内燃蒸汽转子发动机转让专利
申请号 : CN200610051164.2
文献号 : CN100593632C
文献日 : 2010-03-10
发明人 : 包月祥
申请人 : 包月祥
摘要 :
本发明提供了一种内燃蒸汽转子发动机，它由转子、定子、内燃机部分构成。其定子内设有转子，转子的对应区段的外接圆的切线方向设有锯齿状能量转换齿。定子与锯齿状能量转换齿的对应区段的内接圆的切线方向设有流体能供给室和对应的排放通道，外接圆与内接圆组成滑动密封接触的同心圆结构。燃烧室周围设有蒸汽发生室，燃油燃烧产生的高压气体和燃油燃烧产生的高温将蒸汽发生室内的水转变成高压水蒸汽，流经流体能供给室，其压力作用于锯齿状能量转换齿沿切线方向连续地推动转子作圆周运动。它部件少，摩擦阻力小，性能稳定，运转平稳，可显著地提高能量转换率，节省能源。配置常规设施能广泛地应用于各种燃料的发动机。
权利要求 :
1、一种内燃蒸汽转子发动机，其定子(6)上分别设有水泵(1) 的外壳与燃烧室(24)，燃烧室(24)的进口端分别设有进气阀(22)、 高压喷油嘴(19)、火花塞(23)，进气阀(22)、高压进气管(25)、 高压储气筒(27)、空气压缩装置(5)依次相接，空气压缩装置(5) 的进口端经低压进气管(8)与涡轮增压器(13)、空气滤清器(14) 依次相接，高压喷油嘴(19)、高压进油管(28)、高压油泵(2)依次 相接，火花塞(23)、发电机(29)、起动器(12)依次相接，起动器 (12)设于输出轴(15)上，输出轴(15)、空气压缩装置(5)及与 润滑油储存箱(11)吻接的润滑油压油片(4)分别设于转子(3)上， 转子(3)设于定子(6)内，其特征在于转子(3)的对应区段的外接 圆上至少设有一圈沿圆周切线方向设置的由锯齿状能量转换齿(7)组 成的锯齿状能量转换齿轮，定子(6)与能量转换齿轮的对应区段的内 接圆的切线方向至少设有一个流体能供给室(16)，每个流体能供给室 (16)的对应处至少设有一个排放通道(9)，所述的锯齿状能量转换 齿(7)的区段的外接圆与所述的流体能供给室(16)及排放通道(9) 的对应区段的内接圆组成滑动密封接触的同心圆。
2、根据权利要求1所述的内燃蒸汽转子发动机，其特征在于环绕 燃烧室(24)的周围设有蒸汽发生室(18)，燃烧室(24)的出口端或 其同腔室设有流体能供给室(16)，蒸汽发生室(18)的进、出口端分 别设有进水阀(20)、蒸汽排放阀(17)，蒸汽排放阀(17)与流体能 供给室(16)相接，进水阀(20)与外表设有隔热层(21)的螺旋吸 热进水道(26)及水泵(1)依次相接。
说明书 :
技术领域
本发明属于动力机械技术领域，特别涉及一种由燃料内燃产生的 高压气体和燃料内燃产生的高温将水转变为水蒸汽推动转子在定子内 作圆周运动的内燃蒸汽转子发动机。
背景技术
现行的燃油四冲程往复式发动机，是将燃油燃烧产生的高压气体 去推动活塞作直线运动，活塞通过连杆带动曲轴作圆周运动，从而将 气体能转换成作圆周运动的机械能。活塞通过连杆带动曲轴作圆周运 动时，其作功的动力臂在0到曲轴半径之间变化，平均力臂约为曲轴 半径的二分之一；燃料燃烧产生膨胀压力的最大值在活塞的上止点时， 其作功的动力臂最小；当燃气推动活塞到达下止点时，燃气的能量(压 力)没有完全被释放，反而需消耗一定的能量去排除；燃油燃烧产生 高压气体的同时产生的高温热能需用水和风去散热降温，浪费大量的 能量，因此其能量转换率较低。
国外研制的三角行星转子发动机，因其吸气、燃烧、作功均在同 一旋转的空间内，气体作功部分的反作用力点在其转子自身，因此能 量转换率较低。
国外研制的三角行星转子发动机，因其吸气、燃烧、作功均在同 一旋转的空间内，气体作功部分的反作用力点在其转子自身，因此能 量转换率较低。
发明内容
本发明的目的，在于针对以上所述的发动机在能量转换过程中， 存在着转换率较低的问题，提供一种由燃料内燃产生的高压燃气和燃 料内燃产生的高温将水转变为高压水蒸汽推动转子在定子内连续作圆 周运动的内燃蒸汽转子发动机。
