專利名稱：增壓系統(tǒng)及其機具總成的制作方法
增壓系統(tǒng)及其機具總成駄艦本發(fā)明涉及--種增壓系統(tǒng)及其機具總成，特別是涉及一種具有進氣、壓 縮、排氣等周期性循環(huán)壓縮運動的增壓系統(tǒng)及其機具總成。
背景技術：
增壓系統(tǒng)的運作原理大體上為在一個具有進氣口與排氣口的密閉腔室， 配合位于該密閉腔室內(nèi)相互嚙合的轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，將氣體由進氣口送入后， 經(jīng)該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使密閉腔室內(nèi)輸送腔容積壓縮而產(chǎn)生高壓氣體，再由排氣口排 出高壓氣體，象這樣循環(huán)運動所產(chǎn)生高壓縮比可應用于引擎、真空泵、內(nèi)燃 機、壓縮機等機具上，借由其增壓效果來加強這些機具的運轉(zhuǎn)效果，還可以 節(jié)省耗油及降低空氣污染等?，F(xiàn)有的相關的構造可參考美國專利第4， 008， 693、 4,321,897、 4， 512， 302、 4,813,388、 4,825,827、 5,329,900、 6， 129, 067及6， 481，410號等。但是，由于現(xiàn)有的各機具在進氣、壓縮、排氣等周期性運轉(zhuǎn)過程中都存 在瑕疵，因而，造成運轉(zhuǎn)上的效果無法提升，進而言之，現(xiàn)有各機具在循環(huán) 運動中因為排氣不夠徹底所產(chǎn)生的廢氣，無法完全的排放，即使是已經(jīng)配合 增壓的運轉(zhuǎn)，廢氣仍有殘存，因此，致使各機具在壓縮后的預期效果不盡理 想，且間接的使得使用壽命降低。再者，現(xiàn)有機具中如引擎，其動力輸出 需經(jīng)過曲柄軸來實現(xiàn)，而該曲柄軸在制造與檢驗上如果要求不嚴格，將使曲 柄軸的動平衡精度受影響，也會造成引擎的工作性能及使用壽命降低，間接 的造成運轉(zhuǎn)上的負擔。糊贈本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的目的，在于提供一種能將排氣不完全所 造成的廢氣完全排出，且動力輸出無須通過曲柄軸的增壓系統(tǒng)及其機具總
成，換句話說，本發(fā)明的增壓系統(tǒng)能使廢氣在循環(huán)運轉(zhuǎn)的過程被有效引導排 出，而可以使得壓縮過程產(chǎn)生較高壓縮比，而且，能夠直接將運轉(zhuǎn)過程的爆 炸膨脹動力輸出，降低運轉(zhuǎn)的負荷并促使運轉(zhuǎn)效果提升，從而使所應用的機 具馬力提升。本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的又一目的，在于提供一種可軸向、徑向 或整組擴充的增壓系統(tǒng)，借以更加提高運轉(zhuǎn)效果，使動力輸出更具連續(xù)性與 舒暢，且所應用的機具的馬力更加提升。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的特征在于，該增壓系 統(tǒng)包括傳動單元、至少一壓縮單元及膨脹單元，以及緩沖單元，其中壓縮單元包含第一腔體，及收容于該第一腔體內(nèi)可相互嚙合的若千壓縮 轉(zhuǎn)子，每一壓縮轉(zhuǎn)子具有至少--葉片，而膨脹單元包含第二腔體，及收容于 該第二腔體內(nèi)的嚙合方向與該壓縮轉(zhuǎn)子相反的若干膨脹轉(zhuǎn)子，每一膨脹轉(zhuǎn)子 具有至少一葉片，且該第一腔體上設有進氣口，該第二腔體上設有排氣口。本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的又一特征，在于該壓縮單元設有第一進 氣槽與第二進氣槽，其中第一進氣槽設置在相對于壓縮轉(zhuǎn)子相嚙合的初始的 封閉區(qū)域內(nèi)，用于將外界空氣導入該區(qū)域。該第二進氣槽由三條曲面所圍成的區(qū)域形成，包括:壓縮轉(zhuǎn)子之一的基圓 圓弧(也就是壓縮轉(zhuǎn)子最小半徑所劃出的圓弧)，及與該基圓圓弧相切的壓縮 轉(zhuǎn)子的葉片輪廓曲面，以及與該基圓圓弧相切的另一壓縮轉(zhuǎn)子的最大外徑的 圓弧。依據(jù)上述特征，其中當壓縮轉(zhuǎn)子為二個以上相互嚙合時，該第二進氣槽借由三條曲面所圍成的區(qū)域形成，并借由旋轉(zhuǎn)復制方式設置。本發(fā)明再一特征在于，壓縮單元與膨脹單元之間設有緩沖單元，其相對于該第二進氣槽設有緩沖室。本發(fā)明又一特征在于，該膨脹單元上設有第一排氣槽與第二排氣槽，其 中該第一排氣槽被設置相對于該緩沖室。該第二排氣槽被設置在相對于膨脹轉(zhuǎn)子相嚙合的最末封閉區(qū)域內(nèi)，用于 將廢氣導出該區(qū)域。而且，當該膨脹轉(zhuǎn)子為二個以上相互嚙合時，該第二排 氣槽為借由旋轉(zhuǎn)復制方式設置。本發(fā)明又一特征在于，該膨脹單元的膨脹轉(zhuǎn)子相對于第一排氣槽設有缺口，該缺口經(jīng)如下方式產(chǎn)生
