CZ2010289A3

CZ2010289A3 - Dvouválcový tepelný motor

Info

Publication number: CZ2010289A3
Application number: CZ20100289A
Authority: CZ
Inventors: Cincura@Pavel; Padera@Bretislav
Original assignee: Cincura@Pavel; Padera@Bretislav
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-26
Also published as: WO2011127872A3; WO2011127872A2

Abstract

Dvouválcový tepelný motor sestává ze skríne (1) motoru se dvema protilehlými pracovními válci (2, 3), v nichž jsou uloženy písty (5, 6) a které jsou uzavreny hlavami (7, 8) pracovních válcu (2, 3) se vstupními ventily (15, 16) a výstupními ventily (14, 17). Píst (5) druhého pracovního válce (3) a píst (6) prvního pracovního válce (2) jsou navzájem pevne propojeny spojovacím rámem (4), ve kterém je vytvoreno vnitrní obdélníkové vybrání (4.1) s vnitrním obvodovým ozubením (4.2), orientované svou podélnou osou ve smeru pohybu pístu (5, 6), v nemž je presuvne z jedné delší ozubené strany vnitrního obdélníkového vybrání (4.1) na protilehlou druhou delší ozubenou stranu vnitrního obdélníkového vybrání (4.1) usporádáno horní ozubené kolecko (11.1) dvojitého pastorku (11), upevneného v otocném držáku (10), který je kyvne uložen na výstupním hrídeli (9), jenž je otocne uložen ve skríni (1) motoru a je opatren ozubeným kolem (24), zabírajícím se spodním ozubeným koleckem (11.2) dvojitého pastorku (11).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká dvouválcového tepelného motoru, umožňujícího pracovat jak na principu parního motoru Či motoru na stlačený vzduch, tak i motoru spalujícího čistý vodík a kyslík.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známá rada motorů, využívajících rozpínavosti pracovního media uvnitř jednoho či více pracovních válců, v nichž pracovní médium expanduje a tlačí před sebou píst. Přímočarý vratný pohyb pístu se pak vesměs pomocí ojnice a klikového hřídele převádí na otáčivý pohyb výstupního hřídele motoru.

Nevýhodou tohoto obvyklého konstrukčního uspořádání motorů je zejména skutečnost, že především při malých otáčkách stroje brání ojnice a klikový hřídel hladkému přenosu tlaku plynu na točivý pohyb, což by mělo obzvláště při velkém zdvihu pístu ve válci v konečném důsledku negativní vliv na průběh termodynamického děje a účinnost stroje. Proto má většina těchto stávajících motorů zatím poměrně malý zdvih pístů ve válcích. Další zásadní nevýhodou je i velký zástavbový prostor těchto strojů.

Úkolem předpokládaného vynálezu je proto zlepšení konstrukce takovéhoto stroje zejména s ohledem na jeho rozměry a celkovou účinnost.

Podstata vynálezu

Tento úkol je řešen dvouválcovým tepelným motorem, sestávajícím ze skříně motoru se dvěma protilehlými pracovními válci, v nichž jsou uloženy písty a které jsou uzavřeny hlavami pracovních válců se vstupními a výstupními ventily, podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že písty pracovních válců jsou navzájem pevně propojeny spojovacím rámem, ve kterém je vytvořeno vnitrní obdélníkové vybrání s vnitřním obvodovým ozubením, orientované svou podélnou osou ve směru pohybu pístů, v němž je přesuvné z jedné delší ozubené strany vnitrního obdélníkové vybrání na protilehlou druhou delší ozubenou stranu vnitřního obdélníkové vybrání uspořádáno horní ozubené kolečko dvojitého pastorku, upevněného v otočném držáku, který je kyvné uložen na výstupním hřídeli motoru, jenž je otočně uložen ve skříni motoru a je opatřen ozubeným kolem, zabírajícím se spodním ozubeným kolečkem dvojitého pastorku.

Podstata vynálezu spočívá dále v tom, že spojovací rám pístů je ze své vnější boční strany ve směru pohybu pístů opatřen podélnou vodící lištou, vedenou ve vodítku, které je vytvořeno na víku skříně motoru.

Základní rozdíl dvouválcového tepelného motoru podle tohoto vynálezu proti dosud existujícím motorům obdobných typů je v použití uvedeného spojovacího rámu, jenž je s písty spojen pevně a je ve směru jejich pohybu uvnitř pracovních válců bočně fixován pomocí vodící lišty. Přímočarý vratný pohyb pístů je měněn na otáčivý pohyb výstupního hřídele odvalováním horního ozubeného kolečka ve vnitřním obvodovém ozubení vnitřního obdélníkového vybrání a jeho samočinným přesouváním v dolních a horních úvratích pístů pomocí otočného držáku přes ozubené úseky na jeho kratších stranách z jedné delší ozubené strany na druhou, čímž je docilováno otáčení dvojitého pastorku stále v jednom směru, přičemž tento otáčivý pohyb dvojitého pastorku se jeho spodním ozubeným kolečkem přenáší pres ozubené kolo na otáčivý pohyb výstupního hřídele. Uspořádáním spojovacího rámu uvnitř pracovních válců je docíleno i minimalizace rozměrů motoru i při velkých zdvihových poměrech.

