[發明專利]基于流體容積變化的能量轉換裝置及轉子發動機

在審

• 申請號: 201910714096.0
• 申請日: 2019-08-03
• 公開（公告）號: CN110307082A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 李松
• 申請（專利權）人: 李松
• 主分類號: F02B53/00
• 分類號: F02B53/00;F02B55/02;F02B55/08;F02B53/02;F02B53/04;F02M61/14;F02B53/12;F01C1/113;F03B5/00;F03C2/08;F04C2/113;F04C18/113;F04C25/02
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1.一種基于流體容積變化的能量轉換裝置，包括定子（1）和位于定子內腔中的轉子（6），轉子通過轉子軸（7）可旋轉地支撐在定子的兩端，其特征在于：所述轉子為圓柱體形，其在定子內腔中與定子內腔同軸線轉動配合，在與轉子轉動配合的定子的圓柱形內腔壁上，沿周向開設有凹槽（9），使定子與轉子之間形成密閉工作腔（12），該工作腔橫截面的內輪廓線為以轉子軸心為圓心、轉子半徑為半徑的圓，該工作腔橫截面的外輪廓線是由第一圓弧線（33）、第二圓弧線（18）、第三圓弧線（21）、第四圓弧線（24）、第五圓弧線（27）、第六圓弧線（30）、第一曲線（16）、第二曲線（17）、第三曲線（19）、第四曲線（20）、第五曲線（22）、第六曲線（23）、第七曲線（25）、第八曲線（26）、第九曲線（28）、第十曲線（29）、第十一曲線（31）和第十二曲線（32）連接而成的閉合線；在轉子圓柱面上沿軸向開設有六個腔槽（13），六個腔槽在轉子周向上均勻布置，腔槽橫截面的輪廓線為圓弧線，腔槽的兩端面分別與所述凹槽的兩側面齊平，腔槽內設置有行星輥（8），行星輥通過輥軸（2）可旋轉地支撐在轉子的兩端，且行星輥與腔槽同軸線，行星輥橫截面的輪廓線是由第七圓弧線（45）、第八圓弧線（35）、第九圓弧線（37）、第十圓弧線（39）、第十一圓弧線（41）、第十二圓弧線（43）、第十三曲線（34）、第十四曲線（36）、第十五曲線（38）、第十六曲線（40）、第十七曲線（42）和第十八曲線（44）連接而成的閉合線，是關于行星輥橫截面中心點成中心對稱的圖形，也是以該中心點為旋轉對稱中心、旋轉角為60°的旋轉對稱圖形，在以該中心點為原點的平面直角坐標系中，第十三曲線與第十六曲線、第十四曲線與第十五曲線、以及第十七曲線與第十八曲線分別相對于橫坐標軸對稱，第十四曲線與第十八曲線、以及第十五曲線與第十七曲線分別相對于縱坐標軸對稱，第十三曲線的方程式為：

x²+( R₂-y)²- R₁²=0，其中，-a≤x≤a，（R₂- R₁）≤y≤b；

第七圓弧線與第八圓弧線、第九圓弧線與第十二圓弧線、以及第十圓弧線與第十一圓弧線分別相對于縱坐標軸對稱，第七圓弧線與第十一圓弧線、以及第八圓弧線與第十圓弧線分別相對于橫坐標軸對稱，第七、第八、第九、第十、第十一、第十二圓弧線的半徑與所述腔槽橫截面輪廓線的半徑一致，為R₃- R₁；

所述工作腔橫截面的外輪廓線中，第一圓弧線連接在第一曲線與第十二曲線之間，第二圓弧線連接在第二曲線與第三曲線之間，第三圓弧線連接在第四曲線與第五曲線之間，第四圓弧線連接在第六曲線與第七曲線之間，第五圓弧線連接在第八曲線與第九曲線之間，第六圓弧線連接在第十曲線與第十一曲線之間，第一曲線與第二曲線連接，第三曲線與第四曲線連接，第五曲線與第六曲線連接，第七曲線與第八曲線連接，第九曲線與第十曲線連接，第十一曲線與第十二曲線連接，第一、第二、第三、第四、第五、第六圓弧線是以轉子軸心為圓心、轉子半徑為半徑的的圓弧線，工作腔橫截面的外輪廓線是關于轉子橫截面中心點成中心對稱的圖形，也是以該中心點為旋轉對稱中心、旋轉角為60°的旋轉對稱圖形，在以該中心點為原點的平面直角坐標系中，第一圓弧線與第二圓弧線、第三圓弧線與第六圓弧線、第四圓弧線與第五圓弧線分別相對于縱坐標軸對稱，第一圓弧線與第五圓弧線、第二圓弧線與第四圓弧線分別相對于橫坐標軸對稱，第一曲線與第八曲線、第二曲線與第七曲線、第三曲線與第六曲線、第四曲線與第五曲線、第九曲線與第十二曲線、第十曲線與第十一曲線分別相對于橫坐標軸對稱，第一曲線與第二曲線、第三與第十二曲線、第四曲線與第十一曲線、第五曲線與第十曲線、第六曲線與第九曲線、第七曲線與第八曲線分別相對于縱坐標軸對稱， 第一曲線的方程式為：

（x-a）²+（y-b）²- R₁²=0，其中，0≤x≤a·R₃/（R₃- R₁），b·R₃/（R₃- R₁）≤y≤（R₁+b）；

第二曲線的方程式為：

（x+a）²+（y-b）²- R₁²=0，其中，- a·R₃/（R₃- R₁）≤x≤0，b·R₃/（R₃- R₁）≤y≤（R₁+b）；

上述各式中，a=R₁·(1-(( R₂²+2·R₁·R₃- R₃²)/(2· R₁·R₂))²)^1/2，

b=( R₂²-2·R₁·R₃+R₃²)/(2·R₂)；

其中R₁為行星輥軸線與轉子軸線之間的距離，R₂為轉子的半徑，R₃為工作腔橫截面外輪廓線中第一、第二、第三、第四、第五、第六圓弧線的半徑；

所述行星輥在腔槽內與腔槽轉動配合，行星輥的兩端面與腔槽的兩端面及所述凹槽的兩側面貼合；

在轉子（6）端面側設置有行星輥同步控制機構，當轉子旋轉時，在行星輥同步控制機構作用下，六只行星輥（8）相對于定子（1）只作沒有自轉的圓周平移運動；

在定子（1）上開設有與所述工作腔相通的六個流體進口（11）和六個流體出口（10）：六個流體進口在定子內壁上的貫通口分別位于第一曲線（16）與第二曲線（17）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第一曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第三曲線（19）與第四曲線（20）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第三曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第五曲線（22）與第六曲線（23）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第五曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第七曲線（25）與第八曲線（26）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第七曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第九曲線（28）與第十曲線（29）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第九曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第十一曲線（31）與第十二曲線（32）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第十一曲線所對應的定子內壁曲面一側；六個流體出口在定子內壁上的貫通口分別位于第一曲線（16）與第二曲線（17）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第二曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第三曲線（19）與第四曲線（20）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第四曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第五曲線（22）與第六曲線（23）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第六曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第七曲線（25）與第八曲線（26）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第八曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第九曲線（28）與第十曲線（29）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第十曲線所對應的定子內壁曲面一側，以及第十一曲線（31）與第十二曲線（32）連接點所對應的定子內壁棱線附近的第十二曲線所對應的定子內壁曲面一側。