[发明专利]叶片式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的发动机，尤其是具有转壳的叶片式发动机。

背景技术

目前市场广泛普遍采用的是四冲程气缸式发动机；用煤和核电的发电设备采用的是汽轮机组，水利发电采用的是涡轮机组。

对于四冲程气缸发动机而言，由其特征决定有以下的缺陷：(1)四冲程式发动机膨胀行程等于压缩行程，能量燃烧后的压缩气体排出发动机时气体仍具有一定温度和一定的压力，这些能量被浪费掉了；(2)发动机的活塞与气缸之间是滑动摩擦，为了保证高压气体不泄露还增加了密封环，这样的滑动摩擦也损失能量。(3)四冲程式发动机的四个冲程中只有一个冲程用于做功，其他三个冲程均不做功，效率低。

对于汽轮机和涡轮机，由于是靠冲击产生扭矩，需要介质具有很高的速度才能产生足够的冲击力，而介质速度从零到高速需要能量，这些能量被浪费掉了，所以汽轮机和涡轮机效率也不高。

由于存在上述缺点，导致目前的发动机效率低、能量损失大，由此带来能量浪费大，环境污染等各类问题。降低能源浪费，提高能源的转化效率一直是全社会、全世界的重点研究课题。随着全社会对发动机节能性能的要求越来越高，如果有更高效率的转能机，现有的发动机由于能耗较高逐渐要被淘汰。如果效率提高一倍，就相当于采用现在一半的能量可以驱动现有的所有机械。因此，提供一种能够提高能量利用率、节能环保的发动机是目前亟待解决的问题，具有极大的社会效益和经济效益。

发明内容

为了解决上述技术问题，提高能量利用率，本发明通过“转壳”外加轴承结构的设置，通过转子与叶片特殊结构的设置，实现了转子、叶片和转壳之间的几乎相同角速度转动。一方面，滚动摩擦代替传统产品中的滑动摩擦，降低了摩擦损失；另一方面，由于叶片与转壳间滑动量小，可以加大接触力，再通过“叶片”和“转壳”的配合，可以实现较好的密封效果。同时由于“转子”回转中心与“转壳”回转中心相互的偏心设置，实现了在一个圆周上由大小不同的多个容积空间所组成的容腔，每一个容腔在转动过程中可实现从大到小再从小到大有规律的变化过程。配合进气口、排气口，发动机可以实现在一个循环中实现吸气、压缩气体、燃烧、膨胀做功、排气等各种过程。

一种叶片式发动机，包括外壳、转子、多个叶片、转轴支撑件、进气阀组件和排气阀组件，转子通过转轴支撑件与外壳转动连接，其特征在于：

还包括位于外壳和转子之间的转壳，转壳与外壳通过转动支撑件转动连接；

转子侧面圆周形成凹槽，多个叶片沿圆周方向分布在转子凹槽内，且每个叶片沿转子径向设置；

转子、转轴支撑件的回转中心与转动支撑件、转壳的回转中心相互偏心设置；

相邻两个叶片、所述凹槽的底和侧壁、以及转壳内表面构成容腔，从而使得整个叶片式发动机具有多个大小不同的容腔；

进气阀组件和排气阀组件位于形成容腔的转子凹槽的侧壁上。

进一步，转子凹槽内沿转子径向形成多个径向滑槽，叶片分别安装在滑槽中；转子转动时，叶片沿转子的滑槽滑移，其外侧压合在转壳内表面。

进一步，叶片外侧具有凹形丌口，转壳部分或全部置于上述凹形丌口中。

进一步，转壳部分或全部设置在转子的凹槽内并与之相配合。

进一步，转壳、叶片和转子相互之间均采用气密性接触。

进一步，转子一体成型，或组装连接构成。

进一步，通过转子中心油池和／或进气口向容腔加入润滑的油，并在离心力的作用下甩到转壳上，使转壳、叶片、转子相互之间的运动副都存在油进行密封。

进一步，转子转动时，带动多个叶片在转壳内转动，同时每个叶片沿转子径向移动，使得每个叶片外侧与转壳气密性接触；

进一步，进气阀组件包括进气转动轮、进气轴、进气连接件、进气弹簧、进气阀；排气阀组件包括排气转动轮、排气轴、排气连接件、排气弹簧、排气阀。

进一步，外壳内侧面具有环形凸轮，进气侧凸轮驱动进气阀组件进气；排气侧凸轮驱动排气阀组件排气。

进一步，排气阀在容腔达到最大时打开，进行排气；在容腔达到最小时点火爆发；在上述两个阶段之间某时刻开始保证排气阀和进气阀均为关闭状态，进行压缩过程；爆发后丌始对外做功，直至排气阀转动到容腔达到最大时打开，进行排气，以完成一个周期。

进一步，在形成容腔的转子凹槽的一个侧壁上具有进气阀组件；在形成容腔的转子凹槽的另一个侧壁上具有排气阀组件；外壳和转子之间具有进气腔和排气腔，进气腔和排气腔之间相互密封；进气阀组件连接进气腔，排气阀组件连接排气腔。