本發(fā)明涉及動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種適用于風(fēng)力、水力、熱力包括氣動(dòng)熱力和點(diǎn)燃式內(nèi)燃熱力的滑板式動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：

能源的緊張?jiān)絹碓揭鹑虻母叨戎匾暎茉吹睦寐什桓邊s客觀存在。在風(fēng)力的利用方面，目前采用較多的螺旋形葉片式風(fēng)力轉(zhuǎn)換方式，由于實(shí)際受風(fēng)面小且風(fēng)力方向與受風(fēng)面的夾角為銳角，風(fēng)力只有一部分做有效功，同時(shí)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)成本和技術(shù)要求高，單位投資效益低；在水力利用方面，目前采用的無論是反擊式、沖擊式、軸流式還是混流式，由于背壓的存在、水力作用方向與葉輪之間的夾角為銳角，所以能量轉(zhuǎn)換效率也還有提升空間；在內(nèi)燃機(jī)方面，燃料在燃燒室燃燒推動(dòng)活塞做工的過程只有不到0.05秒，所以在排氣過程中甚至在排氣管內(nèi)仍然還在燃燒，且排氣是做負(fù)工，同時(shí)燃燒室內(nèi)的廢氣不能完全排除，影響了下一次燃料的充分燃燒，使能源沒有得到充分利用。同時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)是由活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的，每周有兩個(gè)死點(diǎn)要克服，活塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的最大力矩點(diǎn)每一圈只有一點(diǎn)，也使效率沒有充分發(fā)揮。蒸汽渦輪機(jī)也存在水力機(jī)同樣的問題。這說明這些機(jī)械在能源利用率方面還有很大的潛力沒有發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種滑板式動(dòng)力裝置，能夠適用于風(fēng)力、水力或熱力包括氣動(dòng)熱力和點(diǎn)燃式內(nèi)燃熱力等多種能源轉(zhuǎn)換過程，且結(jié)構(gòu)簡單，體積小，制造難度低，能源利用率較高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種滑板式動(dòng)力裝置，它包括機(jī)體、動(dòng)力軸和滑板；

機(jī)體內(nèi)設(shè)有沿軸向延伸的柱狀空腔，柱狀空腔上設(shè)有進(jìn)口和出口；

動(dòng)力軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在柱狀空腔內(nèi)，動(dòng)力軸的軸線與柱狀空腔的軸線平行，動(dòng)力軸的外壁與柱狀空腔的一側(cè)內(nèi)壁接觸，與另一側(cè)內(nèi)壁形成間隙；

滑板沿動(dòng)力軸的徑向插入到動(dòng)力軸的徑向方孔內(nèi)，并可沿動(dòng)力軸的徑向滑動(dòng)，滑板的四周與柱狀空腔的內(nèi)壁形成密封，滑板的兩面與徑向方孔形成密封。

優(yōu)選的方案中，柱狀空腔橫截面為相對(duì)布置的大圓弧和小圓弧，大圓弧與小圓弧的兩端之間通過兩段漸開線連接，大圓弧與小圓弧同圓心；

滑板的寬度等于大圓弧與小圓弧的半徑之和；滑板的寬度還等于兩段漸開線之間的距離。

優(yōu)選的方案中，動(dòng)力軸的外壁與小圓弧一側(cè)內(nèi)壁密封接觸。

優(yōu)選的方案中，柱狀空腔由筒體和兩端的端蓋通過法蘭結(jié)構(gòu)接連而成；

在端蓋上設(shè)有錐形段，動(dòng)力軸上設(shè)有相應(yīng)地錐形段；

在筒體與端蓋之間，和端蓋的錐形段與動(dòng)力軸的錐形段之間設(shè)有彈性墊。

優(yōu)選的方案中，動(dòng)力軸的兩端通過軸承支承在端蓋上，在軸承的一側(cè)設(shè)有密封圈。

優(yōu)選的方案中，在動(dòng)力軸的徑向方孔內(nèi)設(shè)有多個(gè)滾柱，在靠近徑向方孔邊緣的位置設(shè)有密封條。

優(yōu)選的方案中，所述的滑板為多層的結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)之間設(shè)有滑板密封環(huán)。

