[发明专利]旋转活塞式工作机

说明书

技术领域

本发明属于内燃机或空气压缩技术领域，特别涉及一种旋转活塞式工作机。

背景技术

目前普遍使用的是往复活塞式内燃机，活塞在缸体中往复直线运动，通过曲柄连杆机构将活塞的直线运动转变为旋转运动作为动力输出，其结构复杂、所占空间大、运动部件多，非圆周运动的零部件之间摩擦大，不但制造成本高、容易坏损，还因往复惯性力的周期性变化使得发动机不平衡，造成振动引起噪声，能量消耗，连接件松动，磨损严重而缩短使用寿命等问题，影响内燃机的平顺性、舒适性和可靠性，只能增加平衡块等平衡件进行有限平衡，但使得内燃机结构进一步复杂化。即使是目前在应用的三角转子内燃机也不是纯圆周运动且三角转子内燃机的压缩比小热效率低，还有三角转子内燃机因为气缸体和活塞的不规则导致其密封效果差以及制造和维修困难而成本高。此外，更重要的是往复活塞式四冲程内燃机曲轴旋转两周才能完成一个工作循环做功一次，即使是二冲程内燃机完成一次做功也需要曲轴旋转一周，其做功不连续，不但效率低，动力输出也不平稳。所以无论是往复活塞内燃机还是三角转子内燃机都无法同时满足运转平稳、做功连续、极高转速、噪音小、摩擦小、润滑油需求量小、使用寿命长、功率和热效率高、结构简单、制造和维修容易等要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种旋转活塞式工作机，结构更为简单，改变传统活塞往复运动做功为旋转运动做功或压缩气体，转速更快，效率更高，做功运行更平稳，使用寿命更长。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种旋转活塞式工作机，包括环状或盘状的气缸体，所述气缸体上沿气缸体的周向开设有一圈环形槽，所述气缸体轴线上设置有传动轴，该传动轴上连接有第一密封件，所述第一密封件将所述环形槽密封，并与所述气缸体围成密闭的环形气缸，在环形气缸内的所述第一密封件上设置有至少一个活塞，所述活塞与环形气缸适配；

所述气缸体上沿周向开设有至少一个挡块安装口，在气缸体外部由转轴支撑的第二密封件伸入所述挡块安装口，第二密封件与所述活塞将所述环形气缸分隔为至少两个腔室，所述第二密封件上开设有至少一个活塞过孔，所述活塞绕传动轴旋转，并沿环形气缸做周向运动，所述第二密封件绕转轴旋转，在所述活塞转动至第二密封件时，所述第二密封件转动至活塞过孔与活塞对应的位置，使活塞刚好通过所述活塞过孔，且所述第二密封件在运动过程中将所述挡块安装口以及挡块安装口两边的腔室密封，所述气缸体上设有进气口和出气口。

采用上述结构当只有一个挡块安装口两侧的气缸壁上分别设有进气口和出气口时，该机体可以用作内燃机机体，活塞与第一密封件固连，也可以为一体成型，通过第一密封件带动传动轴转动，从而使传动轴直接输出扭矩，减少了传动过程中因为摩擦或者传动部件过多而带来的能量损失，由于改变原往复运动的方式为旋转运动，活塞可以为多个对称设置，使得该内燃机运转十分平稳，而且能够达到更高的转速，出气口和进气口的位置根据需求可以适当改变，以调整输出功率。本结构由于活塞上不需要使用传统内燃机上的活塞环，不存在活塞环对气缸壁的挤压力，并且不存在往复活塞式内燃机的活塞对气缸壁的偏心压力，因而本发明在气缸体和密封件之间只有接触没有挤压所以几乎没有摩擦，这样既能减少因为摩擦而损失能量又能延长零部件的使用寿命。而且动平衡好，不存在传统内燃机因往复惯性力的周期性变化使得发动机不平衡，造成振动引起噪声，能量消耗，连接件松动，磨损严重而缩短使用寿命等问题，内燃机振动、噪声小，平顺性和可靠性高。

当每个挡块安装口两侧的气缸壁上均分别设置出气口和进气口时，可以用作空压机使用，动力经传动轴接入驱动活塞运动，压缩气体，此时可以设置多个活塞和多个挡块安装口，气体经压缩后从出气口排入外部储气罐，由于气缸体内腔较大，活塞旋转一圈能够压缩更多气体，使压缩效率提高。

进一步地，所述活塞为两个，两个活塞相对于所述传动轴对称设置，所述挡块安装口为两个，两个活塞和两个第二密封件将所述环形气缸分隔为四个腔室；所述进气口和出气口分别设置在其中一个第二密封件两侧的气缸壁上，另一个第二密封件两侧的气缸壁上分别开设有贮气口和喷气口，该贮气口和喷气口设置有密封阀，贮气口和喷气口之间设有贮气燃烧室；或所述活塞上设置有导气孔，导气孔沿活塞长度方向延伸并且该导气孔两端设置有单向阀，两个单向阀之间围成贮气燃烧室；所述传动轴的轴端设置有驱动轮，驱动轮通过传动机构带动转轴旋转。