(57)【要約】気体動力装置であって、外輪（１）とコア本体（３）とを含み、コア本体（３）の外輪表面の噴射口（３０１）と排出口（３０２）との間には、少なくとも１段以上の二次ストローク流路（３００）が設置され、気体は、吸気通路（３１）から入り、コア本体（３）の噴射口（３０１）及び二次ストローク流路（３００）の段階的な噴出によって、外輪（１）の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部（１１）に作用し、これらの駆動凹部（１１）に推力を発生させて、外輪（１）を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体（３）の排出口（３０２）によって排気通路（３１０）を介して排出する。
2021533306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体動力装置であって、
内輪表面に複数の駆動凹部が円周方向に設置されている外輪、
コア本体であって、外輪の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、コア本体の外輪表面に少なくとも１つの噴射口、少なくとも１つの排出口、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体、
少なくとも１つの噴射口に連通する少なくとも１つの吸気通路、および
少なくとも１つの排出口に連通する少なくとも１つの排気通路、を含み、
気体は、吸気通路から入り、コア本体の噴射口及び二次ストローク流路の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排出口を通過して排気通路から排出されることを特徴とする気体動力装置。
【請求項２】
少なくとも１つの吸気通路、少なくとも１つの噴射口、少なくとも２つの駆動凹部、少なくとも１つの二次ストローク流路、少なくとも１つの排出口及び少なくとも１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項３】
コア本体での噴射口及び二次ストローク流路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、二次ストローク流路は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項４】
吸気通路及び排気通路は、コア本体内で形成されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項５】
コア本体には、
コア本体の周面で噴射口を形成し、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口が外輪の対応する駆動凹部に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路、および
設定方向がコア本体のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路が外輪に対応する前後の２つの駆動凹部に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路を形成し、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれ、
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成することを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項６】
二次ストローク流路は、戻り経路及び連通されるストローク経路を含み、戻り経路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路が他の駆動凹部に連通されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項７】
コア本体の吸気通路は、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°であることを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項８】
コア本体には、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線である、吸気通路が設置され、二次ストローク流路のストローク経路は、設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致することを特徴とする請求項６に記載の気体動力装置。
【請求項９】
該気体動力装置はまた、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項１０】
該気体動力装置は、さらに、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置され、該軸には、コア本体の吸気通路と排気通路にそれぞれ連通される吸気、排気軸経路が設けられることを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項１１】
軸内には、吸気、排気軸経路は吸気口、排気口を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造であることを特徴とする請求項１０に記載の気体動力装置。
【請求項１２】
外輪は、側板を介して軸と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体は、密閉空間内に設置され、且つ、軸に接続して固定されることを特徴とする請求項９に記載の気体動力装置。
【請求項１３】
独立した作業ユニットには、吸気通路、噴射口、駆動凹部、二次ストローク流路、排出口及び排気通路が気体流動ルートを構成することを特徴とする請求項２に記載の気体動力装置。
【請求項１４】
該気体動力装置には、２以上の独立した作業ユニットによって形成される、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される多段駆動構造が含まれることを特徴とする請求項２に記載の気体動力装置。
【請求項１５】
外輪の内輪表面には、２つ以上の駆動凹部が設置され、各駆動凹部が輪郭底面および駆動面を有し、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線であり、その極点が、コア本体の中心に設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項１６】
空気圧エンジンであって、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の気体動力装置を含み、前記気体は、圧縮気体又は一定の圧力がある気体であることを特徴とする空気圧エンジン。
【請求項１７】
無段変速機であって、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の気体動力装置を含むことを特徴とする無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体動力装置を開示し、国際特許分類(ＩＰＣ)の分割によると、動力を生成する機械装置類の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、本来の意味が「動力を生成する機械装置」のことを指し、ある形のエネルギーを機械的エネルギーに変換させる器械のことであり、例えば、液体又は気体が燃焼するときの化学エネルギーを燃焼することによって熱エネルギーに変換させてから熱エネルギーを膨張することによって機械エネルギーに変換させて外に動力を出力する。エンジン、特に空気圧エンジンは、現在、構造がコンパクトであり、効率的で信頼できる小型エンジンの開発を研究方向としているが、ほとんどは試験、即ち試作段階にあり、商業上に大規模に使用されていない。
【０００３】
