CN111322154A - 一种转塞式能量转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转塞式能量转换器，包括依次连通的燃烧室、过渡室和转塞室所述燃烧室与过渡室之间设置有用于控制通断的旋转阀门，所述过渡室与转塞室之间设置有用于控制通断的转塞门，所述燃烧室内设置有进气进油嘴和点火装置，所述转塞室内设置有沿其中心转动的转塞，转塞与中心转子固定连接，所述转塞室的外壁设置有排气孔，所述中心转子与旋转阀门传动连接并同步运转该转换器👉是气体推动转塞，以旋转方式做功，可以实现长时间做功，节约能源，多个做功转塞之间完美结合，同步运转。

Description

一种转塞式能量转换器
技术领域
本发明涉及机械装置及能量转换领域，尤其涉及一种转塞式能量转换器。
背景技术
现在的发动机大多有活塞和曲轴结构，活塞是直线往复运动的，曲轴是旋转的，机器运转时，活塞对曲轴冲击明显，既磨损机件，又浪费能量，虽然现在针对此问题在结构设计上做了改进，使问题得到减轻，但本质上的问题还存在。活塞做往复直线运动，因为活塞有惯性，它就需要不断的有能量克服这个惯性做功，虽然现在活塞用的是轻质材料，使这种影响可以减小一些，但根本问题还存在。为了使机器平稳运转，第一要有一个飞轮，第二则需要多缸发动机一起运转，相互抵消一些震动，但要使各缸同步，又是技术难题，虽然已经解决，但技术要求高，易出问题。普通四冲程发动机由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成，完成一个工作循环，活塞在气缸内需要往返四个行程（即曲轴转两转），只有四分之一的时间是作功的，其余时间气缸不做功，造成机器的一种浪费。
固体内燃机，比如煤，如果是活塞曲轴式的，煤尘容易积在气缸里，不易清除，内燃机使用一段时间就需要清理，否则会引起故障。
发明内容
本发明公开一种转塞式能量转换器，该转换器👉是气体推动转塞，以旋转方式做功，可以实现长时间做功，节约能源，多个做功转塞之间完美结合，同步运转，没有技术难题。该转换器可以使用在蒸汽机或内燃机中，在蒸汽机或内燃机内实现能量转化，并可满足固、液、气各种介质内燃机的需要。下面以燃油内燃机为例进行介绍。
一种转塞式能量转换器， 👈包括依次连通的燃烧室、过渡室和转塞室所述燃烧室与过渡室之间设置有用于控制通断的旋转阀门，所述过渡室与转塞室之间设置有用于控制通断的转塞门，所述燃烧室内设置有进气进油嘴和点火装置，所述转塞室内设置有沿其中心转动的转塞，转塞与中心转子固定连接，所述转塞室的外壁设置有排气孔，所述中心转子与旋转阀门传动连接并同步运转。
优选的，所述转塞室设置有机体喷油嘴。
一种转塞式能量转换器，包括依次连通的燃烧室、过渡室和转塞室，所述燃烧室与过渡室之间设置有用于控制通断的旋转阀门，所述过渡室与转塞室之间设置有用于控制通断的转塞门，所述燃烧室内设置有进气进油嘴，所述转塞室内设置有转塞，所述转塞室的外壁设置有排气孔，所述转塞与旋转阀门传动连接，所述转塞室设置有点火装置。
优选的，所述转塞将转塞室隔离为相互独立的两个空间。
优选的，所述旋转阀门的横截面为圆形，所述圆形截面上设置有用于间断性连通相邻腔室的缺口。
优选的，所述过渡室和转塞室均为多级相互独立的腔室，每级转塞室连通一级过渡室，每级过渡室与相对应的转塞室之间均设置有转塞门，每级转塞室内均设置有一个转塞。
优选的，多个转塞共同与中心转子连接，多个转塞沿中心转子的轴线依次设置，多个转塞沿中心转子的周向均匀分布。
优选的，每级过渡室和燃烧室之间均设置有旋转阀门，多个旋转阀门共同连接有被动轴，多个旋转阀们沿被动轴的轴线依次设置，多个旋转阀门沿被动轴的周向均匀分布。
优选的，所述驱动轴与中心转子之间通过相互啮合的齿轮传动。
本发明的有益效果：
（1）本发明在转塞室外增加间断性连通的燃烧室，不用间断性点火，能量、压力相对稳定。
（2）通过转塞与转塞门的配合，可以延长一个周期内的做功时间，节省驱动力，节约能源。
（3）多级腔室同时工作，实现动力平稳，无冲击。
（4）对于固体燃料内燃机的使用，转塞就像扫把，不断在清扫，使煤尘扫出，可以一直做功。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工作状体一；
图2为本发明工作状态二；
图3为本发明工作状态三；
图4为本发明工作状态四；
图5为图4中的剖视图；
图中：1、进气进油嘴，2、点火装置，3、燃烧室，4、过渡室，5、转塞，6、转塞室，7、中心转子，8、机体喷油嘴，9、被动齿轮，10、主动齿轮，11、旋转阀门，12、转塞门，13、排气孔，14、被动轴。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本发明公开一种如图1-5所示的转塞式能量转换器，通过该装置，可以将热能转化成机械能或动能，为机械设备提供驱动力。它可以用在蒸汽机或内燃机中，为蒸汽机或内燃机实现能量转化作用。并可以实现固、液、气各种内燃机的需要。下面以燃油内燃机为例讲解，（这段话属于功能性描述，没有实际结构方案，不适合放在前面，放在这个位置刚好。）该装置包括依次连通的燃烧室3、过渡室4和转塞室，过渡室和转塞室分为多级，每级过渡室连通一级相应的转塞室，所有过渡室共同与燃烧室连通。每级过渡室与燃烧室之间均设置一个旋转阀门11，多级旋转阀门共同与被动轴14连接，并且相邻旋转阀门之间的间隔角度相同，即如果过渡室为三级，相邻旋转阀门的角度为120°，如果过渡室为四级，相邻旋转阀门的角度为90°。通过被动轴带动旋转阀门转动，实现燃烧室与过渡室之间的通断。每级过渡室与相对应的转塞室之间设置一个转塞门12，该转塞门通过转塞5的推动实现过渡室与转塞室之间的通断。多级转塞门之间的运动是相互独立的。
