凸轮式蒸汽发动机 |
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| 申请号 | CN201710962430.5 | 申请日 | 2017-10-17 | 公开(公告)号 | CN107489458A | 公开(公告)日 | 2017-12-19 |
| 申请人 | 封海涛; | 发明人 | 封海涛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 凸轮 式 蒸汽 发动机 ，凸轮式蒸汽发动机，发动机主体包括 气缸 、高压进气装置，所述气缸为圆盘形缸体，其内安装凸轮和阻隔单元，凸轮的 基圆 圆心处安装 输出轴 ，通过输出轴固定在气缸内，气缸壁设置有一段滑槽，阻隔单元末端安装在滑槽内，尾部连接 弹簧 装置与滑槽底部固定；所述阻隔单元前端设置滚轮，滚轮与凸轮外缘紧密 接触 ，所述凸轮的凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态；气缸上设置进气口和出气口，对立设置在安装阻隔单元的滑槽两侧，凸轮和阻隔单元组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口与出气口各在一个气缸室上。可以大大减少因 活塞 与气缸之间往复摩擦造成的 能量 损耗，提高发动机效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.凸轮式蒸汽发动机，所述发动机主体包括气缸（1）、高压进气装置，其特征在于，所述气缸（1）为圆盘形缸体，其内安装凸轮（2）和阻隔单元（6），凸轮（2）的基圆圆心处安装输出轴（3），通过输出轴固定在气缸（1）内，气缸（1）壁设置有一段滑槽（5），阻隔单元（6）末端安装在滑槽（5）内，尾部连接弹簧装置（61）与滑槽底部固定；所述阻隔单元前端与凸轮（2）外缘紧密接触，所述凸轮的凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态；气缸上设置进气口（51）和出气口（52），对立设置在安装阻隔单元（6）的滑槽（5）两侧，凸轮（2）和阻隔单元（6）组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口（51）与出气口（52）各在一个气缸室上。 |
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| 说明书全文 | 凸轮式蒸汽发动机技术领域背景技术[0002] 发动机作为动力输出装置，应用广泛。传统的发动机由活塞在气缸中做往复运动产生动力输出。这种结构的缺陷是运行时活塞和气缸产生较强的摩擦，活塞在运行时出现死点，损耗了大部分能量，制约了发动机的效率。其次，现有的发动机一般噪声较大，对环境影响很大。在火力发电厂采用热力发电，采用的蒸汽发动机，运行需要的气压很高，发电系统危险系数高，活塞式发动机由于摩擦损耗大量能量，使得火力发电转化率不高。 发明内容[0003] 为了解决现有结构发动机效率低的问题，设计了一种旋转式的发动机，可以降低活塞与气缸的摩擦系数，提高发动机效率。 [0004] 凸轮式蒸汽发动机，发动机主体包括气缸、高压进气装置，所述气缸为圆盘形缸体，其内安装凸轮和阻隔单元，凸轮的基圆圆心处安装输出轴，通过输出轴固定在气缸内，气缸壁设置有一段滑槽，阻隔单元末端安装在滑槽内，尾部连接弹簧装置与滑槽底部固定；所述阻隔单元前端与凸轮外缘紧密接触。所述凸轮的凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态。气缸上设置进气口和出气口，对立设置在安装阻隔单元的滑槽两侧，凸轮和阻隔单元组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口与出气口各在一个气缸室上。 [0005] 所述凸轮与气缸内壁相邻端面为弧形，与气缸内壁弧度一致。凸轮与气缸内壁相邻处缝隙极小，可密封住气体，又不产生摩擦，保证凸轮可旋转运动。 [0006] 所述凸轮的外缘为光滑弧面，与其接触的阻隔单元端面也为光滑弧面。保证凸轮与滚轮接触面的密封性，同时减小摩擦，降低能量损耗。 [0007] 阻隔单元通过凸轮的挤压和弹簧装置的回弹在气缸内伸缩，随着凸轮的转动， 阻隔单元始终与凸轮外缘相接触，分割气缸成两部分，阻隔气体从凸轮和阻隔单元之前通过。 [0008] 所述阻隔单元前端安装有滚轮与凸轮接触。凸轮的外缘和与其接触的滚轮设置有相互啮合的齿。相啮合的齿构成迷宫式阻隔，对气流的密封性更好，又能减小接触摩擦。 [0009] 高压气流从进气口进入气缸内，气缸内一端被凸轮和阻隔形成密封区域，气流从另一端冲击与气缸内壁相邻的凸轮凸起部位，推动凸轮旋转，带动输出轴输出做功，气流运转一周最后从出气口排出。 [0010] 该发动机结构，配合高压进去装置、以及常用的蒸汽发动机外设锅炉、管道等配置，即可构成蒸汽动力发动机。