本發(fā)明屬水力利用、火力發(fā)電、核能發(fā)電機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式水輪機(jī)或汽輪機(jī)裝置。

技術(shù)背景

傳統(tǒng)的水輪機(jī)分為兩種，一種是反擊式，一種沖擊式。反擊式是水從葉片之間流走帶動水輪旋轉(zhuǎn)；沖擊式是水沖擊水輪。由于沖擊式水輪與外殼下部之間空隙大，水沖到水輪上就落到下部排水口中，導(dǎo)致水等能量物質(zhì)從渦輪葉片與外殼之間流走，進(jìn)而造成能量的流失與浪費(fèi)，而如果間隙小，則容易因?yàn)橛龅诫s質(zhì)而出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生故障、出現(xiàn)危險(xiǎn)。汽輪機(jī)生產(chǎn)都是密排扇葉，生產(chǎn)成本高不易維護(hù)，蒸汽從扇葉之間流走，帶動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，蒸汽從扇葉之間流走，導(dǎo)致能量流失。

部分現(xiàn)有的水輪機(jī)是靠水的沖擊力實(shí)現(xiàn)輪機(jī)轉(zhuǎn)動，被排出水的流速高，動能大，輪機(jī)獲得相對的機(jī)械能就少。如申請?zhí)枺?01510442564.5公開了一種水輪機(jī)，該水輪機(jī)主要由底板、頂板及其兩側(cè)的側(cè)板和在頂板或底板出水端鉸裝的轉(zhuǎn)動活門及其傳動部件構(gòu)成的出射口等部件組成的出射裝置，在主軸上裝置的輪盤或輪轂及其外表面設(shè)置的數(shù)個(gè)兩側(cè)間表面形狀為凹槽形葉片，以及在凹槽形葉片的外端端面和內(nèi)端分別設(shè)置的外端引流板和內(nèi)端引流板等部件構(gòu)成的轉(zhuǎn)動裝置兩部分組成。該水輪機(jī)既能將水流壓能高效轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，又能適應(yīng)低水頭大流量水能資源。此公開專利主要還是靠水的沖擊力來實(shí)現(xiàn)動能，相比本發(fā)明節(jié)能效果低，依靠外部力大的缺點(diǎn)，水流失動能大。

申請?zhí)枺?00810090270.0公開了一種斜面旋轉(zhuǎn)活塞水輪機(jī)，此種水輪機(jī)是在高壓水的作用下，利用隔板和斜面活塞的作用力與反作用力，推動活塞旋轉(zhuǎn)做功的動力機(jī)器，主要由進(jìn)水口、環(huán)形缸、斜面活塞、隔板等部件組成，此專利與本發(fā)明的不同之處是：該專利也是靠水的沖擊力實(shí)現(xiàn)機(jī)輪轉(zhuǎn)動.缺點(diǎn)是消耗能量大，損失大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種密封效果好，并且通過水或水蒸氣壓力實(shí)現(xiàn)輪機(jī)轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的旋轉(zhuǎn)活塞式水輪機(jī)或汽輪機(jī)裝置。

以所要解決的技術(shù)問題為目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種旋轉(zhuǎn)活塞式輪機(jī)，包括殼體，其特征是：在殼體內(nèi)包括有輪機(jī)主軸、旋轉(zhuǎn)活塞、軸承b、軸承座，所述輪機(jī)主軸設(shè)置在殼體中部，所述旋轉(zhuǎn)活塞一側(cè)中部設(shè)置有軸承a，與殼體內(nèi)部一側(cè)接觸，另一側(cè)設(shè)置有軸承b，所述軸承b設(shè)置在軸承座內(nèi)，軸承座設(shè)置在軸承座槽內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)活塞與輪機(jī)主軸通過軸承座內(nèi)的軸承b連接。

進(jìn)一步，所述輪機(jī)主軸設(shè)計(jì)成齒形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)活塞與軸承座連接處外側(cè)為弧形，內(nèi)側(cè)角度為90°～150°的切面。

進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)成半圓形，中間為長方體，外側(cè)設(shè)計(jì)成弧形，與殼體緊密接觸。