在相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)至燃燒區(qū)域形成時，在膨脹轉(zhuǎn)子之一的基圓上取得一點Q，并與該基圓的圓心0連線Q0，接著將該膨脹轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，使相嚙 合的膨脹轉(zhuǎn)子的葉片尖端與其葉片凹部交集到一點S，.而相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子 的葉片邊緣與其葉片凹部交集到一點P，將點S與點P與基圓的圓心0連 線，則轉(zhuǎn)子在不同位置時，角SOP與角S0Q大小均有所不同。取一個特定位 置，使得角SOP的角度大小為角SOQ的二倍，作角SOP的角平分線OR，點R 為角平分線與轉(zhuǎn)子輪廓的交點。再作出以基圓的圓心0為圓心的圓弧C，則 由輪廓SR、圓弧C、線段S0與R0，即可構成膨脹轉(zhuǎn)子上的缺口。依據(jù)上述特征，該第一排氣槽的輪廓線可由圓弧C、線段QO與SO構成。本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成，進--步設有動力傳輸單元，至少包含馬 達，其樞接于所述傳動單元上。本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成可應用于引擎、真空泵、內(nèi)燃機、壓縮機 等機具，并能夠使得這些機具在進氣、壓縮、排氣等周期性運轉(zhuǎn)過程中進氣 及排氣完全，并減少動力傳輸損耗。


圖1、圖2為本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的第一實施例立體分解圖及 立體組合圖；圖3A至圖3H為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第一實施例的壓縮單元運轉(zhuǎn)的動作示意 圖4A至圖4F為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第一實施例的緩沖單元運轉(zhuǎn)的動作示意圖；圖5A至圖5C為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第一實施例的膨脹單元運轉(zhuǎn)的動作示意圖；圖6為本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的第二實施例立體分解圖；圖7A至圖7D為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第二實施例的壓縮單元運轉(zhuǎn)的動作示意圖；圖8A至圖8C為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第二實施例的緩沖單元運轉(zhuǎn)的動作示意圖；圖9A至圖9C為本發(fā)明增壓系統(tǒng)第二實施例的膨脹單元運轉(zhuǎn)的動作示意 圖10為本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的第三實施例立體分解圖。
具體實施方式
圖1、圖2所示為本發(fā)明增壓系統(tǒng)應用于引擎的第一實施例，該引擎1 包括傳動單元2、壓縮單元3、膨脹單元4、緩沖單元5及供應單元6，其 中該傳動單元2，包含軸座20，及裝于軸座20內(nèi)可相互嚙合的傳動件，本實 施例采用相嚙合的第一齒輪210與第二齒輪211，分別由傳動軸22傳動。該壓縮單元3,包含密閉的第一腔體30及第一進氣槽31與第二進氣槽 32，其中該密閉的第一腔體30由第一本體301及第一蓋體302與第二蓋體 303所組成，該第一本體301上設有壓縮腔室304，其內(nèi)收容有相互嚙合的壓 縮轉(zhuǎn)子33、 34,其樞接于傳動軸22上，每一壓縮轉(zhuǎn)子33、 34具有三個等角 度旋轉(zhuǎn)復制的葉片331、 341。另外，第一本體301上設有進氣口 305用于連 通該壓縮腔室304與外界空氣。