一种能量转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种能量转换装置，其包括外壳、转子、多个叶片、心轴、介质进口和出口，以及位于外壳和转子之间的转壳。采用该结构的能量转换装置作为泵、马达或发动机，可以极大地提高能量利用率和转换效率，节约能源。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种能量转换装置，其包括外壳、转子、多个叶片、心轴、介质进口和出口，以及位于外壳和转子之间的转壳。采用该结构的能量转换装置作为泵、马达或发动机，可以极大地提高能量利用率和转换效率，节约能源。【专利说明】一种能量转换装置
本技术涉及一种能量转换装置，特别是涉及一种能够高效地将高压介质能与机械能相互转换的装置。
技术介绍
我们知道具有一定压力、容积、温度的气体具有能量，例如压缩空气、从锅炉中产生的高压水蒸气；而具有一定压力、容积的液体也具有能量，例如，我们说被拦截在大坝上高位的水相对于低位的水具有能量，我们称这种具有压力的、可以流动的气体和液体介质所具有的能量为高压介质能。一般说热能是低级能量，不易转换，人们利用热能转换成高压介质能，再利用高压介质能转换成机械能进行发电，驱动其他机械。而要实现这些目的就需要一种高压介质能和机械能的互相转换的装置。目前现有的能量转换装置包括发动机(燃料燃烧产生高压气体转化成机械能做功)、汽轮机(利用锅炉产生的高压介质转化成机械能发电)、涡轮机(利用水压转化成机械能发电)、泵和马达等等。然而这些装置由于其原理结构限制，各存在缺点。对于四冲程气缸发动机而言，有以下不足:(I)四冲程气缸发动机膨胀比等于压缩比，压缩气体排出发动机时气体仍具有一定温度和一定的压力，这些能量被浪费掉了 ；(2)发动机的活塞与钢桶之间是滑动摩擦，为了保证高压气体不泄露还增加了密封环，滑动摩擦会导致能量损失。(3)四冲程式发动机的四个冲程中只有一个冲程用于做功，其他三个冲程均不做功，效率低。对于汽轮机和涡轮机，由于是靠冲击产生扭矩，介质要具有足够高的速度才能产生足够的冲击力，而介质速度从零到高速需要能量，这些能量被浪费掉了，所以汽轮机效率也不高。由于存在上述缺点，导致目前实现能量转换的产品转换效率低、能量损失大，由此带来能量浪费大，环境污染等各类问题。降低能源浪费，提高能源的转化效率一直是全社会、全世界的重点研究课题。随着全社会对产品节能性能的要求越来越高，如果有更高效率的转能机，现有能量转换产品由于能耗较高逐渐要被淘汰。如果效率提高一倍，就相当于采用现在一半的能量可以驱动现有的所有机械。因此，提供一种能够提高能量利用率、节能环保的能量转换产品是目前亟待解决的问题，具有极大的社会效益和经济效益。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提高能量利用率，本技术通过“转壳”外加轴承结构的设置，及转子与叶片结构的设置，实现了转子、叶片和转壳之间的几乎相同角速度转动。一方面，滚动摩擦代替传统产品中的滑动摩擦，降低了摩擦损失；另一方面，由于叶片与转壳间滑动量小，可以加大接触力，再通过“叶片”和“转壳”的配合，可以实现较好的密封效果。同时“转子”回转中心与“转壳”回转中心相互的偏心设置，实现了在一个圆周上有大小不同的多个容积空间所组成的容腔，每一个容腔在转动过程中可实现从大到小再从小到大有规律的变化过程。配合不同的介质进口、介质出口，转能机可以实现使介质(例如气体)膨胀做功；压缩介质(例如空气)成高压介质(气体)；甚至实现在一个循环中吸气、压缩气体、燃烧、膨胀做功、排气等各种过程。对于液体，也可实现高压介质与机械能的互相转换。正是由于本技术的特殊结构，使得机械能/高压介质能的转换效率高，节能环保。以下是本技术的技术方案。一种能量转换装置，包括外壳、转子、多个叶片、心轴，介质进口和出口，其特征在于:还包括位于外壳和转子之间的转壳,转壳与外壳通过转动支撑件转动连接；转子侧面圆周形成凹槽，多个叶片沿圆周方向分布在转子凹槽内，且每个叶片沿转子径向设置；转子、心轴的回转中心与转动支撑件、转壳的回转中心相互偏心设置；相邻两个叶片、所述凹槽的底和侧壁、以及转壳内表面构成容腔，从而使得整个能量转换装置具有多个大小不同的容腔。