CN1156213A - 转轮式流体功能转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种功能转换的机械装置。它克服了现有内燃机效率低的缺陷。它是由定子外壳内装有转轮，转轮外周侧装有叶片，定子外壳上开有排气口和装有活动挡板及进气阀和进气道，定子外壳与转轮及活动挡板和叶片构成膨胀室。它具有结构简单，能量转换效率高，它适用制成内燃机、蒸汽机、水轮机及流体泵。

Description

转轮式流体功能转换装置

本发明涉及一种功能转换的机械装置，特别是一种转轮式流体功能转换装置。

目前通用的内燃机均为往复或机械，其工作原理是高温高压气体推动活塞作往复运动，再利用曲轴转变成圆周运动输出功率。这样有三大缺点：其一是由于有一个中间转换过程，增加了磨擦损失，其二是气体膨胀率受到限制，其三是工作温度高，需要冷却***，由于这几方面的原因，使得总的能量转换率非常低。

本发明的目的在于提供一种能量转换效率高的转轮式流体功能转换装置。

本发明是用如下方式完成的：在定子外壳1内装有转轮2，转轮2上的轴3伸出定子外壳1，在转轮2周侧上装有叶片5，在定子外壳1上装有活动挡扳8伸向转轮2，在定子外壳1上装有进气阀4，进气阀4内的阀芯杆6伸向转轮2，在定子外壳1上开有进气道7连通进气阀4和定子外壳1内，在定子外壳1上开有排气口10，排气口10和活动挡板8及进气阀4依次排列，由定子外壳1、活动挡板8、叶片5构成膨胀室11。在定子外壳1上装有活动挡板8是由定子外壳1上有向外的内凹槽，在凹槽内装有弹簧9和活动挡板8。定子外壳1上有一组排气口10和活动挡板8及进气阀4和一片叶片5，或者是有两组以上的排气口10和活动挡板8及进气阀4和两片以上的叶片5，相邻两叶片5之间的圆心角大于相邻两进气阀4之间的圆心角。叶片5沿转轮2转动方向的前侧是钭面。

本发明转轮式流体功能转换装置由于采用定于外壳与转轮及活动挡板和叶片构成膨胀室，当高压流体从进气阀和进气道进入膨胀室后膨胀，可推动叶片带动转轮及转轴转动，便将能量转换成机械功。它与现有内燃机相比，由于没有中间运动转换过程，其磨擦损失可以减到最少，其气体的膨胀不受限制，可以满足任何要求，而从功量转换式 $W=\frac{P2V2-P1V1}{X-1}$ $\frac{P_1}{P_2}={\left(\frac{V_2}{V_1}\right)}^x$ 令 $\frac{V2}{V1}=n$ 则有 $W=\frac{P1V1}{X-1}(\frac{1}{n^{x-1}}-1)$ 可知，气体膨胀得越充分，则能量转换率越高。它可以在较低的温度范围内工作，不需冷却***。因此整个***的能量转换率相当高。它适用于制成内燃机、蒸汽机、水轮机、也可以制成流体泵。

图1是本发明实施例的结构示意图。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示，本发明转轮式流体功能转换装置是由一个圆柱形的定子外壳1内装有转轮2，在转轮2上有转轴3，转轴3支承在定子外壳1上，转轮2外周侧上有叶片5，叶片5沿转向的前侧是圆弧钭面，在定子外壳1上开有排气口10，在定子外壳1上还有向外的内凹槽内装有弹簧9顶压活动挡板8，活动挡板8伸向转轮2，在定子外壳1上装有进气阀4和阀芯6，阀芯6的阀杆伸向转轮2，在定子外壳1上有进气通道7连通进气阀4和定子外壳1内，由定子外壳1与转轮2及活动挡板8和叶片5构成膨胀室11，本实施例如图1所示有五个排气口10和五个活动挡板8及五个进气阀4和进气道7，转轮2上有五个叶片5。当然也可以是只有一个叶片5和一个排气口10及一个活动挡板8和一个进气阀4和一个进气道7。本实施例有五个叶片和五个进气阀4，且相邻叶片4之间的圆心角α1大于相邻进气阀4之间的圆心角α2，它能保证转轮2在任何位置时都有一个进气道7连通膨胀室11。从而推动转轮2转动，能保持连续作功。如只有一个叶片5时，它只能是间断式的作功，靠转动惯性使进气道7连通膨胀室11。其工作原理是：作为内燃机时，其进气阀4连接燃烧室，如图1所示位置时有一个叶片5顶压阀芯杆6，打开进气阀4，使高温高压气体从进气道7进入膨胀室11，由于只有叶片5是可动的，故气体朝叶片5的转动方向膨胀，推动叶片5作圆周运动，叶片5则带动转轮2旋转，通过转轴3的转动输出功率。叶片5转过进气阀4后，进气阀4在高压气体的压力下关闭，再转过一定角度后膨胀后的废气从排气口10排出，再转过一定角度后，叶片5顶起活动挡板8转过后又形成一个膨胀室11，又可继续膨胀作功。这样就可不断推动转轮2转动向外输出机械功率。

本转轮式流体功能转换装置通用性较强，进入进气阀4的若换成蒸汽，则可制成蒸汽轮机用，若换成流水，则可作成水轮机用。若将叶片的斜面反过来安装，将排气口10接自然界的流体，并由另外的原动机驱动转轴作相反的转动，则可从进气阀4输出流体，可作流体泵用。

Claims (4)

1.一种转轮式流体功能转换装置，它包括定子外壳(1)，其特征是在定子外壳(1)内装有转轮(2)，转轮(2)上的轴(3)伸出定子外壳(1)，在转轮(2)周侧上装有叶片(5)，在定子外壳(1)上装有活动挡扳(8)伸向转轮(2)，在定子外壳(1)上装有进气阀(4)，进气阀(4)内的阀芯杆(6)伸向转轮(2)，在定子外壳(1)上开有进气道(7)连通进气阀(4)和定子外壳(1)内，在定子外壳(1)上开有排气口(10)，排气口(10)和活动挡板(8)及进气阀(4)依次排列，由定子外壳(1)，转轮(2)、活动挡板(8)、叶片(5)构成膨胀室(11)。

2.根据权利要求1所述转轮式流体功能转换装置，其特征在于装在定子外壳(1)上装有活动挡板(8)是由定子外壳(1)上有向外的内凹槽，在凹槽内装有弹簧9和活动挡板(8)。

3.根据权利要求1所述转轮式流体功能转换装置，其特征在于定子外壳(1)上有一组排气口(10)和活动挡板(8)及进气阀(4)和一片叶片(5)，或者是有两组以上的排气口(10)和活动挡板(8)及进气阀(4)和两片以上的叶片(5)，相邻两叶片(5)之间的圆心角大于相邻两进气阀(4)之间的圆心角

4.根据权利要求1所述转轮式流体功能转换装置，其特征在于叶片(5)沿转轮(2)转动方向的前侧是钭面。