CN1282833A - 压燃分体式转子发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压燃分体式转子发动机,由可以不同速度运转的空气压缩装置39和混合气体燃烧作功装置41两主体装置构成,空气压缩与混合气体燃烧作功由其两装置分别进行。混合气体燃烧作功装置41由定子1和转子2两主件构成,该装置将空气压缩装置按需供给的压缩气体纳入其燃烧室与燃烧混合并实现燃烧,其热能由其燃烧室直接作用于转子,使转子在定子内按所控的输出功率、转速、力矩和方向旋转;转子旋转一周,若干个燃烧室同时循环作功若干次。其热能效率及其发动机重力比等整机性能优于其它任何一种内燃发动机。

Description

压燃分体式转子发动机

本发明涉及内燃发动机，特别是转子发动机。

现通用于汽车、火车、坦克、轮船、工程及农用机械等各种不同用途的，以汽油、柴油、燃气为燃料的汽油机、柴油机、燃气机等往复活塞式内燃发动机，基本技术特征是，由活塞、气缸、气缸盖组成一密闭定容定压气室，活塞在气缸内上下直线运动，即吸进空气，压缩空气，使其压缩气体与燃料混合发生燃烧，产生膨胀气体，推动活塞由上止点F行，其动力传递给连杆曲轴输出，如此循环往复。在其传统技术基础上，采用增压、多气门、电子控制等现代技术，使其热能效率有了提高。但是，所采用的现代技术，没有也不可能克服往复活塞式内燃发动机在技术上存在的根本性不足，没有也不可能使其热能效率从根本上得以提高。往复活塞式内燃发动机在技术上存在的不足，有如下两个主要特征：

一是空气压缩与混合气体燃烧作功，在其系统装置同轴同速运转和同一密闭定容定压气室条件下进行。由此，活塞在气缸内进行的“进气→压缩→作功→排气”行程循环，其“作功”周期性地被“进气、压缩、排气”行程所中断；进气门和排气门周期性地同时处于开启位置，致使其空气与废气混合、燃烧不尽，排放的气体中有害物过多；膨胀气体在气缸内推动活塞由上止点下行的力，随活塞下行和气室容积由燃烧室扩大至气缸而逐步衰减；发动机在变速运转或在不同工况下，作功气室的压缩空气的密度和混合气体的浓度不可能同时保持最佳热能效率所要求的最佳值。由此诸因素，使其内燃发动机热能效率低下。

二是膨胀气体在气缸内推动活塞由上止点下行的力传递给连杆曲轴输出。由此，其曲轴输出的旋转力矩，受活塞行程等因素的严格制约，不可能取更大值；其曲轴输出的旋转力矩，在额定的最大值与最小值之间周期性变动--连杆将其力传递给曲轴的力点，处在活塞、连杆与曲轴垂直的直线上，为旋转力矩的最小值；处在其直线外曲轴旋转半径上最远一点，为旋转力矩的最大值--不可能保持其最大值；作用于曲轴的力点，在其同一平面只有一个，不具对称性，因而发动机运转不具有力点对称平衡稳定性能：为防止混合气体早燃、爆燃、爆震，限制采用较高空气压缩比，使空气压缩比过低。此诸因素，使其内燃发动机热能效率低下。

现通用于飞机的涡轮或涡煽喷气式发动机。将内燃发动机热能效率提到了往复活塞式内燃发动机热能效率根本无法达到的高度，其空气压缩比高达38∶1还不为极限。但是，其燃烧室只是一个单纯的热膨胀气体发生装置，对混合气体燃烧时的爆发力未能充分加以利用，使其部分热能损失；由于其热能的转换利用以空气为介质，不便广泛使用于地面，取代往复活塞式内燃发动机。

到目前为止，为克服往复活塞式内燃发动机技术存在的根本性不足，试图取代往复活塞式内燃发动机而研制的各种类型的转子式内燃发动机，如中国专利申请号为85105764风冷叶轮转子式内燃机、90103357太极式转子内燃机、93117267摆动转子式内燃机、96116876偏心转子板式内燃机、96122227内切式转子内燃机、96229482内燃式涡轮转子发动机以及外国包括日本、美国研制的三角体转子内燃机等，如国际申请号为PCT／HU96／00039、中国申请号96196798内燃转缸式发动机，革除了往复活塞式内燃发动机的连杆曲轴机构，改革了组织燃烧及其热力传输方式，但是在技术上没有从根本上克服往复活塞式内燃发动机技术存在的不足，由于采取的技术方案不同而表现出种种不同的不成熟。例如，具有空气压缩与混合气体燃烧作功在同一气室进行，或者空气压缩装置与混合气体燃烧作功装置只能同轴同速运转，或者在同一平面同时只有一个气室作功，或者燃烧室只是一个单纯的热膨胀气体发生装置，仅仅是利用排出的热气作功，具有以上技术特征的转子式内燃机，其不足与上述的往复活塞式内燃发动机技术存在的不足相似。

