CZ278717B6 - Machine for transformation of energy - Google Patents

Description

Stroj na přeměnu energie

Oblast techniky

Vynález se týká stroje na přeměnu energie s rotorovou konstrukci, která má první rotorovou část s první dvojicí pístů a s druhou dvojicí pístů, upravených pro pohyb v kulové dutině ve skříni stroje po dvojicích a v nucené kývavém pohybu vzhledem k první dvojici pístů, přičemž první rotorová část je spojena s hnacím nebo hnaným otočným hřídelem, zatímco druhá rotorová část je neotočně s první rotorovou částí pro provádění společného otočného pohybu kolem osy otáčení otočného hřídele. První rotorová část je otočná v první otočné dráze v rovině kolmé k ose otáčení, zatímco druhá rotorová část je otočná společně s první rotorovou částí a je vzhledem k ní výkyvná. Druhá rotorová část je vedena vodicím elementem, otočným ve druhé otočné dráze, která je prostřednictvím stacionárního vodícího ústrojí skloněna v úhlu vzhledem k první otočné dráze.

Uvedeného stroje na přeměnu energie lze využít v různých oborech, například jako jednostupňového nebo vícestupňového kompresoru, čerpadla, hydraulického nebo pneumatického motoru, případně jako dvoudobého nebo čtyřdobého spalovacího motoru a podobně. Stroj lze použít pro široký rozsah různých rychlostí. Stroj je zejména užitečný jako rychlostní stroj, například rychlý kompresor nebo rychloběžný motor. Pokud je stroj proveden jako pneumatický motor, parní stroj nebo spalovací motor a má průměrný pracovní objem, lze využít rychlosti 500 otáček za sekundu, tj. 30 000 otáček za minutu. Pokud je stroj proveden jako spalovací motor, může být vhodná rychlost zhruba 100 otáček za sekundu, tj. 6 000 otáček za minutu. V jiných případech může být rychlost 50 otáček za sekundu vhodnější pro speciální jiné aplikace. Ve spojení s hnacími motory pro plavidla, například s dieselovými motory, mohou přijít v úvahu značně nižší rychlosti pro rychlost lodních šroubů. Rychlosti 100 otáček za minutu pro lodní šrouby mohou pak být směrodatné také pro hnací motor. Zejména je účelem vynálezu vytvořit zařízení, které vede k minimálním vibracím ve stroji při jeho provozu. Dále je účelem vynálezu vytvořit stroj s poměrně kompaktní konstrukcí, s poměrně malým počtem jednoduchých součástí a s poměrně malým objemem a hmotností ve srovnání s jeho výkonem. Dále je účelné vytvořit stroj, jehož pracovní komory jsou utěsněny vůči částem stroje, které jsou mazány. Dalším účelem je vytvořit stroj, u kterého je dosaženo jednoduchého a účinného vedení různých otvorů ve skříni stroje.

Dosavadní stav techniky

V patentovém spise USA č. 826 985 (D. Appel) z r. 1906 je popsán stroj shora uvedeného typu, u něhož se < -/..sáhuje příznivého pohybu pístů a přirozených pracovních komor vůči různým otvorům na základě jednoduché konstrukce bez zalomených hřídelů a ventilů, odděleně se pohybujících.

Řešení podle dosavadního stavu techniky předpokládá úpravu stacionárních vodicích členů, umístěných radiálně vně pracovních komor stroje, pro nucené vedení druhé dvojice pístů v kývavém pohybu vůči první dvojici pístů. Je v něm popsán prstencový vodicí

-1CZ 278717 B6 element, který je veden ve stacionárním vodicím ústrojí ve vodicí drážce, která je vytvořena přímo ve skříni stroje a která je mimoto upravena radiálně přes danou skutečnou skříň stroje.

Podle tohoto známého řešení provádí první dvojice pístů prakticky jen otáčivý pohyb, zatímco druhá dvojice pístů provádí odpovídající otáčivý pohyb a mimoto přídavný, nucené vedený vratný kývavý pohyb vůči první dvojici pístů. Tímto radiálně vnějším vodicím ústrojím je druhá dvojice pístů nucené vedena ve zvláštní pohybové dráze ve stacionární rovině v kulové skříni, tj. s prstencovým vodicím elementem nakloněným v dráze otáčení o uvedený úhel vůči dráze otáčení první dvojice pístů. Vratný kývavý pohyb druhé dvojice pístů vůči první dvojici pístů se uskutečňuje jako nucené vedený pohyb kolem osy výkyvu, upravené napříč k ose otáčení otočného hřídele rotorové konstrukce. To znamená, že všechny body pístových povrchů druhé dvojice pístů jsou plynule otáčeny kolem osy otáčení otočného hřídele a současně konají tyto body také vratný kývavý pohyb vůči pístovým povrchům první dvojice pístů. Kombinace otáčivého pohybu a kyvného pohybu druhé dvojice pístů vytváří příznivé pohybové obrazce pro druhé písty, to je druhou rotorovou část, vůči první dvojici pístů, to je první rotorové části, a vůči okolní skříni stroje s kulovými vnitřními plochami, aniž by druhé písty procházely úvratí ve vnějších polohách kývavého pohybu.

Výsledkem uvedené konstrukce je skutečnost, že mezi čtyřmi písty jsou vymezeny čtyři odlišné komory, jsou uváděny do odpovídajícího otočného pohybu kolem osy otáčení otočného hřídele a jsou po dvojicích spojeny se stacionárními otvory ve skříni stroje v pevných místních oblastech pohybových drah pístů a tak i pracovních komor. V každém z cyklů otáčení otočného hřídele jsou dvě z pracovních komor vystaveny úhlově rovnoměrnému trojrozměrnému zvětšování až k maximu a potom plynule odpovídajícímu, úhlově rovnoměrnému trojrozměrnému zmenšování až do minima v následujícím zdvihu, zatímco druhé dvě pracovní komory jsou odpovídajícím způsobem vystaveny úhlově rovnoměrnému trojrozměrnému zmenšování až k minimu a potom plynule úhlově rovnoměrně trojrozměrnému zvětšování až k maximu v následujícím zdvihu. Jedna dvojice pracovních komor spolupracuje s první dvojicí otvorů, zatímco druhá dvojice pracovních komor spolupracuje s druhou dvojicí otvorů. V důsledku toho se vytváří v první i ve druhé dvojici pracovních komor při každém zdvihu, tedy taktu, zvláště rovnoměrné naplňování a vyprazdňování a změna zdvihu nastává ihned poté, kdy kývavé písty dosáhly své příslušné krajní polohy. Změna zdvihu nenastává pohybem hmot k úvrati mezi dvěma písty, pohybujícími se k sobě a od sebe navzájem, nýbrž vyrovnaným pohybem hmot v nucené vedeném otáčivém pohybu pístů vůči sobě navzájem v oddělených pohybových drahách. Tento pohybový obrazec je důležitý a bude v dalším popsán.

Není známé, že by se v předcházejícím uvedené řešení ukázalo prakticky užitečným, a to navzdory příznivému pohybovému obrazci a příznivým pracovním podmínkám, kterým mohou být rotorové části vystaveny. Předpokládá se, že je to způsobeno zvláštními problémy, které vznikají ve spojení s umístěním vodicích členů radiálně vně pracovních komor stroje, že vodicí člen, to je vodicí kroužek, je vystaven zvláště velkým obvodovým rychlostem a je otevřen do pracovních komor stroje, což vede k pracovním nedostatkům. Tak

-2CZ 278717 B6 je značně nevýhodné, že kývavé písty se musí v každém z jejich kývavých pohybů pohybovat napříč mezerou ve skříni stroje, kde je vodicí člen, to je vodicí kroužek ve skříni stroje umístěn. Tak se vytvářejí velké problémy jednak při zajištění mazání vodícího členu vůči skříni stroje a jednak při vytvoření utěsnění vodícího členu nad pracovním prostředím v pracovních komorách stroje. Tyto problémy vznikají zejména u vysokovýkonných strojů, zejména rychloběžných spalovacích motorů. Podle předpokladů byly tyto problémy takové, že se v minulých letech, to je v 80 až 83 uplynulých letech nenalezlo žádné řešení, až do vytvoření tohoto vynálezu.

Norská patentová přihláška č. 882 801 (Thor Larsen) zveřejňuje stroj na přeměnu energie, který má podobnou, avšak v zásadě odlišnou konstrukci, která odstraňuje některé z nevýhod v předcházejícím uvedené dřívější konstrukce, avšak nedosahuje dříve uvedených účelů podle vynálezu. V podobě čerpadla pracuje dřívější řešení účinně, stejně tak jako v podobě kompresoru. V podobě spalovacího motoru je však komplikovanější, protože se otočného klikového hřídele užívá pro pohyb všech pístů v kombinovaném kývavém a otočném pohybu a protože ventily musejí být uváděny do činnosti přídavně k činnosti ventilu, umístěného ve skříni stroje.

Podstata vynálezu

Strojem podle vynálezu jsou odstraněny problémy, spojené s oběma dřívějšími řešeními, a je vytvořeno řešení, které má značné výhody ve srovnání se známými technickými řešeními.

Podstata stroje podle vynálezu spočívá v tom, že první rotorová část a druhá rotorová část jsou omezeny společnou kulovou plochou, odpovídající kulové vnitřní ploše skříně stroje, a stacionární vodicí ústrojí pro vedení druhé rotorové části v dopředném a zpětném kyvném pohybu je uspořádáno centrálně uvnitř rotorové konstrukce jako prodloužená statorová část, jejíž jeden konec je pevně spojen se skříní stroje.

Tím, že se dvě dvojice pístů uvádějí do plynulého otočného pohybu, zatímco se vratný kývavý pohyb druhé rotorové části vede od vnitřní strany rotorové soustavy a zatímco je vytvářeno účinné těsnění stacionárního vodícího ústrojí a vodícího členu na vnitřní straně rotorové soustavy, mohou být písty, uspořádané na vnější straně rotorové konstrukce, pohybovány poměrně vysokými pohybovými rychlostmi a nezávisle na vnějším vodicím ústrojí. Zvolené stacionární vodicí ústrojí, které je upraveno uvnitř, a přidružený, uvnitř uložený, vodicí člen umožňují kompaktní a robustní konstrukci vodícího mechanismu, který zase umožňuje, aby se vodicí člen pohyboval poměrně nízkými obvodovými rychlostmi, zatímco radiálně největší obvodová část rotorové soustavy se může pohybovat podstatně vyššími obvode /mi rychlostmi, aniž by to činilo zvláštní problémy. Mimoto mohou být vodicí člen a přilehlé části druhé rotorové části řízeným způsobem uvnitř rotorové soustavy vyváženy, aniž by to vyvolalo nějaké zvláštní vibrace v rotorové soustavě nebo ve vlastním stroji. Zároveň mohou být pracovní komory snadno utěsněny proti mazacím oblastem vodícího ústrojí a odpovídajících částí uvnitř rotorové konstrukce bez nebezpečí smísení mazadel a prostředí, zpracovávaného v pracovních komorách stroje.

-3CZ 278717 B6

Podle vynálezu se snadno dosahuje účinného řešení zejména pro vysokovýkonný stroj, jak je to uvedeno v předcházejícím, a to tím, že se, jak bylo již rovněž uvedeno, vymezí rotorové části uvnitř kulové plochy, odpovídající kulové vnitřní boční ploše ve skříni stroje, a tím, že se stacionární vodicí ústrojí pohybují z radiálně vnější polohy do centrálně vnitřní polohy. To přináší tu výhodu, že součásti mohou být vytvořeny v optimálních polohách uvnitř kulového prostoru skříně stroje nezávisle na poloze vodícího ústrojí. Zvláště výhodné je, že vnější strana rotorové soustavy a vnitřní strana skříně motoru mohou být obě konstruovány s kulovými povrchy, které mohou být přesně navzájem přizpůsobeny pro otáčení rotorových konstrukčních jednotek se zvláště vysokými rychlostmi otáčení. V této souvislosti je důležité, aby stacionární vodicí ústrojí a vodicí člen byly umístěny radiálně uvnitř motorové soustavy.

