[发明专利]杠杆机构发动机或泵

说明书

本发明涉及杠杆机构发动机，特别是涉及杠杆机构发动机或泵，以下称之为杠杆活塞式发动机。这种发动机有二个分开运动的活塞。这种发动机的运转是基于工质的热膨胀或热收缩。运转可以依据闭式和/或开式热力学原理，总的来说是依据工质压力的利用。

从其工作原理来看，本发明范围内的发动机通常是基于封闭工质膨胀的发动机和装置，如汽轮机、蒸汽机和热气机。这类发动机通过驱使气态工质经过封闭式热力循环将热能转换成机械能。热能是在锅炉内或类似加热装置中在外面对工质进行加热产生的。

汽轮机与蒸汽机的优点是，如可采用多种适用的燃料并且如果凝结的热量也能加以利用则能获得相对高的效率。但它们的缺点是装置总尺寸大，其运行必须连续监控，并且由于烟垢和锅炉水垢的积累需要维护。

热气机的优点之一是，例如与传统内燃机比，排气较干净，二氧化碳含量低，尤其不含未燃烧的碳氢化合物。

利用开式热力学原理的发动机是最传统的那种发动机，通常用曲轴将活塞的往复运动转变成旋转运动，因而容易作为机械功被利用。但曲轴的扭矩不断变化，在做功阶段只有短时期为最大值，这段时间只是整个发动机运转周期的一小段。在这种老式内燃机中，所谓冲程，即活塞移动距，大于活塞的直径。但在较新式的发动机中，冲程几乎与活塞直径相等，不过它们的有效(活塞)表面积与无效(汽缸及其盖内表面的)表面积之比相对地小，因而导致发动机有效率低。

一种所谓的旋转活塞发动机也是已知的，其活塞不再作往复运动而是靠旋转做功。这种发动机中最知名的是汪克尔发动机，它也因研究进展慢而闻名，尤其是其活塞的密封难度很大。

旋转活塞发动机与活塞作直线运动的活塞式发动机的相比，其最大优点是运转平稳，产生的扭矩均匀，受磨损零件少，重量轻，以及基本的简单性。

当然，旋转活塞发动机也有缺点，尤其是在用作内燃机时，例如已经提到的密封问题，发动机的冷却难以简单处理，及效率相当低。

总之可以说，目前使用的发动机有以下主要缺点：只能使用少数几种不能再生的能源，燃料燃烧产生大量污染，效率低，功率输出调节缓慢，装置体积大而复杂，并且从更重要角度看，无论如何中也不能利用低温能源。

本发明拟帮助改进能量的利用并创造一种以杠杆机构原理运转的机器、发动机或泵，由于它能利用工质全部压差因而效率高，同时包含的运动部件少，行程短，密封容易处理，其磨擦主要是轴承中的滚动磨擦，整个装置是多用途的，结构简单，重量轻，根据本发明所述发动机的扭矩范围宽，同时就汽缸容积而论活塞的有效表面积大。

此外，同一台装置可用多种能源工作。尤其是，根据本发明所述的发动机还能利用可再生能源和其它装置所不能利用的“剩余”能量。

根据本发明所的装置还能利用温度较低的能量。发动机不需要外部冷却，当它用高温能源或其它装置的“剩余”能量时能起散热器及/或冷却器的作用，同时也提高了总效率。

当根据本发明所述的机器用作发动机时，它产生的污染负荷小，甚至能用来降低某种别的发动机废气的污染作用。这些特点还能使发动机应用到一些特殊用途中。

根据本发明所述的装置当做成符合特殊要求的形式时能利用工质的压力并有好的效率。例如，在利用急流或潮汐的动力时，装置的尺寸可如同水坝结构一样大小并可做得与水量与压力的大小相适应。

根据本发明所述的机器，其上述的和另外的优点和好处的实现是用一种方案的装置，其典型特征见所附权利要求书。

现在参照附图对本发明作详细说明，其中：

图1-8是根据本发明所述机器作为发动机运转时在整个360度的周期中以45度为间隔的示意图。根据其各个阶段与这些图的相应的说明详细叙述发动机的运转作。

图9是根据本发明所述机器的一个简单实施例的侧向剖面图。

图10-17及相应说明介绍根据本发明所述三台机器/发的机串联形成的机组在整个360度的周期中以45度为间隔的示意图。

以下只涉及发动机，因为发动机较简单而且泵使用的就是根据本发明所述方案这样技术的零部件。因此对发动机的介绍可应用到本发明的所有实施例。另一方面，下面将通过对各零部件更详尽而限制性的解说来对本发明作一般介绍。不过，这样做只是为了清楚起见，使用的术语只代表所讨论的多种等效的零部件可选择形式的一个例子。

首先，对根据本发明所述的发动机，按照例如图3进行总的说明，特殊情况下也可按照其它附图。