CN104389639A - 偏心轴孔转子流体机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏心轴孔转子流体机构，包括旋转轴、转子、壳体和静止齿轮，所述转子设置在所述壳体内，在所述旋转轴上偏心设置轴孔，所述转子的转子轴设置在所述轴孔内，所述转子的转子齿轮与所述静止齿轮啮合。本发明润滑性好、密封性高、使用寿命长。

Description

偏心轴孔转子流体机构
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种偏心轴孔转子流体机构。
背景技术
转子流体机构有许多，例如：齿轮泵、转子活塞发动机、三角活塞发动机、转子活塞压缩机等，但是这些传统转子机构中存在着润滑、密封、使用寿命短等问题，因此需要发明一种新型偏心轴孔转子流体机构。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
方案1，一种偏心轴孔转子流体机构，包括旋转轴、转子、壳体和静止齿轮，所述转子设置在所述壳体内，在所述旋转轴上偏心设置轴孔，所述转子的转子轴设置在所述轴孔内，所述转子的转子齿轮与所述静止齿轮啮合。
方案2，在方案1的基础上，所述转子齿轮和所述静止齿轮的齿数比设为等于1或小于1。
方案3，在方案1的基础上，所述转子齿轮和所述静止齿轮的传动比设为小于1。
方案4，在方案1的基础上，所述静止齿轮设为外齿齿轮，所述转子齿轮设为外齿齿轮；或所述静止齿轮设为外齿齿轮，所述转子齿轮设为内齿齿轮。
方案5，在方案1的基础上，所述转子齿轮经惰轮齿轮与所述静止齿轮啮合。
方案6，在方案1的基础上，所述壳体的内壁形线设为外旋轮线，或所述壳体的内壁形线设为双弧长短幅外旋轮线，或所述壳体的内壁形线设为圆角正方形。
方案7，在方案1的基础上，所述转子设为两角转子、三角转子或设为多角转子；或所述转子的形线设为莱洛三角形。
方案8，在方案1的基础上，在所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口处设流体导入控制阀，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与流体进入通道连通，在所述流体进入通道上设流体导入控制阀；和/或在所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口处设流体导出控制阀；和/或所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口与流体流出通道连通，在所述流体流出通道上设流体导出控制阀。
方案9，一种应用方案1至8中任一方案所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与内燃燃烧室连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与压缩气体源连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与气体液化物源连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与动力液体源连通；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与活塞式气体压缩机的压缩气体出口连通。
方案10，一种应用方案1至8中任一方案所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设控制阀和/或在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设控制阀；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设控制阀和/或在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设控制阀，所述控制阀设为正时控制阀或设为脉冲控制阀。
方案11，一种应用方案1至8中任一方案所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设渐缩喷管和/或在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设渐缩喷管；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与活塞式气体压缩机的压缩气体出口连通；或一台以上所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口经受热单元与一台以上其它所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口连通；或一台以上所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口经内燃燃烧室与一台以上其它所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口连通。
方案12，一种应用方案1至8中任一方案所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，三个以上所述偏心轴孔转子流体机构，一个内燃燃烧室和至少一个冷却器相互连通；或三个以上所述偏心轴孔转子流体机构，一个受热单元和至少一个冷却器相互连通。
本发明中，所谓的“转子”是指带有转子轴和转子齿轮的，以所述转子轴为转轴自转，且以所述旋转轴为转轴公转的结构体，例如：单角转子、两角转子、三角转子、多角转子、汪克尔三角转子、单叶转子、双叶转子、三叶转子、多叶转子和齿轮转子(边缘有齿的转子)等。
本发明中，所谓的“静止齿轮”是指在大地坐标系下处于静止状态或者在大地坐标系下与所述旋转轴存在旋转差异的齿轮，所述旋转差异是指转速不同，或旋转方向相反，或其中一个旋转、另外一个静止。
本发明中，可选择性地选择所述旋转轴设为静止，所述静止齿轮设为旋转；或选择性地选择，所述转子轴设为静止，所述静止齿轮设为旋转。
本发明中，所谓的“多角转子”是指所述转子的角的个数为三个以上的转子和所述转子的叶的个数为三个以上的转子。
本发明中，所述“转子轴”是指与所述转子固连或整体加工而成(包括整体铸造而成的)的转轴。
本发明中，所述转子的所述转子轴设置在所述旋转轴上的所述轴孔内的目的是减少或消除所述转子在轴向上的位移，以消除或减少所述转子端面与所述壳体的摩擦与撞击，以实现密封性和寿命的提高。
