專利名稱：高效蒸汽發(fā)動機和壓縮氣體馬達的閥門和輔助排氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)動機。更具體地，此處公開的本發(fā)明涉及閥門和輔 助排氣系統(tǒng)的改良設計，以用于雙動設計和單動設計的蒸汽發(fā)動機，且尤 其用于帶有輔助排氣裝置(auxiliary exhaust)的單流式蒸汽發(fā)動機。該設 計可用于固定定時發(fā)動機(fixed timing engine),或者和用于定時調整 (timing adj ustment)的附加裝置 一 起用于可變定時蒸汽發(fā)動機(variable timing steam engine )。發(fā)明背景單動和雙動蒸汽發(fā)動機已經為工業(yè)和其他用途提供動力很長一段時 間了。單動蒸汽發(fā)動機可能類似于雙沖程以及四沖程內燃發(fā)動機，這是因 為，每一汽缸組(cylinderset)都使用了活塞、連桿以及曲柄。對于蒸汽發(fā)動 機的雙動形式，不僅每個活塞做直線往復運動，而且每個活塞桿和十字頭 也做直線往復運動。運動經連桿從十字頭傳遞到曲柄?；钊麠U穿過汽缸末塞。這實現了 "單沖程，，動作。對于兩個雙動汽缸，在常規(guī)/沒計的"完整" 單流式發(fā)動機上僅需要四個閥門，比較起來，在每轉中施加相同數量的功 率脈沖的八汽缸四沖程發(fā)動機需要十六個閥門。單流式發(fā)動^L排氣系統(tǒng)^f吏用汽缸內的孔，該孔暴露于汽缸的頂部末 端、鄰近處于沖程底部附近的活塞。相同行的孔暴露于汽缸的底部或汽缸
的曲柄末端、鄰近處于沖程頂部附近的活塞?；钊徑妆诘拈L度等于 或大約等于沖程減去排氣孔的直徑或長度。(可從顯示的照片之一中看到 汽缸內的排氣孔)。在汽缸的每個末端提供有余隙容積，以允許在每個沖 程末端產生合理的壓縮。半單流式發(fā)動機是使用排氣閥門補充汽缸壁中排氣孔的作用的發(fā)動 機。通過利用排氣閥門，能夠延遲活塞的返回沖程中壓縮開始的時刻。這 種輔助排氣特征是有用的，尤其是在排氣是在大氣壓力下，而不是排到真空中，和/或，進一步地，在使用了復合(compounding)的情況下。而且， 在不必自起動的單汽缸發(fā)動機中，輔助排氣裝置使發(fā)動機的起動更容易。 這是因為由于利用輔助排汽系統(tǒng)，在壓縮沖程中對活塞的壓縮作用開始得 更遲，所以與壓縮相比，在進汽(admissionsteam)以前起動發(fā)動機以使發(fā)動機旋轉要更容易。在一些早期的帶有輔助排氣系統(tǒng)的單流式發(fā)動機中，輔助或二級排出 蒸汽穿過先前進汽通過的相同的孔(port)和管道行進。這種設計的缺點是， 排出蒸汽的冷卻效果降低了發(fā)動機的效率。在其他早期的半單流式發(fā)動機 中，輔助或二級排氣系統(tǒng)通過汽缸壁中的專用孔排氣，該專用孔位于主要 的單流排氣和進氣通路之間的位置，進氣通路位于汽缸底附近。諸如提升閥等專用閥門控制這些輔助排氣通道。這些發(fā)動機，如果是 雙動型的話，安裝有四個闊門兩個用于進口蒸汽(inlet steam)——每個汽缸底一個，兩個用于輔助排氣裝置---個用于汽缸的上部， 一個用于汽缸的下部。帶有四個閥門、再加上他們的運轉所需要的各自的閥門運動， 這種i殳計的缺點是相對復雜。[見Skinner. P271. "Power from Steam", R丄.Hills]現有技術美國專利No. 2,688,955 ( Ricardo )教導了 一種單流式"i殳計的流體壓力 發(fā)動才幾(fluid pressure engine)。然而，似乎Ricardo主要只關心3于切斷進汽 的點的控制。在這種情況下，Ricardo教導使用串聯的兩個閥門，并利用特
