專利名稱：無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種空壓或動(dòng)力的產(chǎn)生裝置，特別是涉及一種能讓活塞單元以無摩擦接觸方式進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
參見圖1所示，一般內(nèi)燃式的動(dòng)力機(jī)械10(如引擎)主要是包含有一缸體11、一套設(shè)在缸體11內(nèi)可上下往復(fù)移動(dòng)的活塞元件12、一上端樞接于活塞元件12上的曲柄元件13、以及一可受到曲柄元件13帶動(dòng)的主軸14，該缸體11內(nèi)部凹空形成一活塞氣室111，剛好可供活塞元件12滑入套設(shè)，缸體11位于活塞氣室111上方處分別設(shè)置有一火星塞112、一進(jìn)氣閥門113及一排氣閥門114，使燃料汽化后經(jīng)由進(jìn)氣閥門113進(jìn)入活塞氣室111內(nèi)，借由火星塞112對(duì)油氣點(diǎn)燃并爆發(fā)后，可產(chǎn)生一強(qiáng)大推力作動(dòng)該活塞元件12，油氣是否燃燒完全將會(huì)影響到活塞元件12的輸出馬力大小，活塞氣室111內(nèi)部宜盡量保持在氣密封閉狀態(tài)，由于活塞元件12在活塞氣室111內(nèi)壁往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與內(nèi)壁摩擦?xí)斐刹牧夏p且產(chǎn)生高溫，因此活塞元件12外周通常會(huì)設(shè)置一由耐磨材質(zhì)所制成的氣環(huán)121及油環(huán)122，氣環(huán)121主要是讓活塞元件12與活塞氣室111內(nèi)壁保持氣密接觸，油環(huán)122是提供給活塞元件12運(yùn)動(dòng)時(shí)作為潤滑用途，如此一來，進(jìn)入活塞氣室111內(nèi)的油氣不致泄壓外漏，燃燒后的廢氣可經(jīng)由出氣閥門114向外排出，活塞元件12受到推動(dòng)后可牽引帶動(dòng)曲柄元件13對(duì)該主軸14進(jìn)行驅(qū)轉(zhuǎn)，重復(fù)以上動(dòng)作，就可構(gòu)成一循環(huán)回圈的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，如此可讓主軸14一直保持在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
上述動(dòng)力機(jī)械10是沿用已久且可確實(shí)產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，但是在使用上仍有許多技術(shù)問題點(diǎn)亟需解決，一般氣環(huán)121、油環(huán)122雖然是由耐磨耗材質(zhì)制成，但是在長時(shí)間與活塞氣室111內(nèi)壁接觸摩擦下，還是會(huì)造成材料磨損，造成油氣外泄而降低輸出馬力，此時(shí)動(dòng)力機(jī)械10必需實(shí)施搪缸處理，而且活塞元件12高速磨擦下，很容易讓整個(gè)動(dòng)力機(jī)械10產(chǎn)生高熱，冷卻問題一直是困擾業(yè)者的重點(diǎn)，因?yàn)橐坏囟瘸霾牧峡沙惺艿姆秶?，活塞元?2可能會(huì)因?yàn)檫^熱膨脹而造成縮缸現(xiàn)象，整部動(dòng)力機(jī)械10就報(bào)廢無法使用，有些業(yè)者針對(duì)活塞元件12的摩擦阻力及高熱問題有研發(fā)解決方法，然而其手段不外是材質(zhì)的改變，也就是采用陶瓷或人工鉆石粉末...等具有堅(jiān)硬及耐高溫特性的材質(zhì)加以解決，雖然此種手段可稍微改良機(jī)件與機(jī)件間的摩擦阻力及產(chǎn)生高熱的問題，但是該等材質(zhì)過脆不耐沖擊，反而造成使用上的隱憂，因此如何克服活塞元件12摩擦阻力及高熱問題，一直是業(yè)者努力研發(fā)解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種可讓活塞單元以零摩擦方式進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置。
