CS242465B1 - Thermo gass machine with rotary movement of pistons - Google Patents

Description

242465 3 4

Vynález sa týká teploplynového stroja.srotačným pohybom piestov, u ktorého sarieši usporiadanie ohrievača a chladiča.

Doteraz známe teploplynové stroje, použí-vané vačšinou ako motory a známe pod o-značením Stirling, sú vyhotovené ako strojes vratným translačným pohybom piestov.Je známe vyhotovenie s dvorní piestami vjednom válci, pričom jeden piest je pracov-ný a druhý premiestňuje pracovný plyn.

Nevýhodou takého riešenia je zložitý klu-kovy mechanizmus, vrtaná piestnica a velkástavebná výška, ktorú ešte zvyšuje odlah-čovací priestor pod pracovným piestom. Vinom známom vyhotovení je stroj viacval-cový s dvojčinnými piestami. Nadpiestové apodpiestové priestory susedných valcov súpřepojené kanálmi a pohyby piestov v su-sedných valcoch sú fázovo posunuté.

Nevýhodou takého riešenia je nutnostviacvalcového usporiadania, Čo je zložité.Doteraz nebolo pre Stirlingov oběh použitéiné usporiadanie piestového stroja. V pod-statě je možné pre tento oběh využit všetkyznáme vyhotovenia použité pre spalovaciemotory s vnútorným spalováním a parnéstroje, napr. křížový Parsonsov motor, resp.křížový motor s hypocykloidným klukovýmmechanizmom, alebo motor s homokinetic-ky protibežne rotujúcim valcom a piestom.

Pre zjavné výhody, ako menší zastavenýpriestor, váčšiu rýchlobežnosť a lepšiu vy-vážitelnosť, je výhodné použit pre Stirlin-gov oběh najmá známe usporiadania moto-rov s krúživým pohybom piesta, napr. Wan-kelov motor, a s rotačným pohybom piesta,napr. Clarkov alebo tiež Kolettiho motor.

Nevýhody uvedené u doteraz známých vy-hotovení piestových strojov pre Stirlingovoběh sú odstránené teploplynovým strojompodlá tohto vynálezu, ktorý vychádza z Ko-lettiho motora. Pozostáva z valcovej skrine,na ktorú je napojený ohrievač a chladič av ktorej je súoso uložený rotor s najmenejdvomi piestami. V stene skrine sú tri, na-příklad radiálně posúvače.

Podstatou vynálezu je, že ohrievač je navnútorný priestor skrine napojený medzipredným a žádným posúvačom tak, že jehovstupný koniec je pri zadnom posúvači avýstupný koniec pri prednom posúvači. Chla-dič je na vnútorný priestor skrine napojenývstupným koncom z jednej strany a výstup-ným koncom z druhej strany rozdelovacie-ho posúvača. V ohrievači mdže byt vloženýventil.

Uvedeným usporiadaním teploplynovéhostroja s rotačným pohybom piestov podlátohto vynálezu sa docieli kompaktnejšia ajednoduchšia konštrukcia, malý zastavanýpriestor v porovnaní s pracovným priesto-rom, váčšia rýchlobežnosť, lepšia vyvážitel'-nosť a ostatně výhody vlastně všetkým u-sporiadaniam motorov s rotačným pohybompiestov.

Pre teploplynový stroj, resp. Stirlingov o-beh je zvlášť výhodné to, že rotor je zaťa- žovaný iba silami od rozdielu tlakov tepléhoa studeného plynu a nie silou od absolút-neho tlaku plynovej náplně, ktorý je vyso-ký, pričom nie je potřebný další vyrovnáva-cí priestor, nutný u známého usporiadania. Výhodou a novým účinkom stroja podlátohto vynálezu je, že presúvanie pracovné-ho plynu cez ohrievač i cez chladič sa usku-točňuje samočinné, to jest vlastným pra-covným piestom bez potřeby ďalšieho po-mocného presúvacieho piesta, resp. bez nut-nosti viacvalcového usporiadania.

Novým účinkom stroja podlá tohto vyná-lezu a jeho výhodou je tiež to, že presúva-nie pracovného plynu cez ohrievač i cezchladič sa uskutočňuje pri stálom objemeplynu, to jest izochoricky. Tým je možné sav praxi přiblížit najvýhodnejšiemu teoretic-kému tepelnému oběhu, zloženému z dvochizochorických zmien stavu plynu (přívodua odvodu tepla] a z dvoch izotermickýchzmien (kompresie a expanzie) viac než do-teraz známými usporiadaniami a dosiahnuťnajvyššiu možnú tepelnú účinnost, za před-pokladu regenerácie tepla rovnú účinnostiCarnotovho oběhu. V každom případe sa praktickým usku-točnením izochorického přívodu a odvodutepla v oběhu dosiahne vždy najvyššia te-pelná účinnost zo všetkých ostatných obe-hov, v ktorých sa přívod a odvod tepla ne-uskutočňuje izochoricky.

