專利名稱：等容動能發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱力發(fā)動機(jī)，特別涉及旋轉(zhuǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，它是將燃料經(jīng)過等容燃燒所 釋放的熱能以氣體動能形式轉(zhuǎn)變?yōu)檩S機(jī)械功的與燃?xì)廨啓C(jī)工作原理完全相反的一種新型 的等容動能發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的普通技術(shù)，從產(chǎn)生汽、柴油機(jī)到現(xiàn)在，已經(jīng)一百多年過去 了，這期間除了蒸汽機(jī)被淘汰以外，始終也沒有新的發(fā)動機(jī)能夠取代汽、柴油機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī) 比汽、柴油機(jī)有許多的優(yōu)點(diǎn)，但熱效率卻不如它。我們知道凡是利用燃料燃燒的能量轉(zhuǎn)變?yōu)?機(jī)械功的發(fā)動機(jī)，都是某一種利用燃料燃燒后所產(chǎn)生的膨脹氣體的壓力勢能或動能的形式 完成能功轉(zhuǎn)換的裝置，綜合比較，利用動能作功的轉(zhuǎn)變方式要比利用壓力勢能作功的轉(zhuǎn)變 方式優(yōu)越很多，例如將汽輪機(jī)與蒸汽機(jī)相比，其工質(zhì)的工作狀況相同，效率卻可提高二倍以 上。顯然在將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的過程中，利用動能的轉(zhuǎn)換效率要高，而且利用動能作功的 燃?xì)廨啓C(jī)比利用勢能作功的汽、柴油機(jī)要簡單和優(yōu)越。但是在目前的實(shí)際應(yīng)用中，燃?xì)廨啓C(jī) 的應(yīng)用受到了限制，原因是它的熱效率比汽、柴油機(jī)低百分之十以上，要提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱 效率又迂到了難以克服的材質(zhì)的耐高溫和強(qiáng)度問題。汽、柴油機(jī)的技術(shù)雖已漸趨完善，可是 它在冷卻、機(jī)械摩擦、慣量損失等要消耗掉三分之一的有用功，所以它的熱效率也無法達(dá)到 百分之四十五以上。雖然眾多科技工作者都在努力，至今也沒有研制出性能優(yōu)良能夠取代 汽、柴油機(jī)的新一代發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的是提供一種等容動能發(fā)動機(jī)，使之熱效率 達(dá)到百分之六十以上，比重量降到每馬力0. 5公斤以下，能夠成為取代現(xiàn)在普遍應(yīng)用的汽、 柴油機(jī)的新一代的等容動能發(fā)動機(jī)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種等容動能發(fā)動機(jī)，包括等容動能發(fā)動機(jī)和外部的空氣壓縮機(jī)、電力啟動、供 油、點(diǎn)火裝置。其特征在于在等容動能發(fā)動機(jī)圓筒形機(jī)體內(nèi)，有一個與機(jī)體同心的圓環(huán)形 工作輪，圓環(huán)形工作輪是按120度角區(qū)間位置上由三個燃燒室和與之連通的尾噴嘴組成， 燃燒室的進(jìn)氣口在圓環(huán)的內(nèi)圓弧面上，每個進(jìn)氣口為內(nèi)圓90度角的弧面長度，三個燃燒室 的進(jìn)氣口之間各相距30度角的弧面距離，尾噴嘴的出口在圓環(huán)形工作輪的外圓弧面上，每 個噴嘴口為外圓7. 5度角的弧面長度，三個尾噴嘴相互間隔112. 