一种双中心定转子旋转式蒸汽发动机的制作方法

本发明涉及一种蒸汽发动机的实现，在该蒸汽发动机中，一个双中心活塞会在一个基本上呈圆柱形的双腔隔室内旋转，形成一个利用温度及蒸汽压力的闭合循环，通过各阶段不同的循环温度及压力，获得有用机械功。

本发明的主要特点是预见了由以下基本元件组成的蒸汽机的制作：

定子-基本上由中心双腔圆柱体构成，成型于两个平行平面，并沿正交面及象征性地垂直面隔开，称为双缸，双腔圆柱体具有两个不同的弯曲半径。缸体由两个端盖密封，并会其中插入送气阀，这样，缸体就能连接相应锅炉的高压蒸汽，缸体排气口开向对面的冷凝元件，冷却液可回流至同一锅炉内；

转子-基本上由一对半圆柱机构构成，其中一个，会在蒸汽压力作用下或在蒸汽膨胀时，在定子内旋转，为曲柄提供有用旋转力，所述膨胀机构与配有两根连杆的铰接装置相连，连杆通过头铰在旋转过程中平移并拖动另一个半圆柱机构压缩、旋转，且会通过接头平移及拖动另一个半圆柱体压缩，并使用片状阀将压缩废气送回沸腾锅炉内；

沸腾锅炉-会通过插入调节阀为定子隔室送入水或液体蒸发能量；

冷凝器-用于完成最大有效膨胀后蒸汽的冷却和转化，冷凝器具有梳状体和壳座，可将蒸汽废气输送至转子压缩元件工作的下隔室。

蒸汽发动机通常是一种装置，可利用各种转换或旋转原理，将高压蒸汽的热能转化为机械能。在旋转式蒸汽发送机中，通常会使用涡轮。

汽轮机的制造工艺相当复杂，且会用到精选优质材料，转速高，输出功率大，在火力发电厂或特定工业行业，如造纸厂、炼油厂中，均有应用。涡轮的效率及可靠性会受回路参数变化影响，蒸汽参数稍有变化就会损坏托盘(pallets)或导致涡轮性能及效率急剧下滑。

活塞式能量转换装置(alternatingmachines)种类很多，有单相膨胀、两相膨胀、过热、不过热等类型。还有其他已知的基于汪克尔发动机、叶轮和/或涡轮机原理的各类机械。

但这些装置均存在能量耗散现象。

其中，最严重的是蒸汽进入气缸时出现的能量耗散现象，

蒸汽在进入气缸时温度会低于进气温度，因此，会加热缸壁，出现冷凝现象。此后，在膨胀结束及排气阶段，随着压力和温度降低，进气阶段时凝结的水又会重新蒸发，将凝结释放的热量重新用于加热缸壁。因此，气缸通过冷凝器和发电机交替工作，蒸汽和金属之间周期性地进行反向热交换，将本可以转化为有用机械功的热量，通过缸壁释放到了大气中。

在实际循环中，用以实现这一循环的各类装置，如果未使用涡轮，在设计配置参数时，都会存在强制体积变化，而不必要的体积变化会对循环产生不必要的泵现象。

在闭合循环中，流体受限，我们无法采取措施来缓解这种现象；事实上，如果您希望减少死区(也就是隔离设备且不做功的空间)，这个问题很重要。

其他利用流体膨胀的转化装置，转化效率并不高，且始终存在像难以排除冷凝产物这样的问题，还有就是需要在汽化室安装其他载液泵送设备，笨重、昂贵，而且因为设计参数受限，无法使用涡轮，效率低下。这类装置对循环参数很敏感，如果改变参数，设备会超出临界范围，因故障而失效。

具体来说，由于转子式蒸汽机效率低、结构复杂、功能复杂等原因，如果采用根据20.02.1924第us1,715,490号专利及30.08.1973第us3,865,522号专利提出的罕见解决方案，而不采用本方案，很难实现这一点。

目前限制蒸汽或其他类似液体(可实现循环利用外部热源获得机械能的液体)应用的其他缺陷主要是成本高昂、装置结构复杂、体积大、噪音高且效率对循环参数变化极其敏感。

本发明的主要特点是能够优化蒸汽机的闭合循环性能，可以将锅炉产生的热能大量转变成有用功，利用锅炉产生的蒸汽的体积膨胀关系，达到最大温度和压力，且所需压缩体积最小，能够将蒸汽废气送回冷却，进入原汽化器的进口压力最小。

本发明的另一项重要目的是可以确保蒸汽机结构简单紧凑，液体或蒸汽送入膨胀阶段及凝结和压缩蒸发阶段可同时进行，不存在死区，无需使用复杂且昂贵的泵装置。

本发明的另一项重要目的是您可以将蒸汽机的机械损耗降至最低，因为，膨胀流体会直接作用在转子元件的轴上。

本发明的另一项目的是可以最大限度的降低蒸汽机摩擦，因为转子仅通过其密封件与定子机壳接触，在平面或圆柱表面转动时，摩擦系数最小。

本发明的另一项目的是可以使蒸汽机达到最佳的安装及维护条件，结构简单、紧凑，方便控制建造及使用成本。

本发明的最终目标是实现一种蒸汽机，能够将液体限制在闭合循环内。

本发明的另一项目的是减少由旋转质量不平衡、转子中心部位的弯曲应力引起的振动，因为，这会导致转子的两个主要部分无法运行至作为转轴的主部件以外的最大行程处，提高最大转速，限制转子转动及功率输出。

本发明的另一个目的是在输出相同可用功的情况下，最大限度地减少可动流体的接触面，减少热损失和机械应力。

通过使用本发明中源自也称作“旋转式活塞”的吸热式发动机解决方案的发动机结构可完美实现以上目的和其他目的，该结构专门用以克服目前的“活塞驱动”发动机替代产品所存在的惯性和杂波限制。具体而言，本发明是为使用蒸汽或其他流体以及使用第wo2004/020791–wo2010/031585和wo2014/083204号专利申请公布后发明人已提出的技术(其中，往复吸热式发动机会基于开环转子的机械运动原理，由两个半圆柱形零件构成的转子与定子铰接在一起，一个反向滚动，另一个将定子分为两个隔室，分出吸气、压缩及混合燃烧区域，然后，有效膨胀阶段或区域，推动连接至接收旋转推力的转子元件的动力输出装置旋转)，在此基础上，做了部分后续改进。