本发明的目的是：克服上述的内燃发动机技术存在的不足。能取代往复活塞式内燃发动机，提供一种新型内燃发动机，即以由可以不同速度运转的两个装置分别进行空气压缩和混合气体燃烧作功为主要特征的压燃分体式转子发动机。

为实现上述目的，本发明的解决方案为：它由混合气体燃烧作功装置和空气压缩装置组成；其混合气体燃烧作功装置由定子和转子两主件组成，两端由端盖密封，混合气体燃烧作功装置以圆心对称设置有两个以上燃烧室及两组以上供燃烧室循环作功的装置，各组供燃烧室循环作功的装置均由进气口、燃料喷射口、点火口、排气口组成，并对应安装有可调控的进气气阀、燃料喷射装置和点火装置及排气装置；空气压缩装置向混合气体燃烧作功装置的燃烧室提供压缩空气。

本发明压燃分体式转子发动机，由空气压缩装置和混合气体燃烧作功装置两个部分构成。其空气压缩装置的功能是为混合气体燃烧作功装置变速运转提供所需的压缩气体；其混合气体燃烧作功装置的功能是将空气压缩装置供给的压缩气体与燃料混合，实现燃烧，将其热力转换为动力输出。

本发明压燃分体式转子发动机，与往复活塞式内燃发动机以及其它转子式内燃发动机的技术相比较，由于采用了压燃分体技术，即空气压缩与混合气体燃烧作功由相应的两个装置分别进行，且两个装置可不同轴即可以不同速度运转，由此，本发明在技术上具有显著的特点和优点。其主要优点如下：

一是空气压缩与混合气体燃烧分室进行，由此，使燃烧室循环作功能够连续进行，不被进气、压缩、排气等环节中断；燃烧室进气充量，燃烧完全，排气干净；为同时保持燃烧室最佳空气压缩比和空燃比奠定了物质基础。

二是燃烧室在转子圆周以其圆心对称设置，多个对称设置的燃烧室可同时循环作功，混合气体燃烧产生的爆发力、热膨胀力在切线方向以对称的力点作用于转子。使转子在定子内腔作圆周运动，由此，发动机运转具有力点对称平衡性能；由此无需顾忌燃烧室的混合气体早燃、爆燃、爆震，使燃烧室的空气压缩比可取所能达到的更高最佳比值；由此发动机输出的旋转力矩始终能保持额定的最大值。

三是空气压缩装置与混合气体燃烧作功装置可不同轴即可以不同速度运转，由此可以启用或关闭单个燃烧室循环作功的方式对发动机输出功率和转速进行系统控制，实现无级变速运转；由此发动机在不同工况下变速运转时，燃烧室内空气压缩比和空燃比可同时保持热能效率所要求的最佳比值。

