CN104763630A - 多级摆动流体机构及包括其的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级摆动流体机构及包括其的装置，多级摆动流体机构，包括结构体A和结构体B，所述结构体A和所述结构体B共轴线设置；所述结构体A摆动所述结构体B静止，或所述结构体A静止所述结构体B摆动，或所述结构体A和所述结构体B对摆；所述结构体A和所述结构体B之间容积发生变化的区域定义为工作区，对应每个所述工作区至少设置一个工质入口，对应每个所述工作区至少设置一个工质出口，所述结构体A和所述结构体B至少形成两个以上所述工作区，所有所述工作区中至少有两个工作区的排量不同且串联连通，本发明所述多级摆动流体机构及包括其的发动机结构简单、体积小、重量轻、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及一种多级摆动流体机构，本发明还涉及使用所述多级摆动流体机构的装置。
背景技术
流体机构，特别是气体机构应用范围广泛，但是随着社会的发展需要发明一种结构更为简单、体积小、重量轻、效率高的新型流体机构。
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1：一种多级摆动流体机构，包括结构体A和结构体B，所述结构体A和所述结构体B共轴线设置；所述结构体A摆动所述结构体B静止，或所述结构体A静止所述结构体B摆动，或所述结构体A和所述结构体B对摆；所述结构体A和所述结构体B之间容积发生变化的区域定义为工作区，对应每个所述工作区至少设置一个工质入口，对应每个所述工作区至少设置一个工质出口，所述结构体A和所述结构体B至少形成两个以上所述工作区，所有所述工作区中至少有两个工作区的排量不同且串联连通。
方案2：在方案1的基础上，所述结构体A和所述结构体B接触密封配合。
方案3：在方案1的基础上，所述结构体A和所述结构体B非接触密封配合。
方案4：在方案1的基础上，至少一个所述工作区内所述结构体A和所述结构体B非接触密封配合，至少一个所述工作区内所述结构体A和所述结构体B接触密封配合。
方案5：在方案1的基础上，至少两个所述工作区并联连通。
方案6：在方案1至5中任一方案的基础上，在至少一个所述工质出口和所述工质入口之间的连通通道上设排热器。
方案7：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体A受曲柄连杆控制机构控制。
方案8：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体B受曲柄连杆控制机构控制。
方案9：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体A和所述结构体B受同一曲柄连杆控制机构控制。
方案10：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体A受斜盘控制机构控制。
方案11：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体B受斜盘控制机构控制。
方案12：在方案1至5中任一方案的基础上，所述结构体A和所述结构体B受同一斜盘控制机构控制。
方案13：在方案1至5中任一方案的基础上，在串联连通的两个所述工作区之间的连通通道上设且仅设一个控制阀。
方案14：在方案1至13中任一方案的基础上，使所述多级摆动流体机构设为多级液体泵。
方案15：在方案1至13中任一方案的基础上，所述多级摆动流体机构设为多级液体马达。
方案16：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的多级流体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次增大。
方案17：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的多级流体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次减小。
方案18：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次减小形成多级压缩单元；两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次增大形成多级膨胀单元；所述多级压缩单元经燃烧室与所述多级膨胀单元连通。
方案19：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的多级液体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所有所述多级摆动流体机构的排量相同。
方案20：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质入口与高压工质源连通。
方案21：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述总工质入口与高压工质源连通。
方案22：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质入口与高压工质源连通，在所述工质入口和所述高压工质源之间设工质控制阀a。
方案23：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述总工质入口与高压工质源连通，在所述总工质入口和所述高压工质源之间设工质控制阀a。
方案24：在方案20至23中任一方案所述发动机，所述高压工质源设为间歇燃烧室或设为连续燃烧室。
方案25：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质出口经燃烧室与另外所述多级摆动流体机构的所述工质入口连通。