根据随附的权利要求书及其与特定目的的对应关系，现借助随附的20个表中复制的50个原理图及纯粹的指示性和非限制性标题对提出的解决方案详细阐释如下，其中：

10-页1的图1表示审查中的蒸汽机总成的俯视图；

-页2的图2表示图1蒸汽发动机的定子或中心部分的图3的ii-ii纵断面视图；

15-页2的图3表示图2中定子块的中心机构的iii点侧视图；

-页3的图4表示构成图1蒸汽发动机定子的主要部件的透视图、纵视图和分解图；

-页5图6表示固定在图1发动机的图2所示定子上的前盖的俯视图；

-页5的图7及图6的盖板的vii至vii剖面的俯视图；

25-表6的图8表示需要紧固在图1发动机的图2所示定子上的后盖的俯视图；

-页6的图9表示图8所示发动机盖的ix-ix剖面俯视图；

-页7的图10表示用于图6前盖的压紧法兰的内部放大俯视图；

-页7的图11表示图10所示法兰的xi-xi剖面俯视图；

-页8的图12表示图8所示后盖上的压紧法兰的放大俯视图；

-页8的图13表示图12所示法兰的xiii-xiii剖面俯视图；

-页9的图14表示图2所示定子上的冷凝器在图15中的xiv-xiv纵剖面图；

15-表9的图15表示图14所示冷凝器的侧视图；

-页10的图16表示封装在图1和图2定子内的转子的主要部件的前视图和分解透视图；

-页11的图17表示构成图16所示转子的同一主要部件的另一后视图；

20-页12的图18表示包括图16和图17的压缩转子的半圆柱形装置的前视图；

-页12的图18a表示图18的压缩机构的xviii-xviii横断面视图；

-页13的图19表示图18-18a所示可连接至一对侧边环上的压缩转子的同一半圆柱体机构的透视图；

-页13的图20表示图19的压缩转子的同一部件的装配后透视图和横断面视图；

5-表14的图21表示组成图16和图17所示膨胀转子的半圆柱体的壳体的透视图；

-页14的图22表示构成图16和图17所示膨胀转子的半圆柱体的第二个壳体的透视图；

-页14的图23表示构成图16和图17所示膨胀转子缸芯的图21和图22的两壳体合并后的透视图；

-页15的图24表示图21的外壳的俯视图；

-页15的图25表示图22的外壳的俯视图；

-页16的图26表示轮毂或中心机构的正视图，其中，图21和图22的壳体会在图2的定子壳体内接合并旋转，除壳体和轴的连接及转动外(如图28和29所示)，且会与图36-37的冷却机构接合，并会接合及平移图30至31和32所示的铰链元件；

-页16的图28表示图26中同一轮毂的颠倒视图；

-页17的图28表示图16-17所示用以支撑膨胀转子的传动轴的纵视图，该传动轴用于插入图26和图27的轮毂或中心机构；

-页17的图28a表示图28的树形图的xxviiia-xxviiia横断面视图；

-页17的图29表示图28的树形图的xxix-xxix横断面视图；

5-页18的图30表示图19的压缩转子与图23的膨胀转子之间铰接构件和活接的正视图和实时视图，用于图26所示轮毂的插入时还要参考图16和图17；

-页18的图31表示沿图30的铰接构件的其中一根阀杆的俯视图和纵向剖面图；

-页19的图32表示图30的铰链销的侧视图；

-页19的图33表示图32中同一铰链销的xxxiii-xxxiii横断面视图；

15-页19的图34表示与图30的铰链元件相关的元件的俯视图；

16-页19的图35表示图34中同一密封元件的侧视图。

-页20的图36表示用于图2所示的定子隔室内蒸汽的内部冷却的半圆柱制冷及平衡元件及图16-17的同一转子元件的透视图；

-页20的图37表示图36的的同一制冷及平衡元件的不同及相对观察点的透视图；

-页21的图38表示图1及涂2所示的汽化器内所产生的蒸汽的进气阀的透视图及实时视图；

-页12的图39表示图38中所示阀门的同一元件的透视图；

-页21的图40表示特定视图中，图38的阀杆的中心阀体的断面；

-页22的图41表示图40所示阀门的同一中心部件及图2定子的部件的横向视图，其中，所述阀门封装在壳体内，处于最大开度，用于将汽化器中的蒸汽输送到图2的定子室；

-页23的图42表示图16-17的旋转元件(旋转元件处于垂直位置，且置于图2定子的半圆柱室内)、图18-19的半圆柱压缩机构(该机构会通过图30的拉链及光标(zipperorcursor)以及图26-27的轮毂连接至图23的半圆柱膨胀机构及图36至37的冷却机构上)的俯视图；

-页24的图43表示图42的同一转子综合体的俯视图，视图包括用于支撑图6至图8盖板及连接图10-12所示法兰的前轴承；

-页24的图44表示图2定子及图42所示完整定子的横剖面图，该剖面位于蒸汽进入所述发动机膨胀室的第一步的起点；

-页25的图45表示图44的同一发动机的横剖面图，表示图43所示转子与图2所示外壳之间流体膨胀的中间阶段。

-页26的图46表示图44和图45的同一发动机的横剖面图，表示最大膨胀阶段后的废气冷凝的早期阶段；

-页27的图47表示图44-45及46的同一发动机的横剖面图，表示冷却液的收集和压缩过程的初始阶段，以及图2定子内隔室的通风和冷却阶段；

-页28的图48表示图44至图47的同一发动机的横断面，表示排入蒸发隔室的液体及可能的液体组分(以开始新的闭合循环)的最终压缩阶段。

所有图中的相同细部均会使用同一参考编号表示。

根据本发明并参考上图，蒸汽发动机(l)由定子(a)和转子(b)构成，通过特殊的蒸汽、输送、冷凝和蒸汽回收设备的相互作用，将其热能转变为机械能。

定子(a)是转子壳体(b)的开放外壳，其具有一个中心机构(a1)，该机构配备有一个双向内部通道(1-2)，并由机壳前盖或前面板(a2)和类似盖板或后侧盖板(a3)封装，且配有一个蒸发室(a4)和一个冷却或冷凝室(a5)，与所述中心机构(a1)的两个内部隔室(1-2)连通，详见图1至15所示。