Podstata vynálezu dále spočívá v tom že otočný držák dvojitého pastorku je opatřen zámkem se západkou. Tento zámek se západkou zajišťuje, že horní ozubené kolečko dvojitého pastorku nemůže při provozu motoru vyskočit ze záběru s vnitřním obvodovým ozubením vnitrního obdélníkového vybrání spojovacího rámu resp.

* φ s příslušnou jeho ozubenou stranou, přičemž tento zámek je vždy uvolněn a opět zafixován pokaždé, když spojovacím rámem spojené písty dosáhnou spodní nebo horní úvrati a dochází k přesunu horního ozubeného kolečka dvojitého pastorku z jedné delší ozubené strany vnitřního obdélníkového vybrání spojovacího rámu na druhou.

Pod hlavami válců je samozřejmě uloženo těsnění a vstupní a výstupní ventily, kterými jsou hlavy válců osazeny, mohou být ovládány např. mechanicky či elektromagneticky. Dvouválcový tepelný motor podle vynálezu je koncipován jako nízkootáčkový, přičemž v tomto provedení může pracovat jako parní motor či motor na stlačený plyn nebo po namontování patřičných vstřikovacích trysek může pracovat jako výbušný motor, spalující čistý vodík a kyslík.

Podstatnou výhodou dvouválcového tepelného motoru dle vynálezu je minimální možný zastavěný prostor a okamžitý přenos síly tlaku plynu na pohyb točivý, což zvyšuje jeho kroutící moment, jakož i účinnost průběhu termodynamického kruhového děje.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude objasněn výkresy konkrétního příkladu provedení dvouválcového tepelného motoru podle vynálezu kde znázorňuje:

Obr. 1 - dvouválcový tepelný motor z vnějšího pohledu ze strany víka skříně

Obr. 2 - podélný řez A-A z obr. 1

Obr. 3 - řez B-B z obr. 1

Obr. 4 - řez C-C z obr. 1

Obr. 5 - řez D-D z obr. 1 se zámkem otočného držáku

Obr. 6 - podélný řez motorem v oblasti spojovacího rámu

Obr. 7 - dvouválcový tepelný motor v prostorovém pohledu a částečném řezu

Obr. 8 - podélný řez dvouválcovým tepelným motorem v prostorovém pohledu

Příklad provedení vynálezu

Dvouválcový tepelný motor dle zobrazeného příkladného provedeni vynálezu sestává ze skříně 1 motoru, na níž jsou z protilehlých stran uspořádány pracovní válce 2 a 3, na nichž jsou nahoře přišroubovány hlavy 7 a 8 válců. Hlavy 7 a 8 pracovních válců 2 a 3 jsou osazeny vstupními ventily 15 a 16 a výstupními ventily 14 a 17 a je pod nimi uloženo těsnění 21 a 22. Uvnitř pracovních válců 2 a 3 jsou uloženy písty 6 a 5_které jsou opatřeny pístními kroužky 20 a 19, přičemž oba písty 6 a 5 jsou vzájemně spojeny spojovacím rámem 4. Ve spojovacím rámu 4 je vytvořeno vnitřní obdélníkové vybrání 4.1 s vnitřním obvodovým ozubením 4.2, které je orientováno svou podélnou osou ve směru pohybu pístů 5 a 6. Boční strana spojovacího rámu 4 je opatřena vodící lištou 4.3, která pomocí vodítka 13 zajišťuje stabilní polohu spojovacího rámu 4 proti dvojitému pastorku 11. Vodítko 13 je pevně přišroubováno na víko 12, kterým je opatřena skříň 1.

Ve skříni 1 motoru je ve dvou ložiscích uložen výstupní hřídel 9 s ozubeným kolem 24, který je utěsněn hřídelovým těsněním 1JJ. Na horní straně výstupního hřídele 9 je zároveň uložen otočný držák 10, v němž je otočné uložen dvojitý pastorek 11 se spodním ozubeným kolečkem 11.2, zabírajícím s ozubeným kolem 24 na hřídeli 9, a s horním ozubeným kolečkem 11.1, zabírajícím s vnitřním obvodovým ozubením

4.2 vnitřního obdélníkového vybrání 4.1 spojovacího rámu 4.