定類型的執(zhí)行機構。然而，Ricardo沒有提供任何輔助排氣裝置。美國專利No. 3,651,641 (Ginter)公開了 一種發(fā)動機系統(tǒng)及其熱發(fā)生 器(thermogenerator)。 Ginter在教導閥門調節(jié)系統(tǒng)(valving system)時似乎 主要關心采用水內部冷卻的內燃發(fā)動機，并且沒有公開單流式排氣孔和輔 助排氣孔。美國專利No. 3,967,525 ( Rosansky )，雖然公開了涉及單流式蒸汽發(fā)動 機的設備，且該單流式蒸汽發(fā)動機具有用于對引入汽缸的蒸汽進行控制的 新穎閥門裝置，但該專利并沒有關注輔助排氣裝置。美國專利No. 3,991,574 (Frazier)公開了一種結構相當復雜的單流式 排氣系統(tǒng)。然而，Frazier并沒有教導使用輔助[單流式]排氣裝置。美國專利No. 3,788,193 ( O，Conner)公開了 一種控制進氣和輔助[單流 式]排氣裝置的線軸式滑閥(spool type slide valve )。然而，O，Conner要求 使用 一種動力凸輪的復雜系統(tǒng)來運轉所公開的閥。O，Conner教導了 一種復 雜的雙凸輪驅動系統(tǒng)，該凸輪具有正向得(positive)升高和下降，與采用 復雜鏈條驅動的"連控軌道(desmodromic)"系統(tǒng)中一樣，以實現可變閥門 定時。在滑閥的中間位置，似乎進氣和輔助排氣孔都是關閉的?？勺儼l(fā)動 機"定時"或閥門動作(valve event)由他們雙凸輪的相對位置的相變來 控制，且還由凸輪軸與"可變"鏈條驅動的角度位移控制。因此，在帶有固定定時的蒸汽發(fā)動機上需要一種改進的輔助排氣閥門 調節(jié)系統(tǒng)，其利用簡單的機構運轉來實現希望的結果。這種設備能利用來 自簡單偏心4侖(eccentric)的簡單諧波運動(harmonic motion )，并能通過 仔細選4奪或設計所需的巻筒式進氣和排氣"余面"(bobbin admission and exhaust "lap")或偏心4侖半徑以及偏心4侖閥門驅動裝置和曲柄之間的相位關 系，來提供所需的閥門動作。而且，這種設備和系統(tǒng)還能容易地適合于可 變定時蒸汽發(fā)動機。有了這種設計，閥門動作就可利用常規(guī)閥動圖(valve diagram),比如 "Bilgrams Valve Diagram",來解決了。而且，這種設計能以類似于通過共 同進氣/排氣孔排氣的常規(guī)蒸汽發(fā)動機的方式控制輔助排氣裝置。利用這種控制，該輔助排氣裝置于是應通過與進氣管道分離的孔和管道連通，而該 進氣管道可以是恰當的單流式傳統(tǒng)中的。還可以利用主要的中心單流式排 氣裝置。如本領域中的技術人員所能看到和容易了解的，如果需要，還可以利用本發(fā)明，來獲得使用諸如斯蒂芬森連桿(Stephenson's link)、艾倫式連 桿運動(Allan's link motion )、喬伊式閥動裝置(Joy valve gear)、華爾夏特 (walschaert)等常規(guī)閥動裝置的可變閥門定時。這使得能夠向前和反向運 轉并能改變切斷(cut-off )。發(fā)明內容當使用時，所公開的設備提供一種改進的閥門和輔助排氣系統(tǒng)，并產 生一種高效的蒸汽發(fā)動才幾或壓縮氣體馬達(compressed gas motor )。對于固 定定時來說，如可用于固定式發(fā)動才幾(stationary engine), —優(yōu)選實施方式 利用了具有由 一種筒單的偏心輪和連桿產生的諧波運動形式的滑閥運動， 并通過對所需的巻筒式進氣(bobbinadmission)、輔助排氣"余面"、偏心輪 半徑以及偏心輪和曲柄之間的相位關系進行仔細的選擇或設計和相關工 作，來實現所需的閥門動作?；y適合于以由偏心輪控制的方向移動，該 偏心輪設置在90度和180度之間、位于控制活塞的曲柄之前。閥門動作發(fā)動機。諸如勒洛滑閥圖(Reuleaux's slide valve diagmm)等的常規(guī)閥動圖可 利用來輔助設計本發(fā)明。應注意，此處所公開的設備顯示為與固定定時發(fā)動機結合使用的應 用，以易于展示所述設備的新穎性特征和在蒸汽發(fā)動機或壓縮空氣發(fā)動機 中的巨大實用性。然而，毫無疑問的，本領域的技術人員應認識到，可以 將諸如凸輪軸等的用于改變發(fā)動機定時的裝置添加到此處所公開的設計 中，從而提供一種具有高效率的可變定時發(fā)動機，并且設想所有這種修改 都在本發(fā)明的范圍內。此處的實施方式提供了對切斷的向前和反向控制以及改變，以便利于
