CN1105736A - 无曲轴活塞式旋转发动机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种无曲轴活塞式旋转发动机。它不 用曲轴就能将压强能直接转变成转动动能。它由转 子(2)、定子(1)、动塞(6)、定塞(9)组成。动塞(6)和 定塞(9)在转子(2)和定子(1)围成的环形工作腔内。 定塞(9)在定子(1)上，动塞(6)在转子(2)上。工作物 质对动塞(6)做功，从而推动转子(2)转动。本发明可 做成水轮机、内燃机、蒸汽机或风力机。本发明还可 用于构成气体泵、液体泵、真空泵、高压泵或液体计量 器具如民用水表和加油机。

Description

本发明是一种将压强能转变为转动动能的机器。

目前还没有与本发明相同的机器出现。

本发明的目的是提供一种不用曲轴就能将压强能直接转变为转动动能的活塞式发动机。

本发明所使用的工作物质是液体或气体。本发明由转子、定子、动塞、定塞组成。转子和定子组装在一起围成环形的工作腔且转子能相对定子转动。动塞和定塞在工作腔内，定塞在定子上，动塞在转子上随着转子转动，工作腔的进口和出口开在定子上。随着转子的转动，动塞和定塞一起将工作腔分隔成能而且只能与进口相通的做功腔，工作物质从进口进入做功腔并对转子上的动塞做功，从而推动转子顺着由进口到出口的方向转动。当转子上的动塞转到出口后做功腔消失，从此时起工作物质不再对转子做功并从出口排出工作腔，转子继续转动使定塞和动塞接触交会，定塞和动塞接触交会后随着转子的继续转动又将工作腔隔成做功腔，工作物质又从进口进入做功腔并推动转子转动。如此循环下去则转子转动不停，从而不断地将压强能转变为转动动能。

本发明的转子和定子的空间位置关系是并排关系或相套关系。在定子和转子之间有一个或多个工作腔。在同一个工作腔内有一个或多个动塞和一个或多个定塞。工作腔的进口可以开在定子上也可以开在转子上，出口可以开在定子上也可以开在转子上。动塞在转子上或定塞在定子上固定不动，或绕一动轴做扇形开合运动，或做直线往复运动。工作物质是在做功腔内升高压强，或是在做功腔外升高压强后再从进口进入做功腔。

本发明可做成水轮机、内燃机、蒸气机或风力机等各种以压强为动力的旋转动力设备。本发明的工作腔可分成两部分，一部分用来形成做功腔，另一部分用来做功率输出腔，利用转子上的动塞对进入功率输出腔的流体做功并将其推出功率输出腔。本发明还可做成气体泵或液体泵等从动设备，将转子与马达连动，在马达的带动下，转子的动塞对从进口进入工作腔的流体做功并将该流体从出口推出工作腔。本发明还可做成液体计量器具，将转子与转数计数器连动，本发明就成了液体流量计，如民用水表;将转子与转数计数器和马达同时连动，本发明就成了液体计量泵，如加油机。

由于本发明采用环形工作腔，转子上的动塞在工作物质的推动下沿着工作腔做环形运动，从而推动转子转动，因此本发明不用曲轴就直接将压强能转变为转动动能。由于本发明是利用活塞进行工作，因此根据本发明设计的液体计量器具具有准确和灵敏的特点。

以下是本发明的实施例。

图1是实施例1和17的结构示意图。

图2是实施例2的外观示意图。

图3是实施例3的外观示意图。

图4是实施例2的定子的立体示意图。

图5是实施例3的定子的立体示意图。

图6是实施例4的结构示意图。

图7是实施例5的结构示意图。

图8是实施例6和18的结构示意图。

图9是实施例7的结构示意图。

图10是实施例8的结构示意图。

图11是实施例9的结构示意图。

图12是实施例10的结构示意图。

图13是实施例11的结构示意图。

图14是实施例12的结构示意图。

图15是实施例13的结构示意图。

图16是实施例14的结构示意图。

图17是实施例15的结构示意图。

图18是实施例16的结构示意图。

实施例1：

如图1所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它由转子（2）、定子（1）、动塞（6）、定塞（9）组成。定子（1）套在转子（2）的外面组成工作腔（5）。工作腔（5）有一个进口（8）和一个出口（10）。本例的动塞（6）可在转子（2）上做直线往复运动。动塞（6）始终受着弹簧（3）的作用。当转子（2）转动时，动塞（6）还受到离心力的作用。定塞（9）固定在定子（1）上不动。转子（2）工作时沿着箭头（11）所指的方向转动。图中（4）是活塞室，（7）是做功腔。本例还可做成气体泵或液体泵。

实施例2：

如图2所示的无曲轴活塞式旋转发动机。其转子（2）与定子（1）的空间位置关系为并排关系。如图4所示是本例的定子示意图。它具有2个工作腔（5），每个工作腔（5）内有一个能做直线往复运动的定塞（9）。本例定塞（9）的直线往复运动的方向与转子（2）的转动轴平行。

