Wacław Mączka. Praca zawiera 22 figury rysunków i wykresów Do tego opisu dołączony jest Suplement z rysunkami. Lublin 2011 r.



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

Wacław Mączka SUPLEMENT

PL B1. GULAK JAN, Kielce, PL BUP 13/07. JAN GULAK, Kielce, PL WUP 12/10. rzecz. pat. Fietko-Basa Sylwia

Układ napędowy. Silnik spalinowy CAT C27 Typ silnika CAT C 27. Zespół prądnic synchronicznych. Znamionowa prędkość obrotowa

Obiegi gazowe w maszynach cieplnych

Rys. 1. Obieg cieplny Diesla na wykresach T-s i p-v: Q 1 ciepło doprowadzone; Q 2 ciepło odprowadzone

Obieg Ackeret-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) - podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji.

(13) B1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl.

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (rzeczywistego) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH. Opracował. Dr inż. Robert Jakubowski

Obieg Ackeret Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji

PLAN WYNIKOWY MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE

Termodynamika. Część 5. Procesy cykliczne Maszyny cieplne. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

PL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL ZAWADA MARCIN, Siemianowice Śląskie, PL BUP 09/13

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

PL B1. Układ do zasilania silnika elektrycznego w pojazdach i urządzeniach z napędem hybrydowym spalinowo-elektrycznym

Techniki niskotemperaturowe w medycynie

POLITECHNIKA LUBELSKA,

(2)Data zgłoszenia: (57) Układ do obniżania temperatury spalin wylotowych oraz podgrzewania powietrza kotłów energetycznych,

Para wodna najczęściej jest produkowana w warunkach stałego ciśnienia.

Konspekt Obieg Ackeret-Kellera i lewobieżny obieg Philipsa (Stirlinga) podstawy teoretyczne i techniczne możliwości realizacji.

POMPA OLEJOWA WIELOWYLOTOWA Typ PO

PL B1. ZAWADA HENRYK, Siemianowice Śląskie, PL BUP 13/13. HENRYK ZAWADA, Siemianowice Śląskie, PL

Lekcja 6. Rodzaje sprężarek. Parametry siłowników

OBLICZENIA SILNIKA TURBINOWEGO ODRZUTOWEGO (SILNIK IDEALNY) PRACA W WARUNKACH STATYCZNYCH

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

PL B1. DYNAXO SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Popowo, PL BUP 01/11. STANISŁAW SZYLING, Dzierżoniów, PL

PL B1. NIKOLUK KRZYSZTOF, Różnowo, PL WOLSKI ZYGMUNT, Olsztyn, PL NOZDRYN-PŁOTNICKA ANNA, Krze Duże, PL

PL B1. KRUPANEK LESZEK, Bielsko-Biała, PL BUP 05/05. LESZEK KRUPANEK, Bielsko-Biała, PL WUP 09/10 RZECZPOSPOLITA POLSKA

PL B1. Głowica pomiarowa do badania charakterystyk tribologicznych i szczelności ślizgowych uszczelnień czołowych

ĆWICZENIE WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMPY WIROWEJ

Urządzenia wytwórcze ( Podstawowe urządzenia bloku.

(54)Układ stopniowego podgrzewania zanieczyszczonej wody technologicznej, zwłaszcza

Skraplarki Claude a oraz Heylandta budowa, działanie, bilans cieplny oraz charakterystyka techniczna

BADANIE SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ.

silniku parowym turbinie parowej dwuetapowa

PL B1. Urządzenie wentylatorowe do recyrkulacji gazów w wysokotemperaturowym ogniwie paliwowym. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL

Zasada działania maszyny przepływowej.

(54) (19) PL (11) (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY PL B1 F24D 15/04 F25B 30/02. Sprężarkowa pompa ciepła. (73) Uprawniony z patentu:

POMPA SMAROWNICZA TYP MPS 10

Wylot płynu chłodzącego do ogrzewania zewnętrznych elementów

Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji

PL B1. INSTYTUT MASZYN PRZEPŁYWOWYCH IM. ROBERTA SZEWALSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Gdańsk, PL BUP 20/14

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 08/09. CZESŁAW KOZIARSKI, Wrocław, PL WUP 09/13

PL B1. Urządzenie ręczne z elektrycznie napędzanym narzędziem i elektropneumatycznym mechanizmem uderzeniowym