为简单起见，图1-16-17和28表示曲轴(80)，在其他图纸中，同一树形图(80)与做有用旋转的转子(b)的膨胀元件(b1)应始终理解为呈刚性连接。

根据详细介绍并参考图2，定子机构(a1)包含一个双通道隔室(1-2)，该隔室由两个象征性的正交平面表示，隔室之间存在中间空间或距离，并会沿正交和象征性垂直平面(z)对齐。

在平面(x-z)相交处，上隔室圆顶(1)的曲率半径为(r)，而平面(y-z)相交处，下隔室的底部的曲率半径较小，为(r)。如下所示，较大隔室(1)会与旋转元件(b1)协同作用，实现蒸汽的膨胀阶段，而较小的隔室(2)会与旋转元件(b2)协同作用，实现冷凝、冷却液(a5)的压缩阶段，并将其完全浸入冷凝式锅炉(a4)中，这一点符合正常的闭式蒸汽机循环过程。

上隔室(1)的顶部会采用下隔室(2)的圆顶封闭，并以此定义两个相交域(3-4)，其径向位置会随平面(x和y)之间的空间以及半径(r-r)的变化而变化，以针对转子(b)驱动进入定子(a)的液体的前述膨胀和压缩阶段定义最大可预见体积。

参照图2至图5，定子机构(a1)有一个带有若干插槽(5a-5b-5c-等)的侧边开口(5)，在插开口内，会插入一个冷凝机构(a5)，以冷却与外部环境或低温空气罐进行强烈热交换的半圆柱室(1-2)、所述冷机构或冷凝室(a5)内的液体。

参照图14及15，所述冷凝器(a5)基本上是由梳状机构或层压状机构(100)构成，其三通(100a-100b-100c-等)最好由粗糙或结砂表面制成，适合安装在定子机构(a1)的插槽(5-5b-5c-等)内，齿间(100a-100b-等)留有空间，适合进行热交换，且适合对齐半径(r1)的各内侧端，并调整形状，使其类似定子隔室(1)的半径(r)，确保转子始终可以正常旋转(b1)，同时，使用两个托架(101-102)将同一梳状机构(100)固定在定子(a1)的自由隔室(5)的开口上。

参考图5至14及图15，梳状机构(100)配有至少一根外流管(103)和一根回流管(104)，且配有一根或多根导管(105)，以循环制冷剂液体，且入流端口(106)和出流端口(107)派生于托架上(102)，在这中间，还会安装一个连接件，以在同一冷凝器(a5)上应用恒温器或其他流体控制装置，保持翅片(100a-100b-100c-等)未结霜，能够按照如下所述，基于其他技术，在最大膨胀阶段后冷却蒸汽。

按照定子机构(a1)的首选结构形式，用于固定梳状机构(100)的冷却剂机构(a5)与其托架(101-102)平面(5)的倾角约为10度，如图2所示，因此，面板(100a-100b-100c-等)会向机构(a)的内侧倾斜一个角度(β)，如图14所示，以确保机构(100)产生的冷凝液在重力作用下流入位置低于其交点(3)(相比图46和47所示的开口或插槽(5a20-5b-5c-等)底部)的定子壳体的下部空腔内(2)。

分别参考图2及图5和图47的定子机构(a1)的上部隔室(1)和下部隔室(2)之间相交的其他截面(4)，可通过纵向贯通通道(70)获得一个孔，以安装进气阀体(110)，最好如下所述。所述孔(70)由将其连接到定子室(2)的插槽(71)和将其连接至托架(a4)内部(73)的狭缝(72-77)穿过。所述插槽(71-72)会径向收敛于孔(70)的轴线。

该孔(70)外面有一个直径更大的部件或表面，用以安装蝶阀控制装置(120)，且该孔的典型宽度为120度，能够围绕孔(70)的同一轴将该蝶阀调节半周，如图39和图41所示及以下详细规定。

在靠近孔(70)的位置，可采用定子(a1)的支撑平面紧固汽化机构(a4)，由此提供一个空间或空腔(74)，增加同一汽化机构(a4)的体积容量，并容许片状阀(75)移动，该片状阀可在流体压缩阶段连通定子机构(a1)的下隔室(2)，如图2和图48所示。

参考图1和图2，我们以凸起简化了汽化器或汽化机构(a4)，其底部(78)开向隔室(74)，且凹面(a4)稳定附接在定子(a1)壳壁(7)上，汽化器或汽化机构(a4)具有内部隔间(73)，且在定子隔间(2)内，有蒸汽进气槽(77)。所述蒸发器(a4)会配备一个电阻或其他热源(76)，以便将先前的气冷水或气冷液带入气态冷凝器(a5)，然后，在片状阀(75)打开后，由转子元件(b2)将水或气冷液输送并压至所述隔室(73-74)内。

在转子(b)安装完支撑轴承(214和314)及进气阀后，使用封盖(a2-a3)完成定子(a1)安装。

具体而言，采用适用螺钉，将封盖(a2)固定在定子(a1)的动力输出轴一侧，并将另一盖板(a3)固定在对侧。

参考图6和图7，前盖(a2)包括一个支撑定子(a1)边缘的面(210)，上有一组通道孔(211)，可通过孔(6)或同一机构(a1)的螺纹孔将螺栓或端盖连接件固定在相应通孔上。所述封盖(a2)包括一个外圆柱部分(201)和一个大面积的光滑面(202)，相对于面(210)，略微向上，且其外缘沿定子室(1-2)轮廓，中心位于类似的水平轴(x-y)和纵轴(z)上，各半径(r-r)的距离为(s)。

所述光滑表面(202)的内缘对应以封盖(a2)的纵轴(z)和水平轴(y)的交点为中心的圆柱孔(203)的外缘，且适安装图16和17所示的轴承(214)的外圈，但其内圈会固定到轴承环(420)上，轴承可与转子(b)的压缩元件(b2)构成一个整体，如图43所示，并会在下文中进一步说明。