本發(fā)明提供一種無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于其包括一本體單元，具有一固定板及一自固定板沿一軸線方向延伸的隔墻，該隔墻是呈封閉狀截面，其內(nèi)側(cè)圍設(shè)形成有一活塞氣室；及一活塞單元，依據(jù)上述軸線方向可朝向固定板作相對(duì)往復(fù)位移，具有一可進(jìn)入活塞氣室內(nèi)的中心環(huán)塞、以及一位于中心環(huán)塞外側(cè)位置的邊墻，中心環(huán)塞與邊墻中間界定形成有一供隔墻進(jìn)入的氣室，該隔墻及邊墻中間被定位保持有預(yù)定間隙而彼此不相接觸，令氣室內(nèi)部氣壓因?yàn)槭艿竭厜嚎s作用而可對(duì)活塞氣室內(nèi)的氣體產(chǎn)生阻隔使其無法外泄。
本發(fā)明的主要功效是讓各面隔墻與邊墻中間保持間隙不接觸，利用氣壓均衡讓活塞氣室的氣體不外泄，如此該活塞單元就能以零摩擦方式往復(fù)移動(dòng)，借此活塞單元能夠以高速運(yùn)轉(zhuǎn)且可有效抑制高溫的產(chǎn)生。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明圖1是一般動(dòng)力產(chǎn)生裝置的剖視圖；圖2是本發(fā)明無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置第一較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本發(fā)明適用于一動(dòng)力產(chǎn)生裝置，包含有一本體單元、一活塞單元、一曲柄單元及一主軸；圖3是上述較佳實(shí)施例的立體圖，說明本體單元設(shè)置有第一、第二隔墻，活塞單元設(shè)置有中心環(huán)塞及邊墻；圖4是上述較佳實(shí)施例的動(dòng)作圖，說明活塞單元中心環(huán)塞及邊墻與本體單元第一、第二隔墻相互套合的情形；圖5是上述較佳實(shí)施例的放大圖，說明各面隔墻與邊墻中間都具有間隙，且氣室內(nèi)部壓力保持均衡的情形；圖6是第二較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本體單元設(shè)有三組隔墻，活塞單元設(shè)有二組邊墻的情形；圖7是第三較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本體單元設(shè)有四組隔墻，活塞單元設(shè)有三組邊墻的情形；圖8是第四較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本體單元呈V形狀可供設(shè)置二組活塞單元的情形；圖9是第五較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本體單元的隔墻具有一隔墻凸緣，活塞單元的邊墻具有一邊墻凸緣，兩凸緣中間形成有一壓縮空間；圖10是上述較佳實(shí)施例的動(dòng)作圖，說明活塞單元受到推力往下移動(dòng)時(shí)，隔墻凸緣與邊墻凸緣可對(duì)壓縮空間內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮的情形；圖11是第六較佳實(shí)施例的剖視圖，說明本發(fā)明適用于一空壓產(chǎn)生裝置，活塞單元往復(fù)運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生壓縮空氣。
具體實(shí)施方式有關(guān)本發(fā)明前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
參見圖2、圖3所示，本發(fā)明無摩擦式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置在第一較佳實(shí)施例中，主要包含有一本體單元20、一活塞單元30、一曲柄單元1及一主軸2，接著，再將上述各單元的形狀及組合空間型態(tài)詳述于后。
該本體單元20主要具有一缸體21、一栓接固定在缸體21上方處的上蓋體22、以及一栓接固定在缸體21下方處的軸座體23，該缸體21內(nèi)部中空形成有一容室211，其底部具有一呈封閉狀的底板212，該底板212在中央處貫設(shè)有一滑孔213，該上蓋體22形成有一水平狀的固定板221及一自固定板221沿同一軸線I方向向下延伸至容室211內(nèi)的第一隔墻222及第二隔墻223，第一、第二隔墻222、223都是呈圓形狀的封閉截面，第一隔墻222內(nèi)側(cè)圍設(shè)形成有一活塞氣室224，第二隔墻223是位于第一隔墻222的外側(cè)位置，使第一、第二隔墻222、223中間界定形成有一上氣室225，另外，本發(fā)明動(dòng)力產(chǎn)生裝置主要是以引擎物件作為實(shí)施例說明，因此該上蓋體22在對(duì)應(yīng)活塞氣室224上方位置處設(shè)置有一供油系統(tǒng)(圖未示)、一點(diǎn)火元件226、一進(jìn)氣閥門227及一排氣閥門228，該供油系統(tǒng)可采用一般傳統(tǒng)的供油系統(tǒng)，提供本發(fā)明已汽化后的燃料(如汽油、柴油...等)，燃料的油氣經(jīng)由進(jìn)氣閥門227可進(jìn)入活塞氣室224內(nèi)，該點(diǎn)火元件226為一種火花塞，可點(diǎn)燃位于活塞氣室224內(nèi)的油氣以產(chǎn)生爆發(fā)推動(dòng)力，排氣閥門228則可供燃燒后的廢氣由此向外排出，該軸座體23接設(shè)在缸體21的下方處，該主軸2穿入軸固在軸座體23上，可傳輸動(dòng)力帶動(dòng)外部的物件(例如車輪)。
