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一種同步內嚙合雙轉子結構及基于此結構的轉子壓縮機和轉子發動機
 
一種同步內嚙合雙轉子結構及基于此結構的轉子壓縮機和轉子發動機
  專利類型: 發明展區
  技術領域: 機械加工
  專利號: 201910468185.1
  企業名稱:
  通訊地址: 甘肅省隴南市禮縣
  發明人: 張滿云
  聯系人: 張滿云
  狀態: 研發成功
  電話: 中國專利展示網
  E-mail: 中國專利展示網
  合作方式: 專利權轉讓, 技術入股, 全國獨占, 區域獨占, 排它許可, 普通許可, 面議
  瀏覽次數: 7992次
 
 
 
      專利項目介紹

現有發動機技術的發展狀況


現有技術成熟并廣泛應用的發動機主要有活塞型和渦輪型。活塞發動機的活塞結構,使其壓縮比高,壓縮做功效率高,因而燃油效率高的優點。但是活塞與氣缸間的存在摩擦需用機油潤滑,結構復雜,往復運動產生振動,同體積或重量功率比遠小于渦輪型發動機。渦輪型發動機具有的中心對稱的轉子結構,因而轉速可以很高而無振動,燃料在燃燒室內能持續穩定的充分燃燒,進氣量很大使其同體積或重量功率比遠大于活塞型發動機。但是渦輪葉片的壓縮做功效率沒有活塞氣缸高,隨著轉速下降其壓縮比也下降,因而其燃油效率不如活塞發動機。因此渦輪型發動機其主要用作需要高轉速,大功率的飛機發動機,而活塞發動機用于轉速變化大,要求燃油效率高的汽車等方面。活塞發動機和渦輪發動機因各自優缺點而應用于不同方面,因此發動機領域一直致力于創造具有上述兩類發動機優點的轉子發動機,以用于混合動力汽車等新能源方面。但現有的轉子發動機都存在許多實際應用問題,如三角轉子發動機,其運行原理與活塞發動機相同,高轉速導致了燃燒不充分,三角轉子結構使得密封性差、壓縮比低。因其燃油效率低,尾氣污染嚴重,維護性差,壽命短而無法廣泛應用。


本發明專利的技術特征及優點


本發明首次提出了一種全新作用原理的同步內嚙合雙轉子結構,及基于此結構的轉子壓縮機和轉子發動機。如圖 1 所示,本發明的同步內嚙合雙轉子結構的特征為,包括主動轉子和被動轉子且兩轉子軸不共線,兩轉子上有 T 型板和 C 型板,T 型板和 C 型板組成 TC 單元,兩轉子上的所有 TC 單元圍成一個 TC 單元環繞組,其中每個轉子的 T 型板都處于另一個轉子的 C 型板內并相互嚙合。逆時針旋轉主動轉子,由于每個 C 型板和其內 T 型板相互嚙合,則帶動被動轉子同步旋轉。當兩轉子逆時針同步旋轉時,相對于每個 C 型板,其內 T 型板都順時針方向沿圓平動。



 


如圖 2 所示,以某個 C 型板和其內 T 型在 TC 單元環繞組內一端相互接觸作為開始,則在 C 型板和其內 T 旋轉 360°的過程中,C 型板和其內 T 型板之間閉合腔內的氣體被壓縮后排入 TC 單元環繞組外,同時 C 型板和其內 T 型板之間又從TC 單元環繞組內吸入氣體。


 



 


結合圖 1 和圖 2 可知,在同步內嚙合雙轉子逆時針旋轉過程中,每個 C 型板和其內 T 型板都從 TC 單元環繞組內吸入氣體,并將壓縮后的氣體排入 TC單元環繞組外。


本發明的同步內嚙合雙轉子結構的優點在于,其巧妙地利用結構簡單的 C 型板和其內 T 型的閉合腔容積變化對氣體進行了壓縮,達到活塞型結構壓縮比高、氣體壓縮做功效率高的優點而無需閥門曲軸等復雜結構;其將 TC 單元分別對稱分布在兩轉子上,使得兩轉子中心對稱,當兩轉子繞各自轉子軸旋轉時具有渦輪型結構的高速穩定性,高轉速帶來大進氣流量,大進氣流量意味著大功率。


本發明的內嚙合雙轉子結構,具有結構簡單、效率高、高速穩定、功率大的優點,因而可代替活塞型和渦輪型結構廣泛應用于壓縮機、膨脹機、蒸汽機、發動機等領域。例如圖 3 所示為基于內嚙合雙轉子結構的轉子壓縮機和偏心轉子壓縮機。




如圖 4 所示,本發明的滾筒式雙轉子發動機的特征為,主要由圓筒狀外轉子、內轉子和支架組成。在圓筒狀外轉子上設有有中間開孔的外轉子盤體,內轉子軸上設有內轉子盤體。內外兩轉子通過偏心軸承固定在支架上,當兩轉子繞各自軸心逆時針同步旋轉時,氣體沿內外兩轉子之間存在的通道從前向后流動。每個內轉子盤體前后盤面都有一個相對的外轉子盤面,每組相對的內外轉子盤面上分別設有 TC 單元并排列成一個 TC 單元環繞組。


從進氣口開始,內外轉子前后依次分為壓氣機、燃燒室、膨脹機三部分。在兩轉子逆時針同步旋轉的過程中,空氣從進氣口吸入后,經過壓氣機的四級 TC 單元環繞組時被逐級壓縮。壓縮后的空氣進入燃燒室與燃油混合后燃燒,燃燒后的氣體經過膨脹機的四級 TC 單元環繞組的逐級膨脹后,從排氣口排出。



本發明的滾筒式雙轉子發動機的優點為,其主要由內外轉子和支架組成,進行氣體壓縮,燃燒,膨脹的功能結構與兩轉子融為一體,結構簡單。其將同步內嚙合雙轉子結構的 TC 單元環繞組應用在兩轉子上,因而使得此發動機具有活塞發動機壓縮比高、氣體壓縮做功效率高的優點。其采用多級 TC 單元環繞組對氣體逐級壓縮和膨脹,因而密封性好,極大地降低了對工藝精密的要求。兩轉子中心對稱并繞各自軸心旋轉,因而具有渦輪發動機的高速穩定性,高轉速進一步帶來大進氣流量和大功率。其設有設有燃燒室,燃油與空氣充分混合并進行持續穩定的燃燒,燃燒效果好。


本發明的滾筒式雙轉子發動機,具有結構簡單、壓縮做功效率高、密封性好、高速穩定、功率大、燃油效率高的優點。可淘汰現有活塞發動機而廣泛應用在船舶,汽車,甚至飛機上。其體積小、功率大的特點特別適合作為混合動力汽車發動機,能為動力電池節省更多空間。


合作內容


本專利技術為開拓性的原創發明,能使壓縮機、發動機等領域發生革新變化,其應用的廣泛性,使其商業價值遠遠大于本人所示參考價值。歡迎有意向者前來合作,各為其能,共同發展。


 


 


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