本发明中，应根据所述转子的最大边界轨迹决定所述壳体的内壁的形线。
本发明中，所谓的“静止齿轮”是指静止不转动(不旋转)的齿轮，它可以是内齿轮、外齿轮、伞齿、锥齿等。
本发明中，所谓的“转子齿轮”是指与所述转子固连的或整体加工而成的齿轮，它可以是内齿轮、外齿轮、伞齿、锥齿等。
本发明中，所公开的偏心轴孔转子流体机构可以用作压气机、液体泵、液体马达，也可以用作气体膨胀做功机构，例如：发动机等。
本发明中，在设有渐缩喷管的结构中，是利用渐缩喷管的拥塞作用限制工质进入所述偏心轴孔转子流体机构中的量，使气体工质在所述偏心轴孔转子流体机构中形成膨胀作用，进而提高系统的效率。
本发明中，所谓的“双弧长短幅外旋轮线”是指一个弧的最大弦长与另一个弧的最大弦长不等。
本发明中，所述正时控制阀是按所述偏心轴孔转子流体机构的旋转相位打开或关闭。
本发明中，所谓的“阀”包括传统意义的阀，也包括由座口和门构成的阀。
本发明中，所述控制阀包括气门，所述气门包括外开气门和内开气门。
本发明中，所谓的“受热单元”是指对工质进行加热的单元，包括：加热器和汽化器等。
本发明中，设置渐缩喷管的目的是利用渐缩喷管的拥塞作用，实现所述偏心轴孔转子流体机构作为动力机构使用时，气体工质在双弧筒形腔体内减压膨胀的作用，提高效率。
本发明中，所公开的偏心轴孔转子流体机构，可以由两个或两个以上所述偏心轴孔转子流体机构串联或并联使用。
本发明中，所谓的“啮合”是指包括直接啮合，也包括经其它齿轮的间接啮合。
本发明中，所谓的“惰轮齿轮”是指主要功能是转换传动方向的齿轮，例如：A齿轮与B齿轮经惰轮齿轮啮合时，A齿轮和B齿轮的相对旋转方向与A齿轮与B齿轮直接啮合时，A齿轮和B齿轮的相对旋转方向不同。
本发明中，所述转子齿轮和所述静止齿轮设置在所述壳体之外。
本发明中，所述转子的转子轴的承载部位设置在所述壳体的壁上或者设置在所述壳体之外。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:
本发明中所述转子齿轮和所述静止齿轮设置在所述壳体之外，所述转子的转子轴的承载部位设置在所述壳体的壁上或者设置在所述壳体之外，不仅使所述转子齿轮、所述静止齿轮和所述转子轴具有良好的润滑性，而且使所述转子和所述壳体(即气缸)之间的润滑性、密封性和使用寿命均有明确提高。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图中：
1 旋转轴、2 转子、3 壳体、4 静止齿轮、5 轴孔、6 惰轮齿轮、7 转子轴、8 转子齿轮。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种偏心轴孔转子流体机构，包括旋转轴1、转子2、壳体3和静止齿轮4，所述转子2设置在所述壳体3内，在所述旋转轴1上偏心设置轴孔5，所述转子2的转子轴7设置在所述轴孔5内，所述转子2的转子齿轮8与所述静止齿轮4啮合。转子2设为三角转子，所述静止齿轮4设为外齿齿轮，所述转子齿轮8设为内齿齿轮，所述转子齿轮8和所述静止齿轮4的齿数比设为等于1，所述转子齿轮8和所述静止齿轮4的传动比设为小于1。
作为可以变换的实施方式，所述转子齿轮8和所述静止齿轮4的齿数比设为小于1。
作为可以变换的实施方式，本实施例中也可选择性地选择所述转子齿轮8的齿数为2N个，所述静止齿轮4的齿数为N个；或选择性地选择所述转子齿轮8的齿数为3N个，所述静止齿轮4的齿数为2N个。
作为可以变换的实施方式，所述转子2可以改设为两角转子、多角转子或所述转子2的形线设为莱洛三角形。
实施例2
如图2所示，一种偏心轴孔转子流体机构，其与实施例1的区别在于，所述静止齿轮4设为外齿齿轮，所述转子齿轮8设为外齿齿轮。
实施例3
如图3所示，一种偏心轴孔转子流体机构，其与实施例2的区别在于，所述转子齿轮8经惰轮齿轮6与所述静止齿轮4啮合。
本发明中所有实施方式均可参照本实施例，使所述转子齿轮8经惰轮齿轮6与所述静止齿轮4啮合。
实施例4
一种偏心轴孔转子流体机构，其与实施例1的区别在于，所述壳体3的内壁形线设为外旋轮线。
作为可以变换的实施方式，选择性地，所述壳体3的内壁形线设为双弧长短幅外旋轮线。
作为可以变换的实施方式，选择性地，所述壳体3的内壁形线设为圆角正方形。
本发明中所有实施方式均可参照本实施例设置所述壳体3的内壁形线。
实施例5
一种偏心轴孔转子流体机构，其与实施例1的区别在于，在所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口处设流体导入控制阀，在所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口处设流体导出控制阀。
作为可以变换的实施方式，可选择性地选择，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与流体进入通道连通，在所述流体进入通道上设流体导入控制阀10。
作为可以变换的实施方式，可选择性地选择，所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口与流体流出通道连通，在所述流体流出通道上设流体导出控制阀。
本发明中所有实施方式均可参照本实施例在所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口处设流体导入控制阀，或在与所述流体入口连通的流体进入通道上设流体导入控制阀；也可参照本实施例在所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口处设流体导出控制阀，或在与所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口连通的流体流出通道上设流体导出控制阀。
实施例6
一种应用实施例1所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设控制阀和在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设控制阀。
作为可以变换的实施方式，可选择地，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上和在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上二者中的一处设控制阀。
可选择地，所述控制阀设为正时控制阀或设为脉冲控制阀。
本实施例中的所述发动机也可利用实施例2、实施例3、实施例4、实施例5及其可变换的实施方式中所述偏心轴孔转子流体机构。