該活塞單元30依據(jù)上述軸線I方向可朝固定板221的方向作相對(duì)往復(fù)位移，其具有一可進(jìn)入活塞氣室224內(nèi)的中心環(huán)塞31、一位于中心環(huán)塞31外側(cè)位置可進(jìn)入上氣室225內(nèi)的邊墻32、以及一伸設(shè)在中心環(huán)塞31下方處且可套入滑孔213內(nèi)的軸桿33，該中心環(huán)塞31與邊墻32中間界定形成有一可供第一隔墻222進(jìn)入的下氣室34，該邊墻32高度高出中心環(huán)塞31頂面而形成有一位差I(lǐng)I，此一位差I(lǐng)I的效用是讓邊墻32作用上氣室225的時(shí)間可早先于中心環(huán)塞31作用活塞氣室224的時(shí)間，該軸桿33下端伸至軸座體23內(nèi)，借由軸桿33套設(shè)在滑孔213內(nèi)，可定位該中心環(huán)塞31及邊墻32的位置，使每面隔墻222、223及邊墻32中間都能保持有預(yù)定間隙而彼此不相接觸，該間隙在隔墻222、223與邊墻32以不相互接觸摩擦的原則下，其實(shí)際尺寸是愈小愈好。
該曲柄單元1通常為一連桿構(gòu)件，其上端軸樞接設(shè)在活塞單元30軸桿33下端處，下端則軸樞接設(shè)在該主軸2上，當(dāng)活塞單元30上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可拉引曲柄單元1進(jìn)而帶動(dòng)該主軸2作旋轉(zhuǎn)。
以上為本發(fā)明無摩擦式的動(dòng)力產(chǎn)生裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及形狀的概述；接著，再將本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作以及預(yù)期所能達(dá)成的功效陳述如后參見圖4、圖5所示，當(dāng)活塞單元30在本體單元20內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞單元30的邊墻32會(huì)首先進(jìn)入上氣室225內(nèi)，對(duì)上氣室225內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，由于本發(fā)明讓每面隔墻222、223與邊墻32中間都保持有間隙，依據(jù)流體力學(xué)巴斯卡原理封閉容器中的靜止流體的某一部分發(fā)生的壓強(qiáng)變化，將毫無損失地傳遞至流體的各個(gè)部位和容器壁，因此上、下氣室225、34內(nèi)部氣壓因?yàn)槲挥谕豢臻g內(nèi)而得以保持上下均衡狀態(tài)，接著再讓中心環(huán)塞31進(jìn)入活塞氣室224對(duì)里面的氣體進(jìn)行壓縮時(shí)，活塞氣室224內(nèi)的氣體將因?yàn)槭艿缴?、下氣?25、34的氣壓力阻隔而滯留在原處無法外泄。
依據(jù)本發(fā)明上述的技術(shù)手段，可另外衍生出下列多項(xiàng)實(shí)施例參見圖6所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的動(dòng)力產(chǎn)生裝置40具有一本體單元41及一活塞單元42，與第一實(shí)施例不同的是，該本體單元41由內(nèi)向外依序延伸有第一、第二及第三隔墻411、412、413三組墻面，兩兩隔墻411、412、413中間都界定形成有一上氣室414，該活塞單元42具有中心環(huán)塞421及第一、第二邊墻422、423二組墻面，第一、第二邊墻422、423可進(jìn)入上氣室414內(nèi)，中心環(huán)塞421及兩兩邊墻422、423中間界定形成有一可供隔墻411、412進(jìn)入的下氣室424，每面隔墻411、412、413及每面邊墻422、423中間都保持有間隙而不接觸。