現在、ほとんどの気体エンジン設計のプロトタイプは、ピストンエンジン又はベーンポンプを基礎として、熱交換器が加熱されることによってエネルギー変換を実現し、動力の出力を実現し、構造が複雑であるだけでなく、非効率的であるため、航続上の要件を満足しにくい。
【０００４】
中国文献ＣＮ２０１４１０１６７４６９．４は、インペラ室とインペラとを含む可変圧力ジェットエアエンジンを開示し、インペラ室には、圧縮気体を吹き込むための吹込み孔と圧縮気体を噴出するための排気孔とが設けられ、インペラは回転軸を介してインペラ室内に設けられ、インペラは回転周面に沿ってインペラ室の内面とエアギャップで結合され、インペラ室の内面にはさらに可変圧力ジェット溝が設けられる。該文献では、構造はベーンポンプに似ており、可変圧力ジェット溝の設置により、エンジンは回転数が低く、非効率的である。
【０００５】
中国文献ＣＮ１０７０８３９９４Ａは、空気圧エンジンを開示し、本案の発明者がこの前に提案した空気エンジンに関する発明創造であり、直接駆動動力コアの吸気流路から噴出し、外輪の溝の表面に作用し、回転外輪を押す推力が発生する構成は、エンジン分野の転覆的な変革であり、その出力トルクは、従来の自動車エンジンにマッチングすることができ、航続距離に換算すると、同類の新エネルギー自動車の現在の航続距離に同等する。
【０００６】
エンジンのパフォーマンスをさらに改善し、構造がコンパクトであり、効率的で信頼できる気体動力生成装置を実現するために、本発明者は、長年の開発と研究を重ねて、本発明を提出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術の不足に対して、本発明は、気体動力装置を提供し、コア本体に円周方向に設置される多段の流路により、気体のエネルギーは、数回利用されるようになり、コア本体によって回転外輪を駆動することは、動力の出力を実現し、構造がコンパクトで、トルクが大きく、回転速度が高く、伝送効率が高く、省エネ且つ環境にやさしいであるなどの利点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段によって実現される。
気体動力装置であって、
内輪表面に複数の駆動凹部が円周方向に設置されている外輪、
外輪の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、外輪表面に少なくとも１つの噴射口、少なくとも１つの排出口、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体、
少なくとも１つの噴射口に連通する少なくとも１つの吸気通路、および
少なくとも１つの排出口に連通する少なくとも１つの排気通路、を含み、
気体は、吸気通路から入り、コア本体の噴射口及び二次ストローク流路の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排出口を通過して排気通路から排出される。
【０００９】
さらに、少なくとも１つの吸気通路、少なくとも１つの噴射口、少なくとも２つの駆動凹部、少なくとも１つの二次ストローク流路、少なくとも１つの排出口及び少なくとも１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれる。
【００１０】
さらに、コア本体での噴射口及び二次ストローク流路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、二次ストローク流路は、対応する駆動凹部と交互に配置され、順次に連通され、二次ストローク流路は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される。
【００１１】
さらに、吸気通路及び排気通路は、コア本体内で形成される。
【００１２】
さらに、コア本体には、
吸気通路であって、コア本体の周面で噴射口が形成され、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口が外輪の対応する駆動凹部に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路、及び
二次ストローク流路であって、設定方向がコア本体のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路が外輪の対応する前後の２つの駆動凹部に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路が形成され、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれ、
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成する。
【００１３】
さらに、二次ストローク流路は、戻り経路及び連通されたストローク経路を含み、戻り経路が外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路が他の駆動凹部に連通される。
【００１４】
さらに、コア本体の吸気通路は、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°である。
【００１５】
さらに、コア本体には、吸気通路が設置され、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路は、設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致する。
【００１６】
さらに、該気体動力装置はまた、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置される。
【００１７】
さらに、該気体動力装置は、さらに、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置され、該軸には、コア本体の吸気通路と排気通路にそれぞれ連通された吸気軸経路と排気軸経路が設けられる。
【００１８】
軸内の吸気軸経路と排気軸経路には吸気口、排気口が形成され、吸気軸経路と排気軸経路は、連通しない構造である。
【００１９】
さらに、外輪は、側板を介して軸と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体は、密閉空間内に設置され、且つ、軸に接続して固定される。
【００２０】
さらに、独立した作業ユニットには、吸気通路、噴射口、駆動凹部、二次ストローク流路、排出口及び排気通路が気体流動ルートを構成する。
【００２１】
さらに、該気体動力装置には、２つ以上の独立した作業ユニットが含まれることにより、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される多段駆動構造を形成する。
【００２２】
さらに、外輪の内輪表面には、２つ以上の駆動凹部が設置され、各駆動凹部は、輪郭底面および駆動面を有し、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線であり、その極点が、コア本体の中心に設置される。
【００２３】
空気圧エンジンであって、前記の気体動力装置を含み、前記気体は、圧縮気体又は一定の圧力がある気体である。無段変速機であって、前記の気体動力装置を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の気体動力装置は、構造がシンプルであり、トルクが大きく、回転速度が高く、伝送効率が高く、エネルギー消耗が低く、交通機関、発電機器および動力出力装置を必要とするその他の各分野に広く応用することができ、本発明の有益な効果は、以下である。
【００２５】
１、本発明では、コア本体に設置された多段の流路は、吸気通路を第１段の流路とし、各二次ストローク流路を第２、３、４……段の流路とし、気体は第１段の流路を介して外輪の駆動凹部に作用し、駆動凹部が第２段の流路に連通され、そして、第２段の流路に戻って外輪の他の駆動凹部に作用し、気体を排気通路から排出するまで順次類推し、プロセス全体は、外輪回転方向に沿って時計回りで行われており、トルクが大きく、伝送効率が高く、気体利用率が高く、出力トルクが回転速度の増加につれ、さらに増大する。
【００２６】