更进一步，转子凹槽内沿转子径向形成多个径向滑槽，叶片分别安装在滑槽中，能够沿转子径向方向移动。更进一步，叶片外侧具有凹形开口，转壳部分或全部置于上述凹形开口中。更进一步，转壳部分或全部设置在转子的凹槽内并与之相配合。更进一步，转壳、转子和叶片相互之间均采用气密性接触。更进一步，转子转动时，叶片在离心力和转子中心的油压作用下沿转子的滑槽移动，其外侧始终压合在转壳内表面，叶片外侧横截面为圆弧形，与转壳的内圆相切，并随转子与转壳的关系往复移动。更进一步，转子分成两个部分由螺栓连接构成或一体成型。更进一步，转子与心轴固定连接，或两者设计成一体即两者成为一个零件。更进一步,介质进口和出口设置在转壳圆周面、转子圆周面、转子侧面或心轴上。更进一步,心轴通过转轴支撑件与外壳转动连接。更进一步，多个容腔用于容置工作介质。更进一步，通过转子中心油池和/或介质进口向容腔加入润滑的油，油作用在叶片的端面，使容腔在高压下仍能保证叶片与转壳压合，并使转壳、叶片、和/或转子之间的运动副存在油进行密封。更进一步，在转子的中心加工一个油槽，并注入一定压力的油，压力油润滑密封转子与叶片之间的滑动副，并通过该滑动副渗透到容腔内，在离心力的作用下，润滑油被甩到转壳上，并有一定的厚度，这样使转壳、叶片、转子相互之间的运动副都有密封油的存在，使气密封改成油密封。本技术的能量转换装置(简称为转能机)可以完成下列三种工作:(I)把高压介质能转换成机械能；(2)把机械能转换成高压介质能；(3)把可燃气体(多数是气体和燃料的混合气体)加入机构中，机构先对可燃气体进行加压，然后点燃燃烧，燃烧后的气体温度增加而产生更高压力的气体，高压力气体又对机构做功，使机构产生机械能输出。我们称本技术的装置为能量转换装置或转能机。转能机根据能量转换的不同需要配置不同的介质进口和介质出口，可代替汽轮机、涡轮机、马达、泵、发动机之用。本技术与传统的能量转换装置相比，具有更高的转换效率、一定的密封性、更广的用途。不仅可以极大提高泵、马达、发动机的能量利用和转换效率，节约能源，而且还可扩大燃料的应用范围，可采用可燃的气体、液体、固体(例如经过一定粉碎的煤)及它们的混合物做燃料，减少对石油的依赖。本技术具有广泛的应用前景，可以广泛应用于需要能量转换的场合，例如发电站、车、船、工业设备等。【专利附图】【附图说明】图1为能量转换装置横截面G-G的截面剖视图图2为能量转换装置主体结构A-A的截面剖视图图3为能量转换装置主体结构B-B的截面剖视图图4为能量转换装置E-E截面剖视图图5为能量转换装置转子D-D截面剖视图图6为能量转换装置转子C-C截面剖视图图7为能量转换装置叶片视图图8为能量转换装置叶片F-F截面视剖视图【具体实施方式】1、机械结构如图1所示，能量转换装置(以下简称转能机)包括外壳1、转动支撑2、转壳3、多个叶片4、转子5、心轴6、转轴支撑7、和介质进口、介质出口等部分组成。其主要部件从外到内依次是外壳、转动支撑件、转壳、转子、心轴；叶片安装在转子上，转轴支撑安装在外壳上，转动支撑心轴。外壳I是基础构件，外部与转能机的基础相连，内部通过转动支撑件2、转轴支撑件7提供对转能机各部件的支撑。通过转轴支撑件7与心轴连接，使得心轴能够相对外壳转动；通过转动支撑件2与转壳连接，使得转壳能够相对于外壳转动。转动支撑件2是转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量转换装置，包括外壳(1)、转子(5)、多个叶片(4)、心轴(6)，介质进口和出口，其特征在于：还包括位于外壳和转子之间的转壳(3)，转壳(3)与外壳(1)通过转动支撑件(2)转动连接；转子侧面圆周形成凹槽，多个叶片沿圆周方向分布在转子凹槽内，且每个叶片沿转子径向设置；转子(5)、心轴(6)的回转中心与转动支撑件(2)、转壳(3)的回转中心相互偏心设置；相邻两个叶片、所述凹槽的底和侧壁、以及转壳内表面构成容腔，从而使得整个能量转换装置具有多个大小不同的容腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振才，
申请(专利权)人：宋振才，
类型：新型
国别省市：河北;13