[發(fā)明專利]凸輪式蒸汽發(fā)動機

在審

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• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107489458A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 封海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 封海濤
• 主分類號: F01C1/356
• 分類號: F01C1/356;F01C21/18;F01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新式蒸汽動力發(fā)動機，具體為凸輪式蒸汽發(fā)動機。

背景技術(shù)

發(fā)動機作為動力輸出裝置，應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的發(fā)動機由活塞在氣缸中做往復(fù)運動產(chǎn)生動力輸出。這種結(jié)構(gòu)的缺陷是運行時活塞和氣缸產(chǎn)生較強的摩擦，活塞在運行時出現(xiàn)死點，損耗了大部分能量，制約了發(fā)動機的效率。其次，現(xiàn)有的發(fā)動機一般噪聲較大，對環(huán)境影響很大。在火力發(fā)電廠采用熱力發(fā)電，采用的蒸汽發(fā)動機，運行需要的氣壓很高，發(fā)電系統(tǒng)危險系數(shù)高，活塞式發(fā)動機由于摩擦損耗大量能量，使得火力發(fā)電轉(zhuǎn)化率不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有結(jié)構(gòu)發(fā)動機效率低的問題，設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)式的發(fā)動機，可以降低活塞與氣缸的摩擦系數(shù)，提高發(fā)動機效率。

凸輪式蒸汽發(fā)動機，發(fā)動機主體包括氣缸、高壓進氣裝置，所述氣缸為圓盤形缸體，其內(nèi)安裝凸輪和阻隔單元，凸輪的基圓圓心處安裝輸出軸，通過輸出軸固定在氣缸內(nèi)，氣缸壁設(shè)置有一段滑槽，阻隔單元末端安裝在滑槽內(nèi)，尾部連接彈簧裝置與滑槽底部固定；所述阻隔單元前端與凸輪外緣緊密接觸。所述凸輪的凸起部分與氣缸內(nèi)壁相緊鄰，但又不相互接觸摩擦，形成密封狀態(tài)。氣缸上設(shè)置進氣口和出氣口，對立設(shè)置在安裝阻隔單元的滑槽兩側(cè)，凸輪和阻隔單元組合將氣缸分割成密閉的左右兩個氣缸室，進氣口與出氣口各在一個氣缸室上。

所述凸輪與氣缸內(nèi)壁相鄰端面為弧形，與氣缸內(nèi)壁弧度一致。凸輪與氣缸內(nèi)壁相鄰處縫隙極小，可密封住氣體，又不產(chǎn)生摩擦，保證凸輪可旋轉(zhuǎn)運動。

所述凸輪的外緣為光滑弧面，與其接觸的阻隔單元端面也為光滑弧面。保證凸輪與滾輪接觸面的密封性，同時減小摩擦，降低能量損耗。

阻隔單元通過凸輪的擠壓和彈簧裝置的回彈在氣缸內(nèi)伸縮，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動， 阻隔單元始終與凸輪外緣相接觸，分割氣缸成兩部分，阻隔氣體從凸輪和阻隔單元之前通過。

所述阻隔單元前端安裝有滾輪與凸輪接觸。凸輪的外緣和與其接觸的滾輪設(shè)置有相互嚙合的齒。相嚙合的齒構(gòu)成迷宮式阻隔，對氣流的密封性更好，又能減小接觸摩擦。

高壓氣流從進氣口進入氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)一端被凸輪和阻隔形成密封區(qū)域，氣流從另一端沖擊與氣缸內(nèi)壁相鄰的凸輪凸起部位，推動凸輪旋轉(zhuǎn)，帶動輸出軸輸出做功，氣流運轉(zhuǎn)一周最后從出氣口排出。

該發(fā)動機結(jié)構(gòu)，配合高壓進去裝置、以及常用的蒸汽發(fā)動機外設(shè)鍋爐、管道等配置，即可構(gòu)成蒸汽動力發(fā)動機。氣缸內(nèi)分割成兩個缸室，形成壓差，因此灌入高壓氣流后形成同一方向的氣流運行，使高壓氣流往一個方向推動凸輪旋轉(zhuǎn)，將凸輪旋轉(zhuǎn)做功替代活塞往復(fù)運動做功，可以大大減少因活塞與氣缸之間往復(fù)摩擦造成的能量損耗，提高發(fā)動機效率。另外該結(jié)構(gòu)蒸汽發(fā)動機，啟動、運行所需的氣壓壓強不高，大大低于現(xiàn)有蒸汽發(fā)動機所需的壓強，因此其構(gòu)成的系統(tǒng)壓強更低，安全性更高，能量轉(zhuǎn)換率更高。

附圖說明

圖1為實施例1氣缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例2氣缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例2氣缸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標記， 1氣缸，2凸輪，3輸出軸，5滑槽，6阻隔單元，7齒輪滑槽，51進氣口，52出氣口，61彈簧裝置，62滾輪。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1：凸輪式蒸汽發(fā)動機，其主體為氣缸1， 如圖1所示，氣缸1為圓盤形缸體，其內(nèi)安裝凸輪2和阻隔單元6，凸輪2的基圓圓心處安裝輸出軸3，通過輸出軸固定在氣缸1內(nèi)，氣缸1壁設(shè)置有一段滑槽5，阻隔單元6末端安裝在滑槽5內(nèi)，尾部連接彈簧裝置61與滑槽底部固定。阻隔單元6前端與凸輪2外緣緊密接觸。阻隔單元6通過凸輪2的旋轉(zhuǎn)擠壓和彈簧裝置的回彈在氣缸1內(nèi)伸縮。

凸輪2可做成不同的形狀，其凸起部分與氣缸內(nèi)壁相緊鄰，但又不相互接觸摩擦，形成密封狀態(tài)。氣缸1上設(shè)置進氣口51和出氣口52，對立設(shè)置在安裝阻隔單元6的滑槽5兩側(cè)，凸輪2和阻隔單元6組合將氣缸分割成密閉的左右兩個氣缸室，進氣口51與出氣口52各在一個氣缸室上。

凸輪2與氣缸內(nèi)壁相鄰端面為弧形，與氣缸內(nèi)壁弧度一致，相鄰處縫隙極小，可密封住氣體，又不產(chǎn)生摩擦，保證凸輪可旋轉(zhuǎn)運動。

凸輪2的外緣和與其接觸的阻隔單元6表面均為光滑弧面，緊密接觸構(gòu)成密封面，光滑表面又能減小旋轉(zhuǎn)時的摩擦損耗。

阻隔單元6通過凸輪2的擠壓和彈簧裝置的回彈在氣缸1內(nèi)伸縮，因此凸輪2旋轉(zhuǎn)時，阻隔單元6不左右移動，但頂部始終與凸輪2相接觸，構(gòu)成密封面。