Pompa ciepła powietrze woda WPL 15 ACS / WPL 25 AC

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PL B1. Zespół prądotwórczy, zwłaszcza kogeneracyjny, zasilany ciężkimi gazami odpadowymi o niskiej liczbie metanowej

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WWOax

PL B1. TURBOCARE POLAND SPÓŁKA AKCYJNA, Lubliniec, PL BUP 13/11

Dane techniczne doboru urządzenia nr GD/17/03/DK/315a ( NW1 ) NAWIEW HIGIENOS 2 50 Prawe TUV WYCIĄG HIGIENOS 2 50 Lewe TUV

Amoniakalne urządzenia chłodnicze Tom I

POMPA SMAROWNICZA MPS-10

(54)Sposób optymalizacji parametrów pracy urządzenia chłodniczego, układ chłodzenia w urządzenia chłodniczego oraz urządzenie chłodnicze

Tomasz P. Olejnik, Michał Głogowski Politechnika Łódzka

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPPO

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 7 BADANIE POMPY II

GUDEPOL katalog produktów strona 3

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/SE99/02029 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPWs

Lewobieżny obieg gazowy Joule a a obieg parowy Lindego.

PL B1. SZKODA ZBIGNIEW, Tomaszowice, PL BUP 03/16

Laboratorium z Konwersji Energii SILNIK SPALINOWY

SPIS TREŚCI. 1. Charakterystyka ogólna.

Zawór regulacyjny ZK29 z wielostopniową dyszą promieniową

Konstrukcja pompy ciepła powietrze/woda typu Split. Dr hab. Paweł Obstawski

SERIA MP POMPY WIELOSTOPNIOWE WIELKOŚCI DN 40 - DN 125

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

PL B1. WĄSOWSKI ANDRZEJ BDT-SYSTEM, Rzeszów, PL BUP 08/12. ANDRZEJ WĄSOWSKI, Rzeszów, PL WUP 03/15

Koszt produkcji energii napędowej dla różnych sposobów jej wytwarzania. autor: Jacek Skalmierski

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Właściwy silnik do każdego zastosowania _BlueEfficiencyPower_Polnisch_Schrift_in_Pfade.indd :55:33

WENTYLATORY PROMIENIOWE DWUSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPWDs/1,4 WPWDs/1,8

BADANIE CHŁODZIARKI SPRĘŻARKOWEJ

POLSKA (13) B1. (54) Urządzenie do topienia i natrysku asfaltu lanego

Energetyka konwencjonalna

PL B1. Sposób zasilania silników wysokoprężnych mieszanką paliwa gazowego z olejem napędowym. KARŁYK ROMUALD, Tarnowo Podgórne, PL

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. SECO/WARWICK SPÓŁKA AKCYJNA, Świebodzin, PL BUP 08/ WUP 03/13. MARCIN CHAMERA, Świebodzin, PL

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

PL B1. MICHAŁOWICZ ROMAN, Ostróda, PL DOMAŃSKI JERZY, Olsztyn, PL BUP 22/08

(54) Sposób optymalizacji parametrów pracy termoelektrycznego urządzenia chłodniczego,

TECHNIKI NISKOTEMPERATUROWE W MEDYCYNIE

ĆWICZENIE 18 ANALIZA UKŁADU NAPĘDOWEGO CIĄGNIKA

TWEE, sem. 2. Wykład 6

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

PL B1. BULGA ZBIGNIEW PRZEDSIĘBIORSTWO BUDOWY PIECÓW, AUTOMATYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA SZKŁO-PIEC, Kraków, PL

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. JURKIEWICZ WOJCIECH ZAKŁAD URZĄDZEŃ GRZEWCZYCH ELEKTROMET, Gołuszowice, PL BUP 24/

Czynnik chłodniczy R134a

PL B1. Zakłady Budowy Urządzeń Spalających ZBUS COMBUSTION Sp. z o.o.,głowno,pl BUP 04/06

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPO- 10/25 WPO 18/25

PL B1. RZADKOSZ KAZIMIERZ, Gliczarów Górny, PL BUP 06/12. KAZIMIERZ RZADKOSZ, Gliczarów Górny, PL

Wentylatory promieniowe typu WPO-10/25 WPO-18/25 PRZEZNACZENIE

WYKŁAD 11 POMPY I UKŁADY POMPOWE

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

KARTA INFORMACYJNA APARAT NAWIEWNY TYP ANB KI - K

ŚRODKI I URZĄDZENIA TRANSPORTU UKŁADY NAPĘDOWE STATKÓW MORSKICH

Układ siłowni z organicznymi czynnikami roboczymi i sposób zwiększania wykorzystania energii nośnika ciepła zasilającego siłownię jednobiegową

PL B1. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim

Transkrypt:

Wacław Mączka Skrócony opis patentowy patentu nr PL 200970 pt. Sposób uzyskiwania energii z ciepła atmosfery i wieloobiegowy silnik do tego sposobu w akumulacji energii do pneumatycznego napędu pojazdów kołowych. Praca zawiera 22 figury rysunków i wykresów Do tego opisu dołączony jest Suplement z rysunkami Lublin 2011 r.

