CZ301537B6 - Rotacní tepelný stroj s radiálne usporádanými vratnými písty uloženými na centrální excentrické hrídeli pracující na principu Stirlingova termodynamického cyklu - Google Patents

Abstract

Stroj sestává ze statorové skríne, v níž je usporádána rotacní cást stroje a výstupní prevodový systém stroje. Podstata spocívá v tom, že statorová skrín stroje je tvorena první vnejší nosnou stenou (1) a druhou vnejší nosnou stenou (1.1), v nichž je prostrednictvím dvojice (4.1, 4.2) ložisek uložena excentrická hrídel (4), na jejíž koncové cásti privrácené k první vnejší nosné stene (1) je uloženo vnejší ozubené kolo (4.3) sekundárního výstupního tocivého momentu a na její opacné koncové cásti je uložen hlavní prevodový systém tvorený vnejším ozubeným kolem (4.4), které je ve styku s vnejším ozubeným kolem (5.2) pomocné hrídele (5), na jejíž opacné vnitrní koncové cásti je uloženo vnitrní ozubené kolo (5.1) pomocné hrídele, které je ve styku s ozubeným pastorkem (5.3) napevno spojeném s druhým unášecím prstencem (5.4) rotacní cásti stroje, ve kterém je vytvoren pruchozí otvor (5.3.1) excentrické hrídele a kde je prevodový pomer mezi otáckami pomocné hrídele (5) a otáckami excentrické hrídele (4) v pomeru 1 : 2.

Description

Rotační tepelný stroj s radiálně uspořádanými vratnými písty uloženými na centrální excentrické hřídeli pracující na principu Stirlingova termodynamického cyklu

Vynález se týká rotačního tepelného stroje s radiálně uspořádanými vratnými pisty uloženými na centrální excentrické hřídeli pracujícího na principu Stirlingova termodynamického cyklu, u něhož je použit hypocykloidní převod pro vratný pohyb pístů s převodovým poměrem otáček io centrální excentrické hřídele a unááecího rotoru v poměru 2:1, využívající termodynamiku

Stirlingova cyklu, případně Ericsonova cyklu a nebo i dalších podobných termodynamických cyklů.

Dosavadní stav techniky

Známá řešení Stirlingových motorů jsou konstruována tak, že je u nich využíván obecně známý termodynamický cyklus Stirlingova motoru, založený na rozdílu teplot v prostředí horkého a studeného válce s mezivloženým regenerátorem sloužícím k akumulaci tepla pracovního plynu opouštějícího horký válec a s přídavným chladičem s externím oběhem chladivá odebírajícím přebytečné teplo z okolí studeného válce, čímž dochází k vytváření tepelného spádu, který je podmínkou funkce Stirlingova termodynamického cyklu dostatečně popsaného v technické i patentové literatuře.

Problematické se ukazuje, že u žádného dosud známého konceptu Stirlingova motoru však nebyl zatím uspokojivě vyřešen dostatečně rychlý přívod tepla do horkého válce a dostatečně rychlý odvod tepla ze studeného válce takovým způsobem, aby bylo možné regulovat okamžitý výkon tepelného stroje s vnějším ohřevem pracujícím na principu Stirlingova termodynamického cyklu, použitelný například bezprostředně k pohonu dopravních prostředků. Oblast studeného konce

Stirlingova motoru není ve skutečností studená, protože nelze od sebe fyzicky oddělit horkou a studenou část pracovní plynové náplně dvojice pístů propojených společným objemem. Proto není vhodné k exaktní definici teploty studeného válce používat výraz „studený válec**, ale přesněji „válec se střední teplotou“, protože při vyšší rychlosti výměny plynu mezi studeným a horkým válcem nelze přebytečné teplo z okolí studeného válce dostatečně rychle odvést. Obecně platí, že čím vyšší otáčky Stirlingova motoru, tím menší je rozdíl teplot mezi horkým a studeným koncem Stirlingova motoru, čímž dochází k poklesu jeho účinnosti a výkonu. Podrobnější informace k této problematice Stirlingových motorů uvádí publikace „Stirling and Vuilleumier Heat Pumps-Design and Applications“, vydáno nakladatelstvím „McGraw-Hill, lne.“, r. 1990, ISBN 0-07053567-L. Dalším problémem dosavadních Stirlingových motorů je realizace odběru toěi40 vého momentu. U standardních Stirlingových motorů je točivý moment odváděn přes rombické nebo klasické klikové ústrojí, které je velice těžké, zvyšuje podstatně celkovou hmotnost motoru a vytváří problémy s utěsněním pracovního prostoru proti ztrátě tlaku pracovního média, protože řešení Stirlingových motorů dominují vícepístové koncepty s menším až malým obsahem válců, jejichž menší plynová pracovní náplň umožňuje zrychlení ohřevu a výměny plynu mezi horkým a studeným válcem motoru, což vede ke zvýšení jeho otáček a tím k nárůstu výkonu. S každým dalším vestavěným pístem však narůstá u klasických koncepcí Stirlingova motoru i množství rombických mechanismů nebo dalších úseků klikové hřídele, což vede k nárůstu hmotnosti kons50 trukce, takže možné zmenšování objemu pracovních válců je omezeno konečnou velikostí jejich výkonu. V případě použití rombického mechanismu pro vývod točivého momentu ze stroje musí mít každý píst vlastní pístnici, křižák, křižákové vedení a vlastní rombický mechanismus, což zvyšuje neúměrně váhu stroje v poměru kjeho výkonu. Totéž platí i při použití klasické klikové hřídele u Stirlingových motorů typu a. Proto také běžné konstrukce Stirlingových motorů obsa55 huj í maximálně dva až čtyři písty s poměrně velkým objemem válců.

