CN103967599A - 双推旋转发动机 - Google Patents

Abstract

该发明的双推旋转发动机，涉及发动机，气体压缩机，火花塞电路及阀，特别涉及旋转发动机。解决现有发动机结构不合理和效率低的问题。该方案是在平行相连的双圆柱形腔缸体内，有一对安装在两根轴上的异型齿轮相啮合做双转子，其两侧有密封板，前有端面水室及通水架，轴套，轴承架，后有配气水冷板，缸体与外壳之间为周边水室，两端有轴承及端盖。有定相位点火的电火花系统，气体压缩机，压力控制及人控复合旋转阀，密封件，调间隙螺丝，紧固螺栓等。该发动机有内燃机模式和内燃蒸汽混合驱动模式两种状态，也可简化为纯蒸汽发动机。该方案用简单的结构实现了高的热效率，可用于汽车，轮船，内燃机车，蒸汽机车，摩托车，发电机等做动力源。

Description

双推旋转发动机

技术领域

本发明涉及发动机，特别涉及旋转蒸汽发动机和旋转内燃发动机。本发明还涉及多级气体压缩机，气动旋转阀及发动机火花控制电路。

背景技术

往复活塞发动机的缺点主要是克服惯性使机械效率低。其它旋转发动机或结构存在不足或密封性能不佳或热效率低或不耐用。

发明内容

要解决的技术问题

用简单合理的发动机结构直接实现发动机旋转运动，提高热效率，改善密封性能及实用性。

技术方案

本发明的旋转发动机是两等直径平行且相连的双圆柱型腔缸体内，分别安装在两根转轴上的一对相啮合的异型齿轮对做双转子，转子大齿上有径向滑动的密封滑片，配气水冷板，通水架，轴承，轴承架，前后端盖，定相位同步点火控制环，碳刷对，火花塞，压力控制及人控复合旋转阀，耐热密封圈，耐热密封条，密封板，外壳，调间隙螺丝，紧固螺栓构成。异型齿轮是将分度圆上局部相邻的两个小齿及其之间的一个小齿谷的直线长度变成一个大齿的分度圆齿厚，将分度圆上靠大齿的局部相邻的两个小齿谷及之间的一个小齿变成一个大齿谷。混有空气的燃气由脉动气体压缩机压入发动机缸内，脉动多级气体压缩机由腔体内至少两对安装在两根转轴上的相啮合的异型齿轮对，隔板，密封板，轴承，轴承架，端盖构成。定相位同步点火控制环由绝缘环及金属片和螺丝构成。碳刷对由一对弹簧顶着的碳刷构成。压力控制及人控复合旋转阀由两相套的旋转阀组成，前端是有径向通孔的相套的大小圆锥体，与外层大圆锥体相连的是有部分环状凸出块旋转活塞的圆柱体，后部是圆柱体轴，其上设由平垫和长方体构成的隔离密封金属件，非金属密封条，大旋转弹簧。外层旋转阀中空，内有与前述小圆锥体相连的大小圆柱体，小旋转弹簧。外壳与缸体之间，通水架与水套之间及水冷配气板的中空部分为水室。水室通过外壳低处的孔分别联接逆止阀和旋转阀，逆止阀通过水泵和排气管废气热回收器接水箱，旋转阀直联接水箱底部，水室通过外壳的高处的孔并分别经压力控制阀和旋转阀联接水箱。水泵由电力驱动，浮动开关控制，润滑油管穿过外壳和缸体与密封板中的润滑油道用丝扣联接，润滑油管与水室用密封片配合其间的大小密封圈和套管及外扣管密封接头密封。缸体相贯线处向两侧倒棱。