5度角的弧面距離，在尾噴 嘴口后側(cè)各有二個附加反射槽，同時在每個進(jìn)氣口之間各有一個與軸向成45度角的徑向 導(dǎo)葉，圓環(huán)形工作輪是由一個圓形連接片固定在傳動軸上，而對外旋轉(zhuǎn)輸出軸機(jī)械功。圓筒 形機(jī)體的兩側(cè)設(shè)有左機(jī)體蓋與右機(jī)體蓋，左機(jī)體蓋上有通氣口與外部單獨(dú)工作的壓縮機(jī)導(dǎo) 風(fēng)管相通，右機(jī)體蓋在里側(cè)裝有環(huán)形集氣輪，在環(huán)形集氣輪外圓弧面100度角至180度角位 置裝有噴油嘴和火花塞，集氣輪設(shè)有環(huán)形集氣道和在0度角至90度角之間的圓周上留有進(jìn)氣道，在右機(jī)體蓋75度角至255度角之間留有條形排氣口，在圓筒形機(jī)體內(nèi)圓75度至255 度弧面上有將沖擊到上面的氣體0角度反射回的反射槽；傳動軸通過左、右機(jī)體蓋上的軸 承與外界相連?？諝鈮嚎s機(jī)、電力啟動、供油、點(diǎn)火裝置可利用已有技術(shù)，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子可經(jīng) 過變速齒輪與發(fā)動機(jī)傳動軸相接，電力啟動機(jī)軸通過離合裝置與傳動軸相接。為了提高發(fā)動機(jī)的熱效率，提高燃?xì)獾墓ぷ鳒囟?，本發(fā)明采用了將燃?xì)廨啓C(jī)的工 作原理和能功轉(zhuǎn)變方式倒置過來，把燃燒室和噴嘴由不動改為動，渦輪葉片運(yùn)動改為不動 并由固定在圓筒形機(jī)體內(nèi)圓面的反射槽代替葉片，這樣就解決了燃?xì)廨啓C(jī)中的渦輪葉片的 強(qiáng)度和耐高溫問題，在工作輪尾噴嘴后用兩級附加反射槽來做多級膨脹，同時將燃?xì)廨啓C(jī) 的等壓燃燒改為等容燃燒，由工作輪燃燒室進(jìn)氣口旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的位置，完成工作氣體的進(jìn)、 膨、排的順序和過程，又依據(jù)工作輪燃燒室尾噴嘴內(nèi)外的壓力差和尾噴嘴的拉伐爾形狀使 膨脹氣體以極高速度的動能形式在噴嘴口和反射槽之間產(chǎn)生切向推力完成能功轉(zhuǎn)變過程。本發(fā)明的冷卻是靠自身運(yùn)動完成的，工作氣體從導(dǎo)風(fēng)管經(jīng)通氣口進(jìn)入環(huán)形工作輪 燃燒室和尾噴嘴外部空間時，在導(dǎo)葉運(yùn)動的作用和原有的壓力下，向右進(jìn)入環(huán)形集氣輪的 集氣道，在進(jìn)氣道位置進(jìn)入燃燒室的過程中工作氣體的溫度因熱傳導(dǎo)效應(yīng)而被提高，同時 也冷卻了工作輪及其上的燃燒室和尾噴嘴，這如同風(fēng)冷的效果可使該發(fā)動機(jī)不必設(shè)置專用 的冷卻系統(tǒng)，還能將這部分因冷卻散失的能量帶回燃燒室繼續(xù)作功，起到冷卻回?zé)岬男Ч?另外通常等容燃燒的發(fā)動機(jī)都要涉及到進(jìn)、排氣的通暢問題，但本發(fā)明沒有進(jìn)、排氣的閥門 裝置，進(jìn)、排氣都是利用工作輪燃燒室進(jìn)氣口的運(yùn)行位置完成的，排氣通道只在進(jìn)氣時閉 合，進(jìn)氣道占有90度弧面長度，而進(jìn)氣道閉合的長度只有兩個進(jìn)氣口的間隔30度弧面的長 度，在三個燃燒室同時工作的運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)氣通道始終都有60度弧面以上的流通面積， 所以本發(fā)明的進(jìn)排氣是暢通的。