優(yōu)選的方案中，進(jìn)口和出口分別位于小圓弧的兩端；

所述的進(jìn)口設(shè)有喇叭口，或者設(shè)有進(jìn)水管，出口直接與大氣連通。

優(yōu)選的方案中，進(jìn)口和出口分別位于小圓弧的兩端；

所述的進(jìn)口設(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管設(shè)有進(jìn)氣單向閥；

在柱狀空腔或動(dòng)力軸上設(shè)有點(diǎn)火器；

在柱狀空腔或動(dòng)力軸上還設(shè)有點(diǎn)火傳感器。

優(yōu)選的方案中，機(jī)體、動(dòng)力軸和滑板總成為多組，各組的動(dòng)力軸之間固定連接。

本發(fā)明提供的一種滑板式動(dòng)力裝置，通過采用以上的結(jié)構(gòu)，能夠適用于風(fēng)力、水力、熱力包括氣動(dòng)熱力和點(diǎn)燃式內(nèi)燃熱力等多種能源的能量轉(zhuǎn)換過程中，且由于設(shè)置的大圓弧結(jié)構(gòu)，滑板的大扭矩行程較長，能量轉(zhuǎn)換效率較高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明基本原理圖，也是圖2的B-B剖視示意圖。

圖2是圖1中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明以風(fēng)為動(dòng)力時(shí)的結(jié)構(gòu)原理圖，也是圖4的D-D剖視示意圖。

圖4是圖3中C-C剖視示意圖。

圖5是本發(fā)明以水力或蒸汽為動(dòng)力時(shí)的結(jié)構(gòu)原理圖，也是圖6的F-F剖視示意圖。

圖6是圖5中E-E剖視示意圖。

圖7是以內(nèi)燃式為動(dòng)力時(shí)的結(jié)構(gòu)原理圖，也是圖8的H-H剖視示意圖。

圖8是圖7中G-G剖視示意圖。

圖9是本發(fā)明的機(jī)體柱狀空腔橫截面示意圖。

圖中：機(jī)體1，大圓弧101，小圓弧102，漸開線103，動(dòng)力軸2，滑板3，滾柱4，密封條5，滑板密封環(huán)6，點(diǎn)火傳感器7，螺母8，螺栓9，端蓋10，軸承11，密封圈12，彈性墊13，進(jìn)口14，出口15，機(jī)座16，左側(cè)蓋17，點(diǎn)火器18，氣管19，儲(chǔ)氣筒20，進(jìn)氣單向閥21，壓氣單向閥22，降溫水套23，筒體24。

具體實(shí)施方式

如圖1~9中，一種滑板式動(dòng)力裝置，它包括機(jī)體1、動(dòng)力軸2和滑板3；

機(jī)體1內(nèi)設(shè)有沿軸向延伸的柱狀空腔，柱狀空腔上設(shè)有進(jìn)口14和出口15；

動(dòng)力軸2可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在柱狀空腔內(nèi)，動(dòng)力軸2的軸線與柱狀空腔的軸線平行，動(dòng)力軸2的外壁與柱狀空腔的一側(cè)內(nèi)壁接觸，與另一側(cè)內(nèi)壁形成間隙；

滑板3沿動(dòng)力軸2的徑向插入到動(dòng)力軸2的徑向方孔內(nèi)，并可沿動(dòng)力軸2的徑向滑動(dòng)，滑板3的四周與柱狀空腔的內(nèi)壁形成密封，滑板3的兩面與徑向方孔形成密封。由此結(jié)構(gòu)，動(dòng)力介質(zhì)，例如風(fēng)力、水力或蒸汽等，從進(jìn)口14進(jìn)入到柱狀空腔內(nèi)，推動(dòng)滑板3，從而帶動(dòng)動(dòng)力軸2旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步優(yōu)選的，在滑板3兩端與柱狀空腔的內(nèi)壁接觸的位置設(shè)有轉(zhuǎn)輥，以減低滑板3兩端的摩擦力。