Další výhodné vytvoření spočívá v tom, že stacionární vodicí ústrojí je uspořádáno souose s otočným hřídelem a je upraveno ve skříni stroje od ložiska, vytvářejícího spoj vnitřního konce otočného hřídele, až ke stacionárnímu držáku na protilehlé straně skříně stroje.

V důsledku toho je rotorová konstrukce účinně uložena na stacionárním vodicím ústrojí a zároveň může být vodicí člen, to je vodicí kroužek účinně veden vzhledem k vodícímu ústrojí, které je uvnitř rotorové konstrukce.

Stacionární vodicí ústrojí je s výhodou upraveno ve středu první rotorové části, přičemž tato první rotorová část je uložena otočně vzhledem ke stacionárnímu vodícímu ústrojí na jeho protilehlé straně. Tak lze rotorovou konstrukci snadno uložit ve skříni stroje.

Jak již bylo uvedeno, snaží se řešení podle vynálezu zabránit spojení mezi mazivy, která mají mazat zejména ložiskové povrchy mezi vodicím členem a stacionárním vodicím ústrojím, ložiskové povrchy mezi první rotorovou částí a stacionárním ložiskovým ústrojím a ložiskové plochy mezi druhou rotorovou částí a vodicím členem, a mezi pracovním prostředím, které je zpracováno v pracovních komorách stroje.

Podle vynálezu je možné zajistit účinné společné utěsnění vnitřních úložných ústrojí rotorové konstrukce a ložiskového ústrojí uvnitř uloženého vodícího členu tak, že první rotorová část je uložena axiálně ve druhé rotorové části v prstencovém, radiálně vně upraveném úseku rotorové části, a první rotorová část a druhá rotorová část společně vytvářejí dutinu, ve které je mazivo, a která je utěsněna vzhledem k pracovním komorám, přičemž tato dutina obklopuje stacionární vodicí ústroji a přiřazený vodicí element a jeho spojovací element se druhou rotorovou částí. Různá řešení podle vynálezu, stejně tak jako podle patentového spisu USA č. 826 985, celkem nevyžadují průchody, ovládané ventily, protože pohyby pístů mohou způsobit otevírání, to je odkrytí průchodů a jejich uzavřeni, to je zakrytí, jen svým otáčením vůči průchodům kulové skříně. Okamžik otevření, to je odkrytí, a uzavření, to je zakrytí průchodů, může být regulován odpovídající konstrukcí a příslušným umístěním průchodů nebo otvorů v kulové skříni, nezávisle na vnějším stacionárním vodicím ústrojí a vněj

-4CZ 278717 B6 ším vodicím členu. Lze také použít dvou vstupních otvorů a dvou výstupních otvorů, to je jednoho vstupního otvoru a jednoho výstupního otvoru, které jsou společné pro první dvojici pracovních komor, kdežto druhý vstupní otvor a další výstupní otvor jsou společné pro druhou dvojici pracovních komor.

Prakticky výhodné řešení, které je konstrukčně jednoduché, spočívá v tom, že první a druhá dvojice pístů spolu s otočným hřídelem tvoří rotorovou soustavu, zatímco kulová skříň a s ní spojené vodicí ústrojí pro vedení druhé dvojice pístů ve druhé vodicí dráze tvoří statorovou soustavu.

Zde lze použít jen malého počtu oddělených součástí, a to jak v rotorové soustavě, tak i ve statoru, přičemž se zároveň dosáhne jednoduchého a poměrně kompaktního konstrukčního řešení o nízké hmotnosti a relativně malém objemu, ale s poměrně velkým výkonem. Přesněji řečeno, stator sestává z vodícího ústrojí a skříně stroje, jež jsou navzájem pevně spojeny, zatímco rotorová soustava obsahuje první rotorovou část, druhou rotorovou část a na nich upravené spojovací elementy, které jsou kloubově spojeny s vodicím elementem dvojicí otočných čepů, přičemž vodicí element je otočně uložen na stacionárním vodicím ústrojí. Pokud jde o montáž a výrobu, jsou součásti prakticky rozděleny do velkého počtu součástí, avšak při hrubém pohledu sestává stator z jediné části, zatímco rotorová konstrukce obsahuje tři navzájem spolupracující části, to je dvě rotorové části a vodicí element. Kromě toho mohou být jednotlivé části snadno zhotoveny a namontovány jednoduchým způsobem, jak bude popsáno v dalším.

Podle výhodného řešení stroje podle vynálezu je skříň stroje na svých protilehlých stranách opatřena dvojicemi otvorů, které jsou z hlediska úhlu natočení upraveny ve vzájemném odstupu, jsou upraveny uvnitř pohybových drah obvodových vnějších okrajů ploch koncových částí první rotorové části a jsou upraveny pro zakrývání a odkrývání koncovými částmi v různých polohách otočení nebo v oblastech otáčení rotorové konstrukce, a kulová vnější plocha, která je vytvořena na koncových částech první rotorové části a která je souměrná k ose otáčení rotorové konstrukce, má větší délku než šířku.

To znamená, že podle vynálezu je možné regulovat otvory jako celek prostřednictvím písty vytvářejících koncových úseků první rotorové části.

Podle vynálezu je možné, aby u provedení ve tvaru čerpadla, kompresoru, dvoudobého spalovacího motoru nebo podobného dvoudobého motoru byly v dutině skříně motoru vytvořeny prostřednictvím rotorových částí čtyři oddělené pracovní komory pro oddělené a střídavě po dvojicích vytvářené dva zdvihy rotoru dvakrát za otáčku rocorových částí ve spojení s příslušnou dvojicí ze čtyř otvorů, z nichž první otvor a třetí otvor tvoří zároveň nasávací otvor první, případně třetí pracovní komory, zatímco druhý otvor a čtvrtý otvor tvoří výfukový otvor třetí, případně čtvrté pracovní komory.

Pokud je stroj v podobě čtyřdobého spalovacího motoru, jsou v dutině skříně motoru vytvořeny prostřednictvím rotorových částí čtyři oddělené pracovní komory pro oddělené a střídavě po dvoji-5CZ 278717 B6 cích vytvářené příslušné dva zdvihy ze čtyř zdvihů motoru ve spojení s příslušným otvorem ze dvou dvojic otvorů, z nichž první otvor zároveň tvoří nasávací otvor první pracovní komory, druhý otvor tvoří výfukový otvor pro stlačený vzduch z druhé pracovní komory do spojovací komory, upravené radiálně vně pracovních komor, třetí otvor tvoří nasávací otvor ze spojovací komory ke třetí pracovní komoře, vytvářející expanzní komoru, a čtvrtý otvor tvoří výfukový otvor spalin ze čtvrté pracovní komory do výfukového výstupu.

Podle vynálezu lze nejdříve dosáhnout toho, že spojovací komora spojuje jednu dvojici pracovních komor, působících na straně sání nebo komprese, s druhou dvojicí pracovních komor, působících na straně spalování nebo výfuku skříně stroje. Za druhé lze dosáhnout toho, že spojovací komora, která je účelně umístěna vně chladicí skříně stroje, může také tvořit vnější spalovací komoru s jednou nebo několika tryskami a zapalovacím ústrojím.

Kombinací vnější spojovací komory s vnější spalovací komorou lze dosáhnout mnoha značných výhod.

Především je možné současně zajistit, že každý ze čtyř zdvihů, to je sání, komprese, spalování a výfuk, se uskutečňuje v jedné a téže skříni motoru, avšak každý odděleně v jedné ze čtyř pracovních komor.

Dále je možné dosáhnout značného zjednodušení vlastního spalovacího procesu, značného zjednodušení z hlediska tepelných ztrát, vysoké spalovací teploty a tím i úplného spálení paliva, atd.

Proto je spalovací komora s výhodou opatřena vrstvou keramického materiálu, která teplo uvnitř izoluje.

To přináší	různé podstatné výhody.
Především uskutečnit vně	se může spalování při spalovacím zdvihu motoru pracovních komor, takže části rotorové soustavy

mohou být udrženy na nízké tepelné úrovni, zatímco spalovací komora může být udržována na značně vyšší tepelné úrovni, což může zajistit účinné spalování nezávisle na vnitřních částech motoru, to je na vnitřní straně skříně stroje, rotorovém ústrojí, atd.

Přesněji řečeno, může být spalovací komora připojena stacionárním způsobem k vlastní skříni motoru, s výhodou vně jak vlastní skříně motoru, tak i vodní skříně motoru, a nezávisle od rotorového ústrojí motoru, vodní skříně a mazací soustavy. V souladu s tím může být rotorové ústrojí motoru konstruováno způsobem, který je co nejpříznivější pokud jde o otáčení, a to nezávisle na daném spalovacím cyklu a konstrukci spalr^TTací komory.

Pracovní komory, s nimiž má spalovací komora spolupracovat, mohou být dále vystaveny plynulému otáčení vůči kanálu, který dodává pracovní prostředí ze stacionární spalovací komory, čímž lze účinně využít i kinetickou energii horkého plynu, proudícího ve směru pohybu pracovních komor.

-6CZ 278717 B6

Další podstatná výhoda připojení spalovací komory stacionárním způsobem vně skříně motoru spočívá v tom, že lze dosáhnout účinného spalování paliva na zvlášť vysoké a současně poměrně stejnoměrné tepelné úrovni, a to více nebo méně nezávisle na teplotních podmínkách uvnitř skříně motoru. Spalovací komora může být vytvořena uvnitř oblasti, která se poměrně snadno tepelně izoluje a snadno se učiní odolnou vůči vysokým teplotám, například obložením vnitřních stěn a účelně také vnějších stěn keramickým materiálem, takže spalovací komora může být udržována na vysoké konstantní úrovni teploty, čímž se zajistí účinné, více nebo méně úplné spálení paliva. Výsledkem toho je vytvoření výhodného okolního prostředí a vyšší výkon motoru. Jinými slovy lze dodávání tepla k vnější spalovací komoře skříně motoru omezit a dodávku tepla lze ve velkém rozsahu omezit na uvedenou místní oblast motoru. Ze stejného důvodu lze v souladu s tím dosáhnout nepatrně nižší úrovně teploty uvnitř skříně motoru, takže otočné části motoru mohou být udržovány na poměrně nízkých úrovních teplot, což lze snadno kontrolovat odpovídajícími prostředky, a to tím, že se použije obyčejného vnějšího vodního nebo vzduchového chlazení skříně motoru a obvyklého vnitřního olejového chlazení rotorového ústrojí a stacionárních vodicích ústrojí a přiřazeného vodícího členu.

Další výhoda spočívá v tom, že plynné palivo lze dodávat s vysokým tlakem přímo do různých pracovních komor jediným kanálem, jehož otevírací oblast je přesně definována a pro který je doba pro otevírání a uzavírání přesně nastavena v poměru k cyklu otáčení. Prakticky může být tok horkého stlačeného plynu téměř zcela plynulý a rychle pulzující plyn proudí ze spalovací komory do přímo následujících pracovních komor bez obvyklé činnosti ventilů a výlučně prostřednictvím řízení otáčivými pohyby rotorové sestavy.

Tím, že se vyloučí činnost ventilů, vačkových hřídelů atd., se dosáhne značných výhod. Například je možné snadno užívat širokých kanálů pro přívod vzduchu, případně pro vypouštění výfukových plynů, čímž se zajistí, že se vzduch přivádí přiměřeně rychle a poměrně volně a že výfukový plyn je rychle vyfukován, a to bez nutnosti přídavných pohyblivých součástek, což je zvláště výhodné u rychloběžných motorů. V souladu s tím lze snadno konstruovat tvary průřezů a ploch různých kanálů, neboť jsou zcela určeny zamýšlenou drahou proudění plynného prostředí při různých taktech ve skříni stroje, případně ve spalovací komoře.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky vynálezu vyplývají z následujícího popisu příkladů provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn půdorys stroje na přeměnu energie podle vynálezu při znázornění jeho prvního provedení v podobě kompresoru. Na obr. 2 je svislý příčný řez strojem podle obr. 1. Obr. 3 znázorňuje první rotorovou část v axometrickém pohledu. Obr. 4 znázorňuje druhou rotorovou část v axonometrickém pohledu. Na obr. 4a je znázorněn bokorys rotorové části z obr. 3 a rotorové části z obr. 4 ve vzájemném spojení, přičemž úseky druhé rotorové části z obr. 4 jsou znázorněny v příčném řezu. Na obr. 5 je znázorněn svislý příčný řez částmi, tvořícími stator stroje. Obr.