起動并且以更高效的早切斷實現正常運轉，如汽車發(fā)動機所通常需要的。 此外，可利用諸如斯蒂芬森連桿以及華爾夏特閥動裝置等常規(guī)滑閥驅動機 構來驅動本發(fā)明的閥門。該實施方式還提供了在更多負荷和更高速度下、采用低壓縮和逐漸停止的輔助排氣裝置獲得的固有容易起動特性(built-in easy starting )。這是 通過以下方式實現的將輔助排氣孔的面積設計成在起動和在低速時，蒸 汽流量足以使汽缸排氣壓力(exhaust pressure)保持接近排氣管排放壓力 (discharge pressure)。這有助于使發(fā)動機容易起動，并使得低速時運行平穩(wěn)。 然而，隨著速度升高和節(jié)流閥(throttle opening)開度增大，會有更多的蒸 汽通過發(fā)動機。因此將有通過輔助排氣孔的更大的壓降，而壓降的數量取 決于流通面積。流通面積一皮設計成能實現所需計量的蒸汽流量。這將導致 較高的汽缸壓力和較高的壓縮壓力，即，發(fā)動機將運行得更像是"完全單 流式(foil Uniflow )"型，并能實現較高的效率。上述設計提供了 一種設備，這種設備比控制輔助排氣孔的開度程度和 定時的可替換系統(tǒng)要簡單的多。后者這種更復雜類型的布置可通過對發(fā)動 機速度和/或流過發(fā)動機的蒸汽量敏感的設備而起動。用于控制進口蒸汽和輔助排出蒸汽的閥門作用是由滑閥來提供的，優(yōu) 選地是滑閥型的?；y設計常用于常規(guī)類型的反向流蒸汽發(fā)動機 (counter-flow steam engine)，但在此處公開的設備和方法中，閥門是以不同 方式來使用的，以保持單流式原理。為了保持單流式原理，閥門的一個區(qū) 域控制一個進口蒸汽功能，閥門的不同區(qū)域控制輔助排氣功能。兩個區(qū)域 控制穿過分開的進口孔和輔助排氣孔以及管道的蒸汽流量。這樣，熱的進 口蒸汽流和相對冷的排出蒸汽流就保持分開了?？稍趩蝿影l(fā)動機，也可在 雙動發(fā)動機中，利用單個滑閥來控制進口蒸汽和輔助排出蒸汽。在此處描述和公開的設備中，保持了滑閥設計的簡單性?；y可由能 給予閥門簡單諧波運動的閥動裝置或其類似物來驅動。閥動裝置，和常規(guī) 蒸汽發(fā)動機中的一樣，可被設計成給予反向運轉和改變切斷。類似于此處 所描述的閥門和驅動系統(tǒng)適用于沒有中心"單流式"排氣口的發(fā)動機，該 中心"單流式"排氣口由活塞在接近其沖程末端處揭開。在這種情況下， 此處所描述的"輔助"排氣裝置將是主要的排氣裝置。另外，對于以上所描述的，應認識到，本發(fā)明的部件的最佳尺寸關系， 包括大小、材料、形狀、形式、運轉功能和方式、組裝以及使用中的變化， 對于本領域的技術人員來說一定是顯而易見和明顯的，并且希望本發(fā)明包 括對于那些附圖中所展示和說明書中所描述的所有等效關系。因此，前述 內容應被認為是僅僅是用于展示本發(fā)明的原理的。而且，由于對于本發(fā)明 的技術人員來說，很容易想到許多修改和改變，所以并不期望將本發(fā)明限 制在所顯示和描述的確切的結構和運轉中，并且因此，所有合適的^"改和 等效方案都落在本發(fā)明的范圍內。因此，此處所主張的本發(fā)明的目的是提供一種具有改進的滑闊和驅動 汽缸設計的蒸汽發(fā)動機，其中滑閥的一個區(qū)域控制一個進口蒸汽功能，而 閥門的不同區(qū)域控制輔助排氣功能。本發(fā)明的另一個目的是供給所公開的蒸汽發(fā)動機，其中滑閥的兩個區(qū) 域提供對通過分開的、相鄰設置的進口和輔助排氣孔以及管道的蒸汽流的 改進的運轉控制。本發(fā)明的另一個目的是供給一種改進的蒸汽發(fā)動機，其提供對整個運 轉的滑閥控制，該改進的蒸汽發(fā)動機比控制輔助排氣孔的開度程度和定時 的可替換系統(tǒng)更加簡單。說明書的以下部分將揭示本發(fā)明的這些和其他目的，其中詳細說明的 目的在于完全公開本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。


圖1顯示了以用于單流式、雙動型蒸汽發(fā)動機的汽缸布置(cylinder arrangement)為特4正的i殳備的吾'j面圖。圖2a描繪了顯示圖1發(fā)動機的新穎設計，描繪了本發(fā)明設備的閥余面。圖2b以用于常規(guī)、非單流式蒸汽發(fā)動機的閥門設計及其常規(guī)進氣余 面和排氣余面的形式描述了現有技術。