２、本発明のコア本体の円周方向に配置された各流路により、装置全体の体積を有効的に減少させ、各分野の動力生成又は出力機器と柔軟に合わせることができると同時に、コア本体により多くの吸気流路が設置されるほうが、全体の重量が軽減され、装置の出力速度及び効率をさらに向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例の軸のＡ方向の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の軸のＢ方向の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の一断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の他の配置図である。
【図６】本発明の第２の実施例の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施例の軸のＣ方向の側面図である。
【図８】本発明の第２の実施例の軸のＤ方向の側面図である。
【図９】本発明の第２の実施例の直径方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に合わせて本発明についてさらに説明する。
【００２９】
実施例１において、図１〜図４を参照されたい。気体動力装置であって、内輪表面の円周方向に複数の駆動凹部１１が設置されている外輪１、外輪１の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、外輪表面に少なくとも１つの噴射口３０１、少なくとも１つの排出口３０２、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路３００が設置されるコア本体３、
少なくとも１つの噴射口３０１に連通する少なくとも１つの吸気通路３１、および
少なくとも１つの排出口３０２に連通する少なくとも１つの排気通路３１０、を含み、
気体は、吸気通路３１から入り、コア本体３の噴射口３０１及び二次ストローク流路３００の段階的な噴出によって、外輪１の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部１１に作用し、これらの駆動凹部１１に推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、動力の連続的な出力を実現し、最後に、気体は、コア本体３の排出口によって排気通路を介して排出される。該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸２に設置される。
【００３０】
図４に示すように、吸気通路３１及び排気通路３１０は、コア本体３内に形成され、コア本体３での噴射口３０１及び二次ストローク流路３００は、外輪１の対応する駆動凹部１１に連通され、二次ストローク流路３００は、対応する駆動凹部１１と交互に配置され、順次に連通され、二次ストローク流路３００は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される。
【００３１】
図４に示すように、コア本体３には、コア本体の周面で噴射口３０１を形成し、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口３０１が外輪の対応する駆動凹部１１に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路３１、及び
設定方向がコア本体３のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路３００が外輪１の対応する前後の２つの駆動凹部１１に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路を形成し、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれる。説明すべきものとして、ここでは、２段の流路である場合、第１段の流路（吸気通路）及び第２段の流路（１つの二次ストローク流路）が含まれ、３段の流路である場合、第１段の流路（吸気通路）、第２段の流路（１つの二次ストローク流路）、及び第３段の流路（他の二次ストローク流路）が含まれ、……。
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成する。
【００３２】
負荷の要件により、気体動力装置に対して設計することができ、そのうちのコア本体３は、２段の流路、３段の流路、又はより多くの段の吸気流路を設置してもよく、段ごとに循環的に作業を行い、エネルギーが充分に利用され、使用効率を最大限に向上させることにより、出力トルク及び回転速度の要求を満たす。
【００３３】
図５に示すように、図５は４段の流路の概略図であり、圧縮気体は、第１段の流路３１１から入ってから、第２、３、４段の流路３１２、３１３、３１４を介して噴出され、対応する駆動凹部１１に作用し、最後に、気体は、排气流路３１０を介して排出される。図４は、５段の吸気流路の概略図であり、作業プロセスは、図５で示すものに類似する。図５に示すように、二次ストローク流路３００は、戻り経路及び連通されたストローク経路を含み、図５での第３段の流路における戻り経路３１３１及び連通されたストローク経路３１３２のように、戻り経路３１３１は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路３１３２が他の駆動凹部に連通される。
【００３４】
図１を参照されたい。該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸に設置され、該軸２には、コア本体３の吸気通路３１と排気通路３１０にそれぞれ連通される吸気、排気軸経路２１、２１０が設けられる。軸内の吸気、排気軸経路は入口（吸気口）、出口（排気口）を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造である。外輪１は、側板４１、４２を介して軸２と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体３は、密閉空間内に設置され、且つ、軸２に接続して固定される。本発明では、コア本体３には少なくとも２段の流路が設置され、各段の流路が外輪の対応する駆動凹部に連通され、最後に、気体を排気通路を介して排出する。
【００３５】
図１を参照されたい。本発明では、コア本体３は、左、右の２つのコア本体を合わせることによって構成されるものであってもよく、左、右のコア本体の合わせ面には、吸気通路３１と排気通路３１０とが設置され、コア本体３はまた、一体で鋳造されてもよい。
【００３６】
図１、図４を参照されたい。本実施例は、一次駆動構造であり、コア本体３には、１つの気体通路が円周方向に沿って設置されて一次駆動構造を形成し、気体通路はまた、独立した作業ユニットと呼ばれ、コア本体３及び外輪１には、吸気通路３１、噴射口３０１、少なくとも２つの駆動凹部１１、少なくとも１つの二次ストローク流路３００、排出口３０２及び排気通路３１０が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれる。独立した作業ユニットには、吸気通路３１、噴射口３０１、駆動凹部１１、二次ストローク流路３００、排出口３０２及び排気通路３１０が気体流動ルートを構成する。
【００３７】
図１、図４又は図５を参照されたい。本発明では、外輪１の内輪表面に２つ以上の駆動凹部１１が設置され、各駆動凹部が輪郭底面１１１および駆動面１１２を有し、輪郭底面１１１の輪郭線は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよく、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線である場合、その極点は軸に設置され、各駆動凹部１１が隣接する段の流路と同時に連通することによって前段の流路から入った気体は次段の流路を介して排出される。
【００３８】