下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细说明：

图1为本发明结构示意图

图2为本发明实施例的多出口式离心空气压缩机剖视图

图3为本发明实施例1的混合气体燃烧作功装置结构剖视图

图4为图3的A-A剖视图

图5为本发明实施例2的混合气体燃烧作功装置结构剖视图

图6为图5的B-B剖视图

图7为图5的C-C剖视图

图8为本发明实施例1、2的混合气体燃烧作功装置的转子燃烧室结构示意图

图9为本发明实施例3的混合气体燃烧作功装置结构剖视图

图10为图9的D-D剖视图

图11为本发明实施例4的混合气体燃烧作功装置结构剖视图

图12为图11的E-E剖视图

图13为图11的F-F剖视图

图14为本发明实施例5的混合气体燃烧作功装置结构剖视图

图15为图14的G-G剖视图

图16为本发明实施例的混合气体燃烧作功装置的热气膨胀作功的涡轮装置结构剖视图

图1，为本发明压燃分体分式转子发动机最佳实施例结构示意图，即该发动机由空气压缩装置39和混合气体燃烧作功装置41及附设的热气膨胀作功装置42两主体装置构成；即其发动机由电动机38起动空气压缩装置39运转，即多级叶片式空气压缩机吸进空气，逐级加压，送给离心式空气压缩机再次加压，由出气口37经高压气管40进入混合气体燃烧作功装置41，与燃料混合、燃烧、作功，在次作功后的热气进入热气膨胀作功装置42继续作功，最后排出；混合气体燃烧作功装置41处低速运转状态，空气压缩装置39由电动机38直接驱动运转；当混合气体燃烧作功装置以高速运转时，离合器43使其混合气体燃烧作功装置41与空气压缩装置39结合，即空气压缩装置由混合气体燃烧作功装置直接驱动，此时，电动机38退出对空气压缩装置的驱动；当混合气体燃烧作功装置由高速变为低速运转时，离合器43使其混合气体燃烧作功装置41与空气压缩装置39分离，退出对空气压缩装置的驱动，空气压缩装置由电动机驱动运转。

本发明压燃分体式转子发动机，由受自动调控系统调控的空气压缩装置和混合气体燃烧作功装置两个部分构成。其中，如图2，空气压缩装置39最好是由轴流式多级叶片空气压缩机和多出口式离心空气压缩机两部分同轴串联组成。其轴流式多级叶片空气压缩机部分，与航空发动机实用的同类空气压缩机类似，其叶片级数、相关尺寸及功率按需设汁。其多出口式离心空气压缩机部分，与其它离心式空气压缩机相似，只是其出气口37为多个，即出气口37的个数与混合气体燃烧作功装置的进气口的个数相等，并与之一一对应相通。如图2所示的多出口式离心空气压缩机，它由外壳32、叶轮33、叶片34、转轴35、腔室36、出气口37等构成。空气压缩装置工作的基本过程是，该装置被驱动运转，轴流式多级叶片空气压缩机将空气逐级加压，并将其压缩气体直接压入多出口式离心空气压缩机的腔室36，在随叶轮33旋转的叶片34的作用下，经出气口37分配分别进入与之一一对应相通的混合气体燃烧作功装置的进气口及其燃烧室。