具體實施例方式
圖1顯示了所述設備的實施方式的汽缸布置，形成本發(fā)明的主要部分， 該汽缸布置用于包括此處所公開和描述的新穎閥門設計的單流式雙動蒸 汽發(fā)動機，該單流式雙動蒸汽發(fā)動機結合常規(guī)的諧波閥門驅動機構
(harmonic valve drive mechanism)使用。沒有顯示曲柄箱,包含連軒、十 字頭、閥門運動以及所公開的設備適合于嚙合的發(fā)動機的其他附帶部件 (attendant part )。這些后面的部件在設計上可能是常規(guī)的。
所顯示的主要部件是汽缸1、閥門室(valve chest) 2以及活塞3，該 活塞3最好安裝有活塞環(huán)(未顯示)。在圖1中顯示的還有活塞桿4以及 滑閥5,顯示了接觸閥門室的連續(xù)外部表面，且其還應安裝有密封環(huán)，但 沒有顯示密封環(huán)。標記6描繪了汽缸頭部，且閥門室罩顯示為標記7?；?塞桿密封組件由標記8標識，且標記9代表閥門桿密封組件。
在如所示的所公開的優(yōu)選布置中，閥門室2適合于外部進氣。兩個蒸 汽進口孑L(steam inlet port)顯示為標i己10和11,且排氣孑L ( exhaust port ) 顯示為標記12。汽釭上部進口蒸汽管道(inlet steam passage ) 13顯示為位 于汽缸的上部區(qū)域，鄰近汽缸上部輔助排出蒸汽管道(auxiliary exhaust steam passage) 14。
在汽缸1的中心部分，是汽缸單流式或中心排出蒸汽孔(central exhaust steam port) 15。在汽缸1的下部末端，是汽缸下部輔助排出蒸汽管道16 和汽缸下部進口蒸汽管道17。應注意，雖然被描繪為單個管道，但蒸汽進 口管道(steam inlet passage ) 13和17以及蒸汽4非氣孑L ( steam exhaust port) 14和16還可為一個或多個管道，以提供所需要的體積連通。還應注意的 是，術語上部和下部的使用只是為了方便，且本領域的技術人員應明白，
此，此處所描述和所公開的本發(fā)明可用于具有任何運轉位置和角度的蒸汽 發(fā)動機。
在圖l所示的位置，活塞3被顯示為其將朝向汽缸1的下部末端向下 運動，且滑閥5將同時以閥門3的相反方向升高。處于表面18處的滑閥5 的上部部分正遠離活塞3運動，且剛剛切斷(cut off)通過上部蒸汽進口
13到汽缸1的上部部分和活塞3的頂部的進入蒸汽供給，而活塞3在汽缸1的上部部分中的膨脹蒸汽的壓力下繼續(xù)向下移動。為了確定所維持的切
斷蒸汽的時間長度，對于滑閥5的上部活塞(upperpiston) 27的連續(xù)側邊 的長度以及每個發(fā)動機周期中滑閥5相對活塞3的往復運動的速度，只要 滑闊5能覆蓋進口 13就行。汽缸1的下部部分中活塞3之下的蒸汽正通 過下部排氣管道16和排氣孔12排出，直到活塞3向下移動到活塞的連續(xù) 側邊覆蓋排氣管道(exhaustpassage) 16時切斷。在所述設備的定時中的這個 時刻，將開始壓縮汽缸1的下部部分中活塞3之下的殘留蒸汽。
當活塞3到達它沖程的底部，汽缸l的上部部分中活塞3之上的蒸汽 將通過主要的單流式或中心排氣孔(central exhaust port) 15排出?；y5 的上部活塞27的由下表面19定界的側面將揭開它在輔助上部排氣孔 (auxiliary upper exhaust port) 14上的密封嚙合，該上部排氣孔14將排力文 排出蒸汽，從而還通過兩個排氣通道排空汽缸1的上部部分，因而提高該 運轉的效率。已經通過實驗發(fā)現，可以調整每組排氣孔14和16的總合計 面積，來提供用于所計量的蒸汽流量(metered steam flow)的裝置，使得 該流量足以只在低速時顯著減少背壓，而在速度較高和節(jié)流閥開度較大 時，該發(fā)動機將更類似于完全單流式發(fā)動機運轉。這可以通過調整排氣孔 的尺寸來實現，以便在制造用于期望速度和負載的發(fā)動機的較低速度時排 放的排氣體積在確定的低速下具有期望的減少的背壓。