燃烧室内设置有进气进油嘴1和点火装置2，转塞室侧壁设置排气孔，转塞室内部设置有中心转子7，中心转子上沿轴线依次呈螺旋状安装多个转塞5，每个转塞室内设置一个转塞，通旋转阀门的设置方式一样，相邻转塞室之间的间隔角度相同。转塞将转塞室隔离为相对独立的两部分，中心转子7的顶端设置主动齿轮10，被动轴14的顶端设置被动齿轮9，通过两齿轮啮合传动，实现转塞转动的同时旋转阀门也在转动。
本发明的工作过程如下：
油泵及气泵通过进气进油嘴1将燃油和空气输送到燃烧室，并在燃烧室内通过点火装置2点燃，产生动力气体。以第一级过渡室与转塞室状态为例，如图1所示，转塞处于A点位置，此时旋转阀门11的缺口处将燃烧室与过渡室连通，动力气体将转塞门12推开，推动转塞5顺时针旋转做功，此时机体喷油嘴8是关闭的。如图2所示，转塞5转动到B点，通过中心转子7、齿轮传动、被动轴14一系列传动后，旋转阀门11转动到将燃烧室3与过渡室4隔断的状态，燃烧室内气体供向下一级过渡室及转塞室，机体喷油嘴8打开，向转塞室6供燃油，燃油与转塞室内的动力气体混合点燃，推动转塞5继续转动，转塞前侧的气体通过排气孔13排出。如图3所示，转塞5转动到C点位置时，由于是多个转塞通知参与做功，在其他级的动力气体推动下，中心转子会继续转动，进而中心转子带动转塞5继续转动，转塞5推动转塞门11转动，转塞门将过渡室4与转塞室6隔断。如图4所示，当转塞5转动到A点时，刚好旋转阀门11的缺口又一次转动到将燃烧室与过渡室连通的状态，燃烧室内的动力气体再一次将转塞门12推开，进而推动转塞5继续旋转做功，此时进机体喷油嘴8是关闭的。如此往复。
实施例二
在该实施例中，燃烧室内只有进气进油嘴1，没有点火装置2，转塞室内安装点火装置2，燃油和空气在转塞室内点火，其余结构与实施例一均相同。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种转塞式能量转换器， 其特征在于，包括依次连通的燃烧室、过渡室和转塞室所述燃烧室与过渡室之间设置有用于控制通断的旋转阀门，所述过渡室与转塞室之间设置有用于控制通断的转塞门，所述燃烧室内设置有进气进油嘴和点火装置，所述转塞室内设置有沿其中心转动的转塞，转塞与中心转子固定连接，所述转塞室的外壁设置有排气孔，所述中心转子与旋转阀门传动连接并同步运转。
2.根据权利要求1所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，所述转塞室设置有机体喷油嘴。
3.一种转塞式能量转换器，其特征在于，包括依次连通的燃烧室、过渡室和转塞室，所述燃烧室与过渡室之间设置有用于控制通断的旋转阀门，所述过渡室与转塞室之间设置有用于控制通断的转塞门，所述转塞室设置有点火装置，所述转塞室内设置有沿其中心转动的转塞，转塞与中心转子固定连接，所述转塞室的外壁设置有排气孔，所述转塞与旋转阀门传动连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，所述转塞将转塞室隔离为相互独立的两个空间。
5.根据权利要求2或3所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，所述旋转阀门的横截面为圆形，所述圆形截面上设置有用于间断性连通相邻腔室的缺口。
6.根据权利要求5所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，所述过渡室和转塞室均为多级相互独立的腔室，每级转塞室连通一级过渡室，每级过渡室与相对应的转塞室之间均设置有转塞门，每级转塞室内均设置有一个转塞。
7.根据权利要求6所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，多个转塞共同与中心转子连接，多个转塞沿中心转子的轴线依次设置，多个转塞沿中心转子的周向均匀分布。
8.根据权利要求6所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，每级过渡室和燃烧室之间均设置有旋转阀门，多个旋转阀门共同连接有被动轴，多个旋转阀们沿被动轴的轴线依次设置，多个旋转阀门沿被动轴的周向均匀分布。
9.根据权利要求8所述的一种转塞式能量转换器， 其特征在于，所述驱动轴与中心转子之间通过相互啮合的齿轮传动。
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