本発明では、コア本体３の吸気通路、即ち、第１段の流路の設定方向は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよく、各二次ストローク流路、即ち、第Ｎ段の流路でのストローク経路の設定方向は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよい。
【００３９】
図４及び図５に示すように、本発明のコア本体３には吸気通路３１が設置され、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、二次ストローク流路３００のストローク経路は、その設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致する。コア本体３の吸気通路は、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°であり、角度が小さいほど、流路が長くなり、損失が多くなるが、角度が大きいほど、外輪を駆動する接線力が小さくなる。
【００４０】
図１、図２及び図３を参照されたい。本発明の軸２内には、吸気、排気軸経路２１、２１０が入口、出口を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造である。軸の入口及び出口は、軸の一端又は軸の両端に設置されてもよく、吸気軸経路２１は、コア本体の吸気通路３１に連通され、軸の排気口は、軸方向に延びて排気軸経路２１０を形成し、排気軸経路は、コア本体の排気通路３１０に連通する。
【００４１】
本願に係る気体動力装置とは、気体エネルギーを機械回転に変換できる装置を指し、そのうち、該装置は、必要な外輪、コア本体及びそれに対応する凹部構造又は流路構造設計以外に、その他の部材を備えても良い。例えば、外部保護を提供するケース本体及び密閉構造などを備えても良い。また、トルク伝達を提供するカップリングなどを備えても良い。そのうち、外輪は、機械回転出力の異なる方式によって具体的な表現形式を変化することができ、例えば、外輪の外側で外歯形構造を形成することにより、ギア伝動の方式によって動的エネルギーを出力しやすい。また、例えば、外輪は、ベルト溝があることにより、ベルト伝動の方式によって動的エネルギーを出力する。さらに、例えば、外輪は、取り付け用のフラン盤があり、カップリングを便利に取り付けることにより、動的エネルギーを出力しやすいなどが挙げられる。コア本体及び外輪の材料は、金属、金属合金、プラスチック、複合材料に限定されない、硬い材料で製造され、コア本体及び外輪の凹部構造又は流路構造の加工は、既知のすべての生産手段によって実現されることができ、ダイキャスティング、鍛造、押し出し、３Ｄ印刷などの方式を含むが、それらに限定されない。該動力装置まで輸入された気体圧は、コンプレッサー（例えば、気圧ポンプ）、流体を圧縮するコンテナー（例えば、高圧気体シリンダー）などによって生成できる。
【００４２】
図１及び図４では、説明すべきものとして、コア本体の吸気通路３１、排気通路３１０及び吸気軸経路２１、及び排気軸経路２１０は、作図規則では対応しないものであるが、説明を具象化するために、図１でのコア本体の吸気通路及び排気通路は、吸気通路及び排気通路そのものを指し、実施例２において、図６及び図９は、これに類似した概略的図示である。
【００４３】
実施例２において、図６〜図９を参照されたい。気体動力装置には、２つの独立した作業ユニットによって形成された二次駆動構造が含まれ、即ち、コア本体３には、２つの気体通路が円周方向に沿って設置され、各気体通路は、１段以上の吸気通路３１、コア本体３の円周方向に沿って配置される二次ストローク流路３００及び排気通路３１０を含む。気体動力装置は、その内輪表面に複数の駆動凹部１１が円周方向に設置される外輪１と、コア本体３であって、外輪１の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、コア本体の外輪表面に２組の噴射口、排出口が設置され、および、各組の噴射口と排出口との間に少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体３とを含み、コア本体には、噴射口に対応して連通される２つの吸気通路３１、３２、および、排出口に対応して連通される２つの排気通路３１０、３２０、を含み、２つの気体は、それぞれコア本体の２つの吸気通路から入り、コア本体３の噴射口及び二次ストローク流路３００の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での対応する駆動凹部１１に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排出口によって排気通路を介して排出する。上記の１つの吸気通路、１つの噴射口、対応する数の駆動凹部及び対応する二次ストローク流路、排出口及び１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成する。
【００４４】
該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸に設置され、該軸２には、コア本体の吸気通路３１、３２と排気通路３１０、３２０にそれぞれ連通される吸気軸経路２１、２２及び排気軸経路２１０、２２０が設けられる。軸２には、気体通路に対応する２つの吸気口と２つの排気口が設置され、圧縮気体は、軸２の２つの吸気口から入り、コア本体３の吸気通路によって噴出し、外輪１の駆動凹部１１に作用し、推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、最後に、圧縮気体は、コア本体３の排気通路を介して対応する排気口に戻り、連続的な動力出力を実現する。その他の構造は、実施例１での構造と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
実施例３において、本発明の気体動力装置には、４つ又はより多くの独立した作業ユニットによって形成される多段駆動構造が含まれ、コア本体には、３つ又はより多くの気体通路が円周方向に沿って設置され、各気体通路は、１段以上の吸気通路、コア本体の円周方向に沿って配置される二次ストローク流路、及び排気通路を含み、吸気通路及び排気通路が左、右コア本体の合わせ面に設置される。軸には、気体通路に対応する数の吸気軸経路と排気軸経路とが設置され、圧縮気体は、軸の吸気軸経路から入り、コア本体の吸気流路を介して噴出し、外輪の駆動凹部に作用し、外輪を押して回転させ、作業を行い、連続的な動力出力を実現し、最後に、圧縮気体は、コア本体の各排気通路を介して対応する排気軸経路に戻る。その他の構造は、実施例１での構造と同様である。
【００４６】
実施例４
気体動力装置の試作機：
（一）２段の気体動力装置
１、主なパラメータは、以下のようなものである。 
（１）気体圧：１.２ＭＰａ
（２）最高回転速度：８５５０ｒ／ｍｉｎ 
（３）駆動構造段数：３
（４）吸気流路直径：Φ５ｍｍ
（５）単段駆動吸気段数：２
（６）外輪直径：Φ１４０ｍｍ
（７）外輪重量：２.５ＫＧ
２、出力トルク 
静的トルク（回転速度０ｒ／ｍｉｎ）                      Ｎ静＝４．９５Ｎ・ｍ
出力トルク１（回転速度１０００ｒ／ｍｉｎの場合）    Ｎ１０００＝６．２３Ｎ・ｍ
出力トルク２（回転速度３０００ｒ／ｍｉｎ）          Ｎ３０００＝８．７９Ｎ・ｍ
出力トルク３（回転速度５０００ｒ／ｍｉｎ）        Ｎ５０００＝１１．３５Ｎ・ｍ
出力トルク４（回転速度８５５０ｒ／ｍｉｎ）          Ｎｍａｘ＝１５．８９Ｎ・ｍ
（二）５段の気体動力装置
１、主なパラメータは、以下のようなものである。
（１）気体圧：１.２ＭＰａ
（２）最高回転速度：１７９６７ｒ／ｍｉｎ
（３）駆動構造段数：３
（４）吸気流路直径：Φ５ｍｍ
（５）単段駆動吸気段数：５
（６）外輪直径：Φ１４０ｍｍ
（７）外輪重量：２.５ＫＧ
２、出力トルク 
静的トルク（回転速度０ｒ／ｍｉｎ）                      Ｎ静＝９.５８Ｎ・ｍ
出力トルク１（回転速度１０００ｒ／ｍｉｎの場合）  Ｎ１０００＝１０．８６Ｎ・ｍ
出力トルク２（回転速度３０００ｒ／ｍｉｎ）         Ｎ３０００＝１３.４２Ｎ・ｍ
出力トルク３（回転速度５０００ｒ／ｍｉｎ）         Ｎ５０００＝１５.９８Ｎ・ｍ