有益效果

本方案发动机缸内仅用的两个旋转异型齿轮皆为驱动转子，并且，兼顾解决了同步旋转及形成密闭空间问题。比同类发动机减少了一对同步齿轮及一个密封轮。

该发动机内燃机和蒸汽机两种模式皆用同一发动机，提高热效率却没有过多的增加重量和能量摩擦损耗

该方案的密封滑片，可调间隙密封及异型齿轮对啮合的非单线接触密封皆有利于提高密封效果。

总之，本方案发动机用简单的结构实现了较高的热效率，较好的密封性能和耐用性。

附图说明

图1为本发明双推旋转发动机的纵剖面图。

图2为另配蒸汽源时，上述发动机简化为纯蒸汽发动机的纵剖面图。

图3为双推旋转发动机和脉动气体压缩机制成一体时的纵剖面图。

图4为脉动气体压缩机的纵剖面图。

图5为本发明双推旋转发动机的配气板处横剖面图。

图6为本发明双推旋转发动机双转子处的横剖面图。

图7为定相位点火控制环剖面图。

图8为上述发动机简化为纯蒸汽发动机时的配气板处横剖面图。

图9为脉动气体压缩机隔板处的横剖面图。

图10压力控制及人控复合旋转阀横剖面图。

图11通水架处横剖面图。

图12前端盖。

图13排气管废热回收器。

实施方式

缸体1腔内主驱动异型齿轮2与辅驱动异型齿轮3啮合，并分别装在主驱动轴4和辅驱动轴5上，当该发动机的辅驱动异型齿轮3的大齿后齿面旋转至缸体1上部相贯线处时，主驱动异型齿轮2，辅驱动异型齿轮3，缸体1的内壁，密封板7，密封板8，共同围成的封闭腔容积最小，此刻，由主驱动轴4上的配气槽4-1和配气板6组成的配气系统的油气通路打开，通过配气板6上的油气孔6-1，混有空气的高压混合燃气被压入上述封闭腔，随着发动机旋转，上述封闭腔的容积增大到设计值，配气系统关闭气路，(剖面见图6)此时，由固定在主驱动轴4上的定相位火花同步控制环10(见图7)和固定在前端盖上的火花同步碳刷对11，组成的火花控制系统，瞬间联通火花塞12的电路，上述封闭腔内的混合气爆燃，其体积急剧膨胀，推动主驱动异型齿轮2和辅驱动异型齿轮3组成的双转子旋转。大齿上的径向微动密封滑片，在离心力作用下紧靠缸体内壁。异型齿轮对2，3的大齿另一侧的腔室中，配气板6上的排气孔6-3，通过废气热回收器与腔外相通，其压力接近大气压。，此时，为内燃机模式。

在缺水路段将压力控制旋阀固定在关闭的位置，水室通过人控旋转阀与水箱相通。水室的水不再进入缸内，而是通过水箱循环冷却。此时，也为内燃机模式。

发动机工作使其周围水室的水被加热，水温超过水室内压力下的沸点后水室内压力大增，当水室的压力达到设计值时，压力推动压力控制气动旋转阀6-5转到开的位置，打开蒸汽通路。当发动机旋转到设计的相位时，高压过热水和蒸汽经过配汽板6的蒸气口6-2，辅助驱动轴的环型槽5-1，压力控制气动旋转阀6-5，进入由缸体1的内壁，主驱动异型齿轮2，辅驱动异型齿轮3，密封板7，密封板8，所围成的封闭空间，高压过热水降压后急剧汽化，水蒸气和原缸内气体共同推动主驱动异型齿轮2和辅驱动异型齿轮3组成的双转子旋转，电力水泵的电路，水室内的水面高度降到设定位置时，浮动开关自动接通此时，为蒸汽机内燃机混合驱动模式。另配气体压缩机的双推旋转发动机详见图1。

在纯蒸汽发动机模式时，发动机简化成只有缸体，异型齿轮对双转子，主辅驱动轴，配汽板(见图8)，密封板，轴承及轴承架，前后端盖，紧固螺栓，调间隙螺丝，密封圈，密封条，键的结构。蒸汽由蒸气炉供给。详见图2。

将该方案的发动机和该方案的气体压缩机制成一体可节省轴承和端盖及联接部件。详见图3。

脉动多级气体压缩机的一级异型齿轮对双转子的厚度是二级异型齿轮对双转子厚度的设计倍数，级间隔板中的气道配合从动轴上的大半环型配气槽开闭级间气路，实现级间的脉动供气，使非压缩时间段气路关闭，详见图9。该压缩机的各级转子同相位，且滞后发动机转子132度安装。脉动多级气体压缩机一级异型齿轮对转子旋转将一级腔内的气体脉动压入二级压缩腔，二级异型齿轮组合再将二级压缩腔内的气体压排到发动机。多级压缩使燃气压缩比达到要求。详见图4。也可采用其它性能更佳的气体压缩机。

配气系统由配气板6，辅驱动轴5上的蒸汽槽5-1和主驱动轴4上的油气孔4-1，压力控制气动旋转阀6-3组成。详见图5。

主驱动异模齿轮2的大齿和辅驱动齿轮3的大齿上的径向微动密封滑片，在离心力作用下，与缸体1內壁紧密接触而提高密封性能。在密封板8与主辅驱动轴套之间，主驱动轴4和辅驱动轴5上分别设轴密封圈，密封板8外壁和通水架19之间与缸体1的内壁相交处设周边密封条，前端盖上设四个密封调紧螺丝，旋紧这些螺丝，螺丝将轴承架，周边密封条，轴密封圈，通水架19及轴套推向密封板8，将轴密封圈及周边密封条与接触面挤紧，并且将密封板推向异型齿轮对转子2，3。使异型齿轮对转子2，3与密封板7，8的内壁也紧密接触，配气板6与密封板7之间周边设密封条与轴交面处设密封圈，配气板6与缸体1交接处，设密封垫，配气板6外壁与主驱动轴4及辅驱动轴5相交处设轴密封圈。发动机运转一段时间后， 主驱动异模齿轮2和辅驱动异模齿轮3与密封板之间磨损产生间隙，这时旋紧调紧螺丝即可使接触面紧密接触。另外，通过密封板上的润滑油孔注入缸体腔内的润滑油也起辅助密封作用。上述这些密封措施使密封性能比较理想，并且改善了发动机的耐用性 。