2 Spis treści 1. Charakterystyka silnika...3 2. Powstawanie energii...4 3. Rezultaty obliczeń...5 4. Oznaczenia na figurach...6 5. Budowa silnika akumulacyjnego...7 6. Budowa termodynamicznej chłodnicy...9 7. Schemat połączeń rotacyjnego akumulacyjnego silnika (Fig. 10)....9 a) Obieg główny...9 b) Obieg pomocniczy...10 8. Schemat połączeń wariantu paliwowego silnika...11 9. Budowa sprężarki mocy i jej funkcje...12 10. Działanie silnika akumulacyjnego...12 11. Działanie wariantu paliwowego silnika...14 12. Możliwości zastosowania wariantu paliwowego silnika w energetyce...15

3 Skrócony opis patentowy patentu nr PL 200970 pt. Sposób uzyskiwania energii z ciepła atmosfery i wieloobiegowy silnik do tego sposobu w akumulacji energii do pneumatycznego napędu pojazdów kołowych. 1. Charakterystyka silnika Rotacyjny akumulacyjny silnik noże być stosowany w pojazdach ekologicznych dla ruchu w gęstych aglomeracjach osiedli i miast, eliminując z nich spaliny samochodowe i uciążliwy hałas, dzięki dużej gęstości energii z 1 kg skroplonego azotu (praktycznie powietrza) ok. 0,165 KWh/kg. W czasie jazdy poza miastem silnik ten jest przełączany na wariant paliwowy w czasie ruchu pojazdu. Duża sprawność teoretyczna akumulacji sprawi to, że silnik akumulacyjny znajdzie zastosowanie w systemie ekoeneretyki źródeł odnawialnych. Sprzężenie na sztywno wału silnika z wałem sprężarki tłoczącej powietrze do pneumatycznych silników kół jezdnych pojazdu eliminuje skrzynię biegów. Wówczas transmisja mocy z silnika do kół jezdnych jest bezstopniowa. Wydajność sprężarki jest regulowana od 0 do max. Spaliny opuszczające nagrzewnice kierowane są do wymiennika podgrzewającego sprężone powietrze przed doprowadzeniem go do silników pneumatycznych. Energia odzyskiwana w czasie hamowania pojazdu jest przetwarzana w strumień sprężonego powietrza uzyskiwanego w sprężarkach, które są przestawionymi do tej funkcji silnikami pneumatycznymi kół jezdnych. Strumień ten wpływa do specjalnych butli, z których pobiera się go do ruszania pojazdu z miejsca (bez pobierania

4 energii z zewnątrz). Dzięki temu tylko niewielka ilość energii ulegnie rozproszeniu. Wysokie obroty rotacyjnego układu pozwolą uzyskiwać dużą moc z jednostki masy układu. Silnik ten może być wykonany przez użycie materiałów i obrabiarek powszechnie stosowanych w przemyśle silnikowym. Silnik ten będzie miał małe zużycie olejów smarujących, zaś w wariancie paliwowym wystąpi małe zużycie paliwa i niski poziom hałasu. 2. Powstawanie energii Energia powstaje w dwóch oddzielnych obiegach, obiegu głównego i obiegu pomocniczego, w których gazowy azot jest czynnikiem roboczym w dwóch zamkniętych przepływach, przy czym strumień pary mokrej azotu jest dolnym źródłem ciepła, który pod postacią ciekłego azotu jest zakumulowany w kriogennym zbiorniku dla głównego obiegu, zaś atmosferyczne powietrze jest górnym źródłem ciepła dla obu obiegów. Masowe natężenie przepływu czynnika roboczego w głównym obiegu ABCDEFGA (Fig. 1) jest 3,29 razy większe od masowego natężenia przepływu w obiegu pomocniczym GQRG (Fig. 2), przy czym główny obieg i pomocniczy obieg są sprzężone dwoma niezależnymi parametrami; ciśnienie p G = 0,1 MPa i temperatura T G = 75 K. Główny obieg zawiera izobarę p A = 0,1 MPa z izotermą T A = 75 K chłodzenia czynnika roboczego, połączoną z izentropą sprężania czynnika do p B = 1 MPa, która jest połączona z izobarą regeneracyjnej wymiany ciepła w przeciwprądowym wymienniku W R. Ta izobara jest połączona z izotermą T CD = 300 K do ogrzewania czynnika przez powietrze atmosferyczne i