方案26：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口经燃烧室与另外所述多级摆动流体机构的所述总工质入口连通。
方案27：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质出口经燃烧室与此所述多级摆动流体机构的所述工质入口连通。
方案28：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口经燃烧室与此所述多级摆动流体机构的所述总工质入口连通。
方案29：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质出口经工质控制阀b再经燃烧室与另外所述多级摆动流体机构的所述工质入口连通。
方案30：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口经工质控制阀b再经燃烧室与另外所述多级摆动流体机构的所述总工质入口连通。
方案31：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质出口经工质控制阀b再经燃烧室与此所述多级摆动流体机构的所述工质入口连通。
方案32：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口经工质控制阀b再经燃烧室与此所述多级摆动流体机构的所述总工质入口连通。
方案33：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的压气机，在所述多级摆动流体机构的所述工质出口处设工质控制阀c。
方案34：一种包括方案1至15中任一方案所述多级摆动流体机构的压气机，在所述工质出口处设工质控制阀c，上一级所述工作区所对应的所述工质出口和下一级所述工作区所对应的所述工质入口连通，最上一级所述工作区所对应的所述工质入口设为总工质入口，最下一级所述工作区所对应的所述工质出口设为总工质出口。
本发明中应根据本领域的公知常识在所述工质入口和/或所述工质出口处设控制阀。
本发明中，所谓的“密封配合”是指接触密封配合和非接触密封配合，例如：接触有润滑剂滑动密封配合、接触无润滑剂滑动密封配合、接触自润滑滑动密封配合、接触有润滑剂滚动密封配合、接触无润滑剂滚动密封配合、接触自润滑滚动密封配合、非接触密封配合。
本发明中，所谓的“非接触密封配合”是指在不接触的前提下，两者间隙尽可能小的配合关系，间隙的具体尺寸应根据加工精度、相关部件应力的影响、相关部件温度的影响等公知技术决定。
本发明中，对应每个所述工作区上可以设置一个或两个以上所述工质入口。
本发明中，对应每个所述工作区上可以设置一个或两个以上所述工质出口。
本发明中，所述工质控制阀包括逆止阀(单向阀)。
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。
本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。
本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。
本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。
本发明人认为：距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高，距离大效率低。
本发明的有益效果如下:本发明结构更为简单、体积小、重量轻、效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图；
图4是本发明实施例4的结构示意图；
图5是本发明实施例7的结构示意图；
图6是本发明实施例9的结构示意图；
图7是本发明实施例10的结构示意图；
图8是本发明实施例11的结构示意图；
图9是本发明实施例14的结构示意图。
图中：1 结构体A，2 结构体B，3 工作区，4 排热器，8 工质入口，81 总工质入口，9 工质出口，91 总工质出口，10 高压工质源，11 工质控制阀a，12燃烧室，13 工质控制阀b。
具体实施方式
实施例1
一种多级摆动流体机构，如图1所示，包括结构体A 1和结构体B 2，所述结构体A 1和所述结构体B 2共轴线设置；所述结构体A 1摆动所述结构体B 2静止，所述结构体A 1和所述结构体B 2之间容积发生变化的区域定义为工作区3，对应每个所述工作区3设置一个工质入口8，对应每个所述工作区3设置一个工质出口9，所述结构体A 1和所述结构体B 2形成三个所述工作区3，所述的三个工作区3的排量不同且串联连通。
实施例2
一种多级摆动流体机构，如图2所示，包括结构体A 1和结构体B 2，所述结构体A 1和所述结构体B 2共轴线设置；所述结构体A 1摆动所述结构体B 2静止，所述结构体A 1和所述结构体B 2之间容积发生变化的区域定义为工作区3，对应每个所述工作区3设置一个工质入口8，对应每个所述工作区3设置一个工质出口9，所述结构体A 1和所述结构体B 2形成两个所述工作区3，所述的两个工作区3的排量不同且串联连通。
实施例3
一种多级摆动流体机构，如图3所示，与实施例1的区别在于：所述结构体A 1和所述结构体B 2形成三个所述工作区3，且有两个所述工作区3并联连通。
实施例4
作为可变换的实施方式，如图4所示，与实施例2的区别在于：在一个所述工质出口9和所述工质入口8之间的连通通道上设排热器4。
作为可变换的实施方式，上述实施例均可选择性地在至少一个所述工质出口9和所述工质入口8之间的连通通道上设排热器4。
作为可变换的实施方式，上述实施例均可选择性地使所述结构体A 1静止所述结构体B 2摆动或所述结构体A 1和所述结构体B 2对摆。
