[發(fā)明專利]一種葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310500041.2
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103527252A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋振才
• 申請（專利權(quán)）人: 宋振才
• 主分類號: F01C1/344
• 分類號: F01C1/344;F03C2/30;F04C18/344;F04C2/344
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其是可用作馬達(dá)或泵的動殼的葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

熱能是低等能量，不能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。人們普遍采用壓縮介質(zhì)(例如水和空氣)，再使壓縮后的高壓介質(zhì)吸收熱能，使容積和溫度增加或汽化，最后使高壓氣體介質(zhì)膨脹推動馬達(dá)產(chǎn)生機(jī)械能。外燃機(jī)就是這樣的一種發(fā)動機(jī)，它首先使介質(zhì)(空氣或水)通過泵進(jìn)行壓縮形成高壓介質(zhì)；然后再通過熱源加熱壓縮后的高壓介質(zhì)，使介質(zhì)的吸收能量后體積膨脹或汽化，形成具有相同氣壓更大容積和溫度的氣態(tài)介質(zhì)；最后利用高壓介質(zhì)再推動馬達(dá)產(chǎn)生機(jī)械能。

本專利所述的葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置是高壓介質(zhì)與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換裝置，即包括輸入機(jī)械能和低壓介質(zhì)，輸出高壓介質(zhì)的泵；也包括輸入高壓介質(zhì)，輸出機(jī)械能和低壓介質(zhì)的馬達(dá)。

葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置的應(yīng)用十分廣泛，可用于外燃機(jī)的泵和馬達(dá)；做泵使用時(shí)可以對某個需要的系統(tǒng)提供更高氣壓的氣源；做馬達(dá)使用時(shí)可以制作輸出機(jī)械能的氣動工具、機(jī)械，這些工具在相同的體積下可以輸出更高的扭矩、功率，而且其能量轉(zhuǎn)換的效率會有一定的提高。

采用葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置的外燃機(jī)，從其用途講，除了發(fā)電外，還廣泛的用于車船的牽引，用于野外的驅(qū)動裝置；從所用能源講，可以采用固體、液體、氣體燃料燃燒的熱能，地?zé)崮埽柲芑蛘咂渌軌蛟黾痈邏航橘|(zhì)溫度的其他能量。

目前廣泛采用煤、核能和水能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備是汽輪機(jī)和渦輪機(jī)。汽輪機(jī)采用的是沖擊原理來推動渦輪轉(zhuǎn)動的，當(dāng)功率很大性能才更能凸顯出來；要產(chǎn)生沖擊力，需要介質(zhì)具有很高的速度才能實(shí)現(xiàn)，介質(zhì)要實(shí)現(xiàn)很高的速度是需要能量的，這些能量被浪費(fèi)掉了，故汽輪機(jī)和渦輪機(jī)不可能使所有的高壓介質(zhì)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外，汽輪機(jī)和渦輪機(jī)存在體積龐大，制作成本高，小功率的設(shè)備不能使用的缺點(diǎn)。

由于存在上述缺點(diǎn)，導(dǎo)致目前利用能源的效率低、能量損失大，由此帶來能量浪費(fèi)大，環(huán)境污染等各類問題；導(dǎo)致中小型發(fā)動機(jī)不能采用固體燃料。降低能源浪費(fèi)，提高能源的轉(zhuǎn)化效率一直是全社會、全世界的重點(diǎn)研究課題。隨著全社會對發(fā)動機(jī)節(jié)能性能的要求越來越高，如果有更高效率的發(fā)動機(jī)，現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)由于能耗較高逐漸要被淘汰。假設(shè)效率提高一倍，就相當(dāng)于采用現(xiàn)在一半的能量可以驅(qū)動現(xiàn)有的所有機(jī)械。因此，提供一種能夠提高能量利用率、節(jié)能環(huán)保的發(fā)動機(jī)是目前亟待解決的問題，具有極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置即可用作泵也可用作馬達(dá)。泵的作用是輸入機(jī)械能和低壓介質(zhì)，通過機(jī)械能將吸入的介質(zhì)在泵內(nèi)壓縮，輸出高壓介質(zhì)；馬達(dá)的作用是將氣態(tài)的高壓介質(zhì)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，是通過氣態(tài)的高壓介質(zhì)在馬達(dá)中的容腔中膨脹做功，來實(shí)現(xiàn)輸入高壓介質(zhì)，輸出機(jī)械能的目的。具體結(jié)構(gòu)是通過“轉(zhuǎn)殼”外加軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)置，通過轉(zhuǎn)子與葉片特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子、葉片和轉(zhuǎn)殼之間的幾乎相同角速度轉(zhuǎn)動。一方面，滾動摩擦代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品中的滑動摩擦，降低了摩擦損失；另一方面，由于葉片與轉(zhuǎn)殼間滑動量小，可以加大接觸力，再通過“葉片”和“轉(zhuǎn)殼”的配合，可以實(shí)現(xiàn)較好的密封效果。為了便于吸氣和排氣，本發(fā)明的外殼直接接觸容腔進(jìn)氣和排氣。

一種葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置，包括外殼、轉(zhuǎn)子、多個葉片、介質(zhì)進(jìn)口和出口，轉(zhuǎn)子與外殼通過轉(zhuǎn)軸支撐件轉(zhuǎn)動連接，其特征在于：

還包括轉(zhuǎn)殼、轉(zhuǎn)殼與外殼通過轉(zhuǎn)動支撐件轉(zhuǎn)動連接；

轉(zhuǎn)子側(cè)面圓周形成凹槽用于安裝葉片，轉(zhuǎn)子沿圓周方向具有多個葉片，且單個葉片沿轉(zhuǎn)子徑向設(shè)置；

轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸支撐件的回轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)動支撐件和轉(zhuǎn)殼的回轉(zhuǎn)中心相互偏心設(shè)置；

相鄰兩個葉片、所述轉(zhuǎn)子凹槽的底和側(cè)壁、以及轉(zhuǎn)殼和外殼的內(nèi)表面構(gòu)成容腔，從而使得整個葉片式能量轉(zhuǎn)換裝置具有多個容腔；

介質(zhì)的進(jìn)口和出口位于外殼。

更進(jìn)一步，轉(zhuǎn)殼分成兩部分，分別安裝在外殼左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)動支撐件上，其內(nèi)圓表面與外殼的內(nèi)圓表面一起形成容腔的一個表面。

更進(jìn)一步，轉(zhuǎn)殼與外殼的接觸面形成油膜接觸和密封。

更進(jìn)一步，通過向位于轉(zhuǎn)子中心的油池加入適當(dāng)壓力的潤滑油，使容腔在高壓下仍能保證葉片與轉(zhuǎn)殼壓合。

更進(jìn)一步，葉片外側(cè)具有凹形開口，轉(zhuǎn)殼部分置于上述凹形開口中。

更進(jìn)一步，轉(zhuǎn)殼設(shè)置在轉(zhuǎn)子的凹槽內(nèi)并與之相配合。

更進(jìn)一步，轉(zhuǎn)殼、轉(zhuǎn)子、葉片、外殼之間接觸的部位采用氣密性接觸。

更進(jìn)一步，外殼上加工油孔，注入油或液體對容腔中的各部件進(jìn)行密封和潤滑。

更進(jìn)一步，轉(zhuǎn)子由兩個部分連接構(gòu)成或一體成型。