同一封盖(a2)的外部轮廓与定子机构(a1)的外部轮廓及与定子(a1)基座(7)对齐的侧面(207)的外部轮廓一致，且有一个倾角(α)。同样，参照图8和9，与其相对的后盖(a3)有一个外表面(310)，该外表面位于定子(a1)的另一侧，上有一组通孔(311)，用于将螺栓或拉杆安装在同一机构(a1)的相应螺纹孔(6)中。此外，所述封盖(a3)还包括一个外圆柱部分(301)和一个相对较大的内部光滑表面(302)，相对于表面(310)，略微向上，其外缘沿上述半径为(r-r)且中心位于纵轴(z)和水平轴(x-y)的交点上的定子隔室(1-2)的轮廓。

所述光滑表面(302)的内缘(303)对应以轴(z-y)的交点为中心的圆柱形孔(303)的外缘，且可推动该表面以装入轴承(314)的外圈，而轴承内圈与同一转子(b)的压缩机构(b2)的轴承环(421)构成一个整体。

同一封盖(a3)的外轮廓与定子(a1)及与定子(a1)的基座(7)对齐的侧面(307)的外轮廓适配，且倾角(α)相同。

参考图7和图9，封盖(a2)具有与隔室(203)同轴且相邻的双隔室(204-205)，且封盖(a3)具有与隔室(303)相邻且沿轴向的双隔室(304-305)。具体而言，双隔室(204-205)内可安装图10-11内所示法兰(220)的凸缘头(222)和凸缘体(221)，而双隔室(304-305)内可安装图12-13所示的法兰(320)的凸缘头(322)和凸缘体(321)。

参考图10-11，前法兰(220)的外表面(222)有一个圆柱形的阀座，该阀座位于面(x-z)的交点处，适合安装支撑前盖(a2)上的曲轴(80)的轴承(231)的外圈，如图4和5所示。

参考图12和13，法兰(320)的外表面也有类似的圆柱形阀座，该阀座位于面(x-z)的交点处，适合安装支撑后盖(a3)上的同一曲轴(80)的第二根滚动轴承(231)，如图4和5所示。

法兰(220)的内部厚度(221-224)上开有通孔(232)，孔上开有适合安装密封圈的首选凹槽(233)，所述孔(232)与曲轴(80)的前孔(230)道同轴。同样，法兰(320)的厚度(321-324)上也开有通孔(332)，孔上开有适合安装密封圈的首选凹槽(333)，所述孔(332)与同一曲轴(80)的后孔(330)道同轴。

参考图4和5，支撑曲轴(80)的外轴承(231-331)会通过圆花饰(235-335)沿轴向安装在阀座(230-330)上，且会通过固定在同一法兰(220-320)孔(240-340)内的适用螺栓紧固在各法兰(220-320)上。同样参考28，同一轴承(231-331)的内圈会通过止动环(234-334)固定在同一曲轴(80)的阀座(83/a-83/b)上。

具体参考图1至图4至图5至图和图11，法兰(220)的外表面(222)可通过圆柱形盲板阀座(237)完成安装，该阀座带有安装曲柄的悬臂座，可支撑回行齿轮(r2)，上有一个安装止推装置(stoppinggrain)的孔，下文另有规定。

最后，还参考了图1-6-8-38和图39，盖板(a2-a3)上开有相应的通孔(215-315)，该通孔与所述的定子(a1)的横向孔(70)同轴，用于锅炉或蒸发器(a4)至隔室(1)的曲柄或蒸汽进气阀(110)的端盖的安装及通过传动头(r3headtransmission)调整。

正如前面提到的及参考图16-17，所述发动机(l)的转子部件(b)由半圆柱形膨胀机构(b1)(用于驱动曲柄(80))和半圆柱形压缩机构(80)组成，该机构(b1-b2)由铰链或滑块(b3)连接，允许机构在定子(a1)空间(1-2)内往复旋转。

还应参考图18至图20，旋转压缩机构(b2)由基本上呈圆柱形的表面(401)构成，弧度接近180°，曲率半径(r)实质上等于定子(a1)的下隔室的半径(r)，其中心位于垂直平面(z)和水平轴(y)的交点处。侧边圆顶(401)由两个径向和垂直壁面(402-403)构成，其形状为圆冠状，最好画上射线(402/a-403/a)，并收敛到各自的半支撑环(404-405)。每个半环(404-405)都开有凹槽(406)，槽上开有一组螺纹孔(407)。与机构(b1)连接的一侧的同一圆柱表面(401)止于横向半圆柱顶部(410)，该圆柱顶有一个轴向孔(411)和一组三径向减重孔(412-413和414)(threeradialwindows(412-413and414)oflightening)，可安装封头接头。

所述压缩转子(b2)由一对通过凹槽(406)连接至半环(404-405)上的环(420-430)稳固支撑，以安装内部轴承(214-314)，允许压缩元件(b2)与定子(a1)隔室(2)同心旋转，接触点位于带有外表面(401)的隔室(2)的往复表面之间。

根据详细介绍并参考图16至20，压缩元件的背托环(430)具有一个横向降低(lateraldecrease)(431)，宽度类似于同一转子(b2)的支撑环(405)，且上开有一个半月形齿(432)，可安装在同一环(405)的隔室(405)内。沿所述半月形齿，开多个孔(433)，以允许通过多个螺栓，将环(430)与同一转子(b2)的侧边(403)紧密连接。所述环(430)可以安装并固定内圈轴承(314)，其外圈由法兰(320)的阀座(330)固定并支撑，与后盖(a3)构成一个整体。同样并参考图16至图20，前紧塞环也配有侧切(421)和半环齿(422)(未显示)，以连接到加劲环内，并通过其孔，将螺栓固定至螺纹孔内(407)，以便将环(420)稳定连接到压缩转子(b2)上，配合侧面(402)使用轴承(214)，实现上述同一功能。

具体参考图17和18/a，压缩元件(b2)的圆柱面(401)和侧壁(402-403)形成了内部隔间(v)，在发动机(l)的运行阶段，会始终留出冷却元件(90)的旋转空间，及转子膨胀(b1)的支撑轮毂的旋转空间，如图46所示。

参考图16-17以及图21至25，转子膨胀元件(b1)包括一对壳体或索单元(30-40)，该壳体或索单元由各圆柱壁(31-41)构成，形成角度小于180度，且有外侧正交壁(32-42)，圆柱壁有开孔(34-44)阀座，可作为拉杆孔道，并会借助适当的加强筋(35-45)，作为装配销的孔道(未显示)，采用装配销可将同一圆柱面(31-41)沿其各自侧面(31/a-41/a)并排连接在一起，构成所述转子膨胀元件(b1)的最大体积的单双闭壳(30-40)。

