[發明專利]一種動力轉換裝置

有效

• 申請號: 201110386575.8
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102434213A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 許平
• 申請（專利權）人: 許平
• 主分類號: F01B29/08
• 分類號: F01B29/08
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種動力轉換機械裝置，可以將流體的壓力和機械的旋轉力高效互相轉換，屬于能夠進行動力轉換的機械領域。

背景技術

動力轉換機械裝置按照用途劃分為發動機和推進器(泵)兩大類；按照構造劃分主要有渦輪(螺旋槳)和往復活塞汽缸兩種形式，這兩種不同構造的動力轉換裝置都能夠用于制造發動機和推進器(泵)。例如：往復活塞汽缸既用于制造內燃發動機，也用于制造活塞泵；渦輪(螺旋槳)既用于制造風力和水力發動機，也用于制造推進器和泵。

上述動力轉換裝置的原理和技術在當代社會已經公開普及，依據上述原理制造的機械設備在日常的生產和生活中也廣泛應用，例如船舶推進器、氣體壓縮機、內燃機、汽輪機、水輪機等。渦輪主要由外殼、轉子和葉片組成，優點是構造簡單，制造大功率機械的成本較低，缺點是動力轉化比較低。往復活塞汽缸裝置主要由曲軸、活塞、汽缸組成，優點是動力轉化比相對較高，但是結構復雜，部件的加工精度要求高，大型設備的制造成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種動力轉換裝置，綜合了往復活塞汽缸和渦輪兩種機械裝置在構造上的各自特點，既有渦輪的兩端開放的桶裝殼體使流體快速通過，又有往復活塞汽缸和曲軸使動能的轉化比得以提高，而且在采用模塊化以后實現設備大型化曲軸小型化，降低設備制造難度和制造成本。

本發明的目的是由以下方式實現的：

本發明的動力轉換裝置包括殼體、活塞組、曲軸機構，其中：殼體為兩端開放的矩形筒狀結構，殼體的兩個相對的內壁為工作面，另外兩個相對的內壁為滑動面；活塞組至少由四個獨立的活塞構成，每個活塞均有兩個工作面、兩個滑動面和兩個組合面，活塞的兩個工作面分別與殼體的兩個工作面相對，兩個滑動面與殼體的兩個滑動面接觸，活塞之間以組合面相鄰并列排列構成活塞組，活塞組在殼體內沿殼體軸向排列；每個活塞設有一個獨立的等長度的活塞桿，活塞組中所有活塞的活塞桿均設在活塞相同一側的工作面上，活塞桿穿過殼體工作面上預設的孔延伸至殼體外；曲軸機構設在殼體外部，曲軸機構由曲軸、曲柄構成，曲軸上的曲拐數量與活塞組中活塞數量相等，每個曲拐上有一個曲柄，每個曲柄均與對應的活塞桿相連接，相鄰曲拐間的相位角＝曲軸總扭曲度÷n，曲軸總扭曲度≥360°，n為曲拐數。

所述殼體的工作面與活塞工作面是平面，或是殼體的工作面有凸起；

所述活塞為矩形或H形的柱狀結構；

當殼體的內壁具有凸起時，在活塞的對應面上設有與凸起相配合的凹槽；

所述活塞組是圍繞殼體的中軸線以正弦曲線的形態排列和運行；

所述活塞組中的活塞的工作面是等面積的，或是從左到右按縮放形式漸變的；

所述殼體可以是獨立的殼體，也可以是其他設備的一部分；

所述的殼體和活塞組構成一個獨立的設備工作單元，兩個或兩個以上的工作單元能夠并列組合，組合方式是：相鄰殼體內相對應的活塞之間通過等長度的連桿串接，這種并行的設備工作單元可以共用同一個曲軸機構。

本發明的動力轉換裝置能夠作為推進器或發動機使用。

本發明的優點是：結合了往復活塞汽缸和渦輪兩種機械裝置的優點，具有構造簡單、制造工藝簡單，動力轉化比高的特點，而且可以通過模塊化組合實現設備的大型化。

附圖說明

圖1是本發明的基本構造示意圖，這種工作單元對應的曲軸總扭曲度為360°；

圖2是本發明所述的矩形柱狀活塞的結構示意圖；

圖3是本發明所述的H形柱狀活塞的結構示意圖；

圖4是活塞組中的活塞的工作面從左到右以縮放形式漸變的工作單元示意圖，這種工作單元對應的曲軸總扭曲度應大于540°；

圖5至圖13是由4個活塞構成的工作單元在曲軸旋轉一周時，活塞組中各個活塞從起始位置往復運行并回到起始位置的一個工作循環的狀態圖，圖中的殼體工作面上設有凸起、活塞的工作面上設有凹槽，外殼兩個工作面上的凸起錯位間隔排列，活塞工作面上的凹槽位于兩個工作面斜線相對的兩角處，凸起與凹槽相配合工作，圖中指示了活塞的凹槽與殼體工作面的凸起相配合的狀態；

圖14是兩個以上的工作單元并列組合后與一個曲軸構成大型裝置的結構示意圖。

圖中：1.殼體，11.殼體殼體上的凸起，2.活塞組，2a～2l.活塞組中的活塞，21.活塞上與殼體上的凸起對應的凹槽，3.活塞桿，4.曲柄，5.曲軸，6.連桿。

具體實施方式