本发明的内燃蒸汽转子发动机由转子、定子、内燃机部分构成。 转子部分由锯齿状能量转换齿、密封环、润滑油压油片、润滑油储存 箱、输出轴组成。定子部分由流体能供给室、排放通道组成。内燃机 部分由空气压缩装置、低压进气管、高压储气筒、高压进气管、进气 阀、燃烧室、高压油泵、高压进油管、高压喷油嘴、火花塞、蒸汽发 生室、蒸汽排放阀、水泵、螺旋吸热进水道、隔热层、进水阀、空气 滤清器、涡轮增压器、起动器、发电机组成。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的转子设于定子内，定子上分别设 有水泵的外壳与燃烧室。转子对应区段的外接圆上至少设有一圈沿圆 周切线方向设置的由锯齿状能量转换齿组成的锯齿状能量转换齿轮。 输出轴、空气压缩装置及与润滑油储存箱吻接的润滑油压油片分别设 于转子上。定子上与锯齿状能量转换齿的对应区段的内接圆的切线方 向至少设有一个流体能供给室，每个流体能供给室的对应处至少设有 一个排放通道。锯齿状能量转换齿对应区段的外接圆与定子内设置流 体能供给室及排放通道对应区段的内接圆组成滑动密封接触的同心 圆。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的燃烧室的出口端或其同腔室设有 流体能供给室，蒸汽发生室环绕燃烧室的周围，燃烧室的进口端分别 设有进气阀、高压喷油嘴、火花塞。进气阀、高压进气管、高压储气 筒、空气压缩装置依次相接。空气压缩装置的进口端经低压进气管与 涡轮增压器、空气滤清器依次相接。高压喷油嘴、高压进油管、高压 油泵依次相接。火花塞、发电机、起动器依次相接，起动器设于输出 轴上。蒸汽发生室的进、出口端分别设有进水阀、蒸汽排放阀，蒸汽 排放阀与流体能供给室相接。进水阀与外表设有隔热层的螺旋吸热进 水道及水泵依次相接。螺旋吸热进水道环绕高压储气筒、高压进气管、 蒸汽发生室、流体能供给室。
本发明的内燃蒸汽转子发动机使用时，启动起动器带动转子运转， 转子带动空气压缩装置、高压油泵、润滑油压油片、水泵、发电机同 时运转。空气压缩装置转动时向高压储气筒内压入高压气体，高压气 体经高压进气管、进气阀进入燃烧室。燃油经高压油泵加压后产生的 高压油被压入高压进油管，再经高压喷油嘴喷入燃烧室，火花塞点火 使燃油燃烧产生更高压力的气体，该气体流经流体能供给室，压力作 用于由锯齿状能量转换齿组成的能量转换齿轮上，从而带动转子更高 速地作圆周运动。每一锯齿状能量转换齿受递的气能在转到排放通道 时被释放，释放时因作用力与反作用力的关系而继续推动转子作圆周 运动。此时关闭起动器，发动机启动。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的空气压缩装置产生高压气体的同 时会产生热量，燃油燃烧产生高压气体的同时必然产生高温热能。螺 旋吸热进水道以螺旋方式环绕高压储气筒、高压进气管、蒸汽发生室 和流体能供给室通行并吸收热量，给水预热，水经预热后进入蒸汽发 生室。燃油燃烧产生高压气体的同时产生高达1000℃以上的高温热能 将蒸汽发生室内的水转变成高压水蒸汽，高压水蒸汽达到一定压力时， 冲开蒸汽排放阀进入流体能供给室，压力作用于由锯齿状能量转换齿 组成的能量转换齿轮上，而推动转子转动。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的排放通道排放出的气(或汽)体 有一定的能量，它通过涡轮增压器向空气缩装置供给一定压力的气体， 借以减小压差，增加压气效果，提高能量转换率。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的运动部件为圆周运动，部件少， 摩擦阻力小，性能稳定，运转平稳，可显著地提高能量转换率，节省 能源。配置常规设施能广泛地应用于各种燃料的发动机，去掉内燃机 部分，向流体能供给室提供其它流体能，配置有关设施能组成流体能 转子动力机。
本发明的内燃蒸汽转子发动机由转子、定子、内燃机部分构成。 转子部分由锯齿状能量转换齿、密封环、润滑油压油片、润滑油储存 箱、输出轴组成。定子部分由流体能供给室、排放通道组成。内燃机 部分由空气压缩装置、低压进气管、高压储气筒、高压进气管、进气 阀、燃烧室、高压油泵、高压进油管、高压喷油嘴、火花塞、蒸汽发 生室、蒸汽排放阀、水泵、螺旋吸热进水道、隔热层、进水阀、空气 滤清器、涡轮增压器、起动器、发电机组成。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的转子设于定子内，定子上分别设 有水泵的外壳与燃烧室。转子对应区段的外接圆上至少设有一圈沿圆 周切线方向设置的由锯齿状能量转换齿组成的锯齿状能量转换齿轮。 输出轴、空气压缩装置及与润滑油储存箱吻接的润滑油压油片分别设 于转子上。定子上与锯齿状能量转换齿的对应区段的内接圆的切线方 向至少设有一个流体能供给室，每个流体能供给室的对应处至少设有 一个排放通道。锯齿状能量转换齿对应区段的外接圆与定子内设置流 体能供给室及排放通道对应区段的内接圆组成滑动密封接触的同心 圆。