優(yōu)選的方案如圖9中，柱狀空腔橫截面為相對(duì)布置的大圓弧101和小圓弧102，大圓弧101與小圓弧102的兩端之間通過兩段漸開線103連接，大圓弧101與小圓弧102同圓心；

滑板3的寬度等于大圓弧101與小圓弧102的半徑之和；滑板3的寬度還等于兩段漸開線103之間的距離。由此結(jié)構(gòu)，滑板3從進(jìn)口14開始，有效受力面積逐步增大，直至到大圓弧101達(dá)到最大，然后在經(jīng)過漸開線103有效受力面積逐步減小，如此循環(huán)往復(fù)，帶動(dòng)動(dòng)力軸2持續(xù)旋轉(zhuǎn)，該結(jié)構(gòu)提高了能量利用效率。本例中所述的有效受力面積是指滑板3在動(dòng)力軸2之外的面積差的絕對(duì)值。

優(yōu)選的方案如圖1、3、5、7、9中，動(dòng)力軸2的外壁與小圓弧102一側(cè)內(nèi)壁密封接觸。由此結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高能量利用效率。

優(yōu)選的方案中，柱狀空腔由筒體24和兩端的端蓋10通過法蘭結(jié)構(gòu)接連而成；即在筒體24和端蓋10上都設(shè)有法蘭圈，螺栓9穿過筒體24和端蓋10的法蘭圈與螺母8固定連接。

在端蓋10上設(shè)有錐形段，動(dòng)力軸2上設(shè)有相應(yīng)地錐形段；如圖2、4、6、8中所示，由此結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)可靠的密封。優(yōu)選的，動(dòng)力軸2上位于筒體24內(nèi)的部分直徑較大。位于端蓋10的部分直徑較小。

在筒體24與端蓋10之間，和端蓋10的錐形段與動(dòng)力軸2的錐形段之間設(shè)有彈性墊13。優(yōu)選的，彈性墊13采用半光面微彈性墊，以在降低摩擦力的同時(shí)，確保可靠的密封性能。

優(yōu)選的方案如圖2、4、6、8中，動(dòng)力軸2的兩端通過軸承11支承在端蓋10上，在軸承11的一側(cè)設(shè)有密封圈12。由此結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)順滑的旋轉(zhuǎn)，并可靠密封。

優(yōu)選的方案如圖1、3、5、7、9中，在動(dòng)力軸2的徑向方孔內(nèi)設(shè)有多個(gè)滾柱4，在靠近徑向方孔邊緣的位置設(shè)有密封條5。由此結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可靠的密封，同時(shí)降低滑板3的摩擦力。

優(yōu)選的方案中，所述的滑板3為多層的結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)之間設(shè)有滑板密封環(huán)6。由此結(jié)構(gòu)，減輕滑板3的自重，并提高密封性能。

優(yōu)選的方案中，進(jìn)口14和出口15分別位于小圓弧102的兩端；

所述的進(jìn)口14設(shè)有喇叭口用于風(fēng)力作為動(dòng)力如圖3、4中所示，或者設(shè)有進(jìn)水管如圖5、6中所示，以利用水力或蒸汽作為動(dòng)力，出口15直接與大氣連通，以降低背壓。

優(yōu)選的方案如圖7、8中，進(jìn)口14和出口15分別位于小圓弧102的兩端；

所述的進(jìn)口14設(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管設(shè)有進(jìn)氣單向閥21；

在柱狀空腔或動(dòng)力軸2上設(shè)有點(diǎn)火器18；

在柱狀空腔或動(dòng)力軸2上還設(shè)有點(diǎn)火傳感器7。由此結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)燃式內(nèi)燃熱力驅(qū)動(dòng)動(dòng)力軸2旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的方案如圖2中，機(jī)體1、動(dòng)力軸2和滑板3總成為多組，各組的動(dòng)力軸2之間固定連接。由此結(jié)構(gòu)，以增加功率，提高扭矩。