-7CZ 278717 B6 až 8 znázorňují rotorové ústrojí ve třech různých pracovních polohách. Obr. 9 a 10 znázorňují první a druhou rotorovou část, uloženou v jednom oddílu skříně a znázorněnou ve dvou různých pracovních polohách v úhlovém posunu o 90 °.

Na obr. 11 je znázorněn axonometrický pohled na stroj podle vynálezu v provedení čtyřdobého spalovacího motoru, přičemž je zvlášť znázorněn sací kanál a výfukový kanál. Na obr. 12 je stejný pohled jako na obr. 11, avšak je znázorněn z opačné strany, přičemž pro zjednodušení jsou některé části vynechány a zvláště je znázorněn motor a vnější spalovací komora. Na obr. 13 je příčný řez motorem podle obr. 11 a 12. Obr. 14 znázorňuje v axonometrickém pohledu vodicí ústrojí pro druhou rotorovou část. Obr. 14a znázorňuje příčný řez stacionárního vodícího ústrojí a vodícího členu druhé rotorové části, uložené v přiřazené vodicí drážce. Na obr. 15 je znázorněn v částečném řezu bokorys vodícího ústrojí z obr. 14 a přiřazeného vodícího členu při montáži ve spojovacím ústrojí, které spojuje vodicí člen s druhou rotorovou částí. Na obr. 16 je znázorněna rozebraná sestava, obsahující vodicí člena spojovací ústrojí, umístěné mezi dvěma polovinami, které společně tvoří první rotorovou část. Na obr. 16a je příčný řez první rotorovou částí s úhlovým posunutím o 90 ° vzhledem ke znázornění na obr. 16. Obr. 17 znázorňuje první rotorovou část, která sestává z polovin, znázorněných na obr. 16, a je umístěna mezi dvěma úseky, obsaženými v druhé rotorové části. Obr. 18 znázorňuje poloviny druhé rotorové části podle obr. 17 ve smontovaném stavu. Na obr. 19 je znázorněn boční pohled na části, znázorněné na obr. 18 při pohledu z pravé strany podle obr. 18. Na obr. 20 je znázorněn částečný bokorys a částečný podélný řez dílu druhé rotorové části. Na obr. 21 a 22 jsou znázorněny bokorysy dvou polovin, které společně tvoří skříň motoru, znázorněnou na obr.

13. Na obr. 23 je znázorněn podélný řez konstrukční částí, obsahující spalovací komoru vně motoru.

Na obr. 24 jsou znázorněny schematické pohledy první a druhé rotorové části ve vzájemných různých úhlových polohách, přičemž je zde znázorněno překrývání a odkrývání otvorů v průběhu jednotlivých taktů u čtyřdobého spalovacího motoru podle obr. 11 až 23.

Příklady provedení vynálezu

Jak již bylo uvedeno, lze stroj na přeměnu energie podle vynálezu využít v celé řadě různých oblastí, například jako jednostupňový kompresor, nebo jako čerpadlo, jako pneumaticky nebo hydraulicky ovládaný motor, nebo jako spalovací motor, nebo podobně. Stroj nebo motor podle vynálezu lze využít v četných odlišných oblastech a v řadě různých kombinací, i když taková provedení nejsou všechna uvedena. V dalším jsou uvedeny příklady jednoduché motorové jednotky, i když v praxi lze uvažovat o mnoha různých možnostech a kombinacích, například když se stroje noto motory uspořádají v tandemovém spojení nebo tak, že spolu jinak spolupracuj í.

V dalším je popsán stroj na přeměnu energie v podobě kompresoru. U prvního provedení, které je znázorněno na obr. 1 až 10, je stroj na přeměnu energie popsán ve zvláště jednoduchém provedení v podobě kompresoru. Součástky, které jsou popsány v souvislosti s obr. 1 až 10, nejsou však omezeny jen na využití v kom

-8CZ 278717 B6 presoru, nýbrž mohou sloužit i v jiných typech strojů, aniž by v dalším byly provedeny jejich konkrétní příklady.

Stroj podle prvního provedení vynálezu sestává prakticky ze skříně 10 stroje, z rotorového ústrojí, které má první rotorovou část 19 - 21 a druhou rotorovou část 33 - 35, radiálně vnitřní vodicí ústrojí 16, které je stacionárně drženo ve skříni 10 stroje a je určeno pro vodicí element 38, který je otočně uložen v oddělené rovině otáčení. Vodicí element 38 vede nucené druhou rotorovou část 33 - 35 ve vratkém kyvném pohybu vůči první rotorové části 19 - 21, která vykonává výhradně otáčivý pohyb.

Obr. 1 znázorňuje kulovou skříň 10 stroje s kulovou vnitřní dutinou. Skříň 10 stroje je složena ze dvou polovin 11 a 12 a 1e rozdělena podél středové roviny nebo radiální střední roviny 10a, která je na obr. 1, 2 a 3 znázorněna čerchovanými čarami. Poloviny 11, 12 jsou opatřeny upevňovací přírubou 13, případně 14, které jsou spolu spojeny větším počtem montážních svorníků 15a a upínacích matic 15b. Jsou zde znázorněny také dva základy 100a a 100b stroje s upevňovacími otvory 101 pro uložení neznázorněných svorníků.

Skříň 10 stroje a vodicí ústrojí 16, vytvářející stator, jsou znázorněny na obr. 5, zatímco rotorová sestava 19 - 21, 33 - 35 stroje je znázorněna na obr. 6 až 8. Stator a rotorová sestava stroje jsou znázorněny podrobněji ve smontovaném stavu na obr. 2 a 4a. První rotorová část 19 - 21 a druhá rotorová část 33 - 35 jsou každá znázorněny odděleně na obr. 3 a 4.

K jedné polovině 11 skříně 10 stroje je trvale připojeno v podstatě tyčovité stacionární vodicí ústrojí 16, které je upraveno v kulové dutině 10b v kulové skříni 10 stroje napříč ke střední rovině 10a, viz obr. 2, přičemž na horním konci skříně 10 stroje je částečně upraveno v axiálním směru přes kulový prostor skříně 10 stroje. Vodicí ústrojí 16 má podélnou osu 16a, která splývá s osou 17a otáčení otočného hřídele 17. Silnější koncový úsek 16b vodícího ústrojí 16 je pevně spojen s jednou polovinou 11 skříně 10 stroje, takže vodicí ústrojí 16 spolu s polovinou 11 a 12 tvoří statorovou sestavu, případně statorovou konstrukční jednotku.

Na obr. 5 je v horní části vodici ústrojí 16 vytvořeno s dříkovým koncovým úsekem 16c, za kterým následuje kulový mezilehlý úsek 16d a dolní dříková část 16e, která přechází do dolního silnějšího koncového úseku 16b, kterým je vodicí ústrojí spojeno s polovinou 11 skříně 10 stroje.

Ve druhé polovině 12 skříně 10 stroje je osový vnitřní konec 17b otočného hřídele 17 otočně uložen v radiálně vnitřním otočném ložisku 18. Osový protilehlý konec 17c otočného hřídele 17 je na svém konci upraven za skříní 10 stroje pro závěr s neznázorněným, ke zdroji energie připojeným hnacím ústrojím pro uvádění otočného hřídele 17 do otočného pohybu vzhledem ke skříni 10 stroje a vodícímu ústrojí 16.

První rotorová část 19 - 21 je pevně spojena s vnitřním koncem 17b otočného hřídele 17. Tato rotorová část má první dvojici krouživých pístů 19., 20, které jsou pevně navzájem spojeny spo

-9CZ 278717 B6 léčným nábojovým úsekem 21. První rotorová část 19 - 21 je neotočně připojena k otáčivému hřídeli 17. První rotorová část 19 - 21 je otočně uložena na vnějších úložných plochách 22 , 23, 24 v sousedství osově vnitřního koncového úseku 16b vodícího ústrojí 16 , a na radiálně vnějších úložných plochách 25., 26. v sousedství osově vnějšího koncového úseku 16c vodícího ústrojí

16. Vnější koncový úsek 16c vodícího ústrojí 16 vyčnívá na konci do vnitřního konce 17b otočného hřídele 17, čímž je vnitřní konec 17b radiálně uvnitř otočně uložen na vnějším koncovém úseku 16c vodícího ústrojí 16 a radiálně směrem ven je otočně uložen v otočném ložisku 18 v polovině 12 skříně 10 stroje.

Jak je patrno z obr. 3, jsou krouživé písty 19, 20 a nábojový úsek 21 rozděleny do dvou polovin 19a, 20a, 21a a 19b, 20b, 21b podél dělicí plochy, vyznačené dělicí čarou 27, takže obě poloviny lze nasadit na vodicí ústrojí 16 z opačných stran, když je připojeno k polovině 11 skříně 10 stroje, avšak před tím, než se polovina 12 skříně 10 stroje umístí na polovinu 11 skříně 10 stroje.

Krouživé písty 19, 20 mají tvar protáhlých kulových segmentů. Nábojový úsek 21, který je upraven centrálně ve skříni 10 stroje, má tvar dvou osově navzájem oddálených válcových nábojových pouzder 21a, 21b s mezilehlou štěrbinou 21c. Nábojová pouzdra 21a, 21b jsou upravena na délce zhruba jedné třetiny vnitřního průměru skříně 10 stroje. Pouzdra 21a, 21b mezi sebou vytvářejí kulový mezilehlý prostor 28, jak je to patrno z obr. 2 a 4a, který obsahuje kulový mezilehlý úsek 16d vodícího ústrojí 16 a přiřazený prstencový vodicí element 38. Vodicí element 38 je opatřen kolíky 39, které jsou upraveny radiálně směrem navenek od vodícího ústrojí 16 a od kulového mezilehlého prostoru 28 přes štěrbinu 21c v rotorové části 19 - 21.

Na protilehlých koncích nábojového úseku 21 je vytvořeno vybrání 21/ 32, jak je to patrno z obr.3, které má válcově zakřivené povrchové plochy 31a, 31b, případně 32a, 32b.

K první rotorové části 19 - 21 je připojena oddělená druhá rotorová část 33 - 35, která je podrobněji znázorněna na obr. 4. Jak je patrno z obr. 2 a 4a, tvoří rotorové části 19 - 21 a 22 - 35 rotorovou sestavu, případně rotorové ústrojí. Rotorová část 22“35 obsahuje dva písty 33 , 34 a mezilehlý nábojový úsek 35. Obdobně k pístům 19, 20 a k nábojovému úseku 21 jsou písty 33, 34 a nábojový úsek 35 rozděleny do dvou polovin 33a, 34a, 35a, případně 33b, 34b, 35b, jak je to znázorněno na obr. 4 dělicí čárou 37. Obě poloviny 35a, 35b nábojového dílu, to je nábojového úseku 35, jsou rozděleny tak, že mezi sebou vytvářejí dutinu pro uložení polovin 21a, 21b nábojového úseku 21 první rotorové části .

Při montáži se nejprve vodicí člen, to je prstencový vodicí element 22/ nasadí na vodicí ústrojí 16. Potom se obě poloviny první rotorové části 19 - 21 uloží v levé polovině 11 skříně 10 stroje kolem vodícího ústrojí 16 od jeho protilehlých stran a současně do pevného otočného záběru s otočným hřídelem 17. Potom lze namontovat druhou rotorovou část 33 - 35 na první rotorovou část 19-21.

-10CZ 278717 B6

Prakticky lze jednu polovinu 33a, 34a, 35a druhé rotorové části namontovat na odpovídající polovinu 19a, 20a, 21a první rotorové části. V souladu s tím lze druhou polovinu 33b, 34b, 35b druhé rotorové části uvést do záběru s odpovídající druhou polovinou 19b, 20b, 21b v podélném směru.

