[发明专利]凸轮式蒸汽发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种新式蒸汽动力发动机，具体为凸轮式蒸汽发动机。

背景技术

发动机作为动力输出装置，应用广泛。传统的发动机由活塞在气缸中做往复运动产生动力输出。这种结构的缺陷是运行时活塞和气缸产生较强的摩擦，活塞在运行时出现死点，损耗了大部分能量，制约了发动机的效率。其次，现有的发动机一般噪声较大，对环境影响很大。在火力发电厂采用热力发电，采用的蒸汽发动机，运行需要的气压很高，发电系统危险系数高，活塞式发动机由于摩擦损耗大量能量，使得火力发电转化率不高。

发明内容

为了解决现有结构发动机效率低的问题，设计了一种旋转式的发动机，可以降低活塞与气缸的摩擦系数，提高发动机效率。

凸轮式蒸汽发动机，发动机主体包括气缸、高压进气装置，所述气缸为圆盘形缸体，其内安装凸轮和阻隔单元，凸轮的基圆圆心处安装输出轴，通过输出轴固定在气缸内，气缸壁设置有一段滑槽，阻隔单元末端安装在滑槽内，尾部连接弹簧装置与滑槽底部固定；所述阻隔单元前端与凸轮外缘紧密接触。所述凸轮的凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态。气缸上设置进气口和出气口，对立设置在安装阻隔单元的滑槽两侧，凸轮和阻隔单元组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口与出气口各在一个气缸室上。

所述凸轮与气缸内壁相邻端面为弧形，与气缸内壁弧度一致。凸轮与气缸内壁相邻处缝隙极小，可密封住气体，又不产生摩擦，保证凸轮可旋转运动。

所述凸轮的外缘为光滑弧面，与其接触的阻隔单元端面也为光滑弧面。保证凸轮与滚轮接触面的密封性，同时减小摩擦，降低能量损耗。

阻隔单元通过凸轮的挤压和弹簧装置的回弹在气缸内伸缩，随着凸轮的转动， 阻隔单元始终与凸轮外缘相接触，分割气缸成两部分，阻隔气体从凸轮和阻隔单元之前通过。

所述阻隔单元前端安装有滚轮与凸轮接触。凸轮的外缘和与其接触的滚轮设置有相互啮合的齿。相啮合的齿构成迷宫式阻隔，对气流的密封性更好，又能减小接触摩擦。

高压气流从进气口进入气缸内，气缸内一端被凸轮和阻隔形成密封区域，气流从另一端冲击与气缸内壁相邻的凸轮凸起部位，推动凸轮旋转，带动输出轴输出做功，气流运转一周最后从出气口排出。

该发动机结构，配合高压进去装置、以及常用的蒸汽发动机外设锅炉、管道等配置，即可构成蒸汽动力发动机。气缸内分割成两个缸室，形成压差，因此灌入高压气流后形成同一方向的气流运行，使高压气流往一个方向推动凸轮旋转，将凸轮旋转做功替代活塞往复运动做功，可以大大减少因活塞与气缸之间往复摩擦造成的能量损耗，提高发动机效率。另外该结构蒸汽发动机，启动、运行所需的气压压强不高，大大低于现有蒸汽发动机所需的压强，因此其构成的系统压强更低，安全性更高，能量转换率更高。

附图说明

图1为实施例1气缸结构示意图；

图2为实施例2气缸结构示意图；

图3为实施例2气缸结构示意图；

图中附图标记， 1气缸，2凸轮，3输出轴，5滑槽，6阻隔单元，7齿轮滑槽，51进气口，52出气口，61弹簧装置，62滚轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：凸轮式蒸汽发动机，其主体为气缸1， 如图1所示，气缸1为圆盘形缸体，其内安装凸轮2和阻隔单元6，凸轮2的基圆圆心处安装输出轴3，通过输出轴固定在气缸1内，气缸1壁设置有一段滑槽5，阻隔单元6末端安装在滑槽5内，尾部连接弹簧装置61与滑槽底部固定。阻隔单元6前端与凸轮2外缘紧密接触。阻隔单元6通过凸轮2的旋转挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩。

凸轮2可做成不同的形状，其凸起部分与气缸内壁相紧邻，但又不相互接触摩擦，形成密封状态。气缸1上设置进气口51和出气口52，对立设置在安装阻隔单元6的滑槽5两侧，凸轮2和阻隔单元6组合将气缸分割成密闭的左右两个气缸室，进气口51与出气口52各在一个气缸室上。

凸轮2与气缸内壁相邻端面为弧形，与气缸内壁弧度一致，相邻处缝隙极小，可密封住气体，又不产生摩擦，保证凸轮可旋转运动。

凸轮2的外缘和与其接触的阻隔单元6表面均为光滑弧面，紧密接触构成密封面，光滑表面又能减小旋转时的摩擦损耗。

阻隔单元6通过凸轮2的挤压和弹簧装置的回弹在气缸1内伸缩，因此凸轮2旋转时，阻隔单元6不左右移动，但顶部始终与凸轮2相接触，构成密封面。