滑閥5將暴露下部蒸汽入口 (steam intake) 17,并允許蒸汽通過與上部 活塞27相對的第二或下部活塞(lower piston) 25的底部處的、上升的下 表面20進入，并使其與活塞3的下面連通。接著，活塞3將由于蒸汽的 力量而開始上升。在往復式動作中，具有由閥桿28以操作距離操作嚙合 的第一或上部活塞27以及第二或下部活塞25的滑閥5現在開始下降，并 且由下部活塞25的表面20定界的下部末端滑閥5經過下部進口蒸汽管道 17,其中下部活塞25的連續(xù)側邊密封下部進口蒸汽管道17,并引起流通 到汽缸1的下部末端的蒸汽的切斷。切斷的持續(xù)時間由具有與上部活塞27 的密封操作相同的方式的下部活塞25的側表面的長度結合閥桿28的速度 決定?；钊?現在由于汽缸1的下部末端中的蒸汽的力量而向上運動，并
且滑閥5同時以相反方向下降。這種往復循環(huán)現在類似于之上描述的繼續(xù)
進行，但進行的是活塞3的"向上"動力沖程，而不是"向下"動力沖程。
與如圖2b所示的沒有外部進氣滑閥的常規(guī)發(fā)動機的閥門設計相比， 圖2a和圖2b展示了用于所公開的單流式發(fā)動機的、通過利用輔助排氣裝 置(auxiliary exhaust) 14和16而獲得的、所公開的設備和運轉相對于常規(guī) 閥門設計的改進。圖2a還顯示了所公開設備的獨特進氣余面(admission lap) 21和單流式輔助排氣余面22,其由在上部汽缸(upper cylinder) 27和下部汽 缸(lower cylinder) 25處的活塞的連續(xù)側壁的長度提供。滑閥5的上部汽缸 和下部汽缸的連續(xù)側壁在每個循環(huán)期間覆蓋與他們鄰接的各自的進口孔 和排氣孔一段重疊時間，該段重疊時間由滑閥5的兩個汽缸中的每一個的 長度決定，而這兩個汽缸由其間的閥桿28操作地嚙合，并從而界定如圖 2a所示的進氣余面21和排氣余面22。
相反，圖2b顯示了非單流式蒸汽發(fā)動機中的緊密接近的進氣余面21 和常規(guī)排氣余面23以及其它們之間的短持續(xù)時間和對調節(jié)的局限性。利 用所公開的設備，每個巻筒的全部直徑部分被延伸，以便單獨地通過輔助 排氣孔而不是通過如常規(guī)/i殳計中的共同進氣和排氣孔來控制排出蒸汽流。 所公開的設備也不需要任何專用的凸輪、鏈條或閥門來將滑閥5連接到控 制系統(tǒng)。該設計可使用常規(guī)閥動圖來實施，該閥動圖包含偏心輪半徑和偏 心輪與發(fā)動機曲柄的相位差的規(guī)格。
雖然此處結合本發(fā)明的特定實施方式公開和描述了本發(fā)明，但應認識 到，其中可以做出多種改變和修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。雖然為 了展示采用本發(fā)明的結構和運轉方法的優(yōu)選實施方式，如圖所示且在此處 詳細描述的本發(fā)明公開了特定構造和構型的組成部分的布置，但應理解， 除了那些所展示和描述的以外，還可以依據本發(fā)明的精神采用本發(fā)明的不 同構造和構型的組成部分以及其他布置。本領域的技術人員所能想到的任 何以及所有這種改變、替換和修改，都被認為是在由所附權利要求廣泛界 定的本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.一種蒸汽發(fā)動機或壓縮空氣馬達或壓縮氣體馬達，其包括活塞，其適合于在一汽缸內周期性地往復運動；所述活塞具有第一末端、第二末端以及連通其間的活塞側壁；所述活塞連接到一桿，所述桿適合于與一驅動裝置操作連通；所述汽缸具有位于所述活塞一側的第一末端部分以及位于所述活塞相對側的第二末端部分；第一入口孔和第二入口孔，其中所述第一入口孔與所述汽缸在所述第一末端部分連通，所述第二入口孔與所述汽缸在所述第二末端部分連通；第一排氣孔，其與所述氣缸的所述第一末端部分連通，鄰近所述第一入口孔；第二排氣孔，其與所述氣缸的所述第二末端部分連通，鄰近所述第二入口孔；閥門汽缸，其鄰近所述汽缸，所述閥門汽缸在第一末端和第二末端具有與其連通的蒸汽進口孔，且還在中心部分具有與其連通的排氣孔；滑閥，其可滑動地嚙合在所述閥門汽缸中；所述滑閥具有第一滑動汽缸和第二滑動汽缸，其中所述第二滑動汽缸以與其的固定距離嚙合所述第一滑動汽缸，以界定其間的空隙；所述第一滑動汽缸具有頂部表面、底部表