該第一、二蓋體302、 303相對于該第一、二 齒輪210、 211的傳動軸22設有軸接孔306、 307。該第一進氣槽31請配合圖3A參閱，其設置在相對于壓縮轉(zhuǎn)子33、 34相 嚙合的初始的封閉區(qū)域90內(nèi)，可導引空氣進去該區(qū)域。第二進氣槽32請配合圖3E至圖3G參閱，其由三條曲面所圍成的區(qū)域形 成，包括:壓縮轉(zhuǎn)子34的基圓圓弧340(也就是壓縮轉(zhuǎn)子最小半徑所劃出的圓 弧)，及與該基圓圓弧340相切的壓縮轉(zhuǎn)子34的葉片341之輪廓曲面342， 以及與該基圓圓弧340相切的壓縮轉(zhuǎn)子33的最大外徑的圓弧330。再參考圖l，該膨脹單元4，包含密閉的第二腔體40及第一排氣槽41與 第二排氣槽42，其中該密閉的第二腔體40由第二本體401及第三蓋體402 與第四蓋體403所組成，該第二本體401上設有膨脹腔室404，其內(nèi)收容有 相互嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子43、 44，其樞接于傳動軸22上，其相互嚙合方向與前 述壓縮轉(zhuǎn)子33、 34相反，換句話說，膨脹轉(zhuǎn)子43、 44同樣樞接于傳動軸22 上，可與壓縮轉(zhuǎn)子33、 34旋轉(zhuǎn)速度相同且旋轉(zhuǎn)方向相同，但是轉(zhuǎn)子外型嚙合 方向相反，轉(zhuǎn)速比為1: 1。而且，每--'膨脹轉(zhuǎn)子43、 44具有三個等角度旋 轉(zhuǎn)復制的葉片431、 441。另外，第二本體401上設有排氣口 405用于連通該
膨脹腔室404與外界空氣。該第三、四蓋體402、 403相對于該第一、二齒輪 210、 211的傳動軸22設有軸接孔406、 407。另外，該膨脹轉(zhuǎn)子44的三個等角度距的葉片441設有缺口 45,該缺口 45的輪廓及設置請配合圖4A至圖4C參閱，其中如圖4A所示，相嚙合的膨 脹轉(zhuǎn)子43、 44運轉(zhuǎn)至燃燒點火區(qū)域91形成時，請配合圖4B觀察，在膨脹轉(zhuǎn) 子44的基圓上取得一點Q，并與該基圓的圓心O連線QO，接著將該膨脹轉(zhuǎn)子 44反轉(zhuǎn)，使相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子43的葉片431尖端與膨脹轉(zhuǎn)子44葉片441凹 部交集到一點S，而相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子43的葉片431邊緣與膨脹轉(zhuǎn)子44葉 片441凹部交集到一點P，將點S與點P與基圓的圓心0連線，則膨脹轉(zhuǎn)子 43、 44在不同位置時，角SOP與角SOQ大小均有所不同。此時再請配合圖4C 觀察，取一個特定位置，使得角SOP之角度大小為角SOQ的二倍，作角SOP 的角平分線OR,點R為角平分線與膨脹轉(zhuǎn)子44輪廓的交點。再作出以基圓 的圓心0為圓心的圓弧C，則由輪廓SR、圓弧C、線段S0與R0，即可構成膨 脹轉(zhuǎn)子44上的缺口45。該第一排氣槽41設于靠近膨脹轉(zhuǎn)子44 一側，其輪廓如前述圖4C，可由 點火區(qū)域形成時膨脹轉(zhuǎn)子44的輪廓(參閱圖4A、圖4 E)、圓弧C、線段Q0 與S0構成。該第二排氣槽42請配合圖5C觀察，其設置在相對于膨脹轉(zhuǎn)子43、 44相 嚙合的最末封閉區(qū)域92內(nèi)，可將廢氣引導出。請結合圖1與圖3H觀察，該緩沖單元5設于壓縮單元3與膨脹單元4之 間，包含基座50，其相對于該第二進氣槽32與第一排氣槽41設有緩沖室 501。另外，相對于軸接孔306、 307與406、 407設有軸接孔502。該供應單 元6包含燃油供應裝置60及火星塞61，其設于相對于膨脹轉(zhuǎn)子43、 44相 嚙合的最末封閉區(qū)域92的第四蓋體403上，這樣，即形成汽油引擎。諾該 供應單元6僅包含燃油供應裝置則形成缸內(nèi)直噴的柴油引擎。)請繼續(xù)參閱圖3A至圖3D，本發(fā)明運轉(zhuǎn)時，壓縮轉(zhuǎn)子33、 34開始旋轉(zhuǎn)， 會在壓縮腔室304內(nèi)形成負壓區(qū)，將空氣由進氣口 305吸入(圖3B),由于 壓縮轉(zhuǎn)子33、 34造型的影響， 一開始運轉(zhuǎn)時會在轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生一個封閉區(qū)域 90，此區(qū)域若無空氣補充時會產(chǎn)生真空現(xiàn)象。