空气压缩装置由可控转速的电动机驱动，由自动调控系统调控而变速运转，由此使其提供的压缩气体满足混合气体燃烧作功装置变速运转对压缩气体的变量需求。

空气压缩装置的功能是为混合气体燃烧作功装置在不同工况下的变速运转提供所需的压缩气体。空气压缩装置也可采用其它现有空气压缩技术。

如图3、图4及图8、图16所示的本发明实施例1的混合气体燃烧作功装置，为涡轮式转子型，该装置由定子1和转子2两主件构成。其定子1为圆筒形，两端由端盖3和端盖4密封。其转子2外圆面呈涡轮形，以同心圆置于定子1腔内，其转轴5伸出两端盖外。转子2外圆面在定子1内圆面可滑动旋转。在其转子与定子滑动配合邻端盖4一端的结合处设置密封槽18。在其转子2外圆面邻密封环槽18的一段，按圆心对称设置端面呈半截子月牙形或弯曲的楔形穴槽若干个，由定子内圆面封闭形成燃烧室11。在其转子外圆面邻端盖3的一段，轴向与燃烧室11对应设置涡轮状穴槽，由定子内圆面封闭形成第二燃烧室12。其燃烧室11与第二燃烧室12轴向一一对应相通，径向由转子外圆面部分相隔。如图8所示。由此，转子2外圆面呈涡轮形状。其燃烧室径向间的转子外圆面部分为转子裙部13。在其燃烧室11一段的转子裙部，轴向设置滑片槽14及滑片15。滑片随转子旋转可从滑片槽离心滑出，外端面在定子内圆面上滑动，加强燃烧室11径向间的密封。在其定子1与燃烧室11相对的圆周同一平面，按圆心对称、依次、相间设置由一次进气口6、二次进气口7、燃料喷射口8、点火口9为一组装置若干组，相应安装可控气阀、燃料喷射装置、点火装置。其点火口9的定子内圆面处为凹形，即为附燃烧室16。其各组装置的间距即定子1内圆弧长大子转子外圆面单个燃烧室11弧长。其端盖3圆周边轴向与一次进气口6对应的位置设置排气口10。混合气体燃烧作功装置单个燃烧室单次作功的工作过程是，由空气压缩装置供给的压缩气体，由一次进气口6径向流入燃烧室11乃至轴向相通的第二燃烧室12，扫除其室内未排尽的废气由排气口10排出，由此转子2类同于气动马达旋转；转子旋转至转子裙部13封闭一次进气口6和排气口10，燃烧室11与二次进气口7径向相对，燃烧室第二次进气；转子继续旋转至转子裙部13封闭二次进气口7，燃烧室11与燃料喷射口8相对，燃料喷射装置向其室内喷射燃料；转子继续旋转至燃烧室11与点火口9相对，点火装置点燃其室内气体，气体燃烧产生的膨胀气体由燃烧室11作用于转子的同时，与由旁通进气口道17进入的由空气压缩装置供给压缩空气混合，轴向流入第二燃烧室继续燃烧膨胀作用于转子，因转子外圆面呈涡轮形而受力不均绕转轴5的轴心旋转，其动力由转轴5输出，燃烧后的废气在第二燃烧室12与排气口10轴向相对时由此排出进入外接的热气膨胀作功的涡轮装置(如图16所示)的涡轮气室再次作功最后排出。单个燃烧室单次作功过程如上所述。由于所设置的燃烧室为若干个，供燃烧室循环作功的进气、供燃、点火的“加油站”装置为若干组，故转子每旋转一周，若干个燃烧室可同时作功若干次，即燃烧室的个数与“加油站”装置的组数的乘积为其转子旋转一周燃烧室循环作功的额定室次数，其额定的燃烧室循环作功室次数与单个燃烧室单次作功的功率的乘积为发动机额定输出的最大功率。发动机在不同工况下的输出功率在其额定的最大输出功率范围内由自动调控系统按指令调控。即以该装置额定的燃烧室循环作功室次数为调控基础和范围，应用现代自动控制技术，对单个燃烧室的进气、燃料喷射装置进行开与关的控制，启用或关闭若干个燃烧室作功，增加或减少燃烧室循环作功的室次数，提高或降低混合气体燃烧作功装置运转的速度，达到其调控目的。例如，转子外圆面设置的燃烧室为4个，定子圆周设置的进气、燃料喷射、点火等装置即燃烧室循环作功“加油站”装置为4组。由此，转子旋转一周，单个燃烧室在每一“加油站”作功一次共循环作功4次，其4个燃烧室循环作功最多为16室次，即发动机额定输出的最大功率和转速为燃烧室循环作功16室次，即为往复活塞式四行程4缸内燃发动机曲轴旋转一周燃烧室作功次数的4倍。若降低其输出功率和转速，就减少其投入工作的燃烧室循环作功室次数。为使发动机运转具有力点对称平衡稳定性能，就使其若干个燃烧室对称同时作功。由此，转子每旋转一周，在其额定的最大功率即燃烧室循环作功室次最多的16室次范围内，投入工作的燃烧室循环作功室次数可以2、4、6、8、10、12、16等若干排列组合，发动机输出功率和转速相应地分为若干档级。由此，可按其若干档级调控燃烧室循环作功室次数，即启用或关闭旋转方向不同的多级装置的若干个燃烧室交替作功，增强或减少燃烧室循环作功室次数，以提高或降低混合气体燃烧作功装置的输出功率和转速，同时使其按所控方向旋转，输出动力。在上述调控基础上，对单个燃烧室循环作功的空气供给量和燃料供给量进行微量调控。其微量调控与现通用于往复活塞式内燃发动机的同类调控基本相同，不赘述。