面以及連通其間的側壁表面，所述側壁表面界定第一長度；所述第二滑動汽缸具有頂部表面、底部表面以及連通其間的第二側壁表面，所述第二側壁表面界定第二長度；所述第一入口孔和所述第一排氣孔以其間的第一距離與所述閥門汽缸連通；所述第二各自的入口和所述第二排氣孔以其間的第二距離與所述閥門汽缸連通；所述滑閥在所述蒸汽發(fā)動機的每個運轉周期期間、在往復運動中、轉化到所述活塞；以及其中，在所述運轉期間，在所述滑閥決定的全部的各個持續(xù)時間中，蒸汽通過所述第一入口孔和所述第二入口孔連通到所述汽缸的所述第一末端部分和所述第二末端部分，并通過所述汽缸的各個單獨的所述第一排氣孔和所述第二排氣孔排出。
2. 如權利要求1所述的設備，還包括中心排氣孔，其連通在所述汽缸的中心部分和所述閥門汽缸之間；所述活塞側壁在每個所述周期的部分周期期間提供對所述中心排氣 孔的密封嚙合；以及所述中心排氣孔提供第二裝置以在每個周期的排氣部分周期期間從 所述汽缸排出蒸汽，所述排氣部分周期由所述活塞側壁脫離嚙合所述密封 嚙合的持續(xù)時間確定。
3. 如權利要求l所述的設備，還包括所述第 一長度界定所述第 一入口孔和所述第 一排氣孔中的入口余面 和排氣余面；以及所述第二長度確定所述第二入口孔和所述第二排氣孔中的入口余面 和排氣余面；其中，當結合諧波閥動裝置使用時，入口閥門動作和排氣閥門動作的 定時類似于和常規(guī)外部進氣滑閥發(fā)動機一起使用的入口閥門動作和排氣 閥門動作。
4. 如權利要求2所述的設備，還包括所述第 一長度界定所述第 一入口孔和所述第 一排氣孔中的入口余面 和排氣余面；以及所述第二長度確定所述第二入口孔和所述第二排氣孔中的入口余面 和排氣余面；其中，當結合諧波閥動裝置使用時，入口閥門動作和排氣閥門動作的 定時類似于和常規(guī)外部進氣滑閥發(fā)動機一起使用的入口閥門動作和排氣 閥門動作。
5. 如權利要求l所述的設備，還包括 所述第一長度比所述第一距離長； 所述第二長度比所述第二距離長；由此，在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第一入口孔和所述第一排 氣孔被所述第一側表面同時密封一段持續(xù)時間；以及在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第二入口孔和所述第二排氣孔被 所述第二側表面同時密封一段持續(xù)時間。
6. 如權利要求2所述的設備，還包括 所述第 一長度比所述第 一距離長； 所述第二長度比所述第二距離長；由此，在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第一入口孔和所述第一排 氣孔被所述第 一側表面同時密封一段持續(xù)時間；以及在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第二入口孔和所述第二排氣孔被 所述第二側表面同時密封一段持續(xù)時間。
7. 如權利要求3所述的設備，還包括 所述第 一長度比所述第 一距離長； 所述第二長度比所述第二距離長；由此，在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第一入口孔和所述第一排 氣孔被所述第 一側表面同時密封一段持續(xù)時間；以及在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第二入口孔和所述第二排氣孔被 所述第二側表面同時密封一段持續(xù)時間。
8. 如權利要求4所述的設備，還包括 所述第一長度比所述第一距離長； 所述第二長度比所述第二距離長；由此，在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第一入口孔和所述第一排氣孔被所述第 一側表面同時密封一段持續(xù)時間；以及在所述發(fā)動機的每個周期期間，所述第二入口孔和所述第二排氣孔被 所述第二側表面同時密封一段持續(xù)時間。
9. 如權利要求2所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽； 所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度從其排出蒸汽；以及所述第 一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