-1CZ 301537 B6

Mezi dalšími problémy u vícepístových Stirlingových motorů klasické konstrukce patří poznatek, že se vzrůstajícím počtem válcuje také nutné zvyšovat počet ohřívacích a chladicích ploch, což vede ke komplikovaným konstrukcím a zároveň ke zvýšení spotřeby paliva a zvýšení oběhového množství chladicího média na straně studených válců. Také neúměrně narůstá zastavěný objem stroje v poměru k jeho výkonu.

Vícepístová provedení Stirlingova motoru jsou popsána například v patentových spisech DE 24 02 289, DE 37 09 266 a US 4 676 067.

V patentovém spisu DE 24 02 289 je zřejmá složitost vícepístového tepelného stroje a také mnohočetnost stavebních dílů, což neúměrně zvyšuje hmotnost celého zařízení a taktéž zvyšuje jeho celkový zastavěný prostor.

Patentový spis DE 37 09 266 řeší regulaci výkonu daného vícepístového Stirlingova motoru použitím lineárního elektrogenerátoru, kde jednotlivé magnety jsou upevněny na křižáku jednotlivých pístnic příslušných pístů. Takto vyrobený elektrický proud lze snadno regulovat podle potřeby například k pohonu automobilů. Problémem tohoto řešení je opět nadměrné zvýšení hmotnosti celého zařízení.

Patent US 4 676 067 řeší vícepístový tepelný motor pracující na bázi Eríksonova termodynamického cyklu, který má teoreticky dosahovat maximální tepelné účinnosti. Není známo, zdali byl tento tepelný stroj realizován, protože přepouštěcí jednocestné ventily pracující při vysokých teplotách je technologicky obtížné vyrobit. Velký počet válců a rozměrná kliková hřídel vede opět k podstatnému zvýšení hmotností tohoto stroje.

Nejbližší řešení je popsáno v patentovém dokumentu SU 1460382, ve kterém je popsán mnohoválcový Stirlingúv tepelný stroj, který obsahuje větší počet válců menšího objemu, kde spolupracující dvojice válců studené části stroje a horké části stroje jsou propojeny spojovacími kanály přes regenerátory tepla a točivý moment je zprostředkován přes hydraulický motor.

Nedostatkem tohoto řešení je, že výstup mechanické práce u tohoto stroje zprostředkovaný před hydraulický motor vede ke komplikovanému odběru translačních sil z opačného konce pracovních pístů, kde například vzniká značné nebezpečí průniku oleje do pracovního válce a konverze mechanické energie na tlakovou energii olejového sloupce není řešena. Vlastní konstrukce tohoto stroje vykazuje mnoho ohřívacích a chladicích míst odpovídajícím počtu válců, což vede ke zvýšené spotřebě energie a komplikovanému provedení u tohoto stroje.

Obecné závěry z těchto příkladů ukazují, že vícepístové tepelné stroje ve stacionárním provedení jako řadové pístové motory vykazují ve srovnání s běžnými benzinovými motory nadměrnou hmotnost a podstatně větší zastavěný prostor. To vede spolu s obtížnou regulací změny výkonu u tepelných motorů pracujících na bázi Stirlingova termodynamického cyklu k problémům při jejich nasazení do silničního provozu.

Účelem vynálezu je vytvoření takového tepelného stroje, který by shora uvedené nedostatky odstraňoval a který by dosahoval takových rozměrových a výkonnostních parametrů, aby mohl být Stirlingúv termodynamický cyklus aplikován v širším měřítku, než je tomu doposud. Dalším požadavkem na nový koncept pro nově navrhovanou konstrukci tepelného rotačního stroje je jeho využitelnost jako výkonného chladiče, tepelného čerpadla, kogenerační jednotky a dalších so možných aplikací.

-2CZ 301537 B6

Podstata vynálezu

Shora uvedené nedostatky stávajících řešení pístových tepelných strojů pracujících na bázi Stirlingova termodynamického cyklu ve velké míře odstraňuje a účel vynálezu splňuje rotační tepelný stroj s radiálně uspořádanými vratnými písty uloženými na centrální excentrické hřídeli pracující na principu Stirlingova termodynamického cyklu, sestávající ze statorové skříně stroje, v níž je uspořádána rotační část stroje a výstupní převodový systém stroje, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že statorová skříň stroje je tvořena první vnější nosnou stěnou statorové skříně a protilehle umístěnou druhou vnější nosnou stěnou, v nichž je prostřednictvím dvojice i