Prstencový vodicí element 38 je rozdělen do dvou polovin, jak je to znázorněno na obr. 4. Vodicí element 38 má dva kolíky 39, které jsou upraveny radiálně navenek a lícují s odpovídající ze dvou prstencových polovin, to je z prstencových úseků 38a, 39b. Protilehlý konec kolíků 39 je otočně uložen v odpovídajícím vývrtu, který tvoří otočné ložisko v příslušných částech dvou pístů 33 , 34 druhé rotorové části 33 - 35. Vodicí element 38 je otočně uložen ve vodicí drážce 41 v mezilehlém úseku 16d vodícího ústrojí 16 a je společně s ním umístěn v mezilehlém prostoru 28 mezi pouzdry 21a, 21b nábojového úseku první rotorové části 19

- 21, jak je to znázorněno na obr. 4a. Středová hlavní rovina prstencové vodicí drážky 41, která je vyznačena čerchovanou čarou, v rovině 41a svírá úhel v se střední rovinou 10a, upravenou kolmo k podélné ose 16a vodícího ústrojí 16.

U znázorněného provedení má úhel v hodnotu 30 °, avšak v praxi může být větší nebo menší podle přání nebo potřeby. Pokud se zvolí úhel v o hodnotě například 30 °, může se druhá dvojice pístů pohybovat při každém zdvihu o 60 ° vzhledem k první dvojici pístů. Provedou-li se písty tenčí, lze například použít úhel 45 °, což vede k úhlovému pohybu o hodnotě 90 ⁰ pro každý z pístů ve druhé dvojici pístů vzhledem k první dvojici pístů při každém zdvihu. Písty mohou mít tvar kulových segmentů, nebo jsou v každém případě vytvořeny s kulovými vnějšími plochami, odpovídajícími kulové vnitřní ploše skříně stroje.

Jak je patrno z obr. 2, tvoří rotorové části 19 - 21 a 33.

- 35 rotorovou sestavu, která je upravena pro otáčení kolem osy 17a otáčení otočného hřídele 17 vzhledem ke statorové sestavě, uložené ve skříni 10 stroje a opatřené vodicím ústrojím 16.

Druhá rotorová část 33 - 35 je nucené uváděna do kývavého vratného pohybu vzhledem k první rotorové části 19-21 kolem osy 35c otáčení, která prochází centrálně polovinami 35a, 35b nábojového úseku 35 druhé rotorové části 33 - 35 a protíná osu 17a otáčení otočného hřídele 17 v pravém úhlu k této ose uprostřed kulové dutiny 10b. V důsledku nuceného vedení prstencového vodícího elementu 38 v rovině 41a v prstencové vodicí drážce 41 ve stacionárním vodicím ústrojí 16 se otáčí vodicí element 38 v oddělené dráze otáčení vzhledem k vodícímu ústrojí 16., to znamená, že se otáčí v rovině 41a, která je upravena napříč rovinou otáčení první rotorové části 19 - 21 a která je upravena v pravém úhlu k ose 17a otáčení. Kolíky vodícího elementu 38 budou konat vratný výkyvný pohyb vůči pístům 33 , 34 a v důsledku toho bude druhá rotorová část uváděna do nuceného kývavého střídavého pohybu kolem osy 35c ve stejném okamžiku, kdy první rotorová část 19.

- 21 a druhá rotorová část 33.-35 provádějí otočný pohyb kolem osy 17a otáčení otočného hřídele 17.

Dále jsou popsány pracovní komory kompresoru.

-11CZ 278717 B6

Jak je znázorněno na obr. 2 a obr. 6 až 10, utvoří se dvě dvojice pracovních komor 42, 43 a ££, £5, to je po jedné dvojici pracovních komor na každé straně pístů 19 a 20, případně na každé straně pístů 33 a 34. Pro lepší porozumění způsobu práce pístů lze písty 19, 20 považovat za relativně statické vzhledem k pístům 33 , 34. Tak se zdá, že kývavý pohyb je prováděn jen písty

33, 34 a pracovní komory se vzhledem k pístům 19, 20 rozpínají nebo komprimují jen jako důsledek pohybu pístů 33 , 34. Avšak písty 19., 20 a písty 33 , 34 budou vykonávat synchronní otočný pohyb kolem osy 17a otáčení otočného hřídele 17 při otočném pohybu v radiální rovině v pravém úhlu k ose 17a otáčeni otočného hřídele 17 vzhledem k pístům £9, 20 a při otočném pohybu v radiální rovině, která leží šikmo k ose 17a otáčení vzhledem k pístům 33,

34. Písty 33 , 34, kývající se vratně, nekonají obvyklý zpětný pohyb v jejich krajních polohách, nýbrž otočný pohyb, který je kontinuální a nemá žádné úvratě.

Jak je patrno z obr. 5, skříň 10 stroje a vodicí ústrojí 16 tvoří statorovou sestavu. První rotorová část 19 - 21 je otočně uložena na vodicím ústrojí 16 kolem osy 17a otáčení, zatímco druhá rotorová část 33 - 35 je kývavě uložena na první rotorové části 19 -21 kolem osy 35c otáčení a je výkyvné spojena s vodicím elementem 38, který je otočně uložen na vodicím ústrojí 16. Nucený výkyvný pohyb, který vykonává druhá rotorová část 33 - 35 vzhledem k první rotorové části 19-21, je veden šikmou vodicí drážkou 41 v kulovitém mezilehlém úseku 16d vodícího ústrojí 16.

Obr. 6 až 8 znázorňují písty 19., 20 a 33, 34 ve třech různých fázích kývavého pohybu pístů 33, 34 vzhledem k pístům 19, 20. V první fázi, jak je to znázorněno na obr 6 a 9, jsou pracovní komory 42, 43 znázorněny v bočním směru na obr. 6 a shora na obr. 9a s jejich maximálním objemem, zatímco pracovní komory 44, 45 jsou znázorněny v jejich minimálním objemu. Ve druhé, mezilehlé fázi, znázorněné na obr. 7 a 10, jsou písty 19., 20 a 33 , 34 pro lepší srozumitelnost znázorněny na obr. 7 v axonometrickém pohledu a na obr. 10 shora a s příslušně velkými pracovními komorami 42 - 45. Obr. 8 znázorňuje písty 19., 20 a 33, 34 ve třetí fázi, kdy pracovní komory 42, 43 mají svůj minimální objem, když rotorová sestava prochází polovinu otáčky kolem osy 17a otáčení, jsou písty 19., 20 a 33, 34 vystaveny výše uvedeným třem fázím, jak je to znázorněno na obr. 6 až 8 v prvním zdvihu, a během dalšího otáčení rotorové sestavy o polovinu otáčky kolem osy 17a otáčení, projdou písty 19., 20 a 33 , 34 odpovídajícími třemi fázemi v opačném pořadí.Tak je zřejmé, že každá ze čtyř pracovních komor 42 - 45 je v plné otáčce rotorové sestavy vystavena dvěma za sebou jdoucím zdvihům a pro každou otáčku rotorové sestavy se vyprázdní a naplní čtyři objemové jednotky, odpovídající objemům čtyř pracovních komor 42 - 45.

Toto naplňování a vyprazdňování pracovních komor 42 - 45 se provádí prostřednictvím dvou dvojic sacích otvorů £6, z nichž je na obr. 9 a 10 znázorněn jen jeden čerchovanými čarami, a dvěma výstupními otvory 47 přes přiřazené dvojice výstupních trubek 48 a nasávacích trubek £9, viz obr. 1. Lze také použít sacího otvoru 46 a výstupního otvoru 47 v každé z polovin 11, 12 skříně 10 motoru a lze použít i společného sacího otvoru 46 a společného výstupního otvoru 47 pro každou dvojici pracovních komor £2 - £5, které jsou umístěny každá na jedné straně pístů 19, 20. Na

-12CZ 278717 B6 obr. 9 a 10 jsou znázorněny čtyřúhelníkové vnitřní otvory 46a, 47a, vedoucí do kulové dutiny 10b, a kruhové vnější otvory 46b, 47b, vedoucí do trubek 48, 49. U znázorněného provedení jsou všechny otvory 46, 47 uzpůsobeny pro otevírání a zavírání v krajních polohách pístů 19 , 20 a 33 , 34 , jak je znázorněno na obr. 6 a 8 a jak je znázorněno pro úplné odkrytí v mezilehlých polohách, znázorněných na obr. 7. V praxi je však možné otvory dimenzovat, tvarovat a umístit tak, že jsou udržovány otevřené v celém zdvihu nebo podle potřeby jen v některých částech každého zdvihu.

Obr. 2 znázorňuje těsnicí ústrojí 52 na plochách pístů 33, 34, která směřují radiálně dovnitř a jsou obrácena k nábojovému úseku 21 rotorové části 19 - 21, a těsnicí ústrojí 53 na plochách pístů 33., 34, která směřují radiálně navenek a jsou upravena proti vnitřnímu povrchu skříně 10 stroje. Odpovídající těsnicí ústrojí 50 jsou na obr. 2 znázorněna na plochách pístů 19., 20 a jsou obrácena radiálně navenek. Na obr. 3 jsou vyznačeny těsnicí kroužky 51 na radiálních plochách nábojového úseku 21. Účinné těsnění mezi rotorovými částmi 19 - 21 a mezi každou z nich a skříní 10 stroje může být provedeno relativně jednoduchým způsobem.

I když to není zde popsáno, je možné provádět účinné mazání a chlazení rotorové sestavy tím, že se vodicím ústrojím 16, případně otočným hřídelem 17 přivádí oběžné mazací a chladicí prostředí ke každé rotorové části 19 - 21, 33 - 35.

V dalším je popsán stroj na přeměnu energie v podobě spalovacího motoru.

Dále je popsáno provedení, které je zvláště přizpůsobeno k použití ve spalovacím motoru, avšak stejná konstrukce, jaká je popsána pro rotor ve spalovacím motoru, může být také použita pro rotor v jiných typech strojů, například pro stroj v podobě čerpadla, kompresoru nebo podobně, aniž by bylo třeba uvádět příklady. Nejdůležitější rozdíl spočívá v tom, že skříň stroje je přizpůsobena pro dané použití, zatímco lze použít stejné rotorové sestavy ve všech různých aplikací. U rotorové sestavy pro spalovací motor může být vsak na rotorových součástech provedeno povrchové zpracování, nebo mohou být tyto části zhotoveny tak, aby byly odolné vůči teplu a tepelně izolované, například prostřednictvím keramických materiálů, zatímco pro jiné typy stroje není takového povrchového zpracování nebo zvláštní výroby rotorových částí nezbytně třeba.

Obr. 11 až 24 znázorňují druhé provedení stroje podle vynálezu v podobě spalovacího motoru. Přesněji řečeno, je zde znázorněn dvoučinný čtyřdobý spalovací motor, který má vnější spalovací komoru.

Alternativně lze také vytvořit odpovídající motor s vnitřní spalovací komorou, avšak toto provedení není znázorněno.

To se také týká jiných typů spalovacích motorů. I když zde nejsou znázorněna konkrétní provedení, lze spalovacího motoru užít například jako jednočinného dvoudobého motoru s vnějšími nebo vnitřními spalovacími komorami, i když jejich příklady nejsou uvedeny.

-13CZ 278717 B6

Obr. 13 znázorňuje skříň motoru 110 motoru, která sestává ze dvou polovin 111 a 112 a která je rozdělena podél příčné dělicí střední roviny 110a. Každá polovina 111, 112 skříně 110 motoru je opatřena upevňovací přírubou 113, 114, které jsou spojeny větším počtem upevňovacích čepů 115.