10. 如權利要求3所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽； 所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度A/v其排出蒸汽；以及所述第一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
11. 如權利要求4所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽； 所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度從其排出蒸汽；以及所述第一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
12. 如權利要求5所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽；所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度從其排出蒸汽；以及 所述第一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
13. 如權利要求6所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽； 所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度從其排出蒸汽；以及所述第一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
14. 如權利要求7所述的設備，還包括所述第 一排氣孔具有確定尺寸從而以第 一確定速度從其排出蒸汽； 所述第二排氣孔具有確定尺寸從而以第二確定速度從其排出蒸汽；以及所述第一確定速度和所述第二確定速度從而提供用于計量排出蒸汽 流量的裝置，以只在所述發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
15. 如權利要求1所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的固定持續(xù)時間。
16. 如權利要求1所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的可變持續(xù)時間。
17. 如權利要求2所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的固定持續(xù)時間。
18. 如權利要求2所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的可變持續(xù)時間。
19. 如權利要求9所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的固定持續(xù)時間。
20. 如權利要求IO所述的設備，還包括 所述發(fā)動機具有每個周期的可變持續(xù)時間。
全文摘要
一種高效的蒸汽發(fā)動機或壓縮氣體馬達，其帶有由位于包含活塞(3)的蒸汽驅動汽缸(1)的兩個末端的單獨成對的入口(13，17)和排氣(14，16)孔或管道提供的改進的進口流和排氣流。在汽缸(1)的中心部分是單流或中心排出蒸汽孔(15)。在運轉期間，鄰近驅動汽缸設置的包含改進的滑閥(5)的閥門汽缸提供對入口孔和排氣孔的定時密封。通過提供從汽缸排汽的兩個通道來使排汽便利，且排氣孔可針對流量進行調整以計量排出蒸汽流量，從而只在發(fā)動機的低速時顯著減少背壓。
文檔編號F01B17/04GK101151438SQ200680009972
公開日2008年3月26日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權日2005年2月9日
發(fā)明者愛德華·普里特查德 申請人:愛德華·普理特查德