实施例3：

如图3所示的无曲轴活塞式旋转发动机。其转子（2）与定子（1）的空间位置关系为相套关系，而且是转子（2）套在定子（1）的外面。如图5所示是本例的定子示意图，它具有3个工作腔（5）。

实施例4：

如图6所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有2个能在转子（2）上的活塞室（4）中做直线往复运动的动塞（6）和2个固定在定子（1）上不动的定塞（9）。图中（3）是弹簧，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例还可做成气体泵或液体泵。

实施例5：

如图7所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有一个固定在定子（1）上不动的定塞（9）和3个能在转子（2）上做直线往复运动的动塞（6）。本例的动塞（6）沿其自身往复运动方向延长不能与转子（2）的转动轴（O）相交。图中（3）为弹簧，（4）为活塞室，（5）为工作腔，（7）为做功腔，（8）为进口，（10）为出口，（11）为转子（2）工作时的转动方向。由于转子（2）上相邻两动塞（6）的离转子（2）的转动轴（O）最远的端点（C）和（D）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠COD）小于顺着转子（2）的转动方向（11）从进口（8）到出口（10）最近的两点（A）和（B）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠AOB），因此转子（2）在转动过程中，进口（8）和出口（10）一直被动塞（6）和定塞（9）隔断。所以本例除了还可做成气体泵或液体泵外，还可做成真空泵或高压泵或液体计量器具如民用水表和加油机。

实施例6：

如图8所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有一个能做直线往复运动的定塞（9）和2个固定在转子（2）上不动的动塞（6）。本例的定塞（9）沿其自身往复运动方向延长不能与转子（2）的转动轴（O）相交。图中（1）为定子，（3）为弹簧，（4）为活塞室，（5）为工作腔，（7）为做功腔，（8）为进口，（10）为出口，（11）为转子（2）工作时的转动方向。由于转子（2）上两个动塞（6）的离转子（2）的转动轴（O）最远的端点（C）和（D）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠COD）小于顺着转子（2）的转动方向（11）从进口（8）到出口（10）最近的两点（A）和（B）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠AOB），因此转子（2）在转动过程中，进口（8）和出口（10）一直被动塞（6）和定塞（9）隔断。所以本例除了还可做成气体泵或液体泵外，还可做成真空泵或高压泵或液体计量器具如民用水表和加油机。

实施例7：

如图9所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它是专为使用可燃性工作物质而设计的。它具有1个可直线往复运动的定塞（9）和1个固定在转子（2）上不动的动塞（6）。随着转子（2）的转动，形成了做功腔（7）。做功腔（7）一形成，进口（8）上的开关阀（17）随即打开，让一定量的可燃性工作物质进入做功腔（7）。当进入做功腔（7）的工作物质达到指定量时，开关阀（17）关闭。在开关阀（17）关闭后的瞬间点火，使工作物质燃烧做功，做功后的废气从出口（10）排出。（14）是功率输出腔。当动塞（6）经过功率输出腔（14）时，就将从气体进口（15）进入功率输出腔（14）的空气或可然性气体压缩，形成的压缩气体从气体出口（12）排进高压储气箱，供做功腔（7）内燃烧做功之用。（16）是可做直线往复运动的隔离塞，它起着阻止做功后的废气进入功率输出腔（14）的作用。（1）是定子，（3）是弹簧，（4）是活塞室，（5）是工作腔，（11）是转子（2）工作时的转动方向，（13）是气体止回阀。

实施例8：

如图10所示的无曲轴活塞式旋转发动机，它是专为使用可燃性工作物质而设计的。他的结构与实施例7基本相同，只是本例的定塞（9）固定在定子（1）上不动而转子（2）上的动塞（6）可做直线往复运动，用固定在定子（1）上不动的隔离塞（18）来阻止做功后的废气进入功率输出腔（14）。（3）是弹簧，（4）是活塞室，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向，（12）是气体出口，（13）是气体止回阀，（15）是气体进口，（17）是开关阀。

实施例9：

如图11所示的无曲轴活塞式旋转发动机。转子（2）上有6个可做直线往复运动的动塞（6）。由于转子（2）的转动轴（O）与定子（1）用于组成工作腔（5）的旋转对称面的旋转对称轴（O’）不相重合。因此在工作腔（5）内没有定塞，定子（1）内壁面离转子（2）的转动轴（O）较近的一侧起着定塞的作用，故称之为定塞侧（19）。（3）是弹簧，（4）是活塞室，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。由于转子（2）上两个动塞（6）的离转子（2）的转动轴（O）最远的端点（C）和（D）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠COD）等于顺着转子（2）的转动方向（11）从进口（8）到出口（10）最近的两点（A）和（B）顺着转子（2）的转动方向（11）与转子（2）的转动轴（O）所成的圆心角（∠AOB），因此本例除了还可作气体泵或液体泵外，还可做成真空泵或高压泵或液体计量器具如民用水表和加油机。

实施例10：

如图12所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有两个连成一体的能做直线往复运动的动塞（6）和一个起着定塞作用的定塞侧（19）。图中（1）是定子，（2）是转子，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例还可做成气体泵、液体泵、真空泵、高压泵或液体计量器具如民用水表和加油机。