本發(fā)明與現(xiàn)有發(fā)動機(jī)相比的有益效果是1、由于本發(fā)明在整個能功轉(zhuǎn)變過程中只有一個工作輪是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件，其冷卻是 靠將要作功的壓縮氣體，所以機(jī)械磨擦和冷卻損失的能量可比汽、柴油機(jī)減少一半以上，況 且沒有活塞連桿、曲軸等易損部件，其制造和維護(hù)簡單容易。2、本發(fā)明采用等容燃燒，不需要很高的進(jìn)氣壓力，又將運(yùn)動葉片改為不動的反射 槽而不需要在燃?xì)庵屑尤脒^量的高壓氣體用以控制燃?xì)獾墓ぷ鳒囟?，所以在壓氣機(jī)和排出 廢氣中的能量損失可比燃?xì)廨啓C(jī)減少一半以上。3、綜合以上兩點(diǎn)，本發(fā)明的等容動能發(fā)動機(jī)的效率可達(dá)到百分之六十以上，可比 現(xiàn)有發(fā)動機(jī)高出百分之二十以上。4、本發(fā)明在一個工作輪上有3個燃燒室在同時工作，旋轉(zhuǎn)一周即完成三個工作循 環(huán)，所以它的比重量可超過燃?xì)廨啓C(jī)而接近噴氣發(fā)動機(jī)的水平，可達(dá)到每馬力0.5公斤以 下。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作氣體流動示意2是圖1沿A-A的剖視3是圖1的分解4是圖1編號2的沿A-A的剖視圖
圖5是圖4沿H-H的剖視圖
圖6是圖5B向俯視圖
圖7是圖5C向俯視圖
圖8是圖4D向剖視圖
圖9是圖1編號4沿A-A的剖視圖
圖10是圖9沿E-E的剖視圖
圖11是圖1編號3的俯視圖
圖12是圖1編號1的俯視圖
圖13是圖12沿F-F的剖視圖
圖14是圖1編號8的俯視圖
圖15是圖14的沿G-G的剖視圖
圖16是圖1編號6的俯視圖
圖17是圖16沿N-N的剖視圖
圖18是圖1編號5的俯視圖
圖19是圖18沿M-M的剖視圖
圖20、21、22、23是本發(fā)明的工作原理實(shí)施階段示意圖附圖編號1.左機(jī)體蓋2.工作輪
加反射槽3.傳動軸4.圓筒形機(jī)體5.集氣輪6.右機(jī)體蓋7.導(dǎo)風(fēng)管
具體實(shí)施例方式請參照圖1、圖2、圖3，本發(fā)明是一種等容動能發(fā)動機(jī)，圖1圖2是本發(fā)明的主體 結(jié)構(gòu)圖，圖3是分解圖，包括左機(jī)體蓋(1)、工作輪(2)、傳動軸(3)、圓筒形機(jī)體(4)、集氣 輪(5)、右機(jī)體蓋(6)、導(dǎo)風(fēng)管(7)、連接片(8)、軸承(9)構(gòu)成，外部的空氣壓縮機(jī)、電力啟動 和點(diǎn)火噴油裝置可利用現(xiàn)有的技術(shù)，這里不做介紹。本發(fā)明是由圓筒形機(jī)體(4)和在其兩 側(cè)裝有的左機(jī)體蓋(1)和右機(jī)體蓋(6)，以及通過軸承(9)按裝在左、右機(jī)體蓋上的傳動軸 (3)構(gòu)成該發(fā)動機(jī)的外部框架，通過連接片(8)將圓環(huán)形工作輪(2)與傳動軸(3)組裝成一 體作為該發(fā)動機(jī)輸出動力的運(yùn)動部件，圓環(huán)形工作輪由在其內(nèi)圓面和外圓面之間按120度 角位置裝置的三個燃燒室(201)及尾噴嘴(203)和導(dǎo)葉(204)構(gòu)成，燃燒室的進(jìn)氣口(202) 設(shè)在內(nèi)圓弧面上，尾噴嘴口(203)設(shè)在外圓弧面上，同時在尾噴嘴口后側(cè)各有兩個附加反 射槽(205)，在每個進(jìn)氣口之間的內(nèi)外圓面上各有一個與軸向成45度角的徑向?qū)~(204)， 左機(jī)體蓋有通氣口(101)與外部壓縮機(jī)的導(dǎo)風(fēng)管(7)相通，右機(jī)體蓋里側(cè)裝有集氣輪(5)， 集氣輪上設(shè)有集氣道(501)和進(jìn)氣道(502)，在集氣輪100度角至180度角之間各設(shè)兩個
101.通氣口