如图5、图6、图7及图8、图16所示的本发明实施例2的混合气体燃烧作功装置，为涡轮式转子型，该装置由定子1和以同心圆置于其定子腔内的转子2两主件构成。定子1为圆筒形，两端由端盖3和端盖4密封。在其端盖4的圆周边按圆心对称设置以一次进气口6和二次进气口7为一组的进气口若干组，在其进气口安装可控气阀(如1997年7月《人民交通出版社》钱耀义编著的《现代汽车发动机燃料供给装置》第58-59页所述的阻风门执行器)。其两个进气口的间距即其弧长小于转子外圆面单个燃烧室的弧长；各组进气口的间距即其弧长大于转子外圆面单个燃烧室的弧长。在其定子1的邻端盖4一段圆周同一平面轴向对应二次进气口7的位置，设置燃料喷射口8，安装可控燃料喷射装置(如现代汽车发动机电控喷射系统)；在其同一平面轴向对应各组进气口的中间位置，设置点火口9，安装可控点火装置。其点火口的定子内圆面处为凹形，即为附燃烧室16。在其端盖3圆周边按圆心角对称设置与进气口组数相等的排气口10，与另设置的热气膨胀作功装置的锅轮气室相通。转子2外圆面呈涡轮形，以同心圆置于定子1内，其转轴5伸出端盖3和端盖4外。其转子2外圆面在定子1内圆面可滑动旋转。转子外圆面邻端盖4一段，与定子圆周同一平面设置的燃料喷射口8、点火口9相对，按圆心角对称设置端面呈半截子月牙形或弯曲的楔形穴槽若干个，由定子内圆面封闭形成燃烧室11。其转子外圆面邻端盖3一段，轴向与其燃烧室11分别对应设置涡轮状穴槽，由定子内圆面封闭形成第二燃烧室12。其燃烧室11与第二燃烧室12轴向一一对应相通，径向由转子外圆面部分相隔，如图8所示。由此，转子外圆面呈涡轮形状。其燃烧室径向间的转子外圆面部分为转子裙部13。在其燃烧室11一段的转子裙部，轴向设置滑片槽14及滑片15。其滑片随转子旋转从滑片槽离心滑出，外端面在定子内圆面上滑动，加强燃烧室11径向间的密封。该混合气体燃烧作功装置单个燃烧室单次作功的工作过程是，由空气压缩装置供给的压缩气体，由一次进气口6轴向流入燃烧室11乃至轴向相通的第二燃烧室12，扫除其室内未排尽的废气由排气口10排出，进入另设置的热气膨胀作功的涡轮装置的涡轮气室(如图16所示)，由此转子类似于气动马达旋转；转于旋转至转子裙部13的两端面分别封闭一次进气口6和排气口10时，燃烧室11轴向与二次进气口7相对、径向与燃料喷射口8相对，压缩空气由二次进气口7轴向流入燃烧室11的同时，燃料喷射装置于燃料喷射口8向其燃烧室喷射燃料，其燃料由其喷射点与二次进气的气流相对即刻混合；转子继续旋转至转子裙部的端面封闭二次进气口7的同时，燃烧室11径向与点火口9相对，点火装置于点火口9点燃其室内混合气体，气体燃烧产生的膨胀气体由其燃烧室11作用于转子的同时，与由旁通进气口道17进入的由空气压缩装置供给压缩空气混合，轴向流入第二燃烧室12继续燃烧膨胀，由第二燃烧室12作用于转子，转子因外圆面呈涡轮形而受力不均绕转轴5的轴心旋转，其动力由转轴5输出。转子旋转至第二燃烧室12轴向与排气口10相对，燃烧后的气体由第二燃烧室12经排气口10排出；而进入附设置的通轴串联的热气膨胀作功的涡轮装置(图16所示)的涡轮气室再次作功后排出，单个燃烧室单次作功过程如上所述。其燃烧室和燃烧室循环作功室次的设置与上述实施例1相同，由此其燃烧室循环作功过程及其调控也相同，不赘述。

如图9、图10及图8、图16所示的本发明实施例3的混合气体燃烧作功装置，该装置由定子1和转子2两主件组成。其转子2与上述涡轮式转子实施例1、2的转子相同，不赘述。其定子1为圆筒形。在其定子1圆周，与以同心圆置于定子腔内的转子2燃烧室11相对应的同一平面，以其圆心对称开设若干个预燃燃烧室20，其预燃燃烧室呈小口瓶状，其瓶口向内，其轴线向定子内圆面与转子外圆面相切的切线方向倾斜，在其定子的外圆面设置燃烧室封盖19，在其预燃燃烧室封盖设置可控的进气7、供燃8、点火9装置。燃烧室20的定子内圆面的斜端面由转子2的外圆面封闭时，燃烧室即进气7、喷燃8、点火9，室内混合气体燃烧，产生的膨胀气体在转子旋转至与转子外圆面设置的燃烧室11相对时，以其切线方向作用于转子，在其燃烧室11和12内继续燃烧，使转子旋转。其燃烧室循环作功的室次设置与调控，与上述实施例1、2相同，不赘述。

本发明混合气体燃烧作功装置涡轮式转子的实施，除上述实施例之外，还可将上述实施例综合，演变成其它实施例。如将其实施例1、2、3同轴串联组合成多级结构的混合气体燃烧作功装置，其转子半径可以不相等，使发动机具有不同功率不同转速不同力矩的输出功能；或将其多级结构的旋转方向相反设置，使发动机具有逆向旋转功能；或将其燃烧室的形状和进气、燃料喷射、点火及排气口道的设置方位作某些改变，包括根据所使用的不同燃料进行某些改变，可采取不同的实施方法，如将上述涡轮式转子实施例1、2中的燃料喷射口8设置在二次进气口7的进气口前处，使由二次进气口进入燃烧室的气体是可燃的混合气体等，不赘述。

