CZ21071U1 - Dvouválcový tepelný motor - Google Patents

Description

Dvouválcový tepelný motor

Oblast techniky

Technické řešení 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 řada motorů, využívajících rozpínavosti pracovního média 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 zá15 stavbový prostor těchto stroj ů.

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

Podstata technického řešeni

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 technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že písty pracovních válců jsou navzájem pevně propojeny spojovacím rámem, ve kterém je vytvořeno vnitřní obdélníkové vybrání s vnitřním obvodovým ozubením, orientované svou podélnou osou ve směru pohybu pístů, v němž je přesuvně z jedné delší ozube25 né strany vnitřního obdélníkového vybrání na protilehlou druhou delší ozubenou stranu vnitřního obdélníkového vybrání uspořádáno homí ozubené kolečko dvojitého pastorku, upevněného v otočném držáku, který je kyvně 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 technického řešení spočívá dále v tom, že spojovací rám pístů je ze své vnější boční strany ve směni pohybu pístů opatřen podélnou vodicí lištou, vedenou ve vodítku, které je vytvořeno na víku skříně motoru.

Základní rozdíl dvouválcového tepelného motoru podle tohoto technického řešení 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 vodicí lišty. Přímočarý vratný pohyb pístů je měněn na otáčivý pohyb výstupního hřídele odvalováním horního ozubeného kolečka ve vnitrním 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 docilo40 váno otáčení dvojitého pastorku stále v jednom směru, přičemž tento otáčivý pohyb dvojitého pastorku se jeho spodním ozubeným kolečkem přenáší přes 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 technického řešení dále spočívá v tom, že otočný držák dvojitého pastorku je opatřen . zámkem se západkou. Tento zámek se západkou zajišťuje, že homí ozubené kolečko dvojitého pastorku nemůže při provozu motoru vyskočit ze záběru s vnitřním obvodovým ozubením vnitř- 1 CZ 21071 Ul ního obdélníkového vybrání spojovacího rámu resp. s příslušnou jeho ozubenou stranou, přičemž tento zámek je vždy uvolněn a opět zafixován pokaždé, když spojovacím rámem spojené písty dosáhnou spodní nebo homí 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 technického řešení 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 technického řešení 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

Technické řešení bude objasněno výkresy konkrétního příkladu provedení dvouválcového tepelného motoru podle technického řešení, kde znázorňuje:

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

Obr. 2 - podélný rez 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.

Přiklad provedeni technického řešení

Dvouválcový tepelný motor dle zobrazeného příkladného provedení technického řešení 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 vodicí lištou 4.3, která pomocí vodítka 13 zajišťuje stabilní polohu spojovacího rámu 4 proti dvojitému pastorku ll· 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 18. Na homí straně výstupního hřídele 9 je zároveň uložen otočný držák 10, v němž je otočně uložen dvojitý pastorek H 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 homí úvrati a zpět se přesouvá homí ozubené kolečko 11.1 dvojitého pastorku H v dolní úvrati z levé strany vnitrního obvodového ozubení 4.2 spojovacího rámu 4 na jeho pravou stranu, přičemž se dvojitý pastorek H otáčí pořád stejným směrem a aby nemohl vyskočit během chodu motoru z vnitrního 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, vytvoře-2CZ 21071 Ul ném na boku skříně 1 motoru, kterým je západka 23.1 ovládána pomocí již nezakresleného mechanického ěi elektromagnetického zařízení, přimontovaného na skříň 1 motoru.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Dvouválcový tepelný motor, sestávající ze skříně (1) motoru se dvěma protilehlými pracov5 nimi 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 pevně 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 io pohybu pístů (5, 6), v němž je přesuvně z jedné delší ozubené strany vnitrního obdélníkového vybrání (4.1) na protilehlou druhou delší ozubenou stranu vnitřního obdélníkového vybrání (4.1) uspořádáno homí ozubené kolečko (11.1) dvojitého pastorku (11), upevněného v otočném držáku (10), který je kyvně 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

   15 pastorku (11).
2. 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 vodicí lištou (4.3), vedenou ve vodítku (13), které je vytvořeno na víku (12) skříně (1) motoru.
3. 3. Dvouválcový tepelný motor podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyzná20 čující 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)

   25 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. 5. Dvouválcový motor podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující

   30 se t í m, že hlavy (7, 8) pracovních válců (2, 3) jsou opatřeny vstřikovacími tryskami.