循环工作。
10.根据权利要求9所述的具有转轮活塞同步回旋机构的流体动力机械，其特征在于:转轮活塞同步回旋发动机(136)进行尾气膨胀驱动工作，组合转子(69)中安装有膨胀气缸(137)，尾气通过膨胀吸入流道(138)进入膨胀气缸(137)中膨胀驱动工作。
【文档编号】F01C1/344GK104454021SQ201410646209
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】周觉明 申请人:周觉明