实施例7
一种应用实施例1所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设渐缩喷管和在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设渐缩喷管；
作为可以变换的实施方式，可以在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上和在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上二者中的一处设渐缩喷管。
本实施例中的发动机也可利用实施例2、实施例3、实施例4、实施例5及其可变换的实施方式中所述偏心轴孔转子流体机构。
实施例8
一种应用实施例1所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，一台以上所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口经内燃燃烧室与一台以上其它所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口连通。
作为可以变换的实施方式，三个以上所述偏心轴孔转子流体机构，一个内燃燃烧室和至少一个冷却器相互连通。
作为可以变换的实施方式，可以将本实施例中内燃燃烧室改设为受热单元。
以上所有实施例中，可选择地，所述转子2设为两角转子、三角转子或设为多角转子；或所述转子2的形线设为莱洛三角形。
以上所有实施例中，可选择地，所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与内燃燃烧室连通；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与压缩气体源连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与气体液化物源连通；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与动力液体源连通；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与活塞式气体压缩机的压缩气体出口连通。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种偏心轴孔转子流体机构，包括旋转轴(1)、转子(2)、壳体(3)和静止齿轮(4)，其特征在于：所述转子(2)设置在所述壳体(3)内，在所述旋转轴(1)上偏心设置轴孔(5)，所述转子(2)的转子轴(7)设置在所述轴孔(5)内，所述转子(2)的转子齿轮(8)与所述静止齿轮(4)啮合。
2.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述转子齿轮(8)和所述静止齿轮(4)的齿数比设为等于1或小于1。
3.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述转子齿轮(8)和所述静止齿轮(4)的传动比设为小于1。
4.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述静止齿轮(4)设为外齿齿轮，所述转子齿轮(8)设为外齿齿轮；或所述静止齿轮(4)设为外齿齿轮，所述转子齿轮(8)设为内齿齿轮。
5.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述转子齿轮(8)经惰轮齿轮(6)与所述静止齿轮(4)啮合。
6.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述壳体(3)的内壁形线设为外旋轮线，或所述壳体(3)的内壁形线设为双弧长短幅外旋轮线，或所述壳体(3)的内壁形线设为圆角正方形。
7.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：所述转子(2)设为两角转子、三角转子或设为多角转子；或所述转子(2)的形线设为莱洛三角形。
8.如权利要求1所述偏心轴孔转子流体机构，其特征在于：在所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口处设流体导入控制阀，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与流体进入通道连通，在所述流体进入通道上设流体导入控制阀；和/或在所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口处设流体导出控制阀；和/或所述偏心轴孔转子流体机构的流体出口与流体流出通道连通，在所述流体流出通道上设流体导出控制阀。
9.一种应用权利要求1至8中任一项所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，其特征在于：所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与内燃燃烧室连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与压缩气体源连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与气体液化物源连通，或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与动力液体源连通；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口与活塞式气体压缩机的压缩气体出口连通。
10.一种应用权利要求1至8中任一项所述偏心轴孔转子流体机构的发动机，其特征在于：所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设控制阀和/或在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设控制阀；或所述偏心轴孔转子流体机构的流体入口经内燃燃烧室与容积型转子气体压缩机构的压缩气体出口连通，在所述压缩气体出口与所述内燃燃烧室之间的连通通道上设控制阀和/或在所述内燃燃烧室与所述偏心轴孔转子流体机构的所述流体入口之间的连通通道上设控制阀，所述控制阀设为正时控制阀或设为脉冲控制阀。
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