Skrócony opis patentowy rotacyjnego silnika spalinowego i doładowarki do tego silnika lub maszyna chłodnicza i grzewcza

Transkrypt

1 Skrócony opis patentowy rotacyjnego silnika spalinowego i doładowarki do tego silnika lub maszyna chłodnicza i grzewcza Oznaczenia figur i oznaczenia na figurach Fig. l Geometryczna konstrukcja mechanizmu roboczego maszyny przepływowej silnika A punkt styczności okręgu obrysu głów łopatek wirnika łopatkowego z okręgiem wirnika wrębowego wyporowego

2 2 B C punkty styczności prostych a i b zarysu łopatek z okręgiem wirnika wrębowego i niepokazanym zarysem wrębu tego wirnika O 1 punkt osi obrotu wirnika łopatkowego i punkt okręgu wirnika wrębowego O 2 punkt osi obrotu wirnika wrębowego D średnica okręgu głów łopatek d średnica okręgu wirnika wrębowego α kąt między odcinkiem AO 1 a prostą a kąt obrotu wirnika łopatkowego 2 α kąt między odcinkiem AO 2 a odcinkiem BO 2 kąt obrotu wirnika wrębowego Okrąg wewnętrzny ze środkiem O 1 jest okręgiem stóp łopatek Proste a i b przecinają się w punkcie O 1

3 3 Fig. 2 przekrój poprzeczny silnika spalinowego 1 korpus z cylindrem zewnętrznym 2 cylinder wewnętrzny 3 wirnik łopatkowy 4 wirnik wrębowy 5 wtryskiwacz paliwa 6 świeca iskrowa inicjująca zapłon

4 4 Fig. 3 przekrój osiowy silnika spalinowego 7 łopatka wirnika łopatkowego 8 tarcza wirnika łopatkowego 9 koło zębate z zarysem wewnętrznym wir. łopat. 10 tarcza wału odbioru mocy I1 tarcza czołowa wirnika łopatkowego 12 wał odbioru mocy 13 tulejowy koniec wału wirnika łopatkowego 14 koło zębate wirnika wrębowego 15 pokrywa łożyskowania wirnika łopatkowego 16 pokrywa przednia łożyskowania wir. łopat. 17 czop podparcia cylindra wewnętrznego

5 5 18 krążek czopa 19 tylny krążek cylindra wewnętrznego 20 czop podparcia ślizgowego cylin. wewn. 21 pokrętło regulacyjne komory spalania 22 śruba tłoczka reguł, komory spalania 23 pokrywka łożyska 24 króciec ssący 25 otwory wlotowe sprężonego powietrza 26 otwory wylotowe do rozprężania spalin 27 króciec upustu gazów spalinowych 28 króciec wypływu spalin niskiego ciśnienia

6 6 Fig. 4 przekrój poprzeczny C-C doładowarki do silnika spalinowego Fig. 5 schemat ideowy maszyny chłodniczej lub grzewczej Ch maszyna chłodnicza P wymiennik ciepła komory chłodniczej K ch komora chłodnicza W ch wymiennik ciepła zewnętrzny chłodziarki

7 7 Fig. 6 schemat ideowy układu silnika i doładowarki S silnik D doładowarka K s komora spalania pierwsza K d komora spalania druga W p wymienik ciepła

8 8

9 9 Fig. 7 przekrój poprzeczny D-D maszyny chłodniczej lub grzewczej obiegu parowego lub gazowego Fig. 8 zarysy rzeczywiste wrębów, wirników i łopatek silnika spalinowego i doładowarki R promień teoretyczny wirnika łopatkowego 3 D zarys rzeczywisty wirnika łopatkowego 3 7 łopatka 4 zarys rzeczywisty wirnika wrębowego

10 10 Z zarys rzeczywisty wrębu K okrąg styczności prostych a, b zarysu łopatki 7 ρ promień okręgu K i promień stępienia krawędzi wrębów Z r łuk zarysu rzeczywistego wrębu Z 0,5 R promień teoretyczny wirnika wrębowego 4 Krótka charakterystyka silnika spalinowego wg wynalazku, możliwości modyfikacji. Silnik charakteryzuje się ciągłością przepływu wyporowego o nieruchomym froncie płomienia w optymalizowanej komorze spalania, które jest zainicjowane świecą zapłonową wyłączaną, po ustalonym spalaniu jednostajnie wirowym. Wtrysk paliwa jest ciągły a jego liczba cetanowa lub oktanowa jest cechą zbędną i paliwem może być np. nafta jak w turbinach gazowych. Moment obrotowy będzie równomierny powstający z różnicy sił parcia spalin na części łopatek niezagłębionych we wręby w powiększających się komorach międzyłopatkowych a siłami parcia na te części łopatek, sprężonego powietrza w zmniejszających się komorach międzyłopatkowych. Objętość czynnika roboczego końca rozprężania może być większa od objętości początku jego sprężania. Daje to możliwość realizacji obiegu zbliżonego do obiegu Humphery'a o większej sprawności cieplnej od obiegu Otto o tym samym stopniu sprężania. Obieg Humphrey a zawiera dwie adiabaty połączone izohorą spalania i izobarą wydechu. Wirniki dają możliwość bardzo dobrego wyważenia dynamicznego i mogą osiągać wysokie obroty dając możliwość uzyskania dużej mocy z jednostki masy silnika jak w turbinach lotniczych.

11 11 Wymiana ładunków rozprężonych spalin na ładunki powietrza atmosferycznego dokonuje się przez siły odśrodkowe działające na masy gazu znajdujące się w wirujących komorach międzyłopatkowych. Krzywoliniowe powierzchnie wrębów nie współpracują stykowo z łopatkami, których uszczelnienie z cylindrami może być bezstykowe w silnikach szybkobieżnych. Silnik wg wynalazku można modyfikować na wysokoprężny o stopniu sprężania ok. 30 przez dodanie doładowarki o podobnej konstrukcji, scalonej z silnikiem bez zwiększania liczby sztywnych wirników mechanizmu roboczego. Zarysy okręgów cylindrów oraz zarys prostoliniowy łopatek daje technologiczność konstrukcji pozwalającą użyć do produkcji silnika powszechnie stosowanych materiałów i obrabiarek w przemyśle silnikowym. W eksploatacji silnika wg wynalazku można uzyskać małe zużycie paliwa i olejów smarujących, chłodzących łożyska, oraz mały poziom hałasu. Silnik może być stosowany do samolotów, pojazdów kołowych i okrętów oraz jako gazowy lub parowy w elektrowniach. Po modyfikacji silnik może pracować z zamkniętym obiegiem czynnika roboczego (silnik Stirlinga) np. z kolektorem słonecznym jako nagrzewnicą lub nagrzewnicą poziemnej gorącej wody, której Polska ma duże zasoby udokumentowane przez prof. Juliana Sokołowskiego.