201.燃燒室 202.進(jìn)氣口 203.尾噴嘴 204.導(dǎo)葉 205.俯
401.反射槽
501.集氣道502.進(jìn)氣道503.電火花塞504.噴油嘴 601.條形排氣口 8.連接片 9.軸承電火花塞(503)和噴油嘴(504)，在右機(jī)體蓋75度至255度之間設(shè)有條形排氣口(601)，在 圓筒形機(jī)體內(nèi)圓面75度角至255度角弧面上設(shè)有多條能將沖擊到上面的氣體0角度折回 的反射槽(401)。圖1和圖2中的箭頭方向表示氣體在本發(fā)明等容動能發(fā)動機(jī)中的流動方 向，圖20是該發(fā)動機(jī)新的循環(huán)，即將開始時的燃燒室A的位置情況，圖21是燃燒室A進(jìn)氣 過程時的位置情況，圖22是燃燒室A進(jìn)氣過程結(jié)束，開始供油點(diǎn)火燃燒，膨脹氣體經(jīng)尾噴嘴 高速沖擊反射槽開始進(jìn)行能功轉(zhuǎn)換時的位置，圖23是燃燒室A即將完成作功和排氣時的位 置情況。請參照圖1至圖23，本發(fā)明實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)時，先由電力啟動設(shè)備帶動外部壓縮機(jī)將吸 入的空氣縮到10至12個氣壓后，工作氣體經(jīng)導(dǎo)風(fēng)管(7)從左機(jī)體蓋通氣口(101)進(jìn)入到 環(huán)形工作輪燃燒室(201)和尾噴嘴(203)外部空間，氣體在導(dǎo)葉(204)運(yùn)動的作用和原有 的靜壓壓力下，向右進(jìn)入到右機(jī)體蓋(6)上的環(huán)形集氣輪(5)的集氣道(501)，此時進(jìn)入氣 體的溫度將被提高和也冷卻了工作輪(2)及其上的燃燒室(201)和尾噴嘴(203)，如同風(fēng)冷 的效果可使該發(fā)動機(jī)不必設(shè)置專用的冷卻系統(tǒng)，只是應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要在燃燒室(201)和尾 噴嘴(203)外部合理布置一些散葉片，用以加強(qiáng)冷卻效果，在工作輪燃燒室進(jìn)氣口 202前端 運(yùn)行到集氣輪5的0度角位置的進(jìn)氣道(502)時，雙方開始相通，被提高了溫度和壓力的氣 體通過進(jìn)氣道(502)進(jìn)入到工作輪燃燒室(201)，工作輪(2)向前運(yùn)轉(zhuǎn)180度后，恰好工作 輪進(jìn)氣口(202)后端運(yùn)行到集氣輪進(jìn)氣道(502)的90度角位置時，通道閉合而進(jìn)氣工作結(jié) 束，同時安裝在集氣輪(5)外圓弧面上的噴油嘴(504)向工作輪燃燒室(201)內(nèi)噴油和稍 后電火花塞(503)點(diǎn)火使燃燒室(201)的混合油氣迅速膨脹燃燒產(chǎn)生高壓燃?xì)?，同時工作 輪燃燒室(201)的尾噴嘴口(203)已運(yùn)行到機(jī)體(4)內(nèi)圓弧面75度位置與機(jī)體(4)的反射 槽(401)和右機(jī)體蓋(6)的條形排氣口(601)相通而處于開放狀態(tài)，使高壓燃?xì)獾哪芰吭?尾噴嘴(203)開放形狀和壓力差的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚贇怏w沖擊到反射槽上，使工作輪(2) 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩對外輸出機(jī)械功，工作輪(2)在向前運(yùn)行的同時，膨脹氣體在尾噴嘴(203)后 附加反射槽(205)和機(jī)體反射槽(401)之間繼續(xù)將剩余能量轉(zhuǎn)換后經(jīng)排氣口(601)排到大 氣中，直到工作輪進(jìn)氣孔(202)后端運(yùn)行到270度角弧面位置和尾噴嘴(203)運(yùn)行到255度 角弧面時一個熱力循環(huán)結(jié)束，而此時工作輪進(jìn)氣口(202)前端同時也運(yùn)行到集氣輪(5)的 0度角位置，下一個過程開始。