出力トルク４（回転速度１００００ｒ／ｍｉｎ）     Ｎ１００００＝２２.３８Ｎ・ｍ
出力トルク５（回転速度１７９６７ｒ／ｍｉｎ）         Ｎｍａｘ＝３３.５８Ｎ・ｍ
試験から分かるように、同等な条件では、駆動吸気の段数を増加することにより、出力トルクを著しく増大させることができ、加速パフォーマンスがよりよくなると同時に、回転速度の向上にも有利である。
【００４７】
以上に記載の内容は、本創作技術内容を利用した実施例にすぎず、本創作を当業者による実用に移して行ったすべての修飾、変化は、いずれも本創作によって主張される特許範囲に属し、実施例で開示されたものに限定されない。
【図１】
2021533306.tif 000003
【図２】
2021533306.tif 000004
【図３】
2021533306.tif 000005
【図４】
2021533306.tif 000006
【図５】
2021533306.tif 000007
【図６】
2021533306.tif 000008
【図７】
2021533306.tif 000009
【図８】
2021533306.tif 000010
【図９】
2021533306.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月17日(2021.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体動力装置であって、
内輪表面に複数の駆動凹部が円周方向に設置されている外輪、
コア本体であって、外輪の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、コア本体の外輪表面に少なくとも１つの噴射口、少なくとも１つの排出口、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体、
少なくとも１つの噴射口に連通する少なくとも１つの吸気通路、および
少なくとも１つの排出口に連通する少なくとも１つの排気通路、を含み、
気体は、吸気通路から入り、コア本体の噴射口及び二次ストローク流路の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排気通路を通過して排出口から排出されることを特徴とする気体動力装置。
【請求項２】
少なくとも１つの吸気通路、少なくとも１つの噴射口、少なくとも２つの駆動凹部、少なくとも１つの二次ストローク流路、少なくとも１つの排出口及び少なくとも１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項３】
コア本体での噴射口及び二次ストローク流路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、二次ストローク流路は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項４】
吸気通路及び排気通路は、コア本体内で形成されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項５】
コア本体には、
コア本体の周面で噴射口を形成し、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口が外輪の対応する駆動凹部に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路、および
設定方向がコア本体のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路が外輪に対応する前後の２つの駆動凹部に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路を形成し、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれ、
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成することを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項６】
二次ストローク流路は、戻り経路及び連通されるストローク経路を含み、戻り経路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路が他の駆動凹部に連通されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項７】
コア本体の吸気通路は、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°であることを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項８】
コア本体には、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線である、吸気通路が設置され、二次ストローク流路のストローク経路は、設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致することを特徴とする請求項６に記載の気体動力装置。
【請求項９】
該気体動力装置はまた、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項１０】
該気体動力装置は、さらに、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置され、該軸には、コア本体の吸気通路と排気通路にそれぞれ連通される吸気、排気軸経路が設けられることを特徴とする請求項４に記載の気体動力装置。
【請求項１１】
軸内には、吸気、排気軸経路は吸気口、排気口を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造であることを特徴とする請求項１０に記載の気体動力装置。
【請求項１２】
外輪は、側板を介して軸と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体は、密閉空間内に設置され、且つ、軸に接続して固定されることを特徴とする請求項９に記載の気体動力装置。
【請求項１３】
独立した作業ユニットには、吸気通路、噴射口、駆動凹部、二次ストローク流路、排出口及び排気通路が気体流動ルートを構成することを特徴とする請求項２に記載の気体動力装置。
【請求項１４】
該気体動力装置には、２以上の独立した作業ユニットによって形成される、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される多段駆動構造が含まれることを特徴とする請求項２に記載の気体動力装置。
【請求項１５】
外輪の内輪表面には、２つ以上の駆動凹部が設置され、各駆動凹部が輪郭底面および駆動面を有し、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線であり、その極点が、コア本体の中心に設置されることを特徴とする請求項１に記載の気体動力装置。
【請求項１６】
空気圧エンジンであって、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の気体動力装置を含み、前記気体動力装置に用いる気体は、圧縮気体又は圧力がある気体であることを特徴とする空気圧エンジン。
【請求項１７】
無段変速機であって、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の気体動力装置を含むことを特徴とする無段変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体動力装置を開示し、国際特許分類(ＩＰＣ)の分類によると、動力を生成する機械装置類の技術分野に属する。
【０００２】
エンジンは、本来の意味が「動力を生成する機械装置」のことを指し、ある形のエネルギーを機械的エネルギーに変換させる器械のことであり、例えば、液体又は気体が燃焼するときの化学エネルギーを燃焼することによって熱エネルギーに変換させてから熱エネルギーを膨張することによって機械エネルギーに変換させて外に動力を出力する。エンジン、特に空気圧エンジンは、現在、構造がコンパクトであり、効率的で信頼できる小型エンジンの開発を研究方向としているが、ほとんどは試験、即ち試作段階にあり、商業上に大規模に使用されていない。