5 rozprężania do ciśnienia p D = 0,1 MPa, przy czym izoterma T CD jest połączona z izobarą regeneracyjnego chłodzenia czynnika do temperatury T E = 105 K w przeciwprądowym wymienniku W R, natomiast izentropa EF rozprężania czynnika do ciśnienia p F =0,040 MPa zamyka obieg główny (Fig. 1a). Obieg pomocniczy GQRG (Fig. 2) zawiera izentropę GQ sprężenia czynnika od ciśnienia p G = 0,1 MPa do p Q =10 MPa połączoną z izotermą T QR = 300 K ogrzewania czynnika powietrzem atmosferycznym i rozprężenia do ciśnienia p R = 0,1 MPa. Izobara RG chłodzenia czynnika parą przegrzaną azotu w chłodnicy Ch 4 (Fig. 10) obiegu pomocniczego zamyka ten obieg, przy czym termicznie zużyty gazowy azot wypuszcza się do atmosfery. 3. Rezultaty obliczeń Wielostopniowe rozprężanie czynnika z międzystopniowym ogrzewaniem ciepłem atmosferycznego powietrza w obiegu głównym (linia piłowa C D ) i pomocniczym (linia piłowa Q R ) i dwustopniowe sprężanie z międzystopniowym chłodzeniem strumieniem pary mokrej azotu (linia piłowa O G ) są wprowadzone do obliczeń wartości energii uzyskanej z jednostki masy ciekłego azotu. Wykresy entropowe na figurach Fig. 1, Fig. 1a, Fig. 2, Fig. 2a są oparte na wykresach entropowych azotu z zakresu niskich temperatur, zaczerpniętych z amerykańskiej literatury naukowo-technicznej. Teoretyczna wartość uzyskanej energii tym sposobem wynosi E = 0,190 kwh/kg.

6 Dla porównania olej napędowy E DO = 5 kwh/kg w silniku Diesla, akumulator elektrochemiczny siarkowo-ołowiowy E ak = 0,040 kwh/kg, samochodowy superżyroskop Rubenhorste a E R = 0,067 kwh/kg. Te wartości donoszą się do jednego kilograma masy; ciekłego azotu, oleju napędowego i superżyroskopu. Wielostopniowe sprężanie czynnika z międzystopniowym chłodzeniem za pomocą powietrza atmosferycznego w głównym obiegu chłodniczym (linia piłowa C D ) i dla obiegu pomocniczego (linia piłowa Q R ) jest wprowadzone do obliczenia teoretycznej wartości współczynnika sprawności akumulacji energii. η t = 0,805 4. Oznaczenia na figurach Fig. 1 wykres entropowy głównego obiegu silnika akumulacyjnego (linia piłowa C D pod izotermą T CD = 300 K) i głównego obiegu chłodniczego (linia piłowa C D nad izotermą T CD = 300 K) Fig. 1a powiększony wykres entropowy głównego obiegu silnika akumulacyjnego (linia piłowa O GA nad izotermą T A = 75 K Fig. 2 wykres entropowy pomocniczego obiegu silnika akumulacyjnego (linia piłowa Q R pod izotermą T QR = 300 K i pomocniczego obiegu chłodniczego (linia piłowa Q R nad izotermą T CD = 300 K Fig. 2a powiększony wykres entropowy głównego obiegu chłodniczego (linia piłowa AGF pod izotermą T A = 75 K Fig. 3 wykres entropowy obiegu w wariancie paliwowym silnika Fig. 4 przekrój poprzeczny D-D I zespołu (wysokiego ciśnienia)