Při pohybů pístů 5 a 6 a spojovacího rámu 4 z dolní do horní úvrati a zpět se přesouvá horní ozubené kolečko 11.1 dvojitého pastorku 11 v dolní úvrati z levé strany vnitřního obvodového ozubení 4.2 spojovacího rámu 4 na jeho pravou stranu, přičemž se dvojitý pastorek 11 otáčí pořád stejným směrem a aby nemohl vyskočit během chodu motoru z vnitřního obvodového ozubení 4.2 vnitřního obdélníkového vybrání 4.1 spojovacího rámu 4, je opatřen zámkem 23 se západkou 23.1, jenž je součástí otočného držáku 10. Západka 23.1 je umístěna naproti otvoru 1.1, vytvořeném na boku skříně 1 motoru, kterým je západka 23.1 ovládána pomocí již nezakresleného mechanického či elektromagnetického zařízení, přimontovaného na skříň 1 motoru.

Průmyslová využitelnost

Dvouválcový tepelný motor podle vynálezu je široce využitelný především v energetické oblasti.

Seznam vztahových značek

Skříň motoru

1.1 - otvor

První pracovní válec

Druhý pracovní válec

Spojovací rám

4.1 - vnitřní obdélníkové vybrání

4.2- vnitřní obvodové ozubení

4.3- vodící lišta

Píst druhého pracovního válce

Píst prvního pracovního válce

Hlava druhého pracovního válce

Hlava prvního pracovního válce

Výstupní hřídel

Otočný držák

Dvojitý pastorek

11.1 - horní ozubené kolečko

11.2 - spodní ozubené kolečko

Víko skříně

Vodítko

Výstupní ventil druhého pracovního válce

Vstupní ventil druhého pracovního válce

Vstupní ventil prvního pracovního válce

Výstupní ventil prvního pracovního válce

Hřídelové těsnění

Pístní kroužky pístu druhého pracovního válce Pístní kroužky pístu prvního pracovního válce Těsnění pod hlavou druhého pracovního válce Těsnění pod hlavou prvního pracovního válce Zámek

23.1 - západka

Ozubené kolo

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Dvouválcový tepelný motor, sestávající ze skříně (1) motoru se dvěma protilehlými pracovními válci (2,3), v nichž jsou uloženy písty (5,6) a které jsou uzavřeny hlavami (7,8) pracovních válců (2,3) se vstupními ventily (15,16) a výstupními ventily (14,17), vyznačující se tím, že píst (5) druhého pracovního válce (3) a píst (6) prvního pracovního válce (2) jsou navzájem pevné propojeny spojovacím rámem (4), ve kterém je vytvořeno vnitřní obdélníkové vybrání (4.1) s vnitřním obvodovým ozubením (4.2), orientované svou podélnou osou ve směru pohybu pístů (5,6), v němž je přesuvně z jedné delší ozubené strany vnitřního obdélníkového vybrání (4.1) na protilehlou druhou delší ozubenou stranu vnitřního obdélníkového vybrání (4.1) uspořádáno horní ozubené kolečko (11.1) dvojitého pastorku (11), upevněného v otočném držáku (10), který je kyvné uložen na výstupním hřídeli (9), jenž je otočně uložen ve skříni (1) motoru a je opatřen ozubeným kolem (24), zabírajícím se spodním ozubeným kolečkem (11.2) dvojitého pastorku (11).
2. Dvouválcový tepelný motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojovací rám (4) pístů (5,6) je ze své vnější boční strany ve směru pohybu pístů (5,6) opatřen podélnou vodící lištou (4.3), vedenou ve vodítku (13), které je vytvořeno na víku (12) skříně (1) motoru.
3. Dvouválcový tepelný motor podle alespoň jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že otočný držák (10) je opatřen zámkem (23) se západkou (23.1) pro střídavou fixaci horního ozubeného kolečka (11.1) dvojitého pastorku (11) v jedné či druhé delší ozubené straně vnitřního obvodového ozubení (4.2) vnitřního obdélníkového vybrání (4.1) spojovacího rámu (4) ·♦ ·· ·· · · • * · · ♦ · · • · · * · ··*· • · · · · · · · · • ♦ · · « · 4 * *·· ·· ·· ·· ·· ··* ··
4. Dvouválcový tepelný motor podle nároku 3, vyznačující se tím, že zámek (23) otočného držáku (10) je opatřen ovládacím zařízením jeho uvolnění a opětovného uzamčení při přesunu horního ozubeného kolečka (11.1) dvojitého pastorku (11) ve vnitřním obdélníkovém vybrání (4.1) spojovacího rámu (4) z jedné na druhou delší ozubenou stranu jeho vnitřního obvodového ozubení (4.2) v dolní nebo horní úvrati pístů (5,6).
5. Dvouválcový motor podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hlavy (7,8) pracovních válců (2,3) jsou opatřeny vstřikovacími tryskami.