CN1535349A - 用于提高发动机、泵或类似装置所产生的生产率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提高发动机、泵、或类似装置的输出功率的方法，所述装置包括气缸(4)，其内部配有用以形成往复运动的摆动(8)的杠杆柱塞(7)和偏心地安装在一个轴承(1)中来产生转动运动的旋转柱塞(6)，以及开在所述气缸的工作室(9)中的入口(3)和连通到所述气缸的排放室(10)的排放口(5)。至少旋转柱塞(5)是空心的或由轻于用于所述装置中采用的压力介质的材料制成。杠杆柱塞(7)也可以是空心的或由轻于所用介质的材料制成。

Description

用于提高发动机、泵或类似装置所产生的生产率的方法

本发明涉及一种用于提高发动机、泵或类似装置的输出功率的方法，所述装置的类型限定于权利要求1的前序部分中。本发明特别涉及一种装置，除了其它特性之外，其还利用了浮力。

浮力基于人们所熟知的事实，就是当一个物体被浸入到液体中时，其损失的一部分重量等于所排开液体的重量。人们已经进行过利用浮力的尝试，例如，通过利用各种基于浮筒(pontoons)的装置，通过采用波浪能或潮汐能。

所述发明具有低效率、尺寸大、结构复杂，以及所述装置对许多用途，其中包括利用重力的用途不适用的缺点。

本发明致力于消除所述缺点，并创造出一种利用浮力和介质压力的装置。

根据本发明，如果对于例如根据PCT/FI00/00034的装置进行充分的改造，以允许采用浮力，就可以实现此目的。

通常，根据本发明的发动机或类似装置，诸如采用根据前述国际申请的基本原理的装置，是由一种气缸形成的，所述气缸是利用用于此目的的任何材料加工而成的。在图中，沿着纸面的方向看去，所述气缸大致呈平面形状。它是由两个或多个构成层的元件组合而成，所述元件按照，例如内燃机中气缸盖被安装到气缸上的相同的方法，被恰当地相互安装到一起。

在根据本发明的方法所采用的方案中的其它元件，当然还有衬垫、连接到输入和排放导管的各种管道、阀门、用于介质的加热器等，以及用于执行发动机的功率输出的装置。

采用本发明的装置包括用于工作室的两个气缸膛。通过所述工作室运行的各轴，相对于图中纸面成直角并被安装在轴承中，例如，使得高于所述纸面的所述轴的端部被安装在所述发动机的“头部”的轴承中，而低于所述纸面水平的轴的端部穿过所述发动机的“底座”被安装的轴承中。一个偏心的旋转柱塞被安装在一根轴上的轴承中。一种杠杆装置，一个杠杆柱塞，被顺次安装到另一根轴的轴承中。

所述内燃机或类似装置的内部结构如以下所述。所述轴通过所述气缸工作室的缸膛运行。所述旋转柱塞被偏心地连接到一根轴上，而所述杠杆柱塞连接到另一根轴上，例如，如以上所描述，但在任何情况下都偏心接近其外缘，如附图中所清晰显示的。在此情况下，足够大的偏心量是一个优点，因为其正好借助了杠杆柱塞发动机中获得的功率。

杠杆柱塞和对应的缸膛，该缸膛形成了第二工作室，明显地大于所述旋转柱塞，所述旋转柱塞基本上是一个具有圆形横截面的圆柱形零件。所述杠杆柱塞的外缘被特别做成为一个圆的圆周的一段的形状。在距离所述轴的最远端比较近的地方，设有一个凹进部分，其大致为旋转柱塞5尺寸的一半，如图中所显示。在每一次转动中，旋转柱塞转动到所述杠杆柱塞的凹进部分中，在此阶段，所述排放室几乎已经完全消失，并排入到排放导管。

所述排放导管可以被连通到，例如第二杠杆柱塞发动机的入口阀门，其也可以是一个简单的入口导管而没有阀门，使得在根据本发明的方案中，对于可以被连接在一起的发动机单元的数量不存在限制。所述发动机单元可以被相互连接在一起，并利用各单元的转动柱塞轴在相同的位置或以所要求的角度相互连接在一起。

根据本发明，现在已经认识到，在所述类型的方案中，由浸入到液体中的较轻质的材料产生的浮力还可以被用于产生能量。

本发明的目的也可以通过其它相应的采用压力和重力的装置来实现。

更具体地说，根据本发明的利用浮力的方法的特征，在权利要求1的特征部分中得到了描述。

因此，所述转动柱塞被加工成空心的，或者由轻于所述介质的材料制成。所述装置被整体地转动，例如，大约顺时针90度，以使当所述介质的压力影响结束时，转动柱塞处于其下止点，而在所述装置的其余阶段和排放阶段，所述浮力再次转动所述转动柱塞而达到其上止点，在那里所述介质的压力影响再次启动。