為了避免此封閉區(qū)域產(chǎn)生真 空，借由第一進氣槽31 (參照圖3A)，可提供空氣進去該區(qū)域。隨著壓縮轉(zhuǎn)子33、 34繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，空氣被分成兩部分運送，而在運送的終點，兩部分的空 氣匯合后，開始進行空氣的壓縮(圖3C)。此時，空氣會經(jīng)由第二進氣槽32 排入緩沖腔501內(nèi)(圖3D)，空氣則被壓縮進了緩沖腔。要說明的是，第二 進氣槽32的開啟是由壓縮轉(zhuǎn)子34決定，當壓縮轉(zhuǎn)子33、 34轉(zhuǎn)動至覆蓋住第 二進氣槽32時，則第二進氣槽32關閉，氣體無法進入緩沖腔。反之，當壓 縮轉(zhuǎn)子33、 34轉(zhuǎn)動至使第二進氣槽32顯露，則氣體可進出緩沖腔501。另 外，為了避免第二進氣槽32過早開啟，使緩沖腔501內(nèi)的壓力比壓縮空氣 高，而造成空氣回流入壓縮腔室304內(nèi)，必須考慮第二進氣槽32造型與位 置。本發(fā)明第二進氣槽32如前所述由三條曲面所圍成的區(qū)域形成。接下來，請參閱圖犯至圖3G，制作上，先將壓縮轉(zhuǎn)子33、 34調(diào)整至壓 縮空氣的壓力與緩沖腔內(nèi)的壓力相同的嚙合狀態(tài)(圖犯)，當壓縮轉(zhuǎn)子33、 34繼續(xù)旋轉(zhuǎn)將使第二進氣槽32開啟，空氣即會被壓迫進去緩沖腔501內(nèi)， 因此壓縮轉(zhuǎn)子34的葉片341的輪廓曲面342 (圖犯)，也就是適當位置的輪 廓，可決定第二進氣槽32的開啟時間。必須強調(diào)的是，該第二進氣槽32必 須不能在壓縮轉(zhuǎn)子33最大外徑的圓弧330的路徑左方，否則會產(chǎn)生空氣回流 的情況。另外，處于壓縮轉(zhuǎn)子34的基圓圓弧340(也就是壓縮轉(zhuǎn)子34最小半 徑所劃出的圓弧)內(nèi)部，該第二進氣槽32也將永遠處于被壓縮轉(zhuǎn)子34覆蓋的 情況，而該第二進氣槽32需要有開啟與關閉的功能，所以不能設于此基圓圓 弧340內(nèi)部。因此，歸納而知，借由前述三條曲線壓縮轉(zhuǎn)子34的基圓圓弧 340及相切于該基圓圓弧340的葉片341之輪廓曲面342與壓縮轉(zhuǎn)子33最大 外徑之圓弧330，可以清楚的定義該第二進氣槽32的位置與形狀(圖3G)。接下來請參閱圖3H，該緩沖腔501連通第二進氣槽32與第一排氣槽 41，借該緩沖腔501可保持空氣壓力，其壓力值會稍大于實際引爆的壓力 值，當壓縮轉(zhuǎn)子33、 34不斷運轉(zhuǎn)時，壓縮空氣會不斷擠入緩沖腔501，借此 維持緩沖腔501的高壓力。另--方面，當?shù)谝慌艢獠?1開啟時，緩沖腔501壓力會迫使空氣快速地流入膨脹腔室404。這樣，壓縮轉(zhuǎn)子33、 34繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當?shù)谝慌艢獠?1被開啟后，空氣進 入膨脹腔室404,該燃油供應裝置60噴入燃油與壓縮空氣混合，火星塞61 即準備好引爆混合空氣。若在引爆過程中第一排氣槽41未關閉，則爆炸后膨 脹的氣體會回流進入緩沖區(qū)，這種情況并不被允許發(fā)生，因此，如同先前設 計第二進氣槽32的流程，并且考慮引爆空氣時膨脹轉(zhuǎn)子43、 44的位置，從 而可如前述圖4A至圖4C取得膨脹轉(zhuǎn)子44的葉片441的缺口 45。請參閱圖 4C至圖4F，當膨脹轉(zhuǎn)子43、 44即將要旋轉(zhuǎn)至如圖4D所示情況時，膨脹轉(zhuǎn)子 43的葉片431尖端落于膨脹轉(zhuǎn)子44的缺口 45處，此時膨脹轉(zhuǎn)子43尖端的 上下區(qū)域因缺口 45相通，所以不是封閉的區(qū)域。當旋轉(zhuǎn)至圖4C所示情況 時，由于膨脹轉(zhuǎn)子43尖端恰在膨脹轉(zhuǎn)子44輪廓線上的點S (圖4B)，即缺 口 45的邊緣，而在點P膨脹轉(zhuǎn)子43、 44又互相接觸，則在區(qū)域SRP與缺口 45恰好形成封閉區(qū)域。之后缺口 45會與第一排氣槽41重合，壓縮空氣即由 緩沖腔501進入封閉區(qū)域內(nèi)。而在引爆前，缺口 45與第一排氣槽41將會分 離(圖4E)，同時將緩沖腔501與燃燒區(qū)域91隔開，借由該燃油供應裝置 60噴入燃油與壓縮空氣混合，火星塞61引爆燃燒區(qū)域91內(nèi)的混合氣體，如 圖4F，該燃油供應裝置60將燃油噴于壓縮空氣中，借由燃油的汽化及高壓 氣體流動產(chǎn)生的渦流而達到燃料與空氣混合的效果。