作为可变换的实施方式，上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使所述结构体A 1和所述结构体B 2接触密封配合，或所述结构体A 1和所述结构体B 2非接触密封配合，再或使至少一个所述工作区3内所述结构体A 1和所述结构体B 2非接触密封配合，至少一个所述工作区3内所述结构体A 1和所述结构体B 2接触密封配合。
作为可变换的实施方式，本发明的上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使至少两个所述工作区3并联连通。
作为可变换的实施方式，本发明的上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使所述结构体A 1受曲柄连杆控制机构控制或使所述结构体B 2受曲柄连杆控制机构控制，或使所述结构体A 1和所述结构体B 2受同一曲柄连杆控制机构控制。
作为可变换的实施方式，本发明的上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使所述结构体A 1受斜盘控制机构控制，或使所述结构体B 2受斜盘控制机构控制，或使所述结构体A 1和所述结构体B 2受同一斜盘控制机构控制。
作为可变换的实施方式，本发明的上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使在串联连通的两个所述工作区3之间的连通通道上设且仅设一个控制阀。
作为可变换的实施方式，本发明的上述实施例及其可变换的实施方式均可选择性地使所述多级摆动流体机构设为多级液体泵或使所述多级摆动流体机构设为多级液体马达。
实施例5
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的多级流体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次增大。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例6
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的多级流体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次减小。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例7
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，如图5所示，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次减小形成多级压缩单元(如图5左侧大虚线框所示)；两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所述多级摆动流体机构的排量依次增大形成多级膨胀单元(如图5右侧大虚线框所示)；所述多级压缩单元经燃烧室12与所述多级膨胀单元连通。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例8
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的多级液体机构，两个以上所述多级摆动流体机构串联连通，所有所述多级摆动流体机构的排量相同。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例9
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，如图6所示，所述多级摆动流体机构的所述工质入口8与高压工质源10连通。在所述工质入口8和所述高压工质源10之间设工质控制阀a 11。
作为可变换的实施方式，所述的工质控制阀a 11可以不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例10
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，如图7所示，上一级所述工作区3所对应的所述工质出口9和下一级所述工作区3所对应的所述工质入口8连通，最上一级所述工作区3所对应的所述工质入口8设为总工质入口81，最下一级所述工作区3所对应的所述工质出口9设为总工质出口91，所述总工质入口81与高压工质源10连通。在所述总工质入口81和所述高压工质源10之间设工质控制阀a 11。
作为可变换的实施方式，本实施例中的工质控制阀a 11可不设。
作为可变换的实施方式，所述高压工质源10设为间歇燃烧室或设为连续燃烧室。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例11
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，如图8所示，所述多级摆动流体机构的所述工质出口9经工质控制阀b 13再经燃烧室12与另外所述多级摆动流体机构的所述工质入口8连通。
作为可变换的实施方式，所述的工质控制阀b 13可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例12
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，上一级所述工作区3所对应的所述工质出口9和下一级所述工作区3所对应的所述工质入口8连通，最上一级所述工作区3所对应的所述工质入口8设为总工质入口81，最下一级所述工作区3所对应的所述工质出口9设为总工质出口91，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口91经工质控制阀b 13再经燃烧室12与另外所述多级摆动流体机构的所述总工质入口81连通。
作为可变换的实施方式，本实施例中所述的工质控制阀b 13可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例13