如图11、图12、图13、图16所示的本发明实施例4的混合气体燃烧作功装置，为叶轮式转子型，该装置由定子1和转子2两主件构成。其定子1为圆筒形。两端由端盖3和端盖4密封。其转子2为圆柱形，在转子2圆周以圆心对称径向开设2个以上叶片槽14，内置可滑动的叶片15，由此转子2为叶轮式转子型。转子旋转时，叶片在离心力作用下由叶片槽内滑出，外端面在定子内圆面上滑动。转子偏心置于定子内，转轴5伸出端盖3和4外，为动力输出轴。转子2外圆面与定子内圆面一点相切，由此形成月牙形腔室21，被若干叶片分隔成若干个气窒即小燃烧室。在其定子1圆周上顺转子2旋转方向过切点处设置1组供燃烧室循环做功的装置即进气道7、燃料喷射口道8、点火口道9、排气口道10、22，分别安装相应的可控装置。该混合气体燃烧作功装置单次作功的过程，在转子顺时针方向旋转时，由空气压缩装置供给的压缩气体或可燃混合气体由进气口道7进入气室21作用于叶片15，转子顺时针方向旋转，气室旋转移位至与燃料喷射口道8和点火口道9相对，燃料供给装置喷射燃料，点火装置点燃室内可燃混合气体，生成热膨胀气体，作用于叶片15推动转子2顺时针旋转，在此作功后的热膨胀气体在随转子旋转的叶片的作用下旋转至与排气口道10相对，由此排出而进入与之相联通的热气膨胀作功的涡轮装置(如图16所示)的叶轮式转子型涡轮气室继续作功。在此未排尽的剩余的热气随转子旋转至气道口22排出。由于叶片15为若干片，将定子腔室分隔成若干个燃烧室，故各燃烧室随转子旋转依次作功。上述为单级装置。为使发动机工作力点对称、功率加强，可将其装置至少设置两级，如图11所示，两级之间由隔板23相隔。其装置的转子共轴串联，转子外圆面与定子内圆面相切的两个切点按圆心以180°对称，各级装置的燃烧室及定子圆周设置气道、点火口道均按此圆心角对称。由此各级装置的燃烧室可同时循环作功。以此设置为基础，对燃烧室的进气、供燃进行开或关的控制，实现对其装置输出功率及旋转方向的调控。例如上述装置以两级结构设置，各级叶片数相等分别为8片，则该装置转子与定子两圆面相切的两个切点按180°对称，两级燃烧室按180°对称，燃烧室循环作功则有两个燃烧室同时作功，转子旋转一周，燃烧室循环作功室次数为16室次。可分为2、4、6、8、10、12、14、16室次等8级输出功率进行调控。转子旋转一周，最小输出功率为2个燃烧室作功；最大输出功率为16个燃烧室作功。

如图14、图15所示的本发明实施例5的混合气体燃烧作功装置，为叶轮式转子型，该装置由定子1和转子2两主件构成。其定子1呈内腔为椭圆的圆筒形。两端由端盖3和端盖4密封。其转子2为圆柱形。在转子2圆周以圆心对称径向开设2个以上叶片槽14，内置可滑动的叶片15，在其叶片处设置叶片导滑板槽24，内置叶片导滑板25，叶片导滑板25的一端护盖叶片15的外端面，另一端连接在其槽内。转子2以同心圆置于内腔为椭圆的圆筒形定子1腔内，转轴5伸出定子1的两端盖外，为动力输出轴。转子2外圆而与定子1内腔为椭圆的短轴两端点面相切，在其面上滑动。转子2旋转时，叶片15由叶片槽14离心而滑出，其外端面顶压叶片导滑板25的一端离心而向外张开，其外端面紧压在定子1内腔为椭圆的内圆面滑动，过切点时自然回复槽内。由此，两切点将转子2外圆面与定子1为椭圆的长轴两端内圆面之间的腔室对称分隔成两个呈月牙形的腔室21。其月牙形腔室被若干叶片15分隔成若干个气室即小燃烧室。在其定子1圆周顺转子的旋转方向过切点处以180°对称开设两组供燃烧室循环作功的装置，各组装置均有进气口道7、燃料喷射口道8、点火口道9、排气口道10，分别安装相应的可控装置。该混合气体燃烧作功装置作功的过程是，在转子顺时针方向旋转时，由空气压缩装置供给的压缩气体或可燃混合气体由进气口道7同时进入气室作用于叶片15推动转子2旋转，气室旋转移位至与燃料喷射口8及点火口道9相对，燃料供给装置喷射燃料，点火装置点燃室内可燃混合气体，生成热膨胀气体，作用于叶片15推动转子2旋转，在此作功后的热膨胀气体在随转子旋转的叶片的作用下旋转至与排气口10相对，由此排出而进入与之相通的热气膨胀作功的涡轮装置(如图16所示)的涡轮气室继续作功。由于叶片15为若干片，分别将相互分隔的两个月牙形腔室分隔成若干个气室即小燃烧室，故各燃烧室随转子旋转可依次连续作功若干次。如叶片15数目为6片，则转子2旋转一周，燃烧室循环作功室次数为12室次。即可分为2、4、6、8、10、12室次等6个档级调控其输出功率。本装置可多级布置，不赘述。

