[实用新型]热机“转体式”内能转换机械能装置

说明书

本实用新型涉及提高热机的效率，特别是改进了内燃机把内能转换成机械能时所要通过的机械装置方式。它是象现在往复活塞式和燃气轮式，在内燃机内起同样作用的另一种方式：既“转体式”。

现在热机把内能转换成机械能，所采用的机械方式有：往复活塞式它是利用具有一定内能的气体，送进气缸里膨胀，推动活塞往复运动，带动曲轴运转，从而把内能转换成机械能的。但由于活塞惯性，活塞与缸壁的磨擦和漏气都造成能量损失，而且受功率的限制，燃气轮式是利用具有一定内能的气体通过静叶，以一定的斜角高速冲击动叶，使动叶轮运转，从而把内能转换成机械能的。但在工作中由于静叶和动叶相对位置不断变化，因而冲击角度和方位都无法始终保持在最佳状态，既是在一瞬间的最佳状态，也只能斜着冲击无法做到正面冲击；在转速增大时气流冲击动叶的相对速度却相应减小；而且工作中耗气量大，设计要求工艺高，工作时工质由于不可逆现象也造成能量损失大；排气温度高。

本实用新型的任务就是提供用于热机把内能转换成机械能时一个新的机械装置方式：“既“转换式”。目的是：消除活塞式和燃气轮式象以上所说影响热机效率之处；特别是让喷嘴（相当燃气轮机的静叶）能始终正面冲击力壁（相当了燃气轮机的动叶）；气流冲击力壁的速度所受转速的影响减小；同时也减小了由于静和动（如活塞与气缸壁）造成的漏气损失。从而提高热机的效率。

本实用新型的任务是这样实现的：

下面结合图进行说明：

图1、螺旋转体式气流流向示意图。

图2、气流示意图。

图3、流体内能转换成机械能简易原理示意图。

图4、螺旋转体的一个种类示意图。

图5、是图4的横截面图。

图中：1、喷嘴        2、力壁        3、腔格        4、容气外壁        5、进气口        6、皮带轮        7、轴承        8、排气口

把喷嘴〔1〕、力壁〔2〕、腔格〔3〕连结成一体，同步运行。实际喷嘴〔1〕、力壁〔2〕、腔格〔3〕就是一个通道上的不同部位。具有一定内能的气体通过喷嘴（1）冲击力壁（2），气流若是流经了一格腔，便使这个格腔具有了动量，这也就是一级膨胀作功。几个格腔连结在一起可做成多级膨胀做功。另外因气体到后级体积增大，所以一般后级总径大于前级总径。当然格腔形式可以是多样的。

要是把几个格腔顺序按螺旋形式组成一个可运转体，就可做成使工质能按螺旋形式流动的多级膨胀做功装置。

转体式做功过程就是具有一定内能的气体依次流过利用由喷嘴（1）、力壁（2）、腔格（3）组成的格腔，若干格腔的顺序按螺旋形式组成一个可运转体，气流在流经各格腔上的喷嘴（1）时不断膨胀和冲击力壁（2）从而使运转体运转，这个过程就是把流体的内能先转换成一定速度的动能，再通过这个装置把气流所具有的动能转换成机械能（轴功）。

本实用新型转体式的喷嘴〔1〕、腔格〔3〕、力壁〔2〕同步运行，相对位置始终不变，所以除完成了本发明任务中所提到的外，还有以下特点：1、转体式适应于一切流体。（包括：内燃气体、蒸气和液体。）2、转体式发动机更易做成多级；3、具有内能的工质作功前动能就先升高了一个台阶，因而在排出废气时失散的能量减少；4、转体式发动机构造简单，设计容易，工艺要求低；5、不受功率大小限制；6、能量转换过程损失小。

参看图3或图4，这时假设采用的工质是从燃烧室送进容气室内的是具有一定内能的高压气体，这时高压气体带着动量P1通过格腔体的装置，最后排到大气中去，这时散失的动量就是P2。从图中可看到气流是通过格腔的喷嘴（1）冲击力壁（2），从而就把气体动量的一部分转换给格腔体。假如这个过程是在理想绝热情况下进行的，根据动量守恒定律就可得出所有格腔体将具有的动量总和ΔP是：

ΔP＝P1－P2

这时图4中用格腔组成的转体就会反时针方向转动，产生一定的轴功。