实施例11：

如图13所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有一个能绕轴（M）做扇形开合运动的动塞（6）和一个固定在定子（1）上不动的定塞（9），动塞（6）始终受着弹簧（3）的作用。当转子（2）转动时动塞（6）还受到离心力的作用。图中（4）是活塞室，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例逆向转动还可作气体泵或液体泵使用。

实施例12：

如图14所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有一个能绕轴（M）做扇形开合运动的定塞（9）和一个固定在转子（2）上不动的动塞（6）。定塞（9）在工作物质的压力作用下与动塞（6）一起将工作腔（5）分隔成做功腔（7）。图中（1）是定子，（4）是活塞室，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例逆向转动还可作气体泵或液体泵。

实施例13：

如图15所示的无曲轴活塞式旋转发动机。它具有一个能绕轴（M）做扇形开合运动的动塞（6）和一个起着定塞作用的定塞侧（19）。图中（1）是定子，（2）是转子，（3）是弹簧，（4）是活塞室，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例逆向转动还可作气体泵或液体泵使用。

实施例14：

如图16所示的无曲轴活塞式旋转发动机，它具有一个能绕轴（M）做扇形开合运动的定塞（9）和一个固定在转子（2）上不动的动塞（6）。图中（1）是定子，（3）是弹簧，（4）是活塞室，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是定子（2）工作时的转动方向。

实施例15：

如图17所示的无曲轴活塞式旋转发动机，它具有一个能绕轴（M）做扇形开合运动的动塞（6）和一个固定在定子（1）上不动的定塞（9）。图中（2）是转子，（4）是活塞室，（5）是工作腔，（7）是做功腔，（8）是进口，（10）是出口，（11）是转子（2）工作时的转动方向。本例的动塞（6）利用离心力将进口（8）和出口（10）隔开。

实施例16：

如图18所示的无曲轴活塞式旋转发动机，它的出口（10）开在转子（2）上，进口（8）开在定子（1）上。

实施例17：

本例的无曲轴活塞式旋转发动机的结构与图1所示的实施例1比较只是没有弹簧（3），其余的结构完全相同。参照图1，本例的定子（1）和定塞（9）用铁磁材料制造，转子（2）用抗磁材料制造，动塞（6）用磁性材料来制造，图1中N、S为磁极。本例还可做成气体泵或液体泵。

实施例18：

本例的无曲轴活塞式旋转发动机的结构与图8所示的实施例6比较只是没有弹簧（3），其余的结构完全相同。参照图8，本例的定子（1）用抗磁材料制造，转子（2）和动塞（6）用铁磁材料制造，定塞（9）用磁性材料制造，图8中N、S为磁极。本例除了还可做成气体泵或液体泵外，还可做成真空泵、高压泵或液体计量器具如民用水表和加油机。

Claims (10)

1、一种无曲轴活塞式旋转发动机，其工作物质为流体，其特征是：由转子(2)、定子(1)、动塞(6)、定塞(9)组成，转子(2)与定子(1)围成工作腔(5)，转子(2)能相对定子(1)转动，工作腔(5)具有进口(8)和出口(10)，定塞(9)在定子(1)上，动塞(6)在转子(2)上，动塞(6)能在工作腔(5)内做环形运动，随着转子(2)的转动，定塞(9)和动塞(6)一起将工作腔(5)隔成能而且只能与进口(8)相通的做功腔(7)，工作物质从进口(8)进入做功腔(7)内并对动塞(6)做功，从而推动转子(2)转动。

2、根据权利要求1所述的发动机，其特征是：转子（2）与定子（1）的空间位置关系是并排关系，或相套关系。

3、根据权利要求1所述的发动机，其特征是：进口（8）是开在定子（1）或转子（2）上，出口（10）是开在定子（1）或转子（2）上。

4、根据权利要求1所述的发动机，其特征是：有一个或多个工作腔（5），在同一工作腔（5）内有一个或多个动塞（6）和一个或多个定塞（9）。

5、根据权利要求1所述的发动机，其特征是：动塞（6）在转子（2）上或定塞（9）在定子（1）上固定不动或做直线运动或绕轴（M）做扇形开合运动。

6、根据权利要求1所述的发动机，其特征是：工作腔（5）分成用来形成做功腔（7）和用来做功率输出腔（14）的两部分，转子（2）上的动塞（6）对进入功率输出腔（14）的流体做功并将该流体推出功率输出腔（14）。

7、根据权利要求6所述的发动机，其特征是：在功率输出腔（14）形成的高压流体成为工作物质。

8、根据权利要求1～7所述的任何一种发动机用于将压强能转变为转动动能。

9、根据权利要求1～6所述的任何一种发动机用于构成气体泵或液体泵。

10、根据权利要求4所述的发动机，其中一种在任何时候进口（8）和出口（10）都被动塞（6）和定塞（9）隔断的发动机，其特征是：用于构成真空泵、液体高压泵或液体计量器具。

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