【０００３】
現在、ほとんどの気体エンジン設計のプロトタイプは、ピストンエンジン又はベーンポンプを基礎として、熱交換器が加熱されることによってエネルギー変換を実現し、動力の出力を実現し、構造が複雑であるだけでなく、非効率的であるため、航続上の要件を満足しにくい。
【０００４】
中国特許文献ＣＮ２０１４１０１６７４６９．４は、インペラ室とインペラとを含む可変圧力ジェットエアエンジンを開示し、インペラ室には、圧縮気体を吹き込むための吹込み孔と圧縮気体を噴出するための排気孔とが設けられ、インペラは回転軸を介してインペラ室内に設けられ、インペラは回転周面に沿って均等に配置されたブレード歯を備え、インペラの回転周面がインペラ室の内面とエアギャップで結合され、インペラ室の内面にはさらに可変圧力ジェット溝が設けられる。該文献に開示された構造はベーンポンプに似ており、可変圧力ジェット溝の設置により、エンジンは回転数が低く、非効率的である。
【０００５】
中国特許文献ＣＮ１０７０８３９９４Ａは、空気圧エンジンを開示し、本案の発明者がこの前に提案した空気エンジンに関する発明創造であり、空気を直接駆動動力コアの吸気流路から噴出し、外輪の溝の表面に作用し、回転外輪を押す推力が発生する構成は、エンジン分野の転覆的な変革であり、その出力トルクは、従来の自動車エンジンにマッチングすることができ、航続距離に換算すると、同類の新エネルギー自動車の現在の航続距離に同等する。
【０００６】
エンジンのパフォーマンスをさらに改善し、構造がコンパクトであり、効率的で信頼できる気体動力生成装置を実現するために、本発明者は、長年の開発と研究を重ねて、本発明を提出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術の不足に対して、本発明は、気体動力装置を提供し、コア本体に円周方向に設置される多段の流路により、気体のエネルギーは、数回利用されるようになり、コア本体によって回転外輪を駆動することは、動力の出力を実現し、構造がコンパクトで、トルクが大きく、回転速度が高く、伝送効率が高く、省エネ且つ環境にやさしいであるなどの利点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段によって実現される。
気体動力装置であって、
内輪表面に複数の駆動凹部が円周方向に設置されている外輪、
外輪の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、外輪表面に少なくとも１つの噴射口、少なくとも１つの排出口、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体、
少なくとも１つの噴射口に連通する少なくとも１つの吸気通路、および
少なくとも１つの排出口に連通する少なくとも１つの排気通路、を含み、
気体は、吸気通路から入り、コア本体の噴射口及び二次ストローク流路の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排気通路を通過して排出口から排出される。
【０００９】
さらに、少なくとも１つの吸気通路、少なくとも１つの噴射口、少なくとも２つの駆動凹部、少なくとも１つの二次ストローク流路、少なくとも１つの排出口及び少なくとも１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれる。
【００１０】
さらに、コア本体での噴射口及び二次ストローク流路は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、少なくとも１つの二次ストローク流路は、対応する駆動凹部と交互に配置され、順次に連通され、二次ストローク流路は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される。
【００１１】
さらに、吸気通路及び排気通路は、コア本体内で形成される。
【００１２】
さらに、コア本体には、
吸気通路であって、コア本体の周面で噴射口が形成され、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口が外輪の対応する駆動凹部に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路、及び
二次ストローク流路であって、設定方向がコア本体のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路が外輪の対応する前後の２つの駆動凹部に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路が形成され、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれ、
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成する。
【００１３】
さらに、二次ストローク流路は、戻り経路及び連通されたストローク経路を含み、戻り経路が外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路が他の駆動凹部に連通される。
【００１４】
さらに、コア本体の吸気通路は、設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°である。
【００１５】
さらに、コア本体には、吸気通路が設置され、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路は、設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致する。
【００１６】
さらに、該気体動力装置はまた、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置される。
【００１７】
さらに、該気体動力装置は、さらに、１つの軸を含み、外輪及びコア本体が同軸的に軸に設置され、該軸には、コア本体の吸気通路と排気通路にそれぞれ連通された吸気軸経路と排気軸経路が設けられる。
【００１８】
軸内の吸気軸経路と排気軸経路には吸気口、排気口が形成され、吸気軸経路と排気軸経路は、連通しない構造である。
【００１９】
さらに、外輪は、側板を介して軸と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体は、密閉空間内に設置され、且つ、軸に接続して固定される。
【００２０】
さらに、独立した作業ユニットには、吸気通路、噴射口、駆動凹部、二次ストローク流路、排出口及び排気通路が気体流動ルートを構成する。
【００２１】
さらに、該気体動力装置には、２つ以上の独立した作業ユニットが含まれることにより、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される多段駆動構造を形成する。
【００２２】
さらに、外輪の内輪表面には、２つ以上の駆動凹部が設置され、各駆動凹部は、輪郭底面および駆動面を有し、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線であり、その極点が、コア本体の中心に設置される。
【００２３】
空気圧エンジンであって、前記の気体動力装置を含み、気体動力装置に用いる気体は、圧縮気体又は一定の圧力がある気体である。無段変速機であって、前記の気体動力装置を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の気体動力装置は、構造がシンプルであり、トルクが大きく、回転速度が高く、伝送効率が高く、エネルギー消耗が低く、交通機関、発電機器および動力出力装置を必要とするその他の各分野に広く応用することができ、本発明の有益な効果は、以下である。
【００２５】