7 Fig. 4a przekrój osiowy F-F I zespołu Fig. 5 przekrój poprzeczny A-A II zespołu (średniego ciśnienia) Fig. 6 przekrój osiowy B-B II zespołu Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9 przekroje chłodnicy termodynamicznej silnika akumulacyjnego Fig. 10 Schemat ideowy silnika akumulacyjnego Fig. 11 Schemat ideowy wariantu paliwowego silnika, w którym pracuje II zespół po wyłączeniu I i III zespołu Fig. 12 działanie sprężarki mocy i silników pneumatycznych w realizacji transmisji mocy z silnika napędowego do kół jezdnych pojazdu Fig. 13a, 13b, 13c są przekrojami sprężarki mocy. 5. Budowa silnika akumulacyjnego Rotacyjny silnik spalinowy z polskiego patentu nr 152837 zgłoszonego w 1987 r. jest konstrukcją bazową dla silnika akumulacyjnego. Silnik akumulacyjny zawiera 3 wirnikowe zespoły: I zespół wysokiego ciśnienia do realizacji obiegu pomocniczego II zespół średniego ciśnienia do realizacji obiegu głównego, do którego włączany jest zespół III (niskiego ciśnienia) Te 3 zespoły są sprzężone kołami zębatymi, zaś odbiór mocy jest dokonywany z wału II zespołu. I zespół ma budowę następującą (Fig. 4, Fig. 4a) Korpus 35 ma cylinder zewnętrzny, w którym umieszczony jest obrotowo sztywny wirnik łopatkowy, na który składają się: pierścień 36 z tuleją wału

8 odbioru mocy, pierścień 39 z tuleją łożyskowania wirnika łopatek, pierścień 38, cienkie pierścienie 37 i 41, łopatki 42 i łopatki 40 sprężarki adiabatycznej. Wirnik ten realizuje 10-cio stopniowe rozprężanie i dwustopniowe sprężanie adiabatyczne. Z wirnikiem współpracuje ruchowo wirnik wrębowy 52 z podcięciami, którego wałek jest ułożyskowaną w krążkach 43, 47, 50, połączonych sztywno z cylindrami 45 i 48 z uskokiem średnic zewnętrznych, z którymi współpracują ruchowo stopy łopatek 40 i 42. Każdemu pierścieniowi wirnika łopatkowego odpowiada jeden krążek korpusu wewnętrznego, który jest drążony kanałami 51. Zakreskowane podwójnie pola są izolacją termiczną 33. II zespół ma budowę następującą; (Fig. 5, Fig. 6) W korpusie 1 jest umieszczony ruchowo sztywny wirnik łopatkowy, na który składają się: pierścień z tuleją 5 do odbioru mocy, pierścień 8 z tuleją wirnika łopat. do jego łożyskowania, pierścień 7, cienkie pierścienie 6 i łopatki 9. Z pierścieniem 5 jest sztywno połączone koło zębate 11 zazębiające się z kołem 10 osadzonym sztywno na wałku wirnika wrębowego 12. Wirnik ten jest ułożyskowany w krążkach 15, 17, 18, które razem z cienkimi krążkami 16 odpowiadającymi każdemu pierścieniowi wirnika łopatk., są połączone sztywno z cylindrem wewnętrznym 29. Cylinder wewnętrzny posiada okna przepływowe tak, że dla każdego okna w danym stopniu zespołu II przypada jeden kanał k 0 osiowy zimnego powietrza. Dla każdej sekcji korpusu 1 jest przewidziany sektor suwakowy 27 i 28, przesuwający się w prowadnicach korpusu 1, z którym połączony jest króciec k w styczny do cylindra zewnętrznego. Pole zakratowane jest izolacją 33 termiczną (Fig. 5).

9 Budowa zespołu III niskiego ciśnienia jest podobna do budowy zespołu I i ma mniejszą liczbę stopni (cztery sekcje: S n1, S n2, S n3 i S n4 ). Ten zespół jest sprzężony z II zespołem parą kół zębatych 23, 56 poprzez sprzęgło 57 rozłączne. 6. Budowa termodynamicznej chłodnicy Termodynamiczna chłodnica jest przedstawiona na Fig. 7, Fig. 8 i Fig. 9. Śrubowa spłaszczona rura jest zastosowana do przepływu chodzonego czynnika. Jest ona podzielona na sekcje Ch 1, Ch 2 i Ch 3 i nie pokazana na Fig. 7 sekcja Ch 4. Chłodziwo, którym ciekły azot płynie górną rynną między dwoma pasami szczelnie połączonymi z tą rurą. Małe rury 54 łączą górne rynny ze sobą. Całość chłodnicy jest otoczona termiczną izolacją 53. 7. Schemat połączeń rotacyjnego akumulacyjnego silnika (Fig. 10). a) Obieg główny Poszczególne sekcje II zespołu mają oznaczenia od S 5 do S 1, króćce zasilania każdej sekcji mają oznaczenie kl, króćce wydechowe oznaczone kp, wymienniki ciepła oznaczone od W 5 do W 1, przeciwprądowy wymiennik ciepła W R. Sekcje III zespołu oznaczone od S n1 do S n4, ich króćce wylotowe kl, króćce wlotowe kp, sekcje chłodnicy mają oznaczenie Ch 1, Ch 2, Ch 3 dla głównego