進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)活塞的外側(cè)弧形的是以軸承b中心軸為圓心。

進(jìn)一步，所述的齒形結(jié)構(gòu)外側(cè)齒頂為弧形，弧形半徑與壓迫旋轉(zhuǎn)活塞進(jìn)入齒形槽內(nèi)的一側(cè)殼體半徑相匹配。

進(jìn)一步，所述的殼體包括上殼體和下殼體，所述的上殼體的弧形和齒頂半徑相匹配，所述的下殼體的弧形和旋轉(zhuǎn)活塞外側(cè)運(yùn)行軌跡半徑相匹配。

本發(fā)明的有益效果是：此輪機(jī)完全靠水的壓力及水的重力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)活塞在水的壓力下，帶動輪機(jī)軸轉(zhuǎn)動，輪機(jī)軸轉(zhuǎn)動快，被排出水的動能就大，轉(zhuǎn)動慢，被排出水的動能就小。此輪機(jī)也可以完全靠水蒸汽的汽壓力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，還可以用超低溫的水蒸汽壓動輪機(jī)轉(zhuǎn)動。

旋轉(zhuǎn)活塞式汽輪機(jī)，可以用低氣壓的水蒸汽，排出的水蒸汽溫度低在循環(huán)利用上流失熱量少，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

在核能發(fā)電中，現(xiàn)有汽輪機(jī)使用超臨界溫度的水蒸汽，核材料裂變中，濃度過低時(shí)無法生產(chǎn)超臨界溫度的水蒸汽。但是使用本發(fā)明汽輪機(jī)還能使用超低溫度的水蒸汽，提高核材料利用率，起到節(jié)能效果。

高水位的水，壓動輪機(jī)轉(zhuǎn)動，水的勢能轉(zhuǎn)化為輪機(jī)的機(jī)械能與被排出水的動能，讓輪機(jī)轉(zhuǎn)動快，被排出水的動能就大。相對，輪機(jī)獲得相對機(jī)械能就小，讓輪機(jī)轉(zhuǎn)動慢，被排出水的動能就小，相對輪機(jī)獲得相對機(jī)械能就多。

現(xiàn)有的水輪機(jī)是靠水的沖擊力實(shí)現(xiàn)輪機(jī)轉(zhuǎn)動，被排出水的流速高，動能大，并且水輪機(jī)沒有密封性，流失的水也多，輪機(jī)獲得相對的機(jī)械能就少。

此種旋轉(zhuǎn)活塞式水輪機(jī)，有高度密封性，流失的水也少，可以實(shí)現(xiàn)讓輪機(jī)轉(zhuǎn)速超慢，排出水的動能就小，相對輪機(jī)獲得機(jī)械能就多，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

通過旋轉(zhuǎn)活塞軸承的設(shè)置，減少了活塞與殼體內(nèi)部之間的摩擦力，提高了節(jié)能效果。

旋轉(zhuǎn)活塞與軸承座連接處外側(cè)為弧形，內(nèi)側(cè)為大角度切面，這樣方便活塞的閉合。輪機(jī)主軸的齒形結(jié)構(gòu)外側(cè)為弧形，弧形半徑與殼體半徑相匹配，保證它們之間的密封性。

并且本發(fā)明通過輪機(jī)主軸、旋轉(zhuǎn)活塞、軸承座等方面的設(shè)計(jì)方式保證了輪機(jī)工作順暢，達(dá)到了良好的密封效果，保證了輪機(jī)的良好運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明外觀結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明工作原理圖

圖3是本發(fā)明輪機(jī)主軸結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)活塞與軸承座連接件結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)活塞正面圖

圖6是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)活塞側(cè)面圖

圖7是本發(fā)明軸承座結(jié)構(gòu)示意圖

圖8是本發(fā)明輪機(jī)主軸與旋轉(zhuǎn)活塞整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖9是本發(fā)明軸向兩側(cè)殼體結(jié)構(gòu)示意圖