當?shù)?-排出槽41關閉 時，轉(zhuǎn)子間的壓縮混合空氣的壓縮比達到適當，火星塞61點火引爆，則因爆 炸膨脹的氣體會推動膨脹轉(zhuǎn)子43、 44運動。接下來請參閱圖5A至圖5C，經(jīng)火星塞61點火引爆后，依靠膨脹轉(zhuǎn)子 43、 44的慣性，廢氣將被分成兩部分，并且被帶往下方排氣口 405排出(圖 5A、圖5B)。由于膨脹轉(zhuǎn)子43、 44的造型，在最后排氣時會產(chǎn)生封閉區(qū)域 92的情況，此時借由該第二排氣槽42可將該封閉區(qū)域的廢氣完全排出(圖 5C)。綜上說明可知，本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成可使廢氣在循環(huán)運轉(zhuǎn)的過 程中被有效引導排出，壓縮過程可以借由緩沖腔適當調(diào)整空氣壓縮比，且使 高壓空氣流動產(chǎn)生的渦流與燃油混合完全，并由傳動軸直接將爆炸膨脹的動 力輸出，降低運轉(zhuǎn)的負荷并促使運轉(zhuǎn)效果提升及提升引擎的馬力。同時，本發(fā)明增壓系統(tǒng)為提高引擎的馬力及使動力輸出更具連續(xù)性，可 采用三個相嚙合的壓縮轉(zhuǎn)子與膨脹轉(zhuǎn)子，同時傳動單元采相同數(shù)量的傳動 軸，請參閱圖6,其為本發(fā)明增壓系統(tǒng)應用于引擎的第二實施例，本實施例的 引擎1'同樣包括傳動單元2'、壓縮單元3'、膨脹單元4'、緩沖單元 5，及供應單元6，等，其中與第一實施例的不同之處，主要在于因壓縮轉(zhuǎn)子 與膨脹轉(zhuǎn)子的增加，促使進氣口、第一進氣槽、第二進氣槽，及排氣口、第
一排氣槽、第二排氣槽等須依旋動方向的要求，作相對應設置，其他各個單元的組配型態(tài)則都與第一實施例相同。請配合圖7A至圖7D參閱，該傳動單 元2'具有第一、二、三齒輪210， 、 211， 、 212，。該壓縮單元3，具有壓 縮轉(zhuǎn)子33' 、 34， 、 35'三個相嚙合的轉(zhuǎn)子，其嚙合轉(zhuǎn)動的方向如箭頭所 示，其中壓縮轉(zhuǎn)子33' 、 34'相嚙合的進氣口 305，位于上方，壓縮轉(zhuǎn)子 34， 、 35'相嚙合的進氣口 305"位于下方。另外，第--進氣槽31， 、 31" 則分別相對設于壓縮轉(zhuǎn)子33， 、 34'與34， 、 35'相嚙合的初始的封閉區(qū)域 90，內(nèi)。第二進氣槽32' 、 32"如圖7D所示，設置在相對于間隔的壓縮轉(zhuǎn) 子的第一腔體30'的第二蓋體303'上，并借由旋轉(zhuǎn)復制方式設置兩個進氣 槽。也就是該第二進氣槽32' 、 32"的設置方式與第一實施例相同，借由三 條曲線包括:壓縮轉(zhuǎn)子34'的基圓圓弧及相切于該基圓圓弧的葉片的輪廓曲 面與壓縮轉(zhuǎn)子33' 、 35'最大外徑的圓弧等分別設置兩個進氣槽。本實施例 的運轉(zhuǎn)與第一實施例相同，因此不再贅述。請配合圖8A至圖8C觀察，該膨脹單元4'具有膨脹轉(zhuǎn)子43' 、 44'、 46，，其嚙合轉(zhuǎn)動的方向如箭頭所示，與壓縮轉(zhuǎn)子33' 、 34' 、 35'傳動方 向相同，但是嚙合方向相反。另外，該膨脹轉(zhuǎn)子43' 、 44'相嚙合的排氣口 405'位于下方，而膨脹轉(zhuǎn)子44' 、 46'相嚙合的排氣口 405"位于上方。 第一排氣槽41' 、 41"以旋轉(zhuǎn)復制分別設于相對于膨脹轉(zhuǎn)子44'的第三蓋體 402'上，其輪廓的設計與第一實施例相同。運轉(zhuǎn)上如圖9A至圖9C，也與第 一實施例相同，只是本實施例該第二排氣槽42' ,42"分別設置于相對于膨 脹轉(zhuǎn)子43' 、 44，與44， 、 46，相嚙合的最末封閉區(qū)域92，內(nèi)(圖9C)。歸納以上所述，本實施例該壓縮轉(zhuǎn)子為二個以上相互嚙合時，該第二進 氣槽的設置為通過第一實施例所述三條曲面圍成的區(qū)域配合旋轉(zhuǎn)復制方式設 置。而該膨脹轉(zhuǎn)子為二個以上相互嚙合時，該第二排氣槽為借由旋轉(zhuǎn)復制方 式設置。而進氣口、排氣口及燃料噴射器、火星塞等則作相對應的設置。借 由上述壓縮轉(zhuǎn)子與膨脹轉(zhuǎn)子的擴充，壓縮過程可以借由緩沖腔適當調(diào)整空氣 壓縮比，而且使高壓空氣與燃油混合完全，并由傳動軸直接將爆炸膨脹的動 力輸出，降低運轉(zhuǎn)的負荷并促使運轉(zhuǎn)效果提升，以及提升引擎的馬力。再參閱圖10，其為本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成的第三實施例立體分解 圖，本實施例主要將第一實施例的增壓系統(tǒng)1以多組串接一體，每I組增壓