10 obiegu. Sekcja Ch 4 przeznaczona jest dla obiegu pomocniczego. Wymiennik W 1 jest połączony z ciepłym wlotem do W R, którego zimny wylot jest połączony z kp S n1, kl S n1, łączy się z wlotem do Ch 1, którego wylot łączy się z kp S n2. Króciec kl S n2 łączy się z wlotem do Ch 2, którego wylot łączy się z kp S n3, natomiast kl S n3 łączy się u wlotem do Ch 3, zaś wylot z niego łączy się z kp S n4. Króciec kl S n4 łączy się z zimnym wlotem do W R. Ciepły wylot z W R łączy się z kl S 5, zaś kp S 5 łączy się z wlotem do W 5, którego wylot jest połączony z kl S 4, natomiast k p S 4 łączy się z wlotem do W 4. Wylot z W 4 łączy się z kl S 3, kp S 3 łączy się z wlotem do W 3, natomiast wylot z W 3 łączy się z kl S 2, zaś kp S 2 jest łączy się z wlotem do W 2 a wylot z niego łączy się kl S 1. Króciec kp S 1 łączy się z wlotem do W 1, zaś wylot z niego łączy się z ciepłym wlotem do W R i obwód połączeń jest zamknięty. b) Obieg pomocniczy Wylot z sekcji S w1 łączy się z wlotem do Ch 4, którego wylot łączy się z wlotem do S WI pierwszy stopień sprężania izentropowego, zaś wylot z niego łączy się z wlotem do S WII drugi stopień sprężania. Wylot z S wii łączy się z wlotem do sekcji S W10 1 stopnia rozprężania, natomiast wylot z S W10 łączy się z wlotem do S w9 i tak kolejno aż do wylotu z S w1 i obwód połączeń się zamyka. Wewnętrzny korpus I zespołu i jego zewnętrzny korpus są wymiennikami ciepła z otaczającego powietrza atmosferycznego, którego strumień jest wymuszany przez wentylator. Wał I zespołu jest sprzężony wałem II zespołu parą kół zębatych 59 i 23 poprzez sprzęgło rozłączne 58.

11 8. Schemat połączeń wariantu paliwowego silnika (II zespół Fig. 11 jest przestawiony w wariant paliwowy przy odłączonym zespole I i III). Króćce sprężania czynnika oznaczone są przez kl. króćce zasilania przez kp, poszczególne sekcje oznaczone od S 5 do S 1. Króciec styczny do cylindra zewnętrznego oznaczony przez kw, przeciwprądowy wymiennik ciepła przez W R, międzystopniowe chłodnice od W 1 do W 5, nagrzewnice spalinowe oznaczone od N 5 do N 1, osiowe króćce kanałów ozn. przez k 0. Osiowy króciec k 0 S 1 łączy się z zimnym wylotem z wymiennika W R, natomiast kl S 1 łączy się z wlotem do wymiennika W 1, którego wylot połączony jest z k 0 S 2. Króciec kl S 2 łączy się z W 2, który jest połączony z k 0 S 3. Kl S 3 łączy się z W 3, który jest łączony z k 0 S 4, zaś kl S 4 łączy się z W 4, który jest przyłączony do k 0 S 5, natomiast kl S 5 łączy się z W 5, który jest połączony z zimnym wlotem do W R. Gorący wylot W R łączy się z kp S 5, zaś kw S 5 łączy się z nagrzewnicą N 5, z której wylot łączy się z kp S 4. Z króćca kw S 4 jest połączenie z N 4, zaś wylot z N 4 łączy się z kp S 3, natomiast kw S 3 jest połączony z N 3, z którego wylot łączy się z kp S 2. Króciec kw S 2 jest połączony z N 2, zaś z N 2 jest połączenie z kp S 1, natomiast kw S 1 jest połączony z N 1, która łączy się z gorącym wylotem do W R i układ połączeń zamyka się. Czynnik roboczy silnika akumulacyjnego i wariantu paliwowego jest ten sam. II zespół zmienia kierunek obrotów na przeciwny do obrotów silnika akumulacyjnego. Zmiana połączeń do nagrzewnic i do kanałów osiowych jest dokonywana za pomocą zaworów nie pokazanych na figurach.