本发明压燃分体式转子发动机，除采取上述的〔空气压缩装置+电动机〕→〔混合气体燃烧作功装置+热气膨胀作功的涡轮装置〕”的实施方案，还可采取如下实施方案：

A方案，将上述方案中空气压缩装置的电动机舍去，使空气压缩装置与上述任一实施方案的混合气体燃烧作功装置和热气膨胀作功的涡轮装置共轴串联，即“空气压缩装置+混合气体燃烧作功装置+热膨胀气体作功的涡轮装置”，由混合气体燃烧作功装置直接驱动空气压缩装置，同时直接输出动力。此方案适用于对发动机变速运转的要求不高的场所。如作为发电机的动力机。

B方案，将上述的A方案作为以提供压缩气体的方式输出其动力驱动其它工作机械的源动力机，即组合式空气压缩机，如同空气压缩机，提供压缩气体，驱动气动机械。

C方案，将上述A、B两方案作为空气压缩装置与上述任一实施方案的混合气体燃烧作功装置相结合但不同轴构成压燃分体式转子发动机，即“〔空气压缩装置+混合气体燃烧作功装置〕

〔混合气体燃烧作功装置+热气膨胀作功的涡轮装置〕”。

图16，热气膨胀作功的涡轮装置。该装置是利用混合气体燃烧作功装置产生并作功后的热膨胀气体再次作功的装置。即为本发明压燃分体式转子发动机的附设装置。该装置采用常规的涡轮机技术。可采取多级结构。如图所示，该装置由定子26、定子叶片27、若干进气口道28、排气口道29、轴5、涡轮30、涡轮叶片31等构成。由混合气体燃烧作功装置排气口10排出的热膨胀气体由直接相联通的进气口28进入推动涡轮叶片31带动与混合气体燃烧作功装置的转轴共轴的轴5旋转，废气最后由排气口道29排出。

本发明压燃分体式转子发动机，上述各实施方案的起动运转，均由蓄电池起动电动机驱动其空气压缩装置首先运转、产生压缩气体，以其压缩气体驱动其混合气体燃烧作功装置旋转，调控系统装置同时运行，调控其混合气体燃烧作功装置进入作功状态，即开始作功运转。

本发明压燃分体式转子发动机的混合气体燃烧作功装置，可以多级布置，其各级转子半径可以不相等，或其中一级旋转方向可相反设置，在外界条件允许的尺寸范围内可加大转子的半径，由此可设置更多的燃烧室以增大其输出功率；由此在相同燃耗时可使发动机输出的旋转力矩取更大值；由此发动机输出的额定功率、旋转力矩及转速高低的设计有了极大的自由度。由此，发动机具有以不同功率、转速、力矩及不同旋转方向适应不同工况需要的性能。

本发明压燃分体式转子发动机，整机结构简单，体积小重量轻而功率大效率高，其主体结构和部件，能使氢、汽油、柴油、燃气等不同燃料同机通用，制造成本和使用成本低，基本技术能通用输出功率和转速以及外形尺寸不同的各种用途的内燃发动机的设计制造。