系統(tǒng)1均具燃料供應裝置與點火單元6，這樣，所組成的引擎更加能夠提供 高馬力，且使動力輸出更為順暢。另外，本發(fā)明其他變化的實施例，也可將 該壓縮轉(zhuǎn)子的數(shù)量與膨脹轉(zhuǎn)子的數(shù)量采取一比二的配置，并加設一組壓縮單元及緩沖單元來平衡排氣的運轉(zhuǎn)，這樣，同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。綜上所述，本發(fā)明增壓系統(tǒng)及其機具總成能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)明的目的。但是以 上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，凡是依據(jù)本發(fā)明所作的各種修飾與變 化，如將本發(fā)明增壓系統(tǒng)應用于真空泵、內(nèi)燃機、壓縮機等機具，仍應包含 于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1、一種增壓系統(tǒng)，包括傳動單元、至少一壓縮單元及緩沖單元，以及膨脹單元，其中該傳動單元，包含軸座，及裝于軸座內(nèi)可相互嚙合的若干傳動件，及分別傳動這些傳動件的傳動軸；該壓縮單元，包含密閉的第一腔體，其上設有壓縮腔室及連通該壓縮腔室與外界空氣的進氣口，及分別設于第一腔體相對兩側的第一進氣槽與第二進氣槽，其中第一進氣槽設置在相對于壓縮轉(zhuǎn)子相嚙合的初始的封閉區(qū)域內(nèi)；以及組裝于該壓縮腔室內(nèi)并分別與該傳動軸樞接，可相互嚙合的若干壓縮轉(zhuǎn)子，每一壓縮轉(zhuǎn)子具有至少一葉片；該緩沖單元設于壓縮單元與膨脹單元之間，包含基座，其相對于該第二進氣槽設有緩沖室；該膨脹單元，包含密閉的第二腔體，其上設有膨脹腔室，該膨脹腔室上設有與外界相通的排氣口，且相對于緩沖室設有第一排氣槽，以及組裝于該腔室內(nèi)并分別與該傳動軸樞接，且相互嚙合方向與壓縮轉(zhuǎn)子相反的若干膨脹轉(zhuǎn)子，每一膨脹轉(zhuǎn)子具有至少一葉片，該葉片相對于第一排氣槽設有缺口，以及第二排氣槽設置于相對于膨脹轉(zhuǎn)子相嚙合之最末封閉區(qū)域內(nèi)。
2、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中若干傳動件由相互嚙合的齒輪組 成，至少包含第--齒輪、第二齒輪及帶動該兩齒輪的傳動軸。
3、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中該第二進氣槽由三條曲面所圍成 的區(qū)域形成，包括:壓縮轉(zhuǎn)子之一的基圓圓弧(也就是壓縮轉(zhuǎn)子最小半徑所劃 出的圓弧)，及與該基圓圓弧相切的壓縮轉(zhuǎn)子的葉片輪廓曲面，以及與該基圓 圓弧相切的另一壓縮轉(zhuǎn)子的最大外徑的圓弧。
4、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中密閉的第--腔體包含:第一本體， 其上設有壓縮腔室與進氣口，及密閉式的組接于該第一本體相對兩側的第--蓋體與第二蓋體，該第一、二蓋體相對于該齒輪傳動軸設有軸接孔。
5、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中該壓縮轉(zhuǎn)子的形體與膨脹轉(zhuǎn)子的 形體相同，但是，壓縮轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量與膨脹轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量可采用相同數(shù) 量，例如皆為爪式三片、爪式四片或爪式五片等，或采不相同數(shù)量以一比 二的比例配置。
6、 如權利要求5所的述增壓系統(tǒng)，其中該壓縮轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量與膨脹轉(zhuǎn) 子的葉片數(shù)量采一比二配置時，須進一步加設一組壓縮單元及緩沖單元，以 平衡排氣的運轉(zhuǎn)。
7、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中該密閉的第二腔體包含:第二本 體，其上設有膨脹腔室與排氣口，及密閉式的組接于該第二本體相對兩側的第 三蓋體與第四蓋體，該第三、四蓋體相對于該齒輪傳動軸設有軸接孔。