具体参考图24-25，壳体(30-40)的圆柱表面(31-41)的半径(r)基本上与纵轴(z)和水平轴(x)的交点形成的定子(a1)的上隔室(1)的半径测量值(r)相对应，但公差允许不直接接触旋转的情况除外。壳体的外壁(32-42)和圆柱表面(31-41由开有孔(37-47)的各水平方框的表面(36-46)表示，借由此，可应用适当的未显示的平衡重，以便在膨胀元件(b1)的旋转过程中达到最佳的平衡条件。

壳体(30-40)还会为图16-17-23和25所示的可流动高压流体的径向密封和横向密封(70)提供支撑，而且，壳体还有助于在不同循环阶段提高流体的体积和压力。

所述壳体(30-40)的壁(32-42)由扇形区域形成(38-48)，可作用于驱动轴(80)所作用的轮毂(50)。

参考图16-26和27，轮毂(50)(与所述索单元(30-40)活接在一起)具有一个平滑壁或推壁(51)，壁面上有一对开有两个或多个减重和/或紧固(54)通孔的后向筋或翅片(52-53)，其位置与所述壳体(30至40)的孔(34-44)同轴，以便安装连杆，作为各翅片(52-53)的稳定活接，从而保证所述索单元(30-40)活接至同一轮毂(50)上。如下图所示，参照图44至48，轮毂(50)的光滑壁(51)会在膨胀阶段承受活动流体的推力，将扭矩传递到曲柄(80)上。

轮毂(50)的同一光滑壁(51)会与中心机构(55)连接，中心机构上开有多边形纵向孔(56)，用于连接并锁紧上述发动机曲柄(80)，而且还开有一对通孔(57-58)，该通孔与所述纵向孔(56)正交且共面，且各自的平行轴位于与光滑壁(51)的平面平行的面上，所述孔(57-58)位于同一中心机构(55)各自的顶部(59-60)。

轮毂(50)的独特多边形孔(56)的不规则性使得曲柄(80)的中心体(81)壳体的孔(57-58)必须与以下所示曲柄(80)的对角孔(86-87)对齐。

轮毂(50)的中心部分(55)上开有孔(62)，可安装螺纹螺栓或螺钉，这些螺栓或螺钉会贯通索单元(30-40)的孔(39-49)，确保锁单元与同一轮毂(50)的活接的稳定性。轮毂(50)的同一中心机构(55)最终会配备两套内衬螺纹盲孔(63-64)，用于紧固螺钉，连接构成同一轮毂(50)上始终作用的冷却机构(90)的两个元件，当然，这还要借助齿配置元件(65)。

参考图28和29以及图4-5-16和17，中心多边形部分会安装在轮毂(50)的阀座(56)内的曲柄上，该曲柄(80)有两个同轴阀座(82/-82b)，起间隔作用，相对于轴承(231-331)内存在斜面的相邻轴圈(83/-83/b)，轴承外圈安装在法兰(220-320)的阀座(230-330)内，然后，将阀座固定在定子(a2-a3)的封盖上。

曲柄(80)垫块(spacers)的长度(82/-82/b)实质对应同一侧面(a2-a3)的凸体的厚度(201-301)，而在适当的止动环(234-334)插入到各曲柄阀座(80)的壳体内，且安装好适当的密封环(233)及法兰(220-320)外壳(333)后，由圆花饰(235-335)从轴向挡住所述轴承(231-331)。

所述曲柄(80)段(84/a)，与曲柄段(83/a)相邻，上开有槽，可以径向锁定齿轮(r1)，除飞轮(w)的轮毂外，而其相邻的尖端(85/a)则构成了曲柄(80)的有效抓地力。

同一曲柄(80)的相对端(85/b)会从后盖(a3)凸出，并倾斜一定角度，以安装另一个未显示出的齿轮，提供外力，例如，强迫冷却液循环。

曲柄(80)的同一多边形中心体(81)上开有两个通孔(86-87)，通孔位于与轮毂(50)的孔(58-57)对齐的唯一径向位。这些孔(86-2087)的直径略大于轮毂(50)的扩孔(58-57)，以防随下面所示的铰接杆(620-630)(b3)滑动，这些铰链杆会滑动安装在孔内。

所述发动机曲柄(80)的中心机构(81)的两端，有两个开孔，用于连接附件(88/-88/b)，开孔会与相应的轴向管(89/-89/b)连接，并开在同一曲轴(80)的末端(85/)和(85/b)，其最后一圈适合连接至外部冷却环路上。具体而言，附件(88/)会与孔(64/)对齐且附件(88/b)会与中心轮毂(50)的孔对齐(64/b)，将冷却环路与用于冷却及下述平衡元件((90/a和90/b)的连接件(97/a)和(97/b)连接。

参考图30-35以及图16-17，在旋转压缩元件(b2)和旋转膨胀元件(b1)之间插入铰接件(b3)，使其在定子(a1)的双轴隔室(1-2)内铰接。

这铰链机构(b3)由一个空心销(600)(固定在气缸盖(410)的旋转压缩元件(b2)的阀座(411)内)和一对连杆(620-630)(固定在同一销(600)上，且可以沿轮毂(50)的圆柱阀座(57-58)和连接至转子膨胀(b1)的驱动曲柄(80)的同轴圆柱阀座(86-87)轴向移动)构成。

详细而言，销(600)最好带有一个贯通的空腔(610)，包含两个末端(601-602)，该末端会在插入两个衬套或轴承(411a-411b)的情况下，安装在转子元件(b2)的气缸孔((411)(410))的两端，而两个扩孔(603至604)最好由中间减重孔(605intermediatelightening)间隔。这些扩孔(603-604)可形成两个轴向通道(606-607)和一个正交穿孔(608-609)，且该通道及穿孔可由压缩机构(b2)的同一多孔半圆柱体(410)的径向隔室之间的同一间隔距离获得，特别是，可以铰链机构(b3)的阀杆对(620-630)之间的同一间隔距离获得。

