用于旋转活塞内燃机引擎的密封组件

摘要

本发明涉及一种用于旋转活塞内燃机引擎的封闭组件，该内燃机引擎包括一旋转块（11），其呈现可旋转形状，并径向设有具活塞（13）的汽缸（12）；以及具至少一进气口（14）和/或排气口（15）的一外置固定壳体（10）。该旋转块（11）的外表面（16）为一可旋转表面，具有一平面形状或曲面形状曲线，供该固定壳体（10）内的横向和/或侧向封闭组件设置。在圆形侧槽（2）中具有一侧封结构，是由恒久比邻设置于横槽（4）中的邻近若干横封条（3）之间的圆形侧封段（1）所组成，而各所述横封条（3）穿过侧槽（2），其中，该侧封段（1）与各所述横封条（3）接合，并具有包括凹口（7）的接头（5），用以插设于各所述侧封段（1）与横封条（3）。

说明书

技术领域

本发明是关于内燃机引擎密封装置的实施例，其包括呈现可旋转形状的 一旋转块，并径向设置具有活塞的汽缸。旋转块外侧具有一固定壳体，其具 有至少一进气口和/或排气口。该汽缸旋转块与该固定壳体如一旋转阀般共同 运作。

背景技术

现今存在多种引擎设计，其中具有呈现可旋转形状的旋转块，其径向设 有具活塞之汽缸，并设有外固定壳体以及进气口及/或/排气口，其中汽缸旋转 块与该固定壳体可如同旋转阀般共同作用。目前普遍之引擎包括二行程与四 行程引擎，其中具有两具、三具及多具汽缸配置方式。某些引擎具有曲轴机 构，有些引擎则具有其它已知机构，以将活塞动作传递至机轴。但尽管各所 述设计具有扩大及与更广泛运用的潜力，却并无可真正实现的案例。

这样的设计都无法成功的原因有很多，主要原因是旋转块与固定壳体间 的封闭结构并未经过适当设计。大多而言，汽缸空间与固定壳体之间的封闭 结构系将封闭组件置于汽缸旋转块之中，这样的封闭组件并受到旋转块进行 旋转时所产生的离心力所影响，加上不断增加的旋转数所造成各所述封闭组 件承受极大压力，导致及大的损耗与润滑问题，这样的设计揭露于如 DE2732779与FR2767156A1之中。

也有其它设计，其具有一封闭结构置于引擎的固定壳体之中，最简单的 实施形态为，将以环体呈现的封闭组件设置于旋转块周缘。另一种封闭结构 是将横向封条以横向置于固定壳体中，以对应于旋转块周缘的动作，这样的 设计揭露于如FR2639676A1、US1705130A、WO9823850A1与WO8302642A1 专利之中。此解决方案具有优点，因为其封闭部件上并不需承受离心力的影响。 由于燃烧空间的缝隙不断缩小，必须将侧封环尽可能设置于靠近汽缸开孔的位 置，若侧封部件太过靠近汽缸开孔，则当汽缸开孔越过该横封条时，横封条仅 延伸至汽缸开孔后方一小段。如此将增加磨损度，并降低各封条的紧密度与耐 用度。基于此高压空间中的封闭结构长度，必须尽可能达成完美的封闭性。由 于封条与环件于此空间中相接，此空间中的紧密度不足会造成问题，气体会被 吹经封闭部件之间的缝隙，更精确而言，会被吹经各部件相互连接的接合槽底 部。若具有多于一个的侧封环，则通过第一环的气体会进一部被吹经周围其它 侧环间的缝隙。

发明内容

借由旋转活塞内燃机引擎的封闭组件可大幅解决上述问题，其具有呈现 可旋转形状的旋转块，并径向设有具活塞的汽缸以及具进气口与排气口的外 固定壳体，该旋转块的外表面是一可旋转表面，其呈现一平面形状曲线或一 曲面形状曲线，其上具有横封条和/或侧封条，设置于固定壳体中，于本发明 中向下插设。重点在于，于圆形侧槽中具有一侧封结构，其由恒久设置于横 槽中相邻横封条之间的圆形侧封段所组成，各所述封条是穿过侧槽设置。于 侧封段与横封条相接之处，设有具凹口的接头，用以接设各所述侧封段与横 封条。

各所述接头是插设外固定壳体的开孔中，而接头中的十字部分呈现一n 面体的形状，其中n介于3至∞的范围之间，例如该十字部分可呈现一圆形或 椭圆形的多面体等。各所述接头与固定壳体间具有弹片，各所述接头并同时借 由凹口底部向下插设侧封段和/或横封条中，以确保可将各所述封条向下压入旋 转块表面，而侧封段和/或横封条搭配设置更多弹片于固定壳体的侧槽和/或横槽 中。