8、 如權利要求7所述的增壓系統(tǒng)，其中該膨脹轉(zhuǎn)子的缺口經(jīng)如下方式產(chǎn)生在相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)至燃燒區(qū)域形成時，在膨脹轉(zhuǎn)子之一的基圓上 取得一點Q，并與該基圓的圓心0連線Q0，接著將該膨脹轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，使相嚙 合的膨脹轉(zhuǎn)子的葉片尖端與其葉片凹部交集到--點S，而相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子 的葉片邊緣與其葉片凹部交集到--'點P，將點S與點P與基圓的圓心0連 線，則轉(zhuǎn)子在不同位置時，角S0P與角S0Q大小均有所不同。取一個特定位 置，使得角SOP的角度大小為角SOQ的二倍，作角S0P的角平分線0R，點R 為角平分線與轉(zhuǎn)子輪廓的交點，再作出以基圓的圓心0為圓心的圓弧C，則由 輪廓SR、圓弧C、線段SO與RO，即可構成膨脹轉(zhuǎn)子上的缺口。
9、 如權利要求8所述的增壓系統(tǒng)，其中該第一排氣槽的輪廓可由燃燒區(qū) 域形成時膨脹轉(zhuǎn)子的輪廓、圓弧C、線段Q0與S0構成。
10、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中該若干壓縮轉(zhuǎn)子為二個以上相 互嚙合時，該第二進氣槽借由包括:壓縮轉(zhuǎn)子之一的基圓圓弧(也就是壓縮轉(zhuǎn) 子最小半徑所劃出的圓弧)，及與該基圓圓弧相切的壓縮轉(zhuǎn)子的葉片輪廓曲 面，以及與該基圓圓弧相切的另--壓縮轉(zhuǎn)子的最大外徑的圓弧等三條曲面所 圍成的區(qū)域形成，并借由旋轉(zhuǎn)復制方式設置。
11、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，其中該膨脹轉(zhuǎn)子為二個以上相互嚙 合時，該第二排氣槽為借由旋轉(zhuǎn)復制方式設置。
12、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，進一步設有供應單元，包含燃油 供應裝置及火星塞，設于相對于膨脹轉(zhuǎn)子依運轉(zhuǎn)方向相嚙合的最初封閉區(qū)域 的膨脹腔室上。
13、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，進一步設有燃油供應裝置，設于相 對于膨脹轉(zhuǎn)子依運轉(zhuǎn)方向相嚙合的最初封閉區(qū)域的膨脹腔室上。
14、 如權利要求1所述的增壓系統(tǒng)，進一步設有動力傳輸單元，至少包 含馬達，其樞接于該傳動單元上。
15、 一種增壓系統(tǒng)機具總成，其由同一傳動單元縱向串接多組增壓系統(tǒng)，每一組增壓系統(tǒng)包括至少--壓縮單元、膨脹單元及緩沖單元，其中該壓縮單元，包含密閉的第一腔體，其上設有壓縮腔室及連通該壓縮腔 室與外界空氣的進氣口，及分設于第--腔體相對兩側的第--進氣槽與第二進氣槽；以及組裝于該壓縮腔室內(nèi)并分別與該傳動軸樞接，可相互嚙合的若干 壓縮轉(zhuǎn)子，每一壓縮轉(zhuǎn)子具有至少一葉片；該緩沖單元，設于壓縮單元與膨脹單元之間，包含基座，其相對于該第 二進氣槽設有緩沖室；該膨脹單元，包含密閉的第二腔體，其上設有膨脹腔室，該膨脹腔室上 設有與外界相通的排氣口，且相對于緩沖室設有第一排氣槽，及組裝于該腔 室內(nèi)并分別與該傳動軸樞接，且相互嚙合方向與壓縮轉(zhuǎn)子相反的若干膨脹轉(zhuǎn) 子，每一膨脹轉(zhuǎn)子具有至少一葉片，該葉片相對于第一排氣槽設有缺口，以 及第二排氣槽，其設置于相對于膨脹轉(zhuǎn)子相嚙合的最末封閉區(qū)域內(nèi)，用于將廢 氣導出該區(qū)域。
16、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該傳動單元由相互嚙 合的第--齒輪、第二齒輪及帶動該兩齒輪的傳動軸所組成。
17、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該第一進氣槽設置在 相對于壓縮轉(zhuǎn)子相嚙合的初始的封閉區(qū)域上，用于將外界空氣導入該區(qū)域。