本發(fā)明自身還具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明僅熱效率比目前通用的汽、柴油機(jī)高這一點(diǎn)，就符合節(jié)能、環(huán)保對發(fā)動機(jī)所 提出的要求，本發(fā)明又只有一個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件工作輪。可以說是結(jié)構(gòu)最簡單的發(fā)動機(jī)，無論 是生產(chǎn)制造和使用維護(hù)都適于普及和發(fā)展。外部空氣壓縮機(jī)、啟動、供油、點(diǎn)火、密封、潤滑 都可利用現(xiàn)有最先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行裝配，所以說開發(fā)容易成功，投資前景可觀。
權(quán)利要求
一種等容動能發(fā)動機(jī)，有壓縮機(jī)、機(jī)體、工作輪及傳動軸。其特征在于有一個圓筒形機(jī)體(4)，在圓筒形機(jī)體內(nèi)圓面75度至255度弧面有多條反射槽(401)，該反射槽與右機(jī)體蓋(6)的同角度的排氣口(601)相通，該圓筒形機(jī)體兩側(cè)設(shè)有左機(jī)體蓋(1)及右機(jī)體蓋(6)，左機(jī)體蓋通氣口(101)與壓縮機(jī)導(dǎo)風(fēng)管(7)相連通，所述的傳動軸(3)通過軸承(9)安裝左、右機(jī)體蓋上，傳動軸的中部經(jīng)連接片(8)與圓環(huán)形工作輪(2)連接在一起，圓環(huán)形工作輪在外圓面和內(nèi)圓面之間互相按120度角裝有三個燃燒室(201)和與其連通的尾噴嘴(203)，燃燒室的進(jìn)氣孔(202)在內(nèi)圓弧面上，每個進(jìn)氣孔各占有90度弧面的長度，且各進(jìn)氣口相距30度弧面長度，每個尾噴嘴(203)的噴口各占有工作輪外圓弧面7.5度弧面長度，各噴口相距112.5度弧面距離，在工作輪內(nèi)外圓弧面和相鄰燃燒室之間裝有與軸向成45度角的導(dǎo)葉(204)，所述右機(jī)體蓋在75度角至255度角之間有條形排氣口(601)，集氣輪(5)裝在右機(jī)體蓋的內(nèi)側(cè)，集氣輪有一個環(huán)形的集氣道(501)和與集氣道相通的90度弧面長度的凹形進(jìn)氣道(502)，在集氣輪左端100度至180度的外圓弧面上各有二個火花塞(503)和噴油嘴(504)。
全文摘要
本發(fā)明是一種等容動能發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)有一個圓筒形機(jī)體，其機(jī)體兩側(cè)設(shè)有左機(jī)體蓋及右機(jī)體蓋，傳動軸經(jīng)軸承安裝在左、右機(jī)體蓋上，傳動軸中部由連接片安裝一個圓環(huán)形工作輪，該工作輪圓環(huán)上各均距設(shè)有三個燃燒室和與之連通的尾噴嘴及導(dǎo)葉，在右機(jī)體蓋內(nèi)側(cè)裝有集氣輪，集氣輪有集氣道和進(jìn)氣道，圓筒形機(jī)體內(nèi)半圓面設(shè)有多個反射槽，該反射槽與右機(jī)體蓋上的排氣口和外界相通。本發(fā)明的熱效率可達(dá)百分之六十以上，可應(yīng)用于一切需要軸機(jī)械功的動力裝置中。
文檔編號F02C3/14GK101858252SQ200910131860
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者張啟龍 申請人:張啟龍