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的燃烧室的出口端或其同腔室设有 流体能供给室，蒸汽发生室环绕燃烧室的周围，燃烧室的进口端分别 设有进气阀、高压喷油嘴、火花塞。进气阀、高压进气管、高压储气 筒、空气压缩装置依次相接。空气压缩装置的进口端经低压进气管与 涡轮增压器、空气滤清器依次相接。高压喷油嘴、高压进油管、高压 油泵依次相接。火花塞、发电机、起动器依次相接，起动器设于输出 轴上。蒸汽发生室的进、出口端分别设有进水阀、蒸汽排放阀，蒸汽 排放阀与流体能供给室相接。进水阀与外表设有隔热层的螺旋吸热进 水道及水泵依次相接。螺旋吸热进水道环绕高压储气筒、高压进气管、 蒸汽发生室、流体能供给室。
本发明的内燃蒸汽转子发动机使用时，启动起动器带动转子运转， 转子带动空气压缩装置、高压油泵、润滑油压油片、水泵、发电机同 时运转。空气压缩装置转动时向高压储气筒内压入高压气体，高压气 体经高压进气管、进气阀进入燃烧室。燃油经高压油泵加压后产生的 高压油被压入高压进油管，再经高压喷油嘴喷入燃烧室，火花塞点火 使燃油燃烧产生更高压力的气体，该气体流经流体能供给室，压力作 用于由锯齿状能量转换齿组成的能量转换齿轮上，从而带动转子更高 速地作圆周运动。每一锯齿状能量转换齿受递的气能在转到排放通道 时被释放，释放时因作用力与反作用力的关系而继续推动转子作圆周 运动。此时关闭起动器，发动机启动。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的空气压缩装置产生高压气体的同 时会产生热量，燃油燃烧产生高压气体的同时必然产生高温热能。螺 旋吸热进水道以螺旋方式环绕高压储气筒、高压进气管、蒸汽发生室 和流体能供给室通行并吸收热量，给水预热，水经预热后进入蒸汽发 生室。燃油燃烧产生高压气体的同时产生高达1000℃以上的高温热能 将蒸汽发生室内的水转变成高压水蒸汽，高压水蒸汽达到一定压力时， 冲开蒸汽排放阀进入流体能供给室，压力作用于由锯齿状能量转换齿 组成的能量转换齿轮上，而推动转子转动。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的排放通道排放出的气(或汽)体 有一定的能量，它通过涡轮增压器向空气缩装置供给一定压力的气体， 借以减小压差，增加压气效果，提高能量转换率。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的运动部件为圆周运动，部件少， 摩擦阻力小，性能稳定，运转平稳，可显著地提高能量转换率，节省 能源。配置常规设施能广泛地应用于各种燃料的发动机，去掉内燃机 部分，向流体能供给室提供其它流体能，配置有关设施能组成流体能 转子动力机。
附图说明
图1，系本发明内燃蒸汽转子发动机的纵向剖面示意图；
图2，系本发明内燃蒸汽转子发动机的转子部分的立体示意图；
图3，系图2中A-A的由能量转换齿组成的能量转换齿轮的剖面 示意图；
图4，系本发明内燃蒸汽转子发动机的定子部分的立体示意图；
图5，系图4中B-B的定子部分的剖面示意图；
图6，系图1中C-C的燃汽作功部分的横剖面示意图；
图7，系图1中D-D的水蒸汽作功部分的横剖面示意图。
图2，系本发明内燃蒸汽转子发动机的转子部分的立体示意图；
图3，系图2中A-A的由能量转换齿组成的能量转换齿轮的剖面 示意图；
图4，系本发明内燃蒸汽转子发动机的定子部分的立体示意图；
图5，系图4中B-B的定子部分的剖面示意图；
图6，系图1中C-C的燃汽作功部分的横剖面示意图；
图7，系图1中D-D的水蒸汽作功部分的横剖面示意图。
具体实施方式
以下结合上述附图实例，对本发明的内燃蒸汽转子发动机的具体 实施方式作进一步详述。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的实例，包括有转子3、定子6与 内燃机部分。转子3部分由锯齿状能量转换齿7、密封环10、润滑油 压油片4、润滑油储存箱11、输出轴15组成。定子6部分由流体能供 给室16、排放通道9组成。内燃机部分由空气压缩装置5、低压进气 管8、高压储气筒27、高压进气管25、进气阀22、燃烧室24、高压 油泵2、高压进油管28、高压喷油嘴19、火花塞23、蒸汽发生室18、 蒸汽排放阀17、水泵1、螺旋吸热进水道26、隔热层21、进水阀20、 空气滤清器14、涡轮增压器13、起动器12、发电机29组成。