Vnější strana skříně 110 motoru je opatřena chladicími žebry 105. Skříň 110 motoru je uzavřena v chladicí skříni 106, čímž se vymezí dvě oddělené vodní komory 107a, 107b mezi skříní 110 motoru a chladicí skříní 106 pro uvádění chladicí vody do oběhu odděleně v každé vodní komoře 107a, 107b. Cirkulace chladicí vody je na obr. 12 vyznačena šipkami 108 a vstup chladicí vody je označen šipkou 108a a výstup chladicí vody je označen šipkou 108b. Obě části 106a, 106b chladicí skříně 106 s chladicí vodou jsou připojeny šrouby 108c k upevňovacím přírubám 113, 114 skříně 110 motoru a šrouby 108b k protilehlým koncům skříně 110 motoru. V místě 109 jsou upraveny montážní opěry pro uložení motoru na podkladu ve vodorovné poloze.

Na obr. 11 je s nasávacím otvorem 161a vzduchu pro vstup vzduchu spojeno odbočné sací potrubí 166, které vede do vymezených oblastí 167, případně 168, viz obr. 13, mezi vnější plochou rotorové části 124, která má nejmenší průměr, a mezi vnitřním povrchem polovin 111, 112 skříně 110 motoru, která má nejmenší průměr. To umožňuje, aby se o sobě známým způsobem odstranily přes vstup vzduchu nežádoucí zbytky plynu z dutiny skříně 110 motoru, aniž by takové zbytky musely přijít do styku s mazací soustavou uvnitř rotorové sestavy.

Na obr. 13 jsou na tom konci motoru, který nese vodicí ústrojí 116, tvořící stator, připojeny jedno napájecí potrubí 169 a dvě zpětná potrubí 170, 171 pro mazací olej, který se rozvádí stacionárním vodicím ústrojím 116 do vodicí drážky 118 a do otočných částí, které obklopují vodicí ústrojí 116 uvnitř rotorových částí 124, 125.

Obr. 13 znázorňuje nejdůležitější části motoru ve smontovaném stavu. Pro lepší názornost jsou některé části odstraněny. Tyto nejdůležitější součásti jsou podrobněji znázorněny na obr. 14 až 23. V dalším bude střídavě poukazováno na celkový přehled na obr. 12 a na detailní znázornění na obr. 14 - 23.

V dalším je popsáno vodicí ústrojí rotorové sestavy.

K levému konci skříně 110 motoru podle obr. 13 je připojeno protáhlé vodici ústrojí 116, které prochází kulovou dutinou 110b ve skříni 110 motoru, a to napříč střední roviny 110a. Vodicí ústrojí 116 má podélnou osu 116a, viz také obr. 14, která splývá s osou 117a otáčení otočného hřídele 117, to je poháněného hřídele motoru. Vodicí ústrojí 116 je na konci vedeno v otvoru 117c v pravém konci 117b otočného hřídele 117. V otvoru 117c otočného hřídele 117 je znázorněno úložné vedení 117c pro podepření koncového úseku 116c vodícího ústrojí 116 vlevo na obr. 13. Tento levý koncový úsek 116c vodícího ústrojí 116 je vložen do dolního konce otočného hřídele 117 a je jím obklopen.

Prostřednictvím klínové drážky 116b ve vodicím ústrojí 116 a neznázorněné odpovídající klínové drážky v uzavíracím víku

-14CZ 278717 B6

112a, uloženém na polovině 112 skříně 110 motoru prostřednictvím čepů 112d a neznázorněných příslušných klínů, je vodicí ústrojí 116 trvale připojeno k polovině 112 skříně 110 motoru. V důsledku toho tvoří vodicí ústrojí 116 spolu se skříní 110 motoru statorovou sestavu, viz obr. 14. Rotorová část 124, 125 je vyvedena z této statorové sestavy a je sestavena kolem vodícího ústrojí 116 uvnitř kulové dutiny 110b skříně 110 motoru, jak bude podrobněji popsáno v dalším.

Jak je znázorněno na obr.14, je vodicí ústrojí 116 vytvořeno s dolním dříkovým koncovým úsekem 116e, který přibližně uprostřed dolního dříkového koncového úseku 116e má manžetovou část 116f, tvořící zarážku. Mimoto je vodicí ústrojí 116 vytvořeno s kulovitým mezilehlým úsekem 116q, který má prstencovou vodicí drážku 118 a horní dříkový koncový úsek 116c. Vodicí drážka 118 má rybinoví tý průřez, je upravena v rovině 118a, vyznačené čerchovanou čarou, a svírá úhel v s dělicí střední rovinou 110a. Ve vodicí drážce 118 je upraven vodicí člen v podobě prstencového vodícího elementu 119. Vodicí element 119 je rozdělen na dva úseky podél roviny, vedené osou 116b, viz obr. 14a, čímž se umožní jeho uložení ve vodicí drážce 118. U znázorněného provedení je vodicí element 119 umístěn mezi dvěma oddělenými úložnými vedeními 119b, 119c. Vodicí element 119 je na dvou diametrálně protilehlých stranách opatřen otvory 119a, které tvoří otočná ložiska, otevřená radiálně navenek a upravená pro vložení odpovídajících, radiálně dovnitř upravených kolíků 120, které procházejí radiálně dovnitř od spojovacího elementu 121, tvořícího vodicí ústrojí, viz obr. 16 a20. Ve druhé rotorové části 125 je upraven spojovací element 121, jak bude popsáno v dalším. První rotorová část 124, druhá rotorová část 125 a vodicí element 119 jsou spolu začleněny do společné rotorové sestavy.

V dalším je popsáno spojení rotorové sestavy s vodicím ústroj ím.

Obr. 15 znázorňuje montáž vodícího ústrojí 116 a přiřazeného vodícího členu, to je vodícího elementu 119 ve spojovacím elementu 121. Spojovací element 121 sestává ze dvou polovin 121a, 121b, z nichž je na obr. 15 znázorněna jen jedna polovina 121a, zatímco druhá polovina 121b je znázorněna na obr. 13 a 16. Kulový mezilehlý úsek 116q vodícího ústrojí 116 je uložen v neznázorněném příslušném kulovém výklenku na vnitřní straně polovin 121, 121b, zatímco dva oddělené koncové kusy 123a, 123b jsou vloženy na konci od opačných stran spojovacího elementu 121 a jsou spojeny s jeho příslušnými polovinami 121a, 121b prostřednictvím upevňovacích šroubů 122, viz obr. 13, které jsou naznačeny vpravo na obr. 15 čerchovanými čarami. Podle obr. 15 je jeden koncový kus 123a uložen ve spojovacím elementu 121, zatímco druhý koncový kus 123b je připraven k posunutí mezi poloviny 121a, 121b, přičemž polovina 121L není pro větší přehled^/t na obr. 15 znázorněna, avšak je sestavena s polovinou 121a ve spojení s příslušným koncovým kusem 123a, 123b. Koncové kusy 123a, 123b jsou vytvořeny s kulově zakřivenou vnitřní plochou, jak je to naznačeno čárkovanou čarou 123 . Koncové kusy 123a, 123b jsou opatřeny koncovým připojovacím čepem 123a , 123b .

Jak je znázorněno na obr. 13, jsou připojovací čepy 123a 123b pevně spojeny s druhou rotorovou částí přes rozpěrné manže

-15CZ 278717 B6 ty 126 a mezilehlé klíny, jak je to znázorněno klínovou drážkou 126 .

Obr. 16 znázorňuje spojovací element 121, uložený kolem vodícího ústrojí 116 a vodícího elementu 119 a zablokovaný vůči mezilehlému úseku 116q vodícího ústrojí 116 koncovými kusy 123a, 123b, které jsou našroubovány na dvě protilehlé poloviny 121a, 121b spojovacího elementu 121. Prostřednictvím vybrání 121c, 121d ve spojovacím elementu 121, jak je to znázorněno na obr. 16, se může spojovací element 121 vratně vykyvovat v určitém omezeném oblouku kolem osy 123 ,procházející připojovacími čepy 123a , 123b . Protože spojovací element 121 tvoří spojení mezi vodicím elementem 119 a druhou rotorovou částí 125, je spojovací element 121 vystaven otáčení kolem osy 117a otáčení v souladu s druhou rotorovou částí 125 jako takovou. V důsledku nuceného otáčení vodícího elementu 119 kolem osy 116b, viz obr. 13 a 14a, která je upravena kolmo k rovině 118a, provádí spojovací element 121 v důsledku kolíkových spojů mezi spojovacím elementem 121 a vodicím elementem 119 kromě otáčivého pohybu kolem osy 117a otáčení přídavný kývavý pohyb kolem osy 123 . Tento kývavý pohyb je přenášen přes koncové kusy 123a, 123b spojovacího elementu 121 na druhou rotorovou část 125. Druhá rotorová část 125 provádí odpovídající nucený kývavý pohyb vzhledem k první rotorové části 124, jak bude podrobně popsáno v dalším, a to v té době, kdy spojovací element 121 a rotorové části 124, 125 provádějí sdružený otáčivý pohyb kolem osy 117a otáčení.

V dalším je popsána první rotorová část rotorové sestavy.

Na obr. 16 je znázorněn rozložený pohled, který ukazuje, jak jsou vodicí ústrojí 116, vodicí element 119 a spojovací element 121 umístěny v uzavření mezi dvěma dutými tělesy 124a, 124b první rotorové části 124.

Obr. 17 znázorňuje dutá tělesa 124a, 124b, sestavená do soudržné první rotorové části 124, která splývá s osou 117a otáčení otočného hřídele 117, a skříň nebo první rotorová část 124 vykonává pohyb, který je shodný a současný s pohybem otočného hřídele 117 motoru.

První rotorová část 124, to je skříň, objímá prostřednictvím horní manžetové části 124d, znázorněné na obr. 16, dolní konec otočného hřídele 117 a je s ním pevně spojena přídržným klínem 124e, viz obr. 13, čímž je neotočné spojena s otočným hřídelem 117. Je zde také znázorněno labyrintové těsnění 117e mezi polovinou 111 skříně 110 motoru a otočným hřídelem 117, dva radiální těsnicí kroužky 117f, 117q a mezilehlý ložiskový kroužek 117q s úložným vedením 117h mezi otočným hřídelem 117 a ložiskovou skříní 110 a přiřazeným koncovým krytem 110 V souladu s tím je upraven koncový kryt 116i pro udržení •radiálního těsnicího kroužku 124i na manžetové koncové části 124q skříně první rotorové části 124. V první drážce v této skříni je upraven radiální těsnicí kroužek 124i a ve druhé drážce jsou upravena dvě axiální ložiska 124k, každé po jedné straně prstencové manžetové části 116f, viz obr. 12 al3. V úložném vedení 124m je znázorněn dosedací kroužek pro podepření vodícího ústrojí 116. Mezi polovinou 112 skříně a koncovým krytem 116i v uzavíracím víku 112a skříně 110 motoru je znázorněno labyrintové těsnění 116h.

-16CZ 278717 B6

V dalším je popsána druhá rotorová část rotorové sestavy.

Obr. 17 znázorňuje dvě koncové kruhové části 125a, 125b, které spolu a společně se spojovacím elementem 121 vytvářejí soudržnou druhou rotorovou část 125 a které z opačných stran jsou zavedeny na skříň první rotorové části 124.

Jak je patrno, je v dutém tělese 124a podle horní části obr. 16, a v dutém tělese 124b podle dolní části obr. 16, první rotorová část 124 opatřena manžetovou nábojovou částí 124t, jejíž vnější strana vede radiální vnější pístové úseky 135, 136 druhé rotorové části 125 a jejíž vnitřní strana vede spojovací element 121.

Obr. 16 znázorňuje obě koncové kruhové části 125a, 125b po jejich sestavení do soudržné druhé rotorové části 125 prostřednictvím obvyklých montážních šroubů, jak je to znázorněno čerchovanými čarami 125c, a to za pomoci přesahujících se prstových částí 125d, 125e. Prstové části 125d, 125e jsou upraveny na konci směrem ven v osovém směru na vzájemně protilehlých stranách radiálně vně upravených kulových úseků 125a 125b Osově směřující okrajové příruby 125a , 125b jsou upraveny mezi prstovými částmi 125d, 125e. Obr. 19 znázorňuje koncovou kruhovou část 125a, odpovídající koncové kruhové části 125b, při pohledu od jednoho konce. Jsou znázorněny těsnicí kroužky 125a pro utěsnění koncových kruhových částí 125a, 125b rotorové sestavy proti kulové vnitřní stěně skříně 110 motoru v kulové dutině 110b a odpovídající těsnicí kroužky 129, viz také obr. 13, pro utěsnění skříně první rotorové části 124 proti kulové vnitřní stěně skříně 110 motoru.

