[發(fā)明專(zhuān)利]新型凸輪式蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710965934.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107476828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封海濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 封海濤
• 主分類(lèi)號(hào): F01C1/00
• 分類(lèi)號(hào): F01C1/00;F01C21/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新式蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，具體為新型凸輪式蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力輸出裝置，應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)由活塞在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力輸出。這種結(jié)構(gòu)的缺陷是運(yùn)行時(shí)活塞和氣缸產(chǎn)生較強(qiáng)的摩擦，活塞在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)死點(diǎn)，損耗了大部分能量，制約了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。其次，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)一般噪聲較大，對(duì)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(dòng)機(jī)，運(yùn)行需要的氣壓很高，發(fā)電系統(tǒng)危險(xiǎn)系數(shù)高，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)效率低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)式的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以降低活塞與氣缸的摩擦系數(shù)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

新型凸輪式蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，主體包括氣缸、高壓進(jìn)氣裝置，所述氣缸為圓盤(pán)形缸體，其內(nèi)安裝內(nèi)凸輪和阻隔單元，內(nèi)凸輪的基圓圓心處安裝輸出軸，通過(guò)輸出軸固定在氣缸內(nèi)，氣缸壁設(shè)置有一通孔，阻隔單元從通孔安裝入氣缸中，可經(jīng)通孔伸縮。在氣缸外的輸出軸上安裝有外凸輪，與內(nèi)凸輪高度相同，同步運(yùn)行。所述阻隔單元末端與同步連接桿固定連接，同步連接桿的另一端端面與外凸輪外緣接觸，同步連接桿與阻隔單元相連形成同步運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。所述阻隔單元前端與內(nèi)凸輪外緣緊密接觸，形成密封面，所述內(nèi)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)，內(nèi)凸輪和阻隔單元組合將氣缸分割成密閉的左右兩個(gè)氣缸室；氣缸上設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，對(duì)立設(shè)置在安裝阻隔單元的滑槽兩側(cè)，進(jìn)氣口與出氣口各在一個(gè)氣缸室上。

所述內(nèi)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。內(nèi)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，保證內(nèi)凸輪可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

所述內(nèi)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。保證內(nèi)凸輪與滾輪接觸面的密封性，同時(shí)減小摩擦，降低能量損耗。

阻隔單元游離端與內(nèi)凸輪的外緣相接觸，同步連接桿的游離端與外凸輪的外緣相接觸。通過(guò)內(nèi)外凸輪運(yùn)動(dòng)的弧度變化，在內(nèi)、外凸輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，阻隔單元與連接桿形成同步運(yùn)動(dòng)，并始終保持阻隔單元與內(nèi)凸輪緊密接觸，形成密封。

連接桿與阻隔單元相連形成同步運(yùn)動(dòng)的整體結(jié)構(gòu)的從動(dòng)件，從動(dòng)件與內(nèi)凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。內(nèi)外凸輪同步運(yùn)動(dòng)使從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于內(nèi)外凸輪輪廓曲線。

同步連接桿由相接觸點(diǎn)的外凸輪的外緣旋轉(zhuǎn)軌跡帶動(dòng)進(jìn)行上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制相連的阻隔單元在氣缸中伸縮。外凸輪與內(nèi)凸輪的旋轉(zhuǎn)是同步的，隨著內(nèi)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)， 阻隔單元同步伸縮，并保持始終與內(nèi)凸輪外緣相接觸，分割氣缸成兩部分，阻隔氣體從內(nèi)凸輪和阻隔單元之前通過(guò)。

所述阻隔單元前端安裝有滾輪與內(nèi)凸輪接觸。內(nèi)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(duì)氣流的密封性更好，又能減小接觸摩擦。

高壓氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)一端被內(nèi)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)壁相鄰的內(nèi)凸輪凸起部位，推動(dòng)內(nèi)凸輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輸出軸輸出做功，氣流運(yùn)轉(zhuǎn)一周最后從出氣口排出。

該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，配合高壓進(jìn)去裝置、以及常用的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)外設(shè)鍋爐、管道等配置，即可構(gòu)成蒸汽動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。氣缸內(nèi)分割成兩個(gè)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(yùn)行，使高壓氣流往一個(gè)方向推動(dòng)內(nèi)凸輪旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)凸輪旋轉(zhuǎn)做功替代活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)效率。另外該結(jié)構(gòu)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)、運(yùn)行所需的氣壓壓強(qiáng)不高，大大低于現(xiàn)有蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)所需的壓強(qiáng)，因此其構(gòu)成的系統(tǒng)壓強(qiáng)更低，安全性更高，能量轉(zhuǎn)換率更高。

附圖說(shuō)明

圖1為氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為氣缸外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為氣缸側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為氣缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標(biāo)記， 1氣缸，2內(nèi)凸輪，3輸出軸，5通孔，6阻隔單元，7齒輪滑槽，8外凸輪，9同步連接桿，51進(jìn)氣口，52出氣口，62滾輪。

具體實(shí)施方式

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