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的转子3设于定子6内，定子6上 分别设有水泵1的外壳与燃烧室24。转子3对应区段的外接圆上至少 设有一圈沿圆周切线方向设置的由锯齿状能量转换齿7组成的锯齿状 能量转换齿轮，锯齿状能量转换齿轮的两侧设有密封环10。输出轴15、 空气压缩装置5及与润滑油储存箱11吻接的润滑油压油片4分别设于 转子3上。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的定子6与能量转换齿7的对应区 段的内接圆的切线方向设有两个流体能供给室16，每个流体能供给室 16的对应处设有一个排放通道9，流体能供给室16与排放通道9相距 两个锯齿状能量转换齿的距离。锯齿状能量转换齿7的区段的外接圆 与定子6内设置的流体能供给室16及排放通道9的对应区段的内接圆 组成滑动密封接触的同心圆。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的燃烧室24的出口端或其同腔室 设有流体能供给室16，蒸汽发生室18环绕燃烧室24的周围。燃烧室 24的进口端分别设有进气阀22、高压喷油嘴19、火花塞23。进气阀 22、高压进气管25、高压储气筒27、空气压缩装置5依次相接。空气 压缩装置5的进口端经低压进气管8与涡轮增压器13、空气滤清器14 依次相接。高压喷油嘴19、高压进油管28、高压油泵2依次相接。火 花塞23、发电机29、起动器12依次相接，起动器12设于输出轴15 上。蒸汽发生室18的进、出口端分别设有进水阀20、蒸汽排放阀17， 蒸汽排放阀17与流体能供给室16相接。进水阀20与外表设有隔热层 21的螺旋吸热进水道26及水泵1依次相接。螺旋吸热进水道26环绕 高压储气筒27、高压进气管25、蒸汽发生室18、流体能供给室16， 用于减少热能损失提高能量转换率。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的实例，包括有转子3、定子6与 内燃机部分。转子3部分由锯齿状能量转换齿7、密封环10、润滑油 压油片4、润滑油储存箱11、输出轴15组成。定子6部分由流体能供 给室16、排放通道9组成。内燃机部分由空气压缩装置5、低压进气 管8、高压储气筒27、高压进气管25、进气阀22、燃烧室24、高压 油泵2、高压进油管28、高压喷油嘴19、火花塞23、蒸汽发生室18、 蒸汽排放阀17、水泵1、螺旋吸热进水道26、隔热层21、进水阀20、 空气滤清器14、涡轮增压器13、起动器12、发电机29组成。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的转子3设于定子6内，定子6上 分别设有水泵1的外壳与燃烧室24。转子3对应区段的外接圆上至少 设有一圈沿圆周切线方向设置的由锯齿状能量转换齿7组成的锯齿状 能量转换齿轮，锯齿状能量转换齿轮的两侧设有密封环10。输出轴15、 空气压缩装置5及与润滑油储存箱11吻接的润滑油压油片4分别设于 转子3上。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的定子6与能量转换齿7的对应区 段的内接圆的切线方向设有两个流体能供给室16，每个流体能供给室 16的对应处设有一个排放通道9，流体能供给室16与排放通道9相距 两个锯齿状能量转换齿的距离。锯齿状能量转换齿7的区段的外接圆 与定子6内设置的流体能供给室16及排放通道9的对应区段的内接圆 组成滑动密封接触的同心圆。
本发明的内燃蒸汽转子发动机的燃烧室24的出口端或其同腔室 设有流体能供给室16，蒸汽发生室18环绕燃烧室24的周围。燃烧室 24的进口端分别设有进气阀22、高压喷油嘴19、火花塞23。进气阀 22、高压进气管25、高压储气筒27、空气压缩装置5依次相接。空气 压缩装置5的进口端经低压进气管8与涡轮增压器13、空气滤清器14 依次相接。高压喷油嘴19、高压进油管28、高压油泵2依次相接。火 花塞23、发电机29、起动器12依次相接，起动器12设于输出轴15 上。蒸汽发生室18的进、出口端分别设有进水阀20、蒸汽排放阀17， 蒸汽排放阀17与流体能供给室16相接。进水阀20与外表设有隔热层 21的螺旋吸热进水道26及水泵1依次相接。螺旋吸热进水道26环绕 高压储气筒27、高压进气管25、蒸汽发生室18、流体能供给室16， 用于减少热能损失提高能量转换率。