至少将两排侧封段彼此靠近地设置于至少二侧槽中，而侧封段最近的一者 是设置于靠近旋转块上的汽缸开孔位置。

该接头的设置位置，是位于至少一横封条与至少二侧封段接合处。

横封条具有一凹槽设置于座表面，该凹槽设置于火星塞的相反侧。

此旋转式活塞内燃机引擎的封闭组件可有效封闭旋转块与固定壳体之间 处，固定壳体中的封闭组件的确保封闭组件的压力不受引擎速度影响，可使 引擎达到高转速，并可借此达成特定的高参数。所有横封条与侧封段皆具有 一平面，其可与旋转块的可旋转外表面接触，借以降低对于封闭组件材质与 旋转块外表面区域的质量需求，封闭组件与平面的接触亦可降低对于封闭组 件的润滑需求，并提升其运作效率与耐用度。主要优点在于，横封条可具有 较长的长度，当汽缸开孔越过该横封条时，并可于两侧充足延伸越过汽缸开 孔于旋转块中宽度最宽的点。同时，亦可能将侧封段设置于靠近旋转块中的 汽缸开孔，借以将旋转块与固定壳体之间的缝隙空间缩减至最小。要将旋转 块与固定壳体之间具有高汽缸压力的空间封闭，可借由横向与侧向的若干封 闭结构来达成，借此确保高封闭度。

封闭接头亦相当重要，因其可确保封住横封条与侧封段之间的空隙。若 接头借由其凹口底部设置于横封条或侧封段上，可利用凹口底部封闭该处空 隙，避免气体流经横槽与侧槽底部的缝隙。

具有适当形状的横封条可利用汽缸压力以增加将横封条压设于旋转块的 压力，当汽缸压力降低或汽缸开孔经过横封条时，可减少横封条的负荷量， 以降低磨耗与磨损程度。

接头可设置于外固定壳体的开孔中，而各所述开孔于引擎置作过程中的 任何阶段皆可轻易制成。各所述接头可具有不同十字形状，从三角形至圆形 皆可。接头与固定壳体之间的弹片可确保足够压力将封闭段和/或横封条压设 于旋转块的外表面，亦可透过其它弹片来产生压力。横封条的凹槽是设置于 相对于火星塞的另一侧，可确保封条的稳固与方向。

于旋转活塞内燃机引擎中利用此封闭组件，可达成一制造简单又成本低 廉的引擎，其体积较小，装卸部件较少，工作效能均衡、安静，又具有较高 的特定参数。

附图简要说明

本发明所提供的旋转活塞内燃机引擎，可参阅所附图式以清楚揭露实施 例特征。图1是为该封闭组件的轴测投影视图，其中显示与汽缸及活塞结合 的旋转块以及固定壳体的一半状态，图中该汽缸旋转块与活塞是自该固定壳 体轴向分离，以获得更清晰视图。

图2是为该固定壳体内表面的展开图，亦为该旋转块沿其旋转轴所呈现 的纵向剖面图。

图3是为该旋转活塞引擎沿其旋转轴所呈现的剖面示意图，其呈现具有 凹槽的横封条。

具体实施方式

如图1所示，本发明所提供旋转活塞内燃机引擎的封闭组件实施例包括 圆形侧封段1，横封条3，接头5，弹片8以及其它弹片9。上述所有部件设 置于一固定壳体10内，其中并具有一旋转块11，该旋转块11径向设有汽缸 12与活塞13，其外表面16是一可旋转圆筒表面。固定壳体10具有一进气口 14与一排气口15，侧封段1设置于圆形侧槽2中，并排列为两排。各所述弹 片8以及接头5位于开孔6中，横封条3设置于横槽4中，其它弹片9则设置 于横槽4与侧槽2中。火星塞19与与进气口14及排气口15之间设有三横封 条3，接头5具有凹口7，供侧封段1与横封条3接合，接头5恒久与一横封 条3与四侧封段1相接。

图2所示也是图1所示用于旋转活塞内燃机引擎的封闭组件，其差别在 于利用不同的接头5，其分别具有不同形状与形态的凹口7，其中某些凹口7 接合一横封条3与四侧封段1，某些凹口7接合一横封条3与二侧封段1，而 某些凹口7则接合二横封条3与四侧封段1。

图3所示也是图1所示用于旋转活塞内燃机引擎的封闭组件，横封条3 于座表面18具有一凹槽17，该凹槽17设置于相对火星塞19的另一侧。

本旋转活塞内燃机引擎的封闭组件作用如下，弹片8将接头5压设于旋 转块11的外表面16，接头5可利用其凹口7插设于侧封段1和/或横封条3 上，之后弹片8的压力同样会传递至侧封段1和/或横封条3上，此两者受压 设至旋转块11的外表面16上；侧封段1和/或横封条3亦可受其它弹片9压 设至旋转块11的外表面16上。当旋转块11于固定壳体10中旋转时，汽缸 孔12逐步越过所有横封条3，各所述横封条3足以沿伸越过汽缸孔12之两侧， 并不会造成损伤风险。于点火时点上，有更多横封条3位于汽缸孔12与进气 口14和/或排气口15之间，可确保汽缸空间12的绝佳封闭度。借由将更多侧 封段1成排彼此靠近地设置，也可提升封闭度。接头5可将更多侧封段1接 设于一或多数横封条3。横封条3可于座表面18具有一凹槽17，而座表面18 是设置于相对火星塞19的另一侧。汽缸压力12可接着产生额外压力作用于 横封条3上，并进一步提升其紧密度。

产业运用

本发明所提供旋转活塞内燃机引擎的封闭组件可利用于飞行器引擎、机 车引擎、跑车引擎与其它可用旋转活塞引擎的领域，其重视高效能、低重量 与体积小等特点。由于旋转活塞引擎结构简单且体积较小，搭配本发明所提 供的封闭组件，亦可利用于园艺设备的推进器、标准发电机等。由于其润滑 油消耗量相当有限，亦可考虑使用于传统载具中，例如电动车的增程器(range  extender)。