本发明压燃分体分式转子发动机的的压燃分体技术即空气压缩与混合气体燃烧作功由相应的两个装置分别进行，且两个装置可不同轴即可以不同速度运转，其空气压缩装置和混合气体燃烧作功装置，还可以采用气缸活塞式，即气缸活塞式空气压缩和气缸活塞式混合气体燃烧作功装置。气缸活塞式混合气体燃烧作功装置实施方案，与现通用的往复活塞式内燃发动机相似，不同的是活塞在气缸内由下止点运行到上止点不再是压缩空气的过程，仅仅是排气过程；而由上止点运行到下止点不再是吸气过程，仅仅是混合气体燃烧膨胀作功过程：设置在活塞到达上止点的活塞顶部的燃烧室的压缩空气由不同轴运转的空气压缩装置提供。即“空气压缩装置→气缸

活塞式混合气体燃烧作功装置”。其气缸可采取直立排列、V形排列或星式排列。

Claims (10)

1．压燃分体式转子发动机，其特征在于：它由混合气体燃烧作功装置41和空气压缩装置39组成；混合气体燃烧作功装置41由定子1和转子2两主件组成，定子1两端由端盖3和端盖4密封，转子2设置在定子1腔内，转子2的转轴5伸出定子1两端端盖3、4外，转子2的转轴5为动力输出轴；定子1和转子2按转子2圆心对称设置有两个以上燃烧室和成组的供燃烧室循环作功的进气口、燃料喷射口、点火口、排气口并安装相应装置；空气压缩装置39出气口37与混合气体燃烧作功装置41的进气口联通。

2．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：定子1为圆筒，转子2以同圆心设置于定子1腔内；转子2外圆面按圆心对称、分两段设置两个以上穴槽，其一段为端面呈半截子月牙形或弯曲的楔形穴槽，由定子1内圆面封闭形成燃烧室11，转子2另一段外圆面轴向与燃烧室11分别对应设置涡轮状穴槽，由定子1内圆面封闭形成第二燃烧室12，径向由转子2外圆面部分即转子裙部13相隔，转子2外圆面呈涡轮形；燃烧室11一段的转子裙部13，径向设置叶片槽14及可在其中滑动的用来径向隔开各燃烧室11的叶片15，叶片15外端面在定子1内圆面上滑动。

3．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：定子1圆周上以圆心对称、按转子2旋转的切线方向设置两个以上预燃燃烧室20，其燃烧室的内端口由转子2外圆面部分封闭，外端口由在定子1外圆面设置的燃烧室封盖19密闭，封盖19上设有成组的、供预燃燃烧室20循环作功的进气口、燃料喷射口、点火口，并安装相应装置。

4．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：定子1为圆筒，转子2为圆柱体，转子2偏心置于定子1腔内，转子2的外圆面与定子1的内圆面一点相切：在其定子1的圆周上顺转子2旋转方向过切点处，设置一组供燃烧室循环作功的进气口、燃料喷射口、点火口、排气口，并安装相应装置；转子2圆周以圆心对称径向设置两个以上叶片槽14及可在其中滑动的叶片15，叶片15外端面在定子1内圆面上滑动；由定子1和转子2组成的混合气体燃烧作功装置41以两级设置，两级间用隔板23相隔，转子2共轴串联，其两级的转子2外圆面与定子1内圆面的两个切点按转子2圆心对称。

5．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：定子1为内腔为椭圆的圆筒；其转子2为圆柱体，转子2以同心置于定子1腔内，转子2外圆面与定子1内圆面两点即椭圆短轴两端点相切；转子2圆周以圆心对称径向设置两个以上叶片槽14及可在其中滑动的叶片15，叶片15外端面在定子1内圆面上滑动；在各叶片15处设置叶片导滑板25，叶片导滑板25一端固定在转子2外圆面开设的导滑板槽24内，另一端护盖叶片15的外端；在定子1的圆周上顺转子2旋转方向过切点处，即以180°对称设有两组供燃烧室循环作功的进气口、燃料喷射口、点火口、排气口并安装相应装置。

6．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：空气压缩装置39由轴流式多级叶片空气压缩机与多出口离心式空气压缩机同轴串联组成。

7．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：空气压缩装置39与混合气体燃烧作功装置41同轴串联。

8．如权利要求7所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：空气压缩装置39出气口与气动机械的进气口联通。

9．如权利要求1所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：空气压缩装置39由电动机38驱动，空气压缩装置39转轴35与混合气体燃烧作功装置41转轴5之间由离合器43连接。

10．如权利要求1或2或3或4或5所述压燃分体式转子发动机，其特征在于：转轴5与一热气膨胀作功装置42的转动轴同轴串联，排气口与热气膨胀作功装置42的进气口联通。

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