杠杆柱塞在入口中起着阀门的作用，而旋转柱塞在排放口中起着阀门的作用。

另一种可能性是制造完全空心或部分空心的杠杆柱塞，或者材料轻于所述介质的杠杆柱塞，并将所述装置转动到对于浮力而言的最佳位置。

下面，参照附图对本发明进行更为详细的研究，所述附图是显示根据本发明的运行原理和所述装置的大体结构横截面。对于根据本发明的装置的运行的说明，是通过根据图1-4，按照序号顺序一步一步进行的完整循环来实现的。

图1

所述杠杆柱塞装置处于运行于压力下的工作阶段，此时，在气缸4内部，所述介质在压力下从入口3流入而作用于杠杆柱塞7和旋转柱塞6。在先前的工作阶段期间已经产生压力的介质，以较低的压力从排放室10排出，这是因为所述出口5是打开的且已经降低了所述介质的压力以便排放。因为工作室9中的压力大于排放室10中的压力，柱塞6和7转动，并顺时针转动轴1。

图2

由杠杆柱塞装置的介质压力产生的工作阶段已经结束，现在所述压力在工作室9和排放室10中是相等的。旋转柱塞6既是空心的又是偏心的，当其通过其下止点时，浮力开始同时顺时针转动旋转柱塞6和轴1。头部2中用于介质3的入口仍然打开，但由于围绕着柱塞6和7的压力以及气缸4的容量保持不变，作用于转动柱塞6的浮力可以不受阻碍地顺时针转动轴1。由于所述浮力，所述装置中的工作阶段继续，直至由图4中所述压力产生的下一个工作阶段。

图3

由于浮力，旋转柱塞6已经转动，并同时转动杠杆柱塞7达到一个位置，在所述位置中，入口3已经关闭同时排放口5打开，此时工作室10的压力通过排放口5释放。然而，所述介质不会离开气缸4，因为入口3被关闭，浮力继续顺时针转动杠杆柱塞6和轴1。

图4

由于浮力，旋转柱塞6已经转动并同时转动杠杆柱塞7进入一个位置，在所述位置，介质入口3开始打开，因为旋转柱塞6关闭了工作室9和排放室10之间的连接，工作室中的压力升高，这样在浮力的影响结束时就启动了一个由介质压力产生的新的工作阶段。

通过介质压力和通过浮力运行的工作阶段，在旋转柱塞的上止点和下止点处是部分同时发生的，且以一种方式交替地进行，在所述方式中，所述装置中总保持有一个工作阶段在运行。

显而易见，旋转柱塞6越轻，对于根据本发明的装置的运行效率的增加就越大。然而，涉及重量轻/空心的许多变化形式都是可行的。如先前所述，本发明也可以与一种类似类型的其它装置结合使用。

Claims (7)

1.一种用于提高发动机、泵或类似装置的功率输出的方法，所述装置包括：气缸(4)，其内部是摆动着(8)来形成往复运动的杠杆柱塞(7)和偏心安装在轴承(1)中以形成旋转运动的旋转柱塞(6)，旋转柱塞(6)是空心的或者是由轻于所述装置中采用的压力介质的材料制成的，以及开在气缸的工作室(9)中的入口(3)和连通着所述气缸的排放室(10)的排放口(5)，其特征在于：所述装置在其运行周期中是由压力介质来驱动的，至少到达所述旋转柱塞(6)的下止点，然后所述装置利用由所述旋转柱塞产生的浮力来驱动，至少到达其上止点。

2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述杠杆柱塞(7)也被做成空心的，或者由轻于所采用的介质的材料加工而成。

3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述装置被构造成以这样一种方式运行，通过所述介质的压力和通过浮力运行的工作阶段，在旋转柱塞(6)的所述上部和所述下部止点附近是部分地同时发生的，并以在所述装置中总保持有一个工作阶段在运行着的方式而交替。

4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：在由浮力产生的工作阶段期间，柱塞(6)和(7)周围压力以及气缸(4)的容量的不变性得以保证，以使作用在旋转柱塞(6)上的浮力能够不受阻碍地转动轴(1)。

5.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述介质的入口(3)和所述介质的排放口(5)带有一个区域，在所述区域中，杠杆柱塞(7)以及对应的旋转柱塞(5)执行着开启/关闭动作。

6.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述装置的有效表面面积和旋转柱塞(6)的容积，相对于介质的容积被做得较大。

7.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述装置的尺寸因不同的用途而变化。

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