12 Wariant paliwowy silnika realizuje 5-cio stopniowy obieg Ackereta-Kellera Fig. 3, który zawiera dwie izobary regeneracyjnej wymiany ciepła połączone piłową linią sprężania z chłodzeniem międzystopniowym i piłową linią rozprężania z podgrzewaniem międzystopniowym. 9. Budowa sprężarki mocy i jej funkcje Na Fig. 12 przedstawiona jest tablica z 6-cioma funkcjami sprężarki silnika pneumatycznego przy zmianie nastawienia sektorów 62 i 64 (Fig. 13). Zaczernione pola są nastawialnymi sektorami 62 i 64. I funkcja sprężarka z pełną wydajnością powietrza, obroty prawe. II funkcja sprężarka w biegu jałowym, obroty prawe. III funkcja silnik pneumatyczny z pełną wydajnością powietrza, obroty lewe. IV funkcja sprężarka z pełną wydajnością powietrza, obroty lewe. V funkcja sprężarka w biegu jałowym, obroty lewe. VI funkcja silnik pneumatyczny z pełną wydajnością powietrza, obroty lewe. Napęd sektorów 62 i 64 uzyskuje się za pomocą zębatek 63 i 65. Króciec tłoczny i zasilający 61 mieści się między przekrojami I-I J-J korpusu 60. 10. Działanie silnika akumulacyjnego Każdy z trzech przedstawionych zespołów wielostopniowych jest maszyną ciągłego przepływu wyporowego czynnika roboczego. W I zespole następuje dwustopniowe sprężanie izentropowe do p=10 MPa w sekcjach S wi i S wii i rozprężanie z międzystopniowym ogrzewaniem powietrzem otoczenia w sekcjach od S w10 do S w1. Po rozprężeniu do

13 0,1 MPa następuje przepływ czynnika przez przeciwprądową chłodnicę Ch 4, gdzie czynnik ochładza się do temp. 75 K strumieniem pary suchej azotu i ponownie wpływa do S wi. Strumień ciepła atmosferycznego przenika do czynnika przez korpus zewnętrzny i wewnętrzny. W III zespole występuje izentropowe rozprężanie w sekcji S n1, sprężanie w sekcjach S n2, S n3 z międzystopniowych chłodzeniem czynnika strumieniem pary mokrej azotu w chłodnicach Ch 2 i Ch 3 i izentropowe sprężanie od 0,1 MPa do 1 MPa w sekcji S n4, gdzie następuje wzrost temp. od 75 K do 105 K. W II zespole występuje rozprężanie czynnika w sekcjach od S 5 do S 1 od ciśnienia 1 MPa do 0,1 MPa z międzystopniowym podgrzewaniem do temp. 300 K i przepływ przez przeciwprądowy wymiennik W R, gdzie czynnik ochładza się do temp. 105 K i płynie do sekcji S n1 rozprężając się do ciśnienia 0,054 MPa. Moment obrotowy w II zespole powstaje sił ciśnieniowych działających na łopatki 9 wirnika łopatkowego. Regulacja mocy silnika akumulacyjnego odbywa się przez dwa parametry sprzężone: a) wydajność strumienia gęstej pary mokrej azotu, płynącej do chłodnicy i b) wydajność strumienia powietrza atmosferycznego ogrzewającego wymienniki od W 5 do W 1. Wydajność a uzyskuje się przez regulację obrotów podajnika P (Fig. 10) podającego do rynny (Fig. 7) ciekły azot, który parując pobiera ciepło parowania i kończy bieg (linia kreskowana) (Fig. 10). Wydajność b uzyskuje się przez regulację obrotów wentylatora wymuszającego strumień ciepłego powietrza atmosferycznego, ogrzewającego wymienniki od W 5 do W 1. Zakres regulacji jest szeroki od 0 do maksymalnej mocy.