１、本発明では、コア本体に設置された多段の流路は、吸気通路を第１段の流路とし、各二次ストローク流路を第２、３、４……段の流路とし、気体は第１段の流路を介して外輪の１つの駆動凹部に作用し、駆動凹部が第２段の流路に連通され、そして、第２段の流路に戻って外輪の他の駆動凹部に作用し、気体を排気通路から排出するまで順次類推し、プロセス全体は、外輪回転方向に沿って時計回りで行われており、トルクが大きく、伝送効率が高く、気体利用率が高く、出力トルクが回転速度の増加につれ、さらに増大する。
【００２６】
２、本発明のコア本体の円周方向に配置された各流路により、装置全体の体積を有効的に減少させ、各分野の動力生成又は出力機器と柔軟に合わせることができると同時に、コア本体により多くの吸気流路が設置されるほうが、全体の重量が軽減され、装置の出力速度及び効率をさらに向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例の軸のＡ方向の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の軸のＢ方向の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の一断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の他の配置図である。
【図６】本発明の第２の実施例の概略図である。
【図７】本発明の第２の実施例の軸のＣ方向の側面図である。
【図８】本発明の第２の実施例の軸のＤ方向の側面図である。
【図９】本発明の第２の実施例の直径方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に合わせて本発明についてさらに説明する。
【００２９】
実施例１において、図１〜図４を参照されたい。気体動力装置であって、内輪表面の円周方向に複数の駆動凹部１１が設置されている外輪１、外輪１の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、外輪表面に少なくとも１つの噴射口３０１、少なくとも１つの排出口３０２、および噴射口と排出口との間に位置する少なくとも１つの二次ストローク流路３００が設置されるコア本体３、
少なくとも１つの噴射口３０１に連通する少なくとも１つの吸気通路３１、および
少なくとも１つの排出口３０２に連通する少なくとも１つの排気通路３１０、を含み、
気体は、吸気通路３１から入り、コア本体３の噴射口３０１及び二次ストローク流路３００の段階的な噴出によって、外輪１の円周方向での少なくとも２つの駆動凹部１１に作用し、これらの駆動凹部１１に推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、動力の連続的な出力を実現し、最後に、気体は、コア本体３の排出口によって排気通路を介して排出される。該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸２に設置される。
【００３０】
図４に示すように、吸気通路３１及び排気通路３１０は、コア本体３内に形成され、コア本体３での噴射口３０１及び二次ストローク流路３００は、外輪１の対応する駆動凹部１１に連通され、少なくとも１つの二次ストローク流路３００は、対応する駆動凹部１１と交互に配置され、順次に連通され、二次ストローク流路３００は、コア本体又は外輪の円周方向に沿って設置される。
【００３１】
図４に示すように、コア本体３には、コア本体の周面で噴射口３０１を形成し、設定方向が中央から外側へ延びる円弧線であり、噴射口３０１が外輪の対応する駆動凹部１１に連通され、第１段の流路を形成する吸気通路３１、及び
設定方向がコア本体３のエッジから内側へ、再びエッジへ折り曲がって延びる円弧線であり、各二次ストローク流路３００が外輪１の対応する前後の２つの駆動凹部１１に連通され、コア本体の円周方向に沿ってＮ段の流路を形成し、ただし、Ｎが２以上の自然数である二次ストローク流路、が含まれる。説明すべきものとして、ここでは、２段の流路である場合、第１段の流路（吸気通路）及び第２段の流路（二次ストローク流路）が含まれ、３段の流路である場合、第１段の流路（吸気通路）、第２段の流路（二次ストローク流路）、及び第３段の流路（他の二次ストローク流路）が含まれ、……。
各段の流路が外輪の対応する駆動凹部と合わせて、気体エネルギーが次第に減少する多段ストローク構造を形成する。
【００３２】
負荷の要件により、気体動力装置に対して設計することができ、そのうちのコア本体３は、２段の流路、３段の流路、又はより多くの段の吸気流路を設置してもよく、段ごとに循環的に作業を行い、エネルギーが充分に利用され、使用効率を最大限に向上させることにより、出力トルク及び回転速度の要求を満たす。
【００３３】
図５に示すように、図５は４段の流路の概略図であり、圧縮気体は、第１段の流路３１１から入ってから、第２、３、４段の流路３１２、３１３、３１４を介して噴出され、対応する駆動凹部１１に作用し、最後に、気体は、排气流路３１０を介して排出される。図４は、５段の吸気流路の概略図であり、作業プロセスは、図５で示すものに類似する。図５に示すように、二次ストローク流路３００は、戻り経路及び連通されたストローク経路を含み、図５での第３段の流路における戻り経路３１３１及び連通されたストローク経路３１３２のように、戻り経路３１３１は、外輪の対応する駆動凹部に連通され、ストローク経路３１３２が他の駆動凹部に連通される。
【００３４】
図１を参照されたい。該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸に設置され、該軸２には、コア本体３の吸気通路３１と排気通路３１０にそれぞれ連通される吸気、排気軸経路２１、２１０が設けられる。軸内の吸気、排気軸経路は入口（吸気口）、出口（排気口）を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造である。外輪１は、側板４１、４２を介して軸２と合わせることにより密閉空間を形成し、コア本体３は、密閉空間内に設置され、且つ、軸２に接続して固定される。本発明では、コア本体３には少なくとも２段の流路が設置され、各段の流路が外輪の対応する駆動凹部に連通され、最後に、気体を排気通路を介して排出する。
【００３５】
図１を参照されたい。本発明では、コア本体３は、左、右の２つのコア本体を合わせることによって構成されるものであってもよく、左、右のコア本体の合わせ面には、吸気通路３１と排気通路３１０とが設置され、コア本体３はまた、一体で鋳造されてもよい。
【００３６】
図１、図４を参照されたい。本実施例は、一次駆動構造であり、コア本体３には、１つの気体通路が円周方向に沿って設置されて一次駆動構造を形成し、気体通路はまた、独立した作業ユニットと呼ばれ、コア本体３及び外輪１には、吸気通路３１、噴射口３０１、少なくとも２つの駆動凹部１１、少なくとも１つの二次ストローク流路３００、排出口３０２及び排気通路３１０が独立した作業ユニットを形成し、該気体動力装置には、少なくとも１つの独立した作業ユニットが含まれる。独立した作業ユニットには、吸気通路３１、噴射口３０１、駆動凹部１１、二次ストローク流路３００、排出口３０２及び排気通路３１０が気体流動ルートを構成する。
【００３７】
図１、図４又は図５を参照されたい。本発明では、外輪１の内輪表面に２つ以上の駆動凹部１１が設置され、各駆動凹部が輪郭底面１１１および駆動面１１２を有し、輪郭底面１１１の輪郭線は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよく、輪郭底面の輪郭線が対数螺旋線である場合、その極点は軸２に設置され、各駆動凹部１１が２つの隣接する段の流路と同時に連通することによって前段の流路から入った気体は次段の流路を介して排出される。
【００３８】
本発明では、コア本体３の吸気通路、即ち、第１段の流路の設定方向は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよく、各二次ストローク流路、即ち、第Ｎ段の流路でのストローク経路の設定方向は、普通の円弧線又は螺旋線であってもよい。
【００３９】