Claims (18)

1.一种双推旋转发动机，有平行相连的双圆柱型腔缸体(1)，两根转轴(4，5)，轴(4，5)两端有轴承(15，16，17，18)及端盖(13，14)，缸体(1)与外壳(19)之间为周边水室(RW)，其特征是腔内一对各只有一个大齿和一个大齿谷其余皆为小齿的异型齿轮(2，3)相啮合做双转子，大齿上有径向滑动的密封滑片(2-1，2-2，3-1，3-2)，轴上有通气槽(4-1，5-1)，有固定在轴上的定相位火花控制绝缘环(10)其上有金属片(10-1)，有碳刷对(11)其上有碳刷(11-1，11-2)，弹簧(11-3，11-4)，配气板(6)有燃气道(6-1)，蒸气道(6-2)和排气道(6-3)润滑油道(6-4，6-5)，配气板中有火花塞(12)和压力控制旋转阀(6-6)及人控旋转阀(6-7)套在一块的复合阀，配气板中有水室(BW)，转子端面有通水架(20)和轴套(21，22)支撑的端面水室(EW)，缸体开孔通端面水室(EW)，密封板(7)上有燃油孔(7-1)蒸气孔(7-2)排废气孔(7-3)润滑油孔(7-4，7-5)密封板(8)的转子一侧开润滑油孔(8-1，8-2)，键(23，24)，有可被调紧缸内零件之间轴向间隙的调紧螺丝(25。26，27，28，)，调紧的轴密封圈(29，30，31，32，33，34，35，36)和缸内周边密封条(37，38，39，40)，有端盖密封垫(41，42)，有紧固螺栓(43，44，45，46)，与之相配的气体压缩机有压缩机缸体(P1)，初级异型齿轮对双转子(P2，P3)，主动轴(P4)，从动轴(P5)，二级异型齿轮对双转子(P6，P7，)，隔板P8，密封板(P9，P10)，轴承架(P11)，前后端盖(P12，P13)，轴承(P14，P15，P16，P17)，周边密封条(P18，P19)，轴密封圈(P20，P21，P22，P23，P24，P25，P26)，端盖密封垫(P27，P28)，键(P29，P30，P31，P32)。

2.权利要求1所述的发动机，其特征是缸体腔内一对各只有一个大齿和一个大齿谷其余皆为小齿的异型齿轮相啮合做双转子，转化动力和压缩气体。

3.权利要求1和权利要求2所述的发动机转子和气体压缩机转子的大齿上有径向滑动的滑片，其末端增加厚度，限制其径向活动量。

4.权利要求1所述的发动机，其特征是零件轴向之间与缸体及轴的相交处有密封圈或条，通过调紧缸内零件之间的轴向间隙，改变零件之间的密封圈和密封条与接触面的紧密程度。

5.权利要求1所述的发动机，其特征是定相位固定在轴上的绝缘环及其上的金属片，配合碳刷对实现定相位接通火花电路。

6.周边通水架及轴套配合端面的密封板或配气板，构成端面水室。

7.缸体及通水架上有孔联通端面水室与周边水室。

8.权利要求1所述的发动机，其特征是轴上有轴向槽和沿轴圆周的圆弧形槽，与配气板中的燃气道及蒸气道配合实现燃气路和蒸汽路开闭。

9.配气板中有燃气道，蒸汽道，排废气道，润滑油道，压力控制和人控旋转复合阀及火花塞。

10.旋转复合阀为有径向通孔的两圆锥阀相套，二者上部皆有旋转弹簧，外层旋转阀上有旋塞，有由平垫和长方体构成的异型密封件，有密封条。

11.权利要求1所述的发动机，其特征是转子配合燃气孔实现燃气路的开闭。

12.外壳端面各有凸出块，以固定缸体与外壳之间的周边水室。

13.权利要求1所述的脉动气体压缩机的每级转子对的厚度皆大于下一级转子对的厚度，各组转子对同相位，并且滞后发动机转子对的相位。

14.权利要求1所述的气体压缩机的两组转子对(P2，P3)，(P6，P7)之间的隔(P8)中的气道(P8-1)，配合轴上沿轴圆周的圆弧形槽(P5-1)，实现相邻两级之间的间歇输气。

15.润滑油经润滑油管穿过外壳与缸体之间的周边水室或经配气板进入靠转子对的密封板再经润滑油孔注入缸内。

16.缸体两圆柱形内腔的相贯线处向两侧倒棱。

17.排气管废气热回收器的大管内，中心一根与大管同轴线的小管其周围等间隙均布小管。

18.浮动开关自动控制电力水泵。