14 11. Działanie wariantu paliwowego silnika Fig. 5, Fig. 6, Fig. 11 Działanie tego wariantu jest następujące: Sprzęgła 57 i 58 są wyłączone, sektory 27 i 28 otwierają króćce kw poszczególnych sekcji, dławiąc jednocześnie dopływ czynnika do strefy rozprężania. Poprzednie obroty silnika akumulacyjnego są zmienione na przeciwne, termodynamiczna chłodnica jest wyłączona. Maszyna przepływowa tego wariantu jest teoretycznie podzielona średnicową płaszczyzną pionową na 2 połówki: gorącą i zimną. W gorącej połówce każdej sekcji następuje rozprężenie podgrzewanego międzystopniowo czynnika, który jest wypierany odśrodkowo przez czynnik chłodny. Do komór międzyłopatkowych przez kanały osiowe k 0 dostaje się czynnik chłodny, który podlega sprężaniu i ochładzaniu w wymiennikach od W 5 do W 1. Tak narasta ciśnienie czynnika od 0,1 MPa do 1 MPa. Gdy czynnik osiągnie ciśnienie 1 MPa płynie do wymiennika W R, gdzie podgrzewa się kosztem ciepła czynnika rozprężonego, następnie płynie do połówki gorącej sekcji S 5, zaś z tej sekcji przez króciec kw płynie do N 5 nagrzewnicy spalinowej. Dalej czynnik płynie do gorącej połówki sekcji S 4, gdzie rozpręża się i przez ośrodkową wymianę masy w komorach międzyłopatkowych przez kw S 4, płynie do N 4. Z N 4 czynnik płynie do S 3 i tak kolejno aż do całkowitego rozprężenia i wypływu króćcem kw S 1 do N 1, z której wypływa do W R zamykając obieg. Wymagania odnośnie paliwa do tego wariantu są znacznie niższe niż dla paliw silnikowego spalania wewnętrznego i można użyć taniego paliwa, nawet zmieniając jego gatunek w czasie pracy wariantu paliwowego.

15 Celowe jest włączanie tego wariantu w czasie jazdy samochodem poza strefami gęsto zaludnionymi i zasada ta musi być ściśle przestrzegana aby pojazd miejski był ekologiczny w użyciu. Przełączanie jednego wariantu w drugi wariant może odbywać się w czasie ruchu pojazdu, jeżeli będzie zmechanizowane uruchamianie zaworów przepływu czynnika. 12. Możliwości zastosowania wariantu paliwowego silnika w energetyce Obieg Ackereta-Kellera paliwowego wariantu silnika może być zastosowany w elektrowni słonecznej, w której spalinowe nagrzewnice będą zastąpione słonecznymi kolektorami, pobierającymi ciepło promieni słonecznych dla czynnika roboczego silnika. Znany z tego opisu system akumulacji energii umożliwi gromadzenie zapasów energii na czas jej deficytu. Obieg ten i silnik może być stosowany także w elektrowni ogrzewanej gorącą wodą. Złoża gorącej wody są głęboko pod ziemią w Polsce, które zostały odkryte i udokumentowane przez prof. Juliana Sokołowskiego. Obieg ten i silnik może być stosowany też jako drugi obieg cieplny w tradycyjnych elektrowniach z obiegiem gazowym, którego tracone ciepło (dolnego źródła ciepła) będzie użyte jako górne źródło ciepła drugiego obiegu. Wówczas ogólna sprawność cieplna wytwarzania energii rośnie. Odzyskiwanie ciepła, które ulatnia się w przepływie spalin przez komin do atmosfery w tradycyjnych parowych elektrowniach będzie przetwarzana na energię elektryczną.

16 Ok. 15% mocy głównego obiegu parowego elektrowni może pochodzić z drugiego obiegu tego silnika, gdy dolnym źródłem ciepła będzie atmosfera. Tradycyjne elektrownie mogą być modernizowane w przyszłości i wówczas będzie lepsze wykorzystanie nieodnawialnych paliw kopalnych i mniej spalin w atmosferze.

17

18 First page of document of copy by Polish Patent Office for invention titled Method of energy generation from atmosphere heat and multicycle engine for this method in energy accumulation for pneumatic drive wheel vehicles.

19 Kopia pierwszej strony dokumentu Polskiego Urzędu Patentowego na wynalazek pt. Sposób uzyskiwania energii z ciepła atmosfery i wieloobiegowy silnik do tego sposobu w akumulacji energii do pneumatycznego napędu pojazdów kołowych.

20

21 Kopia podstawowego, amerykańskiego wykresu entropowego azotu z zakresu niskich temperatur opracowanego przez Burnetta.

22 Base american antropy diagram of nitrogen with low temperature range by Burnett copy.

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35