図４及び図５に示すように、本発明のコア本体３には吸気通路３１が設置され、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、二次ストローク流路３００のストローク経路は、その設定方向が対数螺旋線であり、二次ストローク流路のストローク経路の対数螺旋線の設定方向と、吸気通路の対数螺旋線の設定方向とは、ほぼ一致する。コア本体３の吸気通路は、その設定方向が中央から外側へ延びる対数螺旋線であり、該対数螺旋線の極点がコア本体の中心軸線に設置され、対数螺旋線の設定方向角が１５°〜４５°であり、角度が小さいほど、流路が長くなり、損失が多くなるが、角度が大きいほど、外輪を駆動する接線力が小さくなる。
【００４０】
図１、図２及び図３を参照されたい。本発明の軸２内には、吸気、排気軸経路２１、２１０が入口、出口を形成し、吸気、排気軸経路は、連通しない構造である。軸の入口及び出口は、軸の一端又は軸の両端に設置されてもよく、吸気軸経路２１は、コア本体の吸気通路３１に連通され、軸の排気口は、軸方向に延びて排気軸経路２１０を形成し、排気軸経路は、コア本体の排気通路３１０に連通する。
【００４１】
本願に係る気体動力装置とは、気体エネルギーを機械回転に変換できる装置を指し、そのうち、該装置は、必要な外輪、コア本体及びそれに対応する凹部構造又は流路構造設計以外に、その他の部材を備えても良い。例えば、外部保護を提供するケース本体及び密閉構造などを備えても良い。また、トルク伝達を提供するカップリングなどを備えても良い。そのうち、外輪は、機械回転出力の異なる方式によって具体的な表現形式を変化することができ、例えば、外輪の外側で外歯形構造を形成することにより、ギア伝動の方式によって動的エネルギーを出力しやすい。また、例えば、外輪は、ベルト溝があることにより、ベルト伝動の方式によって動的エネルギーを出力する。さらに、例えば、外輪は、取り付け用のフラン盤があり、カップリングを便利に取り付けることにより、動的エネルギーを出力しやすいなどが挙げられる。コア本体及び外輪の材料は、金属、金属合金、プラスチック、複合材料に限定されない、硬い材料で製造され、コア本体及び外輪の凹部構造又は流路構造の加工は、既知のすべての生産手段によって実現されることができ、ダイキャスティング、鍛造、押し出し、３Ｄ印刷などの方式を含むが、それらに限定されない。該動力装置まで輸入された気体圧は、コンプレッサー（例えば、気圧ポンプ）、流体を圧縮するコンテナー（例えば、高圧気体シリンダー）などによって生成できる。
【００４２】
図１及び図４では、説明すべきものとして、コア本体の吸気通路３１、排気通路３１０及び吸気軸経路２１、及び排気軸経路２１０は、作図規則では対応しないものであるが、説明を具象化するために、図１でのコア本体の吸気通路及び排気通路は、吸気通路及び排気通路そのものを指し、実施例２において、図６及び図９は、これに類似した概略的図示である。
【００４３】
実施例２において、図６〜図９を参照されたい。気体動力装置には、２つの独立した作業ユニットによって形成された二次駆動構造が含まれ、即ち、コア本体３には、２つの気体通路が円周方向に沿って設置され、各気体通路は、１段以上の吸気通路３１、コア本体３の円周方向に沿って配置される二次ストローク流路３００及び排気通路３１０を含む。気体動力装置は、その内輪表面に複数の駆動凹部１１が円周方向に設置される外輪１と、コア本体３であって、外輪１の内に同軸的に設置され、且つ、外輪に対して回転可能であり、コア本体の外輪表面に２組の噴射口、排出口が設置され、および、各組の噴射口と排出口との間に少なくとも１つの二次ストローク流路が設置されるコア本体３とを含み、コア本体には、噴射口に対応して連通される２つの吸気通路３１、３２、および、排出口に対応して連通される２つの排気通路３１０、３２０、を含み、２つの気体は、それぞれコア本体の２つの吸気通路から入り、コア本体３の噴射口及び二次ストローク流路３００の段階的な噴出によって、外輪の円周方向での対応する駆動凹部１１に作用し、これらの駆動凹部に推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、動力出力を実現し、最後に、気体は、コア本体の排出口によって排気通路を介して排出する。上記の１つの吸気通路、１つの噴射口、対応する数の駆動凹部及び対応する二次ストローク流路、排出口及び１つの排気通路が独立した作業ユニットを形成する。
【００４４】
該気体動力装置はまた、軸２を含み、外輪１及びコア本体３が同軸的に軸に設置され、該軸２には、コア本体の吸気通路３１、３２と排気通路３１０、３２０にそれぞれ連通される吸気軸経路２１、２２及び排気軸経路２１０、２２０が設けられる。軸２には、気体通路に対応する２つの吸気口と２つの排気口が設置され、圧縮気体は、軸２の２つの吸気口から入り、コア本体３の吸気通路によって噴出し、外輪１の駆動凹部１１に作用し、推力を発生させて、外輪１を押して回転させ、作業を行い、最後に、圧縮気体は、コア本体３の排気通路を介して対応する排気口に到達し、連続的な動力出力を実現する。その他の構造は、実施例１での構造と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
実施例３において、本発明の気体動力装置には、４つ又はより多くの独立した作業ユニットによって形成される多段駆動構造が含まれ、コア本体には、３つ又はより多くの気体通路が円周方向に沿って設置され、各気体通路は、１段以上の吸気通路、コア本体の円周方向に沿って配置される二次ストローク流路、及び排気通路を含み、吸気通路及び排気通路がコア本体の左、右合わせ面に設置される。軸には、気体通路に対応する数の吸気軸経路と排気軸経路とが設置され、圧縮気体は、軸の吸気軸経路から入り、コア本体の吸気流路を介して噴出し、外輪の駆動凹部に作用し、外輪を押して回転させ、作業を行い、連続的な動力出力を実現し、最後に、圧縮気体は、コア本体の各排気通路を介して対応する排気軸経路に到達する。その他の構造は、実施例１での構造と同様である。
【００４６】
実施例４
気体動力装置の試作機：
（一）２段の気体動力装置
１、主なパラメータは、以下のようなものである。 
（１）気体圧：１.２ＭＰａ
（２）最高回転速度：８５５０ｒ／ｍｉｎ 
（３）駆動構造段数：３
（４）吸気流路直径：Φ５ｍｍ
（５）単段駆動吸気段数：２
（６）外輪直径：Φ１４０ｍｍ
（７）外輪重量：２.５ＫＧ
２、出力トルク 
静的トルク（回転速度０ｒ／ｍｉｎ）                      Ｎ静＝４．９５Ｎ・ｍ
出力トルク１（回転速度１０００ｒ／ｍｉｎの場合）    Ｎ１０００＝６．２３Ｎ・ｍ
出力トルク２（回転速度３０００ｒ／ｍｉｎ）          Ｎ３０００＝８．７９Ｎ・ｍ
出力トルク３（回転速度５０００ｒ／ｍｉｎ）        Ｎ５０００＝１１．３５Ｎ・ｍ
出力トルク４（回転速度８５５０ｒ／ｍｉｎ）          Ｎｍａｘ＝１５．８９Ｎ・ｍ
（二）５段の気体動力装置
１、主なパラメータは、以下のようなものである。
（１）気体圧：１.２ＭＰａ
（２）最高回転速度：１７９６７ｒ／ｍｉｎ
（３）駆動構造段数：３
（４）吸気流路直径：Φ５ｍｍ
（５）単段駆動吸気段数：５
（６）外輪直径：Φ１４０ｍｍ
（７）外輪重量：２.５ＫＧ
２、出力トルク 
静的トルク（回転速度０ｒ／ｍｉｎ）                      Ｎ静＝９.５８Ｎ・ｍ
出力トルク１（回転速度１０００ｒ／ｍｉｎの場合）  Ｎ１０００＝１０．８６Ｎ・ｍ
出力トルク２（回転速度３０００ｒ／ｍｉｎ）         Ｎ３０００＝１３.４２Ｎ・ｍ
出力トルク３（回転速度５０００ｒ／ｍｉｎ）         Ｎ５０００＝１５.９８Ｎ・ｍ
出力トルク４（回転速度１００００ｒ／ｍｉｎ）     Ｎ１００００＝２２.３８Ｎ・ｍ
出力トルク５（回転速度１７９６７ｒ／ｍｉｎ）         Ｎｍａｘ＝３３.５８Ｎ・ｍ
試験から分かるように、同等な条件では、駆動吸気の段数を増加することにより、出力トルクを著しく増大させることができ、加速パフォーマンスがよりよくなると同時に、回転速度の向上にも有利である。
【００４７】
以上に記載の内容は、本開示技術内容を利用した実施例にすぎず、本開示を当業者による実用に移して行ったすべての修飾、変化は、いずれも本開示によって主張される特許範囲に属し、実施例で開示されたものに限定されない。
【国際調査報告】
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