所述阀杆对(620至630)包括一个圆柱体(621-631)，该圆柱体最好中空，有一个自由端，且另一端冲孔(622-632)，阀杆两端的通孔(623-633)的双头螺柱(622-632)会通过插入插头(624-634)安装在销(600)的插槽(606-607)内，尽量降低活动性，永久安装在横向孔(608-609)内。在这种铰接条件下，所述阀杆(620-630)虽然限于狭窄范围内，但由于轴承(411a-411b)的轴向作用，其仍可以在轴向及销(600)的插销(624-634)上沿径向自由滑动。由于这种最小活动性，人们可能无法感知到热膨胀及最小加工和装配公差、转子(b)流体的旋转。最后，在同一阀杆(620-630)上开盲孔(625)，图31中仅部分可见，该盲孔可用作密封机构(500)的固体约束。

参考图26和27，根据随上述国际专利申请提出的解决方案及其他类似解决方案，孔(57-58)及衬垫(59-60)的轴线与同一轮毂(50)的多边形孔(56)的正交轴的共面性问题目前尚未解决，且限于各种形状的内燃机(burstengine)的早期版本的转子(b1)的结构及平衡问题。

事实上，对于这些发动机版本而言，发动机曲柄中心必须形似鹅颈管，或分连接及运行内燃机的混合燃料的压缩阶段、扩张阶段等两段制成，可安装(housing)并处理铰链元件。

所述孔轴(57-58)与轮毂(50)的正交孔(56)之间的共面性大大提高了转子的平衡(b1)性，转子因此得以更高的速度旋转，而曲柄(80)在旋转时则会基本上保持轴与定子(a1)的定子(x-z)交点一致，图43至48可证明。因此，本发明的解决方案可将杆件(620至630)的铰链元件(b3)的弯曲力降至最低，并最小化轮毂(50)的平面(51)上的同一铰链(b3)的长度，还可以减少其在其最高温度下膨胀时与蒸汽的接触时间。

在装配阶段，所述阀杆(620-630)的自由端会螺接至轮毂(50)的各阀座内，而阀杆会因定子(a1)的轴(x和y)与各半径(r)和(r)之间的差值沿轴向滑动，形成轴向冲程，以分别接触靠近定子(a1)圆柱桩(1-2)的膨胀转子(b1)的圆柱表面(31-41)与压缩转子(b2)的圆柱表面(401)。

如前所述，由于曲柄(80)的中心部分(81)的不规则多面形式，只有在适当对齐的情况下，曲柄才能插入轮毂(50)的不规则多面体阀座(56)内，即其径向孔(86-87)与同一轮毂(50)孔(57-58)同轴。

所述孔(86)和(87)的直径应大于阀杆(620)和(630)的直径，以防阀杆本身与曲柄(80)接触，且可将元件之间的空间用作润滑油回路的小油箱。阀杆(620)和(631)只能在轮毂(50)的中心(57)和中心(58)中以最小的运动速度滑动。

参考34和35，对介于机构(b2)的端部(410)之间的机构形状做了具体说明(500)，该机构内包括铰链机构(a3)的销铰(600)和膨胀机构(b1)的轮毂(50)的受力面。

更详细地说，第(501)段的形状近似于“c”，其宽度对应于转子(b)的机构(b1和b2)的宽度，且略低于定子(a1)。转子宽度(b)与包含它的箱体相似，但小于转子旋转的许用宽度，这样可以避免转子测点(b)通过a2和a3侧边盖滑动。

但必须要对该间隙加以限制，使密封段(70)能够很好地控制活动流体的压力，如图16和图17所示，这些密封段是唯一与侧边盖(a3和a2)接触的流体元件。

密封机构(500)具有一对外部阀座(502-503)和一对内部阀座(504-505)，可安装适当的密封垫片。外部阀座(502-503)的外部密封旨在沿连接转子膨胀元件(b1)的轮毂(50)的光滑壁(51)滑动，而内部密封垫片(504-505)的作用是在压缩机构(b2)的半圆柱头(410)上进行径向滑动。

同一段(501)还会提供一对插头(506)，用于插入阀杆(620-630)的相应阀座(625)中，目的是将阀体(500)保持在如图31所示的刚性位置。该机构(500)还将配置横向密封(507-508)，而横向密封(507-508)将作为与各密封段(502-504)和(503-505)的连接件，以便形成可容纳高压流体的区域，如需缩减，您可以开纵向孔。

参考图36和37，机构会配有一对冷却机构元件(90)，该元件会与销(50)和膨胀转子(b1)的转子曲柄(80)连接，以降低温度及定子(a1)的定子(1-2)内的温度。

更详细的说，这对冷却元件(90/-90/b)分别为(91/-91/b-91/c)和(91f/e-91/-91/f)，且各中心空心体(92/-92/b)都有一个圆柱形基座(96/-96/b)，可通过(93/a-93/b)和93/c-93/d)用于轮毂(50)的中心机构(55)，基座孔会与同一轮毂(50)的螺纹孔(63)对齐。同一元件(90/a-90/b)还有一个可以啮合(65)所述轮毂(50)的凸肩(95/a-95/b)。

但这种结合可以根据其他已知的技术以不同方式实现。然后，为每个元件(90/a-90/b)的中心体(92/a-92/b)配备相应的内部隔室(99/a-99/b)，用于冷却液循环，并建立入口(97a)和出口(97b)。所述孔或接头(97/-97/b)与曲柄(80)的孔(88/88/b)在一条直线上，且会继续通过机构(50)，贯通孔(64/64/b)，如图26所示。

随着两个冷却机构(90/a-90/b)的结合，其内部隔室(99/a-99/b)也会结合在一起，而在内部隔室之间，会插入一个插条(99)，该插条短于接收它的同一隔间(99/a-99/b)，且会在远离入口的一侧留出一条通道，从而迫使上述隔室(99/a-99/b)之间形成回流通道，加快元件(90)冷却和流体冷凝。

参考图38-39和40，阀门(110)及其蝶阀(120)会插入助推器(a4)和双缸(1-2)定子(a1)之间，所述阀门(110)和所述蝶阀(120)很大程度上将置于同一定子机构(a1)的阀座(70-70/a)内。