實(shí)施例1：

如圖5、6中，本發(fā)明當(dāng)作為水力機(jī)用時(shí)，在進(jìn)口14處連接通水流斷面與滑板最大工作截面相一致的進(jìn)水管，并通過閥門與壓力水管相連接，打開閥門使壓力水從進(jìn)口進(jìn)入柱狀空腔推動(dòng)滑板3轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)做功，由于滑板的背面與出口15相通除大氣壓外無其它背壓，所以水壓以液壓的方式全部用來產(chǎn)生有效動(dòng)力，轉(zhuǎn)換效率較高。當(dāng)作為蒸汽動(dòng)力機(jī)用時(shí)，在進(jìn)口14處連接通蒸汽斷面與滑板工作斷面相一致的進(jìn)氣管，與水力機(jī)相同。

實(shí)施例2：

如圖3、4中，當(dāng)作為風(fēng)力機(jī)用時(shí)，可將兩段漸開線段加長，而將圓弧段縮短，同時(shí)軸向盡可能延長，以擴(kuò)大滑板的有效受風(fēng)面，將進(jìn)口14加大到全漸開線段，上下均用流線型迎風(fēng)板連接，下板延伸至接近地面，兩側(cè)根據(jù)上下板的開度制成兩平行側(cè)板，出口15也同時(shí)加大，以防排風(fēng)不暢產(chǎn)生背壓，由于進(jìn)風(fēng)口外形成一個(gè)大喇叭狀，風(fēng)在流入進(jìn)風(fēng)口前得到了加速，壓力增大，產(chǎn)生的對(duì)滑板的推力也達(dá)到最佳效果。

實(shí)施例3：

如圖7、8中所示，當(dāng)作為內(nèi)燃機(jī)用時(shí)，需要在以上基礎(chǔ)上作調(diào)整，將與主動(dòng)力機(jī)相同的另一機(jī)作為氣泵的軸與主動(dòng)力機(jī)軸串聯(lián)，形成聯(lián)動(dòng)，泵的進(jìn)氣口與大氣相通，排氣孔通過氣管19與儲(chǔ)氣筒20連通，在氣管上設(shè)有壓氣單向閥22，以封閉氣筒防止氣體返流，另一根氣管接在儲(chǔ)氣筒與主機(jī)進(jìn)口14之間，在氣管中也設(shè)有進(jìn)氣單向閥21，防止氣體燃燒時(shí)的廢氣進(jìn)入儲(chǔ)氣筒，即兩臺(tái)機(jī)體1一臺(tái)作為內(nèi)燃機(jī)，另一臺(tái)則作為氣泵使用，以提供用于燃燒的壓縮空氣，氣泵的動(dòng)力來自于動(dòng)力軸2之間的固定連接。在主機(jī)進(jìn)氣腔的漸開線段的靠近圓弧段設(shè)有點(diǎn)火器，燃料可與壓縮空氣混合后一同進(jìn)入，也可以通過噴油器噴入，圖中噴油器未示出。工作時(shí)，滑板的一端滑過進(jìn)口并繼續(xù)滑動(dòng)使柱狀空腔的容積增大，儲(chǔ)氣筒的氣體，正常狀態(tài)下筒內(nèi)壓力通過壓氣單向閥22調(diào)整為一定氣壓，壓開壓氣單向閥22使氣體進(jìn)入柱狀空腔的工作腔，當(dāng)滑板越過進(jìn)口14時(shí)，點(diǎn)火器點(diǎn)火，燃料燃燒推動(dòng)滑板做功，當(dāng)滑板滑至出口15時(shí)將出口15打開使廢氣排出，優(yōu)選的，出口15的長度應(yīng)不小于漸開線段長度的二分之一，此時(shí)滑板已大部滑動(dòng)至另一端使第二次進(jìn)氣即將完成，當(dāng)?shù)竭_(dá)點(diǎn)火位置時(shí)點(diǎn)火，進(jìn)行第二次做功，動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周滑板做功兩次，保證了動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)的連續(xù)。

上述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本發(fā)明的限制，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征在不沖突的情況下，可以相互任意組合。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。