18、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該第二進氣槽由三條 曲面所圍成的區(qū)域形成，包括:壓縮轉(zhuǎn)子之一的基圓圓弧(也就是壓縮轉(zhuǎn)子最 小半徑所劃出的圓弧)，及與該基圓圓弧相切的壓縮轉(zhuǎn)子的葉片輪廓曲面，以 及與該基圓圓弧相切的另一壓縮轉(zhuǎn)子的最大外徑之圓弧。
19、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該壓縮轉(zhuǎn)子的形體與 膨脹轉(zhuǎn)子的形體相同，但是壓縮轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量與膨脹轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量可采 用相同數(shù)量，例如皆為爪式三片、爪式四片或爪式五片等，或采用不相同 數(shù)量以一比二的比例配置。
20、 如權利要求19所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該壓縮轉(zhuǎn)子的葉片數(shù) 量與膨脹轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量采用一比二配置時，須加設一組壓縮單元及緩沖單 元，以平衡排氣的運轉(zhuǎn)。
21、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該膨脹轉(zhuǎn)子的缺口經(jīng) 如下方式產(chǎn)生在相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)至燃燒區(qū)域形成時，在膨脹轉(zhuǎn)子之一的基圓上 取得一點Q，并與該基圓的圓心0連線Q0，接著將該膨脹轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，使相嚙 合的膨脹轉(zhuǎn)子的葉片尖端與其葉片凹部交集到一點S，而相嚙合的膨脹轉(zhuǎn)子 的葉片邊緣與其葉片凹部交集到一點P，將點S與點P與基圓的圓心0連 線，則轉(zhuǎn)子在不同位置時，角S0P與角S0Q大小均有所不同。取一個特定位 置，使得角S0P的角度大小為角S0Q的二倍，作角S0P的角平分線0R，點R 為角平分線與轉(zhuǎn)子輪廓的交點。再作出以基圓的圓心(0)為圓心的圓弧C， 則由輪廓SR、圓弧C、線段S0與R0，即可構成膨脹轉(zhuǎn)子上的缺口。
22、 如權利要求21所述的增壓系統(tǒng)機具總成，其中該第一排氣槽的輪廓 可由燃燒區(qū)域形成時膨脹轉(zhuǎn)子的輪廓、圓弧C、線段Q0與S0構成。
23、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，每一組增壓系統(tǒng)均包含 燃油供應裝置及火星塞，設于相對于膨脹轉(zhuǎn)子依運轉(zhuǎn)方向相嚙合的最初封閉 區(qū)域的膨脹腔室上。
24、 如權利要求15所述的增壓系統(tǒng)機具總成，每一組增壓系統(tǒng)均包含燃 油供應裝置，設于相對于膨脹轉(zhuǎn)子依運轉(zhuǎn)方向相嚙合的最初封閉區(qū)域的膨脹 腔室上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增壓系統(tǒng)及其機具總成，該增壓系統(tǒng)包括傳動單元、至少一壓縮單元及緩沖單元，以及膨脹單元，其中該緩沖單元設于該壓縮單元與膨脹單元之間，且該壓縮單元具有可相互嚙合的若干壓縮轉(zhuǎn)子，而膨脹單元具有嚙合方向與該壓縮轉(zhuǎn)子相反的若干膨脹轉(zhuǎn)子，另外，進氣口與排氣口分別設于壓縮單元與膨脹單元，該緩沖單元上設有緩沖室，可將該壓縮單元所壓縮的空氣有效導引至膨脹單元，同時，該膨脹單元上設有第一、二排氣槽，能夠?qū)⑦\轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣有效的排出，在壓縮過程可以借由緩沖腔調(diào)整空氣壓縮比，使高壓空氣流動產(chǎn)生的渦流與燃油混合完全，并由傳動軸直接將爆炸膨脹的動力輸出，降低運轉(zhuǎn)的負荷并促使運轉(zhuǎn)效果提升。
文檔編號F02B53/00GK101117914SQ200610104010
公開日2008年2月6日 申請日期2006年7月31日 優(yōu)先權日2006年7月31日
發(fā)明者林恒毅, 林錦德, 許蒼林, 鍾添東 申請人:良峰塑膠機械股份有限公司