阀门(110)的中心机构的阀体长度略小于定子机构的宽度(a1)且有一个纵向缝隙(112)，该缝隙沿轴向，且曲率(γ)约为120°，类似定子机构(a1)的插槽(71-72)之间的夹角(δ)。所述中心机构(111)配有两个相对的轴向轴承圈(114-115)，可以适配各铜构件(116-117)的内径。铜构件(116)置于密封圈(223-233)周围的适当阀座内，而该密封圈则位于前盖板(a2)的法兰(220)上，与蝶阀(120)相关的铜构件(117)则靠近后盖板(a3)的法兰(320)的密封圈。

蝶阀(120)基本上由具有纵缝(122)的瓦楞(tile)(121)和具有轴柄(124)的主体(123)组成，优先选用螺纹端。所述螺纹(124)会沿后盖(a3)的孔(323)贯通，然后，通过一个或多个锁紧片(125)闭合，以便在处于正确的径向位置时锁定所述节流阀(120)。该阀门(120)还可以采用已知技术，通过外部控制装置进行调节。

所述蝶阀(120)的瓦楞(121)会置于定子机构(a1)的径向隔室(70/a)内，与孔(70)同轴，在隔室内，还会安装阀门的中心机构(111)，沿轴向旋转，并逐渐将其开槽(122)调整至所述机构(111)的狭缝(112)，以便通过所述定子(a1)的隔室(2)狭缝(72)调节减重孔(lightpassage)。所述瓦楞(121)的内部空心隔室可以适配铜构件(117)的外表面，而铜构件会抵在隔室底部(123)，同一铜构件(117)的内表面则会作用于阀轴(110)的端部(114)。

最后，会为所述曲柄(110)安装铜构件(116)支撑端，该支撑端会从前端盖(a2)突出，在插入适当的止动环和垫块(118)后，即可用来固定齿轮(r3)，该齿轮会结合回行齿轮(r2)从驱动轮接收转子旋转(b)期间由阀轴(110)和槽(112)传递的旋转运动(r1)。借助图41，阀门(110)及其蝶阀(120)的运行会更加明显，图41描述了从斗轮(bucket)(a4)至定子的膨胀隔室(1)的蒸汽的最大流入力矩。

如前所述，图42和图43表明，只有定子(a1)的双缸隔室(1-2)内的转子元件(b1-b2)的横向视图相同，且该图还表明，压缩元件(b2)会在固定在支撑轴承(214)的环(42)上的两个平面(y-z)的交点上旋转，而膨胀元件(b1)会联合轴承(231)通过法兰(220)和其前封盖(a2)支撑(不可见)的曲柄(80)在平面(x-z)的交点上旋转。同样，同一转子元件(b1-b2)也会由相对和相应轴承(314-331)支承，并由铰链元件(b3)的枢轴(600)连接，如图4-5和16-17所示。

具体参考图16-17-19-30和35，在转子膨胀元件(b1)及压缩元件(b2)的两侧及在相同的压缩元件(b2)的端部上，显示的其他简化线条为适配缸顶扣(ceilingclasps)，缸顶扣主要用来击打(batting)圆柱壁(200和300)的平面盖板(a2-a3)，且会抵在轮毂(50)的光滑壁(51)和元件(b2)的圆柱面(410)上，确保各循环阶段的蒸汽密封条件更好。此外，根据描述，很明显，共有十个适配密封件，无需进一步说明。

完成对蒸汽发动机(l)及其主要功能部件的描述后，我们会参考具体目的的实现，特别是借助图44至48概括性地介绍一下其运行情况，其中，为便于描述，可理解为阀门(110)的蝶阀(120)的插槽(122)会沿同轴紧固在斗轮(a4)至定子(a1)的双缸隔室(1-2)的最大蒸汽通道的插槽(72)上。

如前所述，图44表示发动机(l)所产生的热力循环的初始阶段，在这一阶段，蒸汽或其他活动流体会在高温高压锅炉或锅炉隔室(a4)内进行压缩。

对齿轮连接(r1-r2-r3)而言，会通过与定子(a1)的插槽(71-2572)和斗轮(a4)的狭缝(77)在同一直线上的管道(112-122)来推动曲柄(80)的旋转运动和飞轮(w)、阀门(110)和蝶阀(120)的惯性来形成容纳活动流体的膨胀体(h1)。所述体积(h1)最开始时的体积接近于零，可避免锅炉(a4)压力及蒸汽温度相同的情况下会导致循环效率低下的压力损耗。阀门(110)、其插槽(112-122)的持续旋转会偏离定子插槽(72-73和77)，从而无法使蒸汽进入所述隔室(1-2)。

所述定子隔室(2)中收集的蒸汽膨胀力(h1)会作用于轮毂(50)的平面(51)，通过所述体积(h1)的能量，继续完成膨胀阶段。膨胀部件(b1)的旋转部分还会通过拉链(zip-b3)确定的约束将力传递至压缩部分(b2)，而该部分则会随与转子(b1)构成一个整体的轮毂(50)的外壳内部的阀杆(620-630)一起运行，保证转子(b2)及其可变往复角度，不致测试中的发动机循环(l)形成各种体积。

如图42-43所示，由于转子(b1)由以平面(z-x)为中心的轴承(231-331)引导，而转子(b2)由以平面(z-y)为中心的轴承(214-314)驱动，因此，需要作为半圆柱头(410)和其压缩转子(b2)密封件(500)的枢轴(600)沿受阀杆(620-630)驱动的轮毂(50)的同一平面(51)滑动。

在接下来的旋转过程中，转子元件(b1,b2)和其铰链(b3)之间的往复运动会导致定子室(1-2)的内部体积变化，快速增加膨胀体积(h1)并在中间情况(h2)下运动，如图45所示。

在图45中可以看出，随着元件(b1和b2)的主动旋转，输入阀(110)会沿其轴线旋转，中断膨胀体积(h2)与锅炉(a4)中所含活动流体之间的连通。在这种情况下，转子(b1-b2)会在膨胀体积(h2)中所含蒸汽的唯一推力下继续旋转。随着膨胀体积(h2)的增加，锅炉(a4)不再送进蒸汽，体积(h2)不变，压力下降，随后，活动流体的温度会下降。