气缸内分割成两个缸室，形成压差，因此灌入高压气流后形成同一方向的气流运行，使高压气流往一个方向推动凸轮旋转，将凸轮旋转做功替代活塞往复运动做功，可以大大减少因活塞与气缸之间往复摩擦造成的能量损耗，提高发动机效率。另外该结构蒸汽发动机，启动、运行所需的气压压强不高，大大低于现有蒸汽发动机所需的压强，因此其构成的系统压强更低，安全性更高，能量转换率更高。附图说明 [0011] 图1为实施例1气缸结构示意图；图2为实施例2气缸结构示意图； 图3为实施例2气缸结构示意图； 图中附图标记， 1气缸，2凸轮，3输出轴，5滑槽，6阻隔单元，7齿轮滑槽，51进气口，52出气口，61弹簧装置，62滚轮。 具体实施方式[0013] 实施例1：凸轮式蒸汽发动机，其主体为气缸1， 如图1所示，气缸1为圆盘形缸体，其内安装凸轮2和阻隔单元6，凸轮2的基圆圆心处安装输出轴3，通过输出轴固定在气缸1内，气缸1壁设置有一段滑槽5，阻隔单元6末端安装在滑槽5内，尾部连接弹簧装置61与滑槽底部固定。阻隔单元6前端与凸轮2外缘紧密接触。阻隔单元6通过凸轮2的旋转挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩。凸轮2可做成不同的形状，其凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态。气缸1上设置进气口51和出气口52，对立设置在安装阻隔单元6的滑槽5两侧，凸轮2和阻隔单元6组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口51与出气口52各在一个气缸室上。 [0014] 凸轮2与气缸内壁相邻端面为弧形，与气缸内壁弧度一致，相邻处缝隙极小，可密封住气体，又不产生摩擦，保证凸轮可旋转运动。 [0015] 凸轮2的外缘和与其接触的阻隔单元6表面均为光滑弧面，紧密接触构成密封面，光滑表面又能减小旋转时的摩擦损耗。 [0016] 阻隔单元6通过凸轮2的挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩，因此凸轮2旋转时，阻隔单元6不左右移动，但顶部始终与凸轮2相接触，构成密封面。 [0017] 凸轮式蒸汽发动机，阻隔单元始终与凸轮接触，阻隔气体从凸轮和阻隔单元之前通过。构成分割面，分割气缸成两部分缸室，当高压气流从进气口51进入，两缸室形成压差，压迫凸轮的凸起部分旋转，运行一周最后气体从排气口52排除，如此循环旋转，经过输出轴3输出做功。 [0018] 实施例2：凸轮式蒸汽发动机，其主体为气缸1， 如图2、图3所示，气缸1为圆盘形缸体，其内安装凸轮2和阻隔单元6，凸轮2的基圆圆心处安装输出轴3，通过输出轴固定在气缸1内，气缸1壁设置有一段滑槽5，阻隔单元6末端安装在滑槽5内，尾部连接弹簧装置61与滑槽底部固定。阻隔单元6前端设置滚轮62，滚轮62与凸轮2外缘紧密接触。阻隔单元6通过凸轮2的旋转挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩。 凸轮2的结构可采用不同的设计仰视，保证凸起端能与气缸壁紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态。气缸1上设置进气口51和出气口52，对立设置在安装阻隔单元6的滑槽5两侧，凸轮2和阻隔单元6组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口51与出气口52各在一个气缸室上。 [0019] 凸轮2与气缸内壁相邻端面为弧形，与气缸内壁弧度一致，相邻处缝隙极小，可密封住气体，又不产生摩擦，保证凸轮可旋转运动。 [0020] 如图2所示，凸轮2的外缘和与其接触的滚轮62表面均为光滑弧面，紧密接触构成密封面，光滑表面又能减小旋转时的摩擦损耗。 [0021] 如图3所示，凸轮2与滚轮62也可采用齿轮密封结构，凸轮2的外缘和与其接触的滚轮62设置有相互啮合的齿，齿与齿之间构成成迷宫式阻隔，尤其对高压气流的密封性更好，又能减小接触摩擦。相应的，气缸壁上开设有容纳滚轮进出的齿轮滑槽7。当凸轮2的凸起部分转动到滑槽5位置处时，滚轮62被挤压缩进齿轮滑槽7内，避让凸轮2，不阻碍凸轮2的转动。 [0022] 阻隔单元6通过凸轮2的挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩。因此凸轮2旋转时，阻隔单元6不左右移动，但顶部滚轮62始终与凸轮2相接触，构成密封面。 [0023] 凸轮式蒸汽发动机，阻隔单元始终与凸轮接触，阻隔气体从凸轮和阻隔单元之前通过。构成分割面，分割气缸成两部分缸室，当高压气流从进气口51进入，两缸室形成压差，压迫凸轮的凸起部分旋转，运行一周最后气体从排气口52排除，如此循环旋转，经过输出轴3输出做功。 [0025] 综上所述是本发明较佳的实施例，凡依本发明技术方案所做的改变，所生产的功能作用未超出本发明技术方案的范围时均属于本发明的保护范围。 |
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