Na priloženom výkrese je znázorněný pří-klad vyhotovenia teploplynového stroja srotačným pohybom piestov podlá tohto vy-nálezu. Na obr. 1 je zobrazený priečny rezteploplynovým strojom vo funkčnej polohepřed ukončením kompresného zdvihu s na-značeným případným použitím ventila v o-hrievači a na obr. 2 je priečny rez v polo-he, keď pracovný plyn je pretláčaný cezohrievač. Nie je zakreslené utesnenie, ma-zanie, ovládanie posúvačov, zdroj tepla, re-generátor tepla atď.

Vo valcovej skrini 1 je súoso uložený ro-tor 2 s prvým piestom 4 a druhým piestom 3. V stene skrine 1 sú tri radiálně posúva-če, rozdělovači posúvač 5, predný posúvač6 a zadný posúvač 7.

Posúvače rozdelujú vnútorný priestorskrine spolu s piestami na niekolko priesto-rov vzájomne utěsněných, nasávací priestor8, kompresný priestor 9, expanzný priestor10, výtlačný priestor li, teplý priestor 12 ahorúci priestor 13.

Ohrievač 14 je na vnútorný priestor skri-ne 1 napojený medzi predným posúvačom6 a žádným posúvačom 7. Vstupný koniecohrievača 14 je v blízkosti žádného posúva-ča 7 a výstupný koniec pri prednom posú-vači 6. Výstupný koniec ohrievača 14 jevzdialený od predného posúvača 6 tak, abyho zadná hrana prvého piesta 4 odkryla ažpotom, kecf sa predný posúvač 6 uzavrie. V inom případe može byť výstupný ko-niec ohrievača 14 v tesnej blízkosti prédné-

Claims (3)

1. 242465 6 ho posúvača 6, pričom je do ohrievača 14vložený ventil 16, ktorý sa otvorí až po u-zavretl predného posúvača 6. Chladič 15 jena vnútorný priestor skrine 1 napojenývstupným koncom z jednej strany a výstup-ným koncom z druhej strany rozdelovacie-ho posúvača 5. Pracovný plyn je žádnou stranou prvéhopiesta 4 nasávaný z chladiča 15 do nasá-vacieho priestoru 8. Prednou stranou je vpredošlom cykle nasatý plyn stláčaný v kom-presnom priestore 9. Prvý piest 4 přejde otvoreným prednýmposúvačom 6, ktorý sa potom zatvorí. Poodkrytí výstupného konca ohrievača 14 pre-tláča prvý piest 4 plyn za stálého objemu,t. j. izochoricky z teplého priestoru 12, kde má plyn teplotu po kompresů, cez ohrievač14 do horúceho priestoru 13. Plyn přitom příjme teplo Qi. Plyn potomexpanduje v expanznom priestore 10 a vy-konává prácu, to v případe motora. V na-sledujúcom cykle je plyn izochoricky pre-tláčaný z výtlačného priestoru 11 cez chla-dič 15 do nasávacieho priestoru 8. Plynu jepřitom odobraté teplo Q2. Teploplynový stroj s rotačným pohybompiestov podl'a tohto vynálezu je možné po-užit ako spalovací motor s vonkajším spa-lováním, alebo ako tepelný motor napojenýna iný tepelný zdroj, alebo tepelný akumulá-tor. Je možné tento stroj tiež použit pri je-ho pasívnom pretáčaní ako chladiaci stroj,alebo ako tepelné čerpadlo. PREDMET

   1. Teploplynový stroj s rotačným pohy-bom plestov pozostávajúci z valcovej škrt-ne, na ktorú je napojený ohrievač a chladiča v ktorej je súoso uložený rotor s najmenejdvomi piestami, pričom v stene skrine sútri posúvače, vyznačený tým, že ohrievač (14) je na vnútorný priestor skrine (1) na-pojený vstupným koncom při zadnom posú-vači (7) a výstupným koncom pri prednomposúvači (6), pričom obidva konce ohrie-vača (14) sa nachádzajú medzi predným po-súvačom (6) a žádným posúvačom (7),chladič (15) je na vnútorný priestor skrine (1) napojený vstupným koncom z jednej YNÁLEZU strany a výstupným koncom z druhej stra-ny rozdelovacieho posúvača (5).
2. 2. Teploplynový stroj s rotačným pohy-bom piestov podlá bodu 1, vyznačený tým,že výstupný koniec ohrievača (14) je odpredného posúvača (6) vzdialený najmenejo dížku oblúka opísaného žádnou hranouprvého piesta (4) od predného posúvača(6) v okamihu uzavretia predného posúva-ča (6).
3. 3. Teploplynový stroj s rotačným pohy-bom piestov podlá bodu 1, vyznačený tým,že v ohrievači (14) je vložený ventil (16). 1 list výkresov