Pro sestavení koncových kruhových částí 125a, 125b, jak je to znázorněno na obr. 17 a 18, se protilehlé okrajové příruby 125a , 125b koncových kruhových částí 125a, 125b posunou do odpovídajících vybrání 124p, 124r ve spojovacím elementu 121. V okrajových přírubách 125a , 125b jsou v odpovídajících těsnících drážkách upraveny dva oddělené těsnicí kroužky 129, jak je to znázorněno silnými čarami na obr. 13. Těsnicí kroužky 129 jsou upraveny v podélném směru dvou protilehlých pístotvorných úseků první rotorové části 124 a prstencovitě v mezilehlé oblasti směrem k okrajovým přírubám 125a , 125b . Obr. 13 znázorňuje tři těsnicí kroužky 125a viz také obr. 19, upravené navzájem rovnoběžně a podél celého obvodu druhé rotorové části 125. Těsnicí kroužky 125a a 129 jsou provedeny s průřezem ve tvaru písmene T, který zapadá do drážky rovněž ve tvaru písmene T, přičemž příčník písmene T je umístěn na dnu drážky. Při provozu je těsnicí kroužek 125a odmrštěn dostředivou silou proti vnitřní stěně skříně 110 motoru a tam přilne, čímž se zajistí účinné těsnění *?°.z většího tření mezi součástmi. Uvnitř koncových kruhových částí 125a, 125b, viz obr 13, se přimknou rozpěrné manžety 126 ke klínovým drážkám 126 tak, že koncové kusy 123a, 123b spojovacího elementu 121 mohou být, jak dříve uvedeno, pevně spojeny s koncovými kruhovými částmi 125a, 125b. Jak bylo dříve uvedeno, je prostřednictvím klínových drážek a klínů 126 provedeno tuhé spojení mezi spojovacím elementem 121 a druhou rotorovou částí 125, takže mohou vykonávat společný otočný pohyb vůči první rotorové části 124. Na vnější straně rozpěrné manžety 126 je znázorněn prstencový ochranný kryt 127 mezi skříňovými dutými tělesy 124a,

-17CZ 278717 B6

124b a koncovými kruhovými částmi 125a, 125b a osově uvnitř nich otočné ložisko 128 s přiřazeným úložným vedením 128 a radiálním těsnicím kroužkem 128 umístěným mezi prstencovým mezi prstencovým ochranným krytem 127 a otočným ložiskem 128, případně mezi příslušnou koncovou kruhovou částí 125a, 125b a skříní první rotorové části 124. Obr. 13 znázorňuje montážní otvory 130 pro sestavení skříňových dutých těles 124a, 124b.

Prostřednictvím poměrně jednoduché těsnicí soustavy je tak možné vytvořit účinné utěsnění mezi rotorovými částmi 124, 125 a kulovým povrchem skříně 110 motoru, takže vodicí ústrojí 116 a přidružený vodicí člen, to je vodicí element 119, jakož i spojovací element 121 s ním spojený, jsou utěsněny radiálně uvnitř rotorových částí 124, 125 motoru a přiřazených vodicích komor, to je pracovních komor 131 - 134, jak bude podrobně popsáno v dalším.

Obr. 18 znázorňuje rotorové části 124, 125 z jedné strany a obr. 19 znázorňuje rotorové části 124, 125 po jejich otočení o 90° kolem osy 117a otáčení. Druhá rotorová část 125 má dva diametrálně protilehlé pístové úseky 135, 136 s protilehlými p pístními plochami 135a, 135b, případně 136a, 136b. Radiální vnější pístové úseky 135, 136, které se společně pohybují kolem osy 123 , viz obr. 18, oproti skříni první rotorové části 124, jsou vytvořeny s prstovými částmi 125d, 125e koncových dílů, přičemž tyto výčnělky se navzájem přesahují a vytvářejí prsty. Na obr. 19 je koncový pohled na radiální vnější pístové úseky 135, 136.

V dalším jsou popsány písty rotorové sestavy,

Písty, případně pístové úseky 135, 136 jsou, jak jeto znázorněno na obr. 19, pohybovatelné vratně kývavě vůči první rotorové části 124 směrem od protilehlých pístních ploch 137a, 137b horní axiální koncové části 137 a směrem od nich, popřípadě vůči protilehlým pístním plochám 138a, 138b spodní axiální koncové části 138. Jak je znázorněno na obr. 19, jsou uvnitř čerchovaných čar, naznačujících vnitřní stěnu skříně 110 motoru, vymezeny pracovní komory 131 - 134. První horní pracovní komora 131 a první dolní pracovní komora 132 jsou vymezeny axiálními koncovými částmi 137, 138 a pístovým úsekem 135, zatímco druhá dolní pracovní komora 133 a druhá horní pracovní komora 134 jsou vymezeny mezi axiálními koncovými částmi 137, 138 a pístovým úsekem 136.

Při otáčení otočného hřídele 117 vykonává první rotorová část 124 a druhá rotorová část 125 sdružený otáčivý pohyb kolem osy 117a otáčení.

V důsledku kolíkového spojení mezi vodicím elementem 119 vodícího ústrojí 116 a spojovacím· elementem 121, jakož i čepového spojení 123a , 123b mezi spojovacím elementem 121 a druhou rotorovou částí 125, vykonává druhá rotorová část 125 při uvedeném otáčení nucený kývavý pohyb vůči stacionárnímu vodícímu ústrojí 116 a vůči první rotorové části 124. Přesněji řečeno, vykonává vodicí element 119 nucený otočný pohyb v přidružené vodicí drážce 118 ve vodicím ústrojí 116 podél roviny 118a, viz obr. 14, a současně, když je spojovací element 121 otáčen kolem osy 117a otáčení současně s druhou rotorovou částí 125, vyvolává vodicí element

-18CZ 278717 B6

119 kývavý pohyb druhé rotorové části 125 přes spojovací element 121 kolem osy 123 . Pístové úseky 135, 136 provádějí odpovídající vratný kývavý pohyb mezi koncovými částmi 137, 138 a střídavě zvětšují objem pracovních komor 131, 133, zatímco se objemy pracovních komor 132, 134 zmenšují a opačně. Pro každou otáčku rotorové části 124, 125 kolem osy 117a otáčení se každá z prvních pracovních komor 131, 132 jedenkrát naplní a vyprázdní, zatímco každá z druhých pracovních komor 132, 134 se v souladu s tím jednou vyprázdní a naplní, to znamená, že každá pracovní komora 131

- 134 je podrobena úplnému vyprazdňovacímu a plnicímu cyklu pro každou otáčku. Jinak řečeno, budou čtyři pracovní komory 131

- 134 v daném případě, kdy je stroj konstruován jako čtyřdobý spalovací motor, provádět současně a po dvojicích příslušnou dvojici taktů, to je pro první dvojici pracovních komor sací zdvih a kompresní zdvih a pro druhou dvojici pracovních komor spalovací zdvih a výfukový zdvih. Každá dvojice pracovních komor 1312

- 134 je postupně vystavena odděleně v plynulém cyklu dvěma za sebou následujícím taktům.

V dalším je popsána vnější spojovací komora, případně spalovací komora.

Obr. 12 znázorňuje vnější spojovací komoru, přesněji řečeno kombinovanou vnější spojovací komoru a spalovací komoru 150, která bude dále podrobněji popsána v souvislosti s obr. 23. I když je pro výhodné provedení tato komora zde popsána v kombinaci s vnější spalovací komorou 150, neomezuje se vynález na využití takové vnější spalovací komory 150. Bude také možné, i když to není podrobně znázorněno, provádět spalování v dutině 110b motoru, to je v příslušné pracovní komoře motoru, protože pracovní komory zaujmou příslušnou polohu v určeném rozmezí úhlu otočení v kulové dutině 110b. V takovém případě bude komora 150 sloužit jen jako vnější spojovací komora a lze ji uspořádat jako vedení ve vlastní skříni 110 motoru. Spojovací komorou se rozumí spojovací vedení, spojující jednu dvojici pracovních komor s druhou dvojicí pracovních komor, takže oba zdvihy v jedné dvojici pracovních komor mohou pokračovat v příštích dvou zdvizích ve druhé dvojici pracovních komor.

Jak je patrno z obr. 23, je spalovací komora 150 vytvořena v odděleném konstrukčním členu, například v dutině 150a, která může být provedena jako oddělená jednotka, sestávající ze dvou polovin 150a , 150a která může být odděleně umístěna vně skříně 110 motoru a na vnější straně chladicí skříně 106, na obr. 23 neznázorněné. Prostřednictvím spojovacího ústrojí 150d, 150e, procházejícího skříní, a upevňovacích svorníků 150d , 150e je konstrukční člen s dutinou 150a nasazen přímo na skříň 110 motoru, přičemž spojení mezi spalovací komorou 150 k otvorům 162, 163 je otevřeno.

V j iném provedení, kde spalování nastává uvnitř vlastní dutiny 110b, tvoří konstrukční člen, například dutina 150a, spojovací pomůcku mezi dvěma z pracovních komor, to je kompresní komorou, případně spalovací komorou. Obě poloviny 150a , 150a uvedeného konstrukčního členu, viz obr. 12, jsou spojeny upevňovacími čepy 150b a připojeny ke skříni 110 motoru upevňovacími svorníky 150d , 150e .

-19CZ 278717 B6

Obr. 23 je pohled na příčný řez polovinami 150a , 150a z nichž každá je povlečena neznázorněným způsobem na vnitřní straně, podle potřeby také na vnější straně, žáruvzdornou a tepelně izolující vrstvou z keramického materiálu, což umožňuje udržet spalovací komoru 150 na optimálně vysoké teplotní úrovni, čímž se zajistí optimální spalování na vysoké teplotní úrovni. Zároveň se tak zabrání odvodu tepla ze spalovací komory 150 do okolního ovzduší, případně do chladicí vody v chladicí skříni 106 motoru.

Ve vnější polovině 150a dutiny 150a a přibližně ve středu poloviny 150a je znázorněno zaváděcí pouzdro 150f pro zapalovací ústrojí, například zapalovací svíčku 150f ♦ Použití žhavicí svíčky nebo, podobného zapalovacího ústrojí, například u dieselová motoru nebo polodieselova motoru, je také možné, i když tu není znázorněno takové provedení. V protilehlých koncích spalovací komory 150 jsou vytvořeny palivové trysky 150q, 150h, které dodávají palivo do spalovací komory 150 a v opačných směrech, jak je znázorněno šipkami 150q , 150h , směrem k zapalovací svíčce

150f , to je v souproudu, případně v protiproudu vůči směru toku stlačeného vzduchu a plynu, jak je to znázorněno šipkami 150 .

Spalovací komora 150 je v příkladu schematicky znázorněna na obr. 23, přičemž může být vhodné provést různé změny v umístění palivových trysek 150q, 150h, případně zapalovací svíčky 150f , aniž by bylo třeba to doložit příklady. Například může být vhodné umístit obě nebo více palivových trysek 150g, 150h na jedné a téže straně zapalovací svíčky 150f , například na opačných stranách spalovací komory 150 a s výhodou jen v souproudu vůči směru toku stlačeného vzduchu, dodávaného do spalovací komory 150.

U provedení, znázorněného na obr. 23, je spalovací komora 150 zakreslena s poměrně konstantním průřezem po celé délce, avšak může být také výhodné, aby se průřez zvětšoval od jedné strany ke druhé, jak je to znázorněno na obr. 24.

Také je možné vytvořit vybrání ve skříni 110 motoru, takže spalovací komora 150 může být zapuštěna přímo do skříně 110 motoru, čímž se umožní maximální zkrácení dráhy proudění tlakového prostředí ve spalovací komoře 150.