参考图46，假设当膨胀转子(b1)的光滑壁(51)接近定子(a1)的开口(5)时(此时，冷凝器的两翼位于(a5))，可达到最大有效膨胀体积(h3)。

在这种情况下，压缩转子(b2)及其密封头(500)会从最低点开始在轮毂(50)的壁面(51)上滑动上升，促使膨胀的蒸汽体积(h3)输出到冷凝器(a5)。同一转子压缩(b2)的壳体(30-40)的圆柱形端部(36-46)，会沿定子空间的壁面(1-2)爬升，这样有利于将定子(a1)的上部中空部分(1)内仍存在的废气及冷凝蒸汽的产物产生的膨胀体积导入冷凝器(a5)。但向冷凝器区域(a5)排放蒸汽废气的前一阶段的活动流体(h3)的压力和温度已相对较低。事实上，如前所述，在膨胀体积与锅炉(a4)通过进气阀(110)直接连通的初始阶段(110)后，锅炉(a4)的体积会远大于膨胀体积(h1)，此过程为恒压膨胀和恒温膨胀。膨胀体积(h2-h3)中所含流体的后续膨胀会导致体积压力和体积温度下降，理想情况下，此过程可实现绝热膨胀。

在如图46所示的情况下，蒸汽会与冷凝器(a5)的新风环境(freshenvironment)相遇，这会导致冷凝器(a5)温度进一步降低，体积减小。

膨胀阶段结束后，机构(a5)的冷凝器产生的活动流体的冷却也会得益于作为一个整体的转子(b)所产生的砌体的旋转运动和与膨胀机构(b1)的轮毂(50)连通的冷却机构(90)。通过冷凝器管道(103-104)(100)送入的制冷剂的流体控制可在壳体(a1)内保持所需的温度和压力值。

作为进气阀(110)组成部分的蝶阀阀体(120)会通过开口(122)改变自己在隔室(70a)内的角位置，随定子管道(71-72-77)一起运行，以调节活动流体进入膨胀体积(h1)的旋转角度。事实上，改变阀门(110)的中心机构(111)上的蝶阀(120)的角位置，您可以调节将进入膨胀阶段(h1)的活动流体量，随后，调节本阶段结束时的残余压力(h3)，而此时，面(51)会到达冷凝器(a5)的开口(5)(aperture)。

根据惯用技术调节该活动液体(h1)的体积，可得出膨胀端压力(h3)等于或非常类似于冷凝室(a5)压力。这样，冷凝室(a5)流出的流体会承受由膨胀端转换而产生的恒定压力，直至达到冷凝温度，因为，隔室(a5)的体积要远大于膨胀体积(h3)，因此，隔室会倾向于保持温度和压力参数恒定。在从图46的条件过渡至图47的条件的过程中，与冷凝器(a5)和转子(b1)冷却机构(90)的冷却体积接触的高压蒸汽的体积及残余温度(h3)会自然地向下推送，形成一个饱和及冷却蒸汽体积(h4)，位于定子(a1)的下隔室(2)内，而上隔室(1)则倾向于维持已吸收的高温，不会因饱和及冷却蒸汽(h4)体积而出现明显的热变化，而饱和及冷却蒸汽则会输送至同一定子(a1)的下隔室内(2)。

参考图47，在上拱顶继续(b1-b2)转子组及其拉链(b3)期间，也因为其惯性或任何情况下由于外部飞轮的惯性(w)，和在压缩转子达到其最大压缩量(h5)(如图48所示)前转子(b1)的光滑面上的相对行进，压缩转子(b2)会运行至交点区域(3)附近并会通过接触所述圆柱形下隔室(2)的椎体开始冷却流体(h4)的压缩阶段。

与体积增益(h5)达到并超过锅炉内部压力(a4)值时的交线(4)相比，图48所述压缩点(h5)会在压缩转子(b2)的旋转度数范围内达到。在此阶段之后，阀门(75)关闭，以防活动流体回流，在理论上，压缩过程会在绝热条件下进行。

与此同时，继续逆时针旋转阀体(110)，其插槽(112-122)会逐渐露出定子(a1)插槽(72和71-77)，打开锅炉(a4)的蒸汽入口，在转子(51)的表面(51)超过所述交点后(4)，蒸汽会抵达膨胀阶段(h1)的膨胀室(2)，重复上述循环。

上述描述和示例说明了本发明的构造简单性。本发明是一种旋转机构，可高速运转，因此，输出功率大，可满足某些特定用途。所述发动机(l)无爆裂和燃烧阶段，因此，我们针对定子(a1)上转子(b)的每次旋转提出了一种在膨胀阶段的冷凝及压缩期间的最少控制及最低静音、最小振动方案，且热效率最大，可满足其他特定用途。

本发明的优点是可以避免转换过程中蒸汽及金属之间的逆向换热循环，只有一个膨胀压缩室，没有针对各个阶段的液体输送管道，因此，不存在其他类似装置所存在的死区损失，可根据卡诺原理实现能够达到的最佳效率。

此外，旋转部件(b)的形状在与定子机壳(a)的内壁(1-2)接触时无明显摩擦，可将机械损失降至最低。而且，根据其他指定用途，膨胀液的推力会通过对壁(51)的有效推力直接作用于轮毂(80)的轴(50)上，其结构方案和维护基本上简单易行。

该闭环可以在最大弹性条件下(即使旋转、压力及温度参数可变，仍能保证达到所需效力及高性能的程度)借用蒸汽发动机(l)并结合蒸汽主动利用部件来实现，由于最大膨胀区(h3)和最大压缩区(h5)之间的体积差较大，经单个机构(b)运动获得的斗轮(bucket)内的冷凝液的压缩及回流的被动部件会包括定子(a)内每个节点的膨胀部件(b1)和压缩部件，这种设计可满足另一指定用途。

当然，到目前为止所描述的蒸汽发动机的结构设计仅是举例和参考内容。同一目标及功能还可通过其他类似结构方案来实现。

例如，如果您希望了解串联多个相同蒸汽发动机(l)的可能性，那么最好采用分阶段办法，以便采用比一个发动机(l)可用功率更加多重的线性功率来处理单个发动机曲柄(80)。

进气阀(110-120)和一般控制可根据已知的技术采用不同类型，但不影响本发明中所述的原理。

冷凝器可以有不同的形状及尺寸，但不得更改本发明所表达的概念。

但这些及其他类似的修改或调整必须旨在细分我们想要保护的发明的新颖性和原创性。