Skrócony opis patentowy rotacyjnego silnika spalinowego i

Skrócony opis patentowy rotacyjnego silnika spalinowego i

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
B C – punkty styczności prostych a i b zarysu łopatek z okręgiem wirnika
wrębowego i niepokazanym zarysem wrębu tego wirnika
O1 – punkt osi obrotu wirnika łopatkowego i punkt okręgu wirnika
wrębowego
O2 – punkt osi obrotu wirnika wrębowego
D–
średnica okręgu głów łopatek
d–
średnica okręgu wirnika wrębowego
α–
kąt między odcinkiem AO1 a prostą a – kąt obrotu wirnika
łopatkowego
2 α – kąt między odcinkiem AO2 a odcinkiem BO2 – kąt obrotu wirnika
wrębowego
Okrąg wewnętrzny ze środkiem O1 jest okręgiem stóp łopatek
Proste a i b przecinają się w punkcie O1
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
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
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
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
Kch – komora chłodnicza
Wch – wymiennik ciepła zewnętrzny chłodziarki
7
Fig. 6 – schemat ideowy układu silnika i doładowarki
S – silnik
D – doładowarka
Ks – komora spalania pierwsza
Kd – komora spalania druga
Wp – wymienik ciepła
8
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
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
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.