U znázorněného příkladu provedení je objem spalovací komory zhruba 1/12 objemu každé ze čtyř pracovních komor motoru, takže komprese stlačeného vzduchu ve spalovací komoře může být 1/12, když se vstřikuje stlačený vzduch z pracovní komory do spalovací komory. Lze použít také jiných kompresních poměrů pro změnu objemu ve spalovací komoře podle potřeby.

V dalším jsou znázorněny a popsány průchody skříně motoru.

Na obr. 21 a 22 jsou dva protilehlé koncové pohledy na skříň 110 motoru při pohledu v osovém směru motoru, přičemž na obr. 21 je koncový pohled ze strany, kde je vidět polovinu 111 skříně 110 motoru a otočný hřídel 117, zatímco na obr. 22 je koncový pohled ze strany, kde je vidět polovinu 112 skříně 110 motoru a statorovou část, to je vodicí ústrojí 116.

Obr. 22 zobrazuje první lichoběžníkový otvor 161, který tvo

-20CZ 278717 B6 ří vstupní průchod od nasávacího otvoru 161a vzduchu na vnější straně motoru, podle obr. 11 do dutiny 110b skříně 110 motoru, a druhý, silně pravoúhlý otvor 162, který tvoří výstupní kanál od dutiny 110b skříně 110 ke vstupní straně spalovací komory 150.

Obr. 21 znázorňuje třetí, v podstatě trojúhelníkový otvor

163, který tvoří přívodní kanál od spalovací komory 150 do dutiny 110b skříně 110 motoru, a čtvrtý, v podstatě lichoběžníkový otvor

164, který tvoří vypouštěcí kanál z dutiny 110b skříně 110 motoru do vypouštěcího výstupu, to je do čtvrtého otvoru 164 na vnější straně motoru, jak je znázorněno na obr. 11.

V dalším je popsána činnost motoru.

Obr. 24 znázorňuje schematicky znaky A1-A3, B1-B3, C1-C3, D1-D3, E1-E3 pět různých poloh otočení, odpovídajících polohám první rotorové části 124 a druhé rotorové části 125 rotorové sestavy, kde je poloha A při 0°, poloha B při 60°, poloha C při 90° C, poloha D při 135° a poloha E při 180°, a to ve vztahu ke statorové sestavě, to je k vodícímu ústrojí 116 a skříni 110 motoru. Směr otáčení je ve směru hodinových ručiček v nákresech Al-El a ve směru proti pohybu hodinových ručiček v nákresech A3-E3. Pro lepší přehlednost není statorová sestava znázorněna, takže je pouze naznačena spalovací komorou 150 a otvory 161

- 164, které jsou znázorněny přerušovanou čarou. Ve všech obrazcích A1-A3 je statorová sestava, to je skříň 110 motoru a vodicí ústrojí 116, v jedné a téže poloze, jak je naznačeno otvory 161

- 164 v obrazcích AI, Bl, Cl, Dl, El a A3, B3, C3, D3, E3, případně naznačeno spalovací komorou 150 v obrazcích A2, B2, C2, D2, E2. Pro rozlišení částí od sebe navzájem jsou kulové koncové strany první rotorové části 124 šrafovány.

Obrazce AI, Bl, Cl, Dl, El znázorňují rotorovou sestavu 124, 125 při pohledu v osovém směru od konce, kde je znázorněn hnací hřídel 117, zatímco obrazce A3, B3, C3, D3, E3 jsou znázorněny v osovém směru od protějšího konce, to je od konce, kde je znázorněn stator, to je vodicí ústrojí 116. Obrazce A2, B2, C2, D2, E2 znázorňují rotorovou sestavu 124, 125 při pohledu z bočního směru.

Obrazce A1-A3 znázorňují pístové úseky 135, 136 druhé rotorové části 125 v poloze 0° rotorové sestavy v jedné krajní poloze pístů, kdežto obrazce C1-C3 znázorňují pístové úseky 135, 136 v poloze 90° rotorové sestavy, a to v jejich mezilehlé poloze, a obrazce E1-E3 znázorňují pístové úseky 135, 136 v poloze 180° rotorové sestavy, která odpovídá poloze v obrazcích A1-A3 s tím rozdílem, že pístové úseky 135, 136 si vyměnily polohu, a to ve druhé krajní poloze pístových úseků 135, 136.

Při dalším otáčení rotorové sestavy o dalších 60°, to je do polohy 240°, a otočení o dalších 90°, to je do polohy 270°, a otočení o dalších 90°, to je do polohy 360°, zaujmou písty příslušné polohy, jak je to znázorněno v obrazcích B1-B3, C1-C3, A1-A3. Jinak řečeno, pro každé otočení rotorové sestavy 124, 125 o 360° vykonává každý z pístových úseků 135, 136 kývavý, případně výkyvný pohyb, to je 90° + 90°, mezi jejich dvěma krajními polohami, jak je to znázorněno na obrazcích A1-A3, E1-E3.

-21CZ 278717 B6

Z obrazců A2-E2 je zřejmé, že pracovní komora, upravená na zadní straně pístového úseku 135, to je na levé straně pístového úseku 135 na obrazci A2, je po první půlotáčce rotorové sestavy, to je po otočení o 180°, tedy kývavý pohyb o 90°, roztažena ze svého minimálního na svůj maximální objem a pak je upravena na levé straně pístového úseku 135 v obrazci E2 a na dolů směřující straně rotorové sestavy. V příští půlotáčce rotorové sestavy, to je po otočení o 180°, tedy kývavý pohyb o 90°, je však pracovní komora otočena, takže se příslušně ukáže na levé straně pístu, ale potom na vzhůru směřující straně rotorové sestavy.

Každá pracovní komora postupně provádí odpovídající, případně doplňkový pohyb. První dvojice pracovních komor, to je dvě pracovní komory, umístěné každá na jedné straně pístového úseku 135, a druhá dvojice pracovních komor, to je dvě pracovní komory, umístěné každá na jedné straně pístového úseku 136, vykonávají po dvojicích doplňkový pohyb. Pracovní komora na jedné straně pístového úseku 135 a pracovní komora na odpovídající straně pístového úseku 136 jsou obsaženy v prvních dvou fázích pracovního cyklu, zatímco obdobně druhé dvě pracovní komory na druhé straně pístových úseků 135, 136 jsou obsaženy ve dvou posledních fázích pracovního cyklu. V tomto případě spolupracuje jedna dvojice pracovních komor s otvory 161, 162, zatímco druhá dvojice pracovních komor spolupracuje s druhou dvojicí otvorů 163, 164.

V poloze 0°, v poloze 180° a v poloze 360° jsou všechny otvory 161 - 164 uzavřeny kulovými obvodovými plochami první rotorové části 124, viz koncové plochy, znázorněné v obrazci AI a A3.

Jak je znázorněno v obrazcích A3-E3, je otvor 161 pro vstup vzduchu úplně nebo částečně odkryt vzhledem k první pracovní komoře v oblasti mezi krajními polohami A3 - E3, viz polohy B3, C3, D3, a je uzavřen pouze v krajních polohách E3 a A3. Jak je patrno z obrazců A3-E3, je otvor 162,který tvoří výfukový průchod ke spalovací komoře 150, odkryt pouze vybráními 162a, 162b první rotorové části 124 v oblasti mezi polohami, znázorněnými na obrazcích D3-E3.

Jak je znázorněno na obrazcích Al-El, je otvor 164 pro výstup spalin v souhlasu s tím odkryt, to je otevřen v oblasti mezi polohami, znázorněnými na obrazcích AI a El, viz obrazec Bl-Dl, a je zakryt, to je uzavřen pouze v krajních polohách, znázorněných na obrazcích AI a El. Otvor 163 je však otevřen jen v oblasti mezi polohami, znázorněnými na obrazcích AI - Dl a je uzavřen v polohách, znázorněných na obrazcích AI, Dl a El.

Kývavý pohyb pístových úseků 135, 136 jim umožňuje přejíždět mezilehlý prstencový úsek dutiny 110b skříně 110 stroje mezi kulovými úseky, které jsou přejížděny otočným pohybem axiálních koncových částí 137, 138.

Otvor 162 spolupůsobí se dvěma odpovídajícími vybráními 162a, 162b, viz také obr. 16a, v jednom pístotvorném úseku první rotorové části 124. Přesněji řečeno, vybrání 162a, 162b jsou upravena z části v samostatné pístové povrchové ploše a z části v kulovém koncovém povrchu. Otvor 162 je proto veden přímo obvodovými okraji vybrání 162a, 162b v kulovém koncovém povrchu první

-22CZ 278717 B6 rotorové části 124, to je otvor 162 je veden ventilovým tělesem, které je tvořeno vlastní axiální koncovou částí 137, znázorněnou na vybráních 162a, 162b. Otevření ostatních otvorů 161, 163, 164 je však regulováno obvodovým okrajem příslušného koncového povrchu první rotorové části 124.

Jak je patrno z obrazců AI a A3, jsou pístové axiální koncové části 137, 138 širší v podélném směru, než v příčném směru. Toho se využije pro vedení otvorů 161 - 164. V obrazcích A1-A3 a E1-E3, to je v polohách 0°, 180’ a 360°, jsou všechny otvory zakryty koncovými částmi 137, 138. V obrazcích B1-B3 jsou velké části otvorů 161, 163, 164 v souladu s tím odkryty směrem k příslušným třem pracovním komorám, zatímco v obrazcích C1-C3 jsou celé otvory 161, 163, 164 odkryty směrem k příslušným třem pracovním komorám. V obrazcích D1-D3 jsou však otvory 161, 164 částečně odkryty, zatímco otvor 163 a otvor 162 jsou úplně zakryty pístovou axiální koncovou částí 137,případně 138. Mezi polohou D1-D3 a polohou E1-D3, to je úhel otočení 45°, je otvor 162 odkryt, jak bylo výše uvedeno.

Přesněji řečeno, jsou jak přívodní otvor 161, tak i vypouštěcí otvor 164, více nebo méně otevřené v průběhu úhlu otáčení rotorové sestavy o 180°, to znamená, že jsou zakryty pouze v malém úhlu v polohách 0°, 180° a 360°. Otvory 161, 164 jsou úplně uzavřeny jen v polohách 0°, 180° a 360°. To znamená, že lze dosáhnout optimální doby otevření pro otvory 161, 164 a přitom se ještě využije optimálně velkých otvorů 161, 164.

Otvor 162 z dutiny 110b skříně 110 stroje do spalovací komory 150 má však zmenšenou průřezovou plochu proti otvoru 161 a je udržován úplně nebo částečně otevřený v podstatě v menším úhlu otáčení, to je 45° ze 180° úhlu otáčení ve srovnání s otvorem 161.

Otvor 163 je udržován otevřený na poměrně větším úhlu otáčení, to je 135° ze 180° úhlu otočení, a má větší průřezovou plochu než otvor 162. Otvor 163 se otevře jen po uzavření otvoru 162 a opačně.

Z uvedeného vyplývá, že každá z pracovních komor 131 - 134 postupně a každá samostatně je spojena s různými otvory 161, 162, případně 163, 164, to znamená, že v pevných okamžicích zaujmou čtyři pracovní komory 131 - 134 každá odlišnou polohu, která je v souladu s příslušnou dvojicí ze čtyř zdvihů, případně taktů motoru, to je sací zdvih a kompresní zdvih, případně spalovací zdvih a výfukový zdvih.

Uspořádáním spojovací komory 150 vně kulového vnitřního prostoru motoru, to je radiálně z vnějšku uvedených čtyř pracovních komor 131 - 134, je příslušným pracovním komorám umožněno, aby postupně vstupovaly do spojení se spojovací komorou 150 jedenkrát v každém cyklu otočení o 360°.