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，所述多级摆动流体机构的所述工质出口9经工质控制阀b 13再经燃烧室12与此所述多级摆动流体机构的所述工质入口8连通。
作为可变换的实施方式，本实施例中所述的工质控制阀b 13可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例14
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的发动机，如图9所示，上一级所述工作区3所对应的所述工质出口9和下一级所述工作区3所对应的所述工质入口8连通，最上一级所述工作区3所对应的所述工质入口8设为总工质入口81，最下一级所述工作区3所对应的所述工质出口9设为总工质出口91，所述多级摆动流体机构的所述总工质出口91经工质控制阀b 13再经燃烧室12与此所述多级摆动流体机构的所述总工质入口81连通。
作为可变换的实施方式，本实施例中所述的工质控制阀b 13可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例15
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的压气机，在所述多级摆动流体机构的所述工质出口9处设工质控制阀c。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
实施例16
一种包括实施例1所述多级摆动流体机构的压气机，在所述工质出口9处设工质控制阀c，上一级所述工作区3所对应的所述工质出口9和下一级所述工作区3所对应的所述工质入口8连通，最上一级所述工作区3所对应的所述工质入口8设为总工质入口81，最下一级所述工作区3所对应的所述工质出口9设为总工质出口91。
作为可变换的实施方式，实施例1至实施例4及其可变换的实施方式中所述的多级摆动流体机构均可选择性地替换本实施例中所述的多级摆动流体机构。
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)
1.一种多级摆动流体机构，包括结构体A(1)和结构体B(2)，其特征在于：所述结构体A(1)和所述结构体B(2)共轴线设置；所述结构体A(1)摆动所述结构体B(2)静止，或所述结构体A(1)静止所述结构体B(2)摆动，或所述结构体A(1)和所述结构体B(2)对摆；所述结构体A(1)和所述结构体B(2)之间容积发生变化的区域定义为工作区(3)，对应每个所述工作区(3)至少设置一个工质入口(8)，对应每个所述工作区(3)至少设置一个工质出口(9)，所述结构体A(1)和所述结构体B(2)至少形成两个以上所述工作区(3)，所有所述工作区(3)中至少有两个工作区的排量不同且串联连通。
2.如权利要求1所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体A(1)和所述结构体B(2)接触密封配合。
3.如权利要求1所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体A(1)和所述结构体B(2)非接触密封配合。
4.如权利要求1所述多级摆动流体机构，其特征在于：至少一个所述工作区(3)内所述结构体A(1)和所述结构体B(2)非接触密封配合，至少一个所述工作区(3)内所述结构体A(1)和所述结构体B(2)接触密封配合。
5.如权利要求1所述多级摆动流体机构，其特征在于：至少两个所述工作区(3)并联连通。
6.如权利要求1至5中任一项所述多级摆动流体机构，其特征在于：在至少一个所述工质出口(9)和所述工质入口(8)之间的连通通道上设排热器(4)。
7.如权利要求1至5中任一项所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体A(1)受曲柄连杆控制机构控制。
8.如权利要求1至5中任一项所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体B(2)受曲柄连杆控制机构控制。
9.如权利要求1至5中任一项所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体A(1)和所述结构体B(2)受同一曲柄连杆控制机构控制。
10.如权利要求1至5中任一项所述多级摆动流体机构，其特征在于：所述结构体A(1)受斜盘控制机构控制。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113606133A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-05 | 常州大学 | 环形变量泵 |
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| CN2473360Y (zh) * | 2001-03-29 | 2002-01-23 | 廖根财 | 一种扇形气缸 |
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| CN104863855A (zh) * | 2015-04-04 | 2015-08-26 | 周觉明 | 具有转轮活塞摆动机构的流体动力机械 |
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2015
- 2015-02-10 CN CN201510070614.1A patent/CN104763630B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
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