圖10是本發(fā)明上殼體結(jié)構(gòu)示意圖

圖11是本發(fā)明下殼體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、輪機(jī)主軸，2、旋轉(zhuǎn)活塞，3、軸承a，4、軸承座槽，5、軸承座，6、軸承b，7、齒頂，8、上殼體，9、下殼體。

具體實(shí)施方案

如圖所示：圖8、圖9、圖10、圖11是圖1的分解圖。本發(fā)明軸承座5是放在圖3中軸承座槽4內(nèi)，軸承b安在軸承座5內(nèi)起到旋轉(zhuǎn)活塞與輪機(jī)主軸的連接作用。

如圖2和圖8所示，設(shè)計(jì)的一種旋轉(zhuǎn)活塞式輪機(jī)，包括殼體，在殼體內(nèi)包括有輪機(jī)主軸1、旋轉(zhuǎn)活塞2、軸承b6、軸承座5，所述輪機(jī)主軸設(shè)置在殼體中部，所述旋轉(zhuǎn)活塞2一側(cè)中部設(shè)置有軸承a3，與殼體內(nèi)部一側(cè)接觸，另一側(cè)設(shè)置有軸承b6，所述軸承b6設(shè)置在軸承座5內(nèi)，軸承座5設(shè)置在軸承座槽4內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)活塞與輪機(jī)主軸通過軸承座5內(nèi)的軸承b6連接。優(yōu)選的，所述輪機(jī)主軸1設(shè)計(jì)成齒形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)活塞2與軸承座5連接處外側(cè)為弧形，內(nèi)側(cè)角度為90°～150°的切面。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)活塞2內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)成半圓形，中間為長方體，外側(cè)設(shè)計(jì)成弧形，與殼體緊密接觸。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)活塞2的外側(cè)弧形的是以軸承b中心軸為圓心。優(yōu)選的，所述的齒形結(jié)構(gòu)外側(cè)齒頂7為弧形，弧形半徑與壓迫旋轉(zhuǎn)活塞進(jìn)入齒形槽內(nèi)的一側(cè)殼體半徑相匹配。優(yōu)選的，所述的上殼體8的弧形和齒頂半徑相匹配，所述的下殼體9的弧形和旋轉(zhuǎn)活塞外側(cè)運(yùn)行軌跡半徑相匹配。

圖2也就是本發(fā)明水輪機(jī)工作原理圖，水或水蒸汽從上面進(jìn)入、壓迫旋轉(zhuǎn)活塞，使輪機(jī)主軸沿箭頭所示方向轉(zhuǎn)動，水或水蒸汽從下面箭頭所示處排出，輪機(jī)軸轉(zhuǎn)動，帶動旋轉(zhuǎn)活塞轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)連續(xù)做功。

工作時(shí)，輪機(jī)轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)活塞轉(zhuǎn)動到上部離開上殼體8，在離心力作用下張開，移到接近下邊殼體。在離心力重力或氣流的沖力下，旋轉(zhuǎn)活塞完全打開。與下邊殼體完全吻合，形成相當(dāng)于活塞性質(zhì)，在水壓或汽壓下開始做功。

水或汽推動活塞轉(zhuǎn)到最下部，活塞與下殼體9分離，水或汽被排出，旋轉(zhuǎn)活塞轉(zhuǎn)到與上殼體8接觸，旋轉(zhuǎn)活塞外側(cè)設(shè)置了軸承a，其與殼體接觸，以減小摩擦力，旋轉(zhuǎn)活塞被殼體壓迫進(jìn)輪機(jī)軸齒形槽內(nèi)，往上移動，而輪機(jī)軸齒形部分與輪機(jī)殼體相吻合，上面水或汽，從一側(cè)滲出的水或汽很少。每一個(gè)旋轉(zhuǎn)活塞依次做功、壓進(jìn)齒形槽、打開、再做功，這樣連續(xù)重復(fù)，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)的連續(xù)做功。

由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)速慢，離心力小，可以在旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)側(cè)安裝張力彈簧，使旋轉(zhuǎn)活塞快速打開。

最終，上述的具體實(shí)施方式只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。