Od výchozího bodu v poloze 0°, ve kterém první kompresní komora prošla prvním zdvihem, to je sacím zdvihem 1, to je 180° otočení ve zdvihu 1 od polohy 180° do polohy 360°, to je v daném případě od bodu, vycházejícího z polohy 0°, se tato první kompresní komora vystaví kompresnímu zdvihu, to je zdvih 2, a po

-23CZ 278717 B6 dalších 135° otočení do polohy 135° je tato první kompresní komora ve spojení se spojovací komorou 150 při zbývajícím úhlu otáčení o 45° do polohy 180°.

V poloze 180° je spojovací komora 150 v následném úhlu otáčení o 135° ve spojení s první pracovní komorou v expanzním zdvihu, to je zdvih 3, směrem k poloze 315°. V následujícím zdvihu o 45° z expanzního zdvihu směrem k poloze 360° je spojení mezi první pracovní komorou a spojovací komorou 150 uzavřeno. Na konec se provede výfuk v následném úhlu otočení o 180°, to je zdvih 4, to je výfukový zdvih.

Zatímco v první kompresní komoře a v první expanzní komoře se uskutečňují zdvihy 1 až 4, probíhají v druhé kompresní komoře a v druhé expanzní komoře odpovídající zdvihy s úhlovým zpožděním o 180° vzhledem k tomu, co bylo výše uvedeno.

Z uvedeného je patrno, že spojovací komora 150 je v průběhu otáčení o 180° ve spojení nejdříve s první kompresní komorou, a potom s první expanzní komorou odděleně v průběhu každého odděleného úhlu otáčení, to je 45°, případně 135°. V následném úhlu otáčení o 180° je spojovací komora 150 obdobně ve spojení nejdříve při 45° s druhou kompresní komorou a potom při 135° s druhou expanzní komorou.

Je třeba uvést, že uvedené úhly a úhlové polohy jsou zde uvedeny pro vysvětlení příkladů, ale že v praxi mohou být vhodné i jiné úhly a jiné úhlové polohy. Jejich regulaci lze dosáhnout změnou tvaru a umístění otvorů ve vztahu k první rotorové části 124.

Přivádění stlačeného vzduchu do spojovací komory 150 při kompresním poměru zhruba 1/12 současně s přívodem paliva a zapálením této směsi působí tato spojovací komora jako spalovací komora. Jakmile se spalovací komora uzavře vzhledem ke kompresní komoře, například v poloze 180°, vytvoří se spojení mezi spalovací komorou a expanzní komorou a hnací síla se přenese do expanzní komory při úhlu otáčení o 135° směrem k poloze 315°. V průběhu zbývajících 45° otáčení směrem k poloze 360° přestane přenášení hnací síly, takže expanzní komora se potom v poloze 360° spojí s výpustí výfuku a většiny hnací síly se využije v expanzní komoře.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Stroj na přeměnu energie s rotorovou konstrukcí, která má prv- ní rotorovou část s první dvojicí pístů a druhou rotorovou část s druhou dvojicí pístů, upravených pro pohyb v kulové dutině ve skříni stroje po dvojicích a v nucené kývavém pohybu vzhledem k první dvojici pístů, přičemž první rotorová část je spojena s hnacím nebo hnaným otočným hřídelem, zatímco druhá rotorová část je neotočně spojena s první rotorovou částí pro provádění společného otočného pohybu kolem osy otáčení otočného hřídele, první rotorová část je otočná v první otočné dráze v rovině kolmé k ose otáčení, zatímco druhá rotorová část je otočná společně s první rotorovou částí a je vzhledem k ní výkyvná a druhá rotorová část je vedena vodicím elementem, otočným ve druhé otočné dráze, která je prostřednictvím stacionárního vodícího ústrojí skloněna v úhlu vzhledem k první otočné dráze, vyznačující se tím, že první rotorová část (19, 20, 21; 124) a druhá rotorová část (33,

   34, 35; 125) jsou omezeny společnou kulovou plochou, odpovídající kulové vnitřní ploše skříně (10; 110) stroje a stacionární vodici ústrojí (16; 116) pro vedení druhé rotorové části (33, 35; 125) v dopředném a zpětném kyvném pohybu je uspořádáno centrálně uvnitř rotorové konstrukce jako prodloužená statorová část, jejíž jeden konec je pevně spojen se skříní (10; 110) stroje.
2. 2. Stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že stacionární vodicí ústrojí (16; 116) je uspořádáno souose s otočným hřídelem (17; 117) a je upraveno ve skříni (10; 110) stroje od ložiska, vytvářejícího spoj vnitřního konce otočného hřídele (17; 117) až ke stacionárnímu držáku na protilehlé straně skříně (10; 110) stroje.
3. 3. Stroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že stacionární vodicí ústrojí (16; 116) sestává z hřídelového členu, který je vytvořen ze dvou dříkových koncových úseků (16b, 16c; 116c, 116e) na protilehlých stranách v podstatě kulového mezilehlého úseku (16d; 116g), a tento mezilehlý úsek (16d; 116g) je opatřen prstencovou vodicí drážkou (41; 118) pro uložení vodícího elementu (38; 119) vodícího kroužku, který je otočně uložen ve vodicí drážce (41; 118) a je prostřednictvím kolíků (39; 120a, 120b) a odpovídajících otvorů nebo podobných spojovacích členů spojen s druhou rotorovou částí (33, 34, 35; 125).
4. 4. Stroj podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že stacionární vodicí ústrojí (16; 116) je upraveno ve středu první rotorové části (19, 20, 21; 124), přičemž tato první rotorová část (19, 20, 21; 124) je uložena otočně vzhledem ke stacionárnímu vodícímu ústrojí (16; 116) na jeho protilehlé straně.
5. 5. Stroj podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že první rotorová část (124) je uložena axiálně ve druhé rotorové části (125) v prstencovém, radiálně vně

   -25CZ 278717 B6 upraveném úseku (125a¹', 135, 125b'', 136) rotorové části, a první rotorová část (124) a druhá rotorová část (125) společně vytvářejí dutinu, ve které je mazivo a která je utěsněna vzhledem k pracovním komorám (131, 132, 133, 134), přičemž tato dutina obklopuje stacionární vodicí ústrojí (116) a přiřazený vodicí element (119) a jeho spojovací element (121) se druhou rotorovou částí (125).
6. 6. Stroj podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že první rotorová část (124) je upravena uvnitř oblasti, vytvářející mezilehlý kulový úsek v kulové dutině (110b) skříně (110) stroje mezi dvěma částečně kulovými úseky (125a'', 125b'') prstencového obvodového úseku druhé rotorové části (125), a dva protilehlé písty, vytvářející pístové úseky (135, 136) druhé rotorové části (125), vytvářejí vnější obvodové spojovací elementy mezi částečně kulovými úseky (125a'', 125b'') druhé rotorové části (125) v oblasti mezi axiálními koncovými částmi (137, 138) první rotorové části (124).
7. 7. Stroj podle nároku 6, vyznačující se tím, že první rotorová část (124) má v osovém směru vzhledem k ose (117a) otáčení manžetovou mezilehlou část a dvě navzájem protilehlé koncové části (137, 138) ve tvaru kulového segmentu s odříznutými konci, přičemž tyto koncové části (137, 138) společně vytvářejí pracovní komory (131, 132, 133, 134) v prostoru mezi částečně kulovými úseky (125a' ' , 125b'') druhé rotorové části (125) a mezi vnějšími, pístové úseky (135, 136) vytvářejícími spojovacími elementy, které jsou prstencovitě spojeny s částečně kulovými úseky (125a'', 125b'').
8. 8. Stroj podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že druhá rotorová část (125) je kloubově spojena s vodicím elementem (119), který je otočně uložen na stacionárním vodicím ústrojí (116) prostřednictvím centrálního radiálně uvnitř uloženého spojovacího elementu (121), který je příčně veden mezilehlým dílem první rotorové části (124) v prostoru mezi první rotorovou částí (124) a mezi stacionárním vodicím ústrojím (116) a přiřazeným vodicím elementem (119) .
9. 9. Stroj podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se t í m, že skříň (110) stroje je na svých protilehlých stranách opatřena dvojicemi otvorů (161, 164, 162, 163), které jsou z hlediska úhlu natočení upraveny ve vzájemném odstupu, jsou upraveny uvnitř pohybových drah obvodových vnějších okrajů ploch koncových částí (137, 138) první rotorové části (124) a jsou upraveny pro zakrývání a odkrývání koncovými částmi (137, 138) v různých polohách otočení nebo oblastech otáčení rotorové konstrukce, a kulová vnější plocha, která je vytvořena na koncových částech (137, 138) první rotorové části (124) a která je souměrná k ose (117a) otáčení rotorové konstrukce, má větší délku než šířku.
10. 10. stroj podle nároku 9, vyznačující se tím, že u provedení ve tvaru čerpadla, kompresoru, dvoudobého spalovacího motoru nebo podobného dvoudobého motoru jsou dutinou (110b) skříně (110) stroje vytvořeny prostřednictvím rotorových částí (124, 125) čtyři oddělené pracovní komory

    -26CZ 278717 B6 (131, 132, 133, 134) pro oddělené a střídavě po dvojicích vytvářené dva zdvihy rotoru dvakrát za otáčku rotorových částí (124, 125) ve spojení s příslušnou dvojicí ze čtyř otvorů (161, 163, 162, 164), z nichž první otvor (161) a třetí otvor (163) tvoří zároveň nasávací otvor první, případně třetí pracovní komory, zatímco druhý otvor (162) a čtvrtý otvor (164) tvoří výfukový otvor třetí, případně čtvrté pracovní komory.
11. 11.Stroj podle nároku 9, vyznačující se tím, že u provedení ve tvaru čtyřdobého spalovacího motoru jsou dutinou (110b) skříně (110) stroje vytvořeny prostřednictvím rotorových částí (124, 125) čtyři oddělené pracovní komory (131, 132, 133, 134) pro oddělené a střídavě po dvojicích vytvářené příslušné dva zdvihy ze čtyř zdvihů motoru ve spojení s příslušným otvorem ze dvou dvojic otvorů (161, 164, 162, 163), z nichž první otvor (161) zároveň tvoří nasávací otvor první pracovní komory, druhý otvor (162) tvoří výfukový otvor pro stlačený vzduch z druhé pracovní komory do spojovací komory (150), upravené radiálně vně pracovních komor (131, 132,

    133, 134), třetí otvor (163) tvoří nasávací otvor ze spojovací komory (150) ke třetí pracovní komoře, vytvářející expanzní komoru, a čtvrtý otvor (164) tvoří výfukový otvor spalin ze čtvrté pracovní komory do výfukového výstupu (164a).
12. 12.Stroj podle nároku 11, vyznačující se tím, že spojovací komora (150), která je uspořádána vně chladicí skříně (106) motoru, vytváří vnější spalovací komoru s přiřazenou nejméně jednou palivovou tryskou (150d, 150e) a se zapalovací svíčkou (150f'), přičemž spalovací komora (150) je vytvořena dutinou (150a), která je uspořádána v odstupu od skříně (110) stroje a chladicí skříně (106).
13. 13.Stroj podle nároku 12, vyznačující se tím, že spalovací komora (150) je opatřena vnitřní vrstvou žáruvzdorného keramického materiálu a další vrstvou tepelně izolujícího keramického materiálu.
14. 14.Stroj podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že první rotorová část (124), která má tvar dvoudílného dutého tělesa (124a, 124b), vytváří skříň, je opatřena první dvojicí výlučné rotujících pístů (137, 138) a je pevně spojena s otočným hřídelem (117), je obklopena druhou rotorovou částí (125), která má tvar dvou prstencových členů (125a, 125b) a je opatřena rotující a vratně vykyvující druhou dvojicí pístů (135, 136), přičemž mezilehlý příčný spojovací element (121) spojuje prstencové členy (125a, 125b) se stacionárním vodicím ústrojím (116) prostřednictvím otáčivého prstencového vodícího elementu (119), a oběma rotorovými částmi (124, 125) společně jsou vytvářeny těsně pracovní komory (131, 132, 133, 134) skříně (110) stroje od příčného spojovacího elementu (121) a stacionárního vodícího ústrojí (116), umístěného uvnitř něho, a přiřazeného prstencového vodícího elementu (119).