[发明专利]流体发动机

说明书

一种流体发动机，由壳体、转子主轴、转子凸轮、转子开关、弹簧、流体槽、进流孔、排流孔、主轴端盖、密封圈、轴瓦组成。壳体内有一至多级流体槽，转子主轴所对流体槽的位置有转子凸轮，转子凸轮嵌入流体槽内。壳体上有进流孔和排流孔，进流孔和排流孔之间有转子开关，转子开关中间有弹簧。当高压液流或气流从进流孔流入流体槽时，转子开关关闭，液流推动转子凸轮从高压区向排流孔的低压区运动，直至堵住排流孔、打开转子开关后，再由多级交替做功使转子主轴越过进流孔，弹簧的作用使转子开关再关闭，周而复始。本发明是高效大功率的发动机，可取代汽轮机。更适用钠冷快堆、铅基金属冷却剂的核动力发动机。

技术领域：一种利用液体或气体的动能作功的流体发动机，可应用于取代汽轮机进行火力发电、核能发电和清洁能源液压波力发电的动力机。大型机电设备。

背景技术：当今世界将流体动能转换为机械能来进行发电的汽轮机，热效率大多都在30％——60％，效率太低。目前没有高效的流体发动机能够取代汽轮机。

发明内容：提供一种能够同时将液体和气体的动能转换为机械能的流体发动机，它由壳体、转子主轴、转子凸轮、转子开关、弹簧、流体槽、进流孔、排流孔、转子端盖、密封圈、轴瓦组成。壳体上有若干个流体槽；转子主轴上的转子凸轮嵌入流体槽内；壳体上有进流孔和排流孔；进流孔和排流孔之间有转子开关；转子开关的一边外径与转子主轴的外径相切；转子开关中心有弹簧；转子主轴两端分别装有端盖、密封圈和轴瓦；轴瓦安装在壳体内。

流体发动机的壳体上一般都由若干个流体槽(即多级)构成，小功率的发动机可以设计为单槽。转子主轴上相应的位置有相同数量的凸轮，多个转子凸轮之间经向错开一定的角度。当流体从进流孔进入流体槽时，由于转子开关在弹簧作的用下处于关闭状态，流体便推动转子凸轮和转子主轴由进流孔的高压区向排流孔的低压区运动，当转子凸轮运动至排流孔时，便堵住排流孔，又推动转子开关旋转打开一定的角度，继而堵住进流孔。此时转子主轴失去推力，由于转子主轴上的多个转子凸轮相互错开一定的位置，一个凸轮堵住了排流孔失去推力，另外的多个凸轮继续推动转子主轴运转。当转子凸轮的末端离开转子开关时，转子开关受中央弹簧的作用，使转子开关又关闭，完成了一个工作循环后进入下一个工作循环。各个流体槽内的转子凸轮和转子开关交替工作周而复始。转子开关的作用就是在进流孔和排流孔之间形成一道堵墙，将高压区和低压区隔开。使转子凸轮受到强大压力差的作用下推动转子主轴运转。所有的排流孔和进流孔都永远不关闭。多级的排流孔和进流孔在壳体外分别排列成一排与高压管和低压管相通。高压管上另有流量开关阀门。控制阀门的流量和压力，就可得到一切所需转速和输出功率。因而，流体发动机是一种无级任意转速和任意扭矩的发动机，可与任何机具配套无需变速。

本发明的每个流体槽可分为若干项，并且有相同数量的转子开关和转子凸轮。(即每一个流体槽可分为若干等份)。每个项相当于内燃机的一个气缸。一台六项二十级(二十个流体槽，每个流体槽分为六等分)的中型流体发动机在工作时，相当于内燃机一百二十个活塞同时推动转子主轴运转。项数和级数的数量可根据需要来设计。小型的可以设计成单槽，但至少要有两项以上且凸轮比项数要多一个，才能连续运转。

有益效果：本发明在利用流体动能来做功时，流体推动转子主轴运转是严格传动，流体基本没有被压缩的空间，对动能的利用率除了机件间的摩擦消耗外没有损失。动能与机械能转换率高，比一切涡轮发动机的效率都要高，尤其是比汽轮机的热效率要高很多。绝大多数汽轮机的热效率都在30％——60％之间。极少数能达到70％。流体发动机的功率可以根据需要的功率来确定相数和级数，因而是高效大功率的发动机。可取代汽轮机而广泛应用于火力发电和核能发电；控制高压阀门的流量和压力，就可得到一切所需转速和输出功率，流体发动机是一种无级全速度全扭矩的发动机，可与任何机具配套无需变速；本发明的体积小重量轻，又能够同时适用液体介质和气体介质，用于核能发电时，可以简化核能发电的工作程序，使核电小型化乃至微型化。可作为核动力的飞机、舰船、和往返式全空域导弹的发动机；本发明更适用作为如钠冷快堆等金属冷却剂高密度大载荷流体的核动力发动机；本发明可以用于压缩空气和液体配合进行短暂蓄能，实现液压波力发电，使世界各国能够大规模地利用清洁、廉价又可再生的新能源。