參見圖7所示，本發(fā)明第三實(shí)施例的動(dòng)力產(chǎn)生裝置50具有一本體單元51及一活塞單元52，與第二實(shí)施例不同的是，該本體單元51由內(nèi)向外依序延伸有第一、第二、第三及第四隔墻511、512、513、514四組墻面，兩兩隔墻511、512、513、514中間界定形成有一上氣室515，該活塞單元52具有中心環(huán)塞521以及第一、第二及第三邊墻522、523、524三組墻面，第一、第二及第三邊墻522、523、524都可進(jìn)入上氣室515內(nèi)，而中心環(huán)塞521及兩兩邊墻522、523、524中間界定形成有一可供上述隔墻511、512、513進(jìn)入的下氣室525，每面隔墻511、512、513、514及各面邊墻522、523、524中間都保持有間隙而不接觸，以上設(shè)置多組隔墻511、512、513、514及邊墻522、523、524的用意，主要是利用更多道氣室產(chǎn)生的氣壓力，可更強(qiáng)效地用來阻隔活塞氣室516的氣體達(dá)到氣密不外泄的效果。
參見圖8所示，本發(fā)明第四實(shí)施例的動(dòng)力產(chǎn)生裝置70具有一本體單元71、二組活塞單元72、二曲柄單元73及一主軸74，該本體單元71大概呈V形狀，兩側(cè)各具有一活塞氣室711，分別可供二活塞單元72套入，二曲柄單元73分別樞接在二活塞單元72上，剛好可共同帶動(dòng)該主軸74作運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)用多排設(shè)置活塞單元72的方式，可大幅提升主軸74整體的輸出馬力，當(dāng)然本發(fā)明還可采用六缸、八缸或更多的數(shù)量，而動(dòng)力產(chǎn)生裝置70的外觀可使用不同外型，例如采用V型、直列式或水平對(duì)臥式等類型，使本發(fā)明能達(dá)到更高輸出馬力的需求。
參見圖9、圖10所示，本發(fā)明第五實(shí)施例的動(dòng)力產(chǎn)生裝置80具有一本體單元81及一活塞單元82，該本體單元81上方延伸有一隔墻811，該隔墻811下端具有一90度朝外彎折的隔墻凸緣812，該活塞單元82具有一中心環(huán)塞821及一邊墻822，中心環(huán)塞821與邊墻822中間形成有一可供隔墻811進(jìn)入的氣室823，該邊墻822上端具有一呈90度朝內(nèi)彎折的邊墻凸緣824，邊墻凸緣824與隔墻凸緣812中間界定形成有一壓縮空間III，當(dāng)活塞氣室813內(nèi)的油氣點(diǎn)燃爆發(fā)后，可對(duì)活塞單元82提供向下推力，此時(shí)邊墻凸緣824與隔墻凸緣812會(huì)共同對(duì)壓縮空間III內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，該區(qū)空氣因?yàn)閴嚎s所造成的強(qiáng)大氣壓力，可再對(duì)活塞氣室813的氣體作有效阻隔，如此可維持活塞氣室813內(nèi)的氣體穩(wěn)定而不產(chǎn)生泄壓。
參見圖11所示，本發(fā)明第六實(shí)施例是一種空壓產(chǎn)生裝置90，主要具有一本體單元91、一活塞單元92、一曲柄單元93及一主軸94，該本體單元91具有一活塞氣室911可供活塞單元92套入，對(duì)應(yīng)活塞氣室911的上方位置處設(shè)置有一具有止逆作用的進(jìn)氣閥912及出氣閥913，該活塞單元92下方處接設(shè)曲柄單元93與主軸94作相連，外部空氣可由進(jìn)氣閥912進(jìn)入活塞氣室911內(nèi)，該主軸94受到外部馬達(dá)(圖未示)驅(qū)轉(zhuǎn)可帶動(dòng)活塞單元92往復(fù)運(yùn)動(dòng)，利用活塞單元92對(duì)活塞氣室911的空氣進(jìn)行壓縮后，可產(chǎn)生一壓縮空氣由出氣閥913到達(dá)一蓄壓單元(圖未示)做儲(chǔ)藏，因此本發(fā)明的技術(shù)同樣可運(yùn)用在高壓空氣產(chǎn)生裝置。
綜上所述，本發(fā)明無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置主要是為了解決傳統(tǒng)活塞元件12因接觸摩擦而使輸出馬力效能低以及產(chǎn)生高熱的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)手段主要是設(shè)置有多組隔墻222、223結(jié)構(gòu)及邊墻32結(jié)構(gòu)，兩兩隔墻222、223及兩兩邊墻32中間都相隔有氣室225、34，隔墻222、223與邊墻32相互套合且彼此有間隙不接觸，運(yùn)用在相同空間內(nèi)大氣壓力均等的原理下，可令活塞單元30對(duì)活塞氣室224內(nèi)的氣體壓縮不會(huì)產(chǎn)生外泄，如此一來，活塞單元30外周便不需使用到氣環(huán)、油環(huán)或其他環(huán)襯物件也能達(dá)到氣密的效果，由于本發(fā)明沒有物理的接觸行為，活塞單元30是以無摩擦阻力的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此可以極高速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，有效提升目前動(dòng)力產(chǎn)生裝置的輸出馬力效能，另一方面，由于構(gòu)件間無摩擦的行為，自然不會(huì)產(chǎn)生高熱，冷卻問題可完全獲得解決，產(chǎn)品使用壽命可更為長久。
權(quán)利要求
1.一種無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于其包括一本體單元，具有一固定板及一自固定板沿一軸線方向延伸的隔墻，該隔墻是呈封閉狀截面，其內(nèi)側(cè)圍設(shè)形成有一活塞氣室；及一活塞單元，依據(jù)上述軸線方向可朝向固定板作相對(duì)往復(fù)位移，具有一可進(jìn)入活塞氣室內(nèi)的中心環(huán)塞、以及一位于中心環(huán)塞外側(cè)位置的邊墻，中心環(huán)塞與邊墻中間界定形成有一供隔墻進(jìn)入的氣室，該隔墻及邊墻中間被定位保持有預(yù)定間隙而彼此不相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該本體單元對(duì)應(yīng)活塞氣室上方位置處設(shè)置有一供油系統(tǒng)、一點(diǎn)火元件、一進(jìn)氣閥門及一排氣閥門，該活塞單元下方接設(shè)有一被活塞單元帶動(dòng)回轉(zhuǎn)的曲柄單元。
3.如權(quán)利要求1所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該本體單元對(duì)應(yīng)活塞氣室上方位置處設(shè)置有一具有止逆作用的進(jìn)氣閥及出氣閥，該活塞單元下方處接設(shè)有一可主動(dòng)驅(qū)使活塞單元運(yùn)轉(zhuǎn)的曲柄單元。
4.如權(quán)利要求1所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該活塞單元下方處伸設(shè)有一軸桿，該本體單元具有一供該軸桿套合定位的滑孔。
5.如權(quán)利要求1所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該本體單元在固定板上設(shè)置有二個(gè)以上的隔墻，兩兩隔墻中間界定形成有一供邊墻進(jìn)入的氣室，該活塞單元設(shè)置有二個(gè)以上的邊墻，兩兩邊墻中間也界定形成有一供上述隔墻進(jìn)入的氣室，每面隔墻及邊墻中間都保持有預(yù)定間隙而不接觸。
6.如權(quán)利要求1、5所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該邊墻高于中心環(huán)塞形成有一位差。
7.如權(quán)利要求1、5所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該隔墻靠近邊墻的一側(cè)面具有一隔墻凸緣，相對(duì)該邊墻靠近隔墻的一側(cè)面具有一邊墻凸緣，該隔墻凸緣與邊墻凸緣中間界定形成有一壓縮空間。
8.如權(quán)利要求1、5所述的無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，其特征在于該本體單元設(shè)有二組以上以預(yù)定型式排列的活塞氣室，每一活塞氣室供裝入一活塞單元。
全文摘要
一種無摩擦式的空壓、動(dòng)力產(chǎn)生裝置，主要包含有一本體單元及一活塞單元，其特征在于該本體單元具有一隔墻，隔墻內(nèi)部圍設(shè)形成有一活塞氣室，該活塞單元具有一可進(jìn)入活塞氣室內(nèi)的中心環(huán)塞、以及一位于中心環(huán)塞外側(cè)的邊墻，中心環(huán)塞與邊墻中間形成有一可供隔墻進(jìn)入的氣室，隔墻與邊墻中間都保持有預(yù)定間隙而不接觸，氣室內(nèi)的空氣受到隔墻壓縮而可阻隔活塞氣室內(nèi)的氣體不外泄，借此可使活塞單元能以零摩擦方式達(dá)到高速運(yùn)轉(zhuǎn)及不產(chǎn)生高溫。
文檔編號(hào)F04B27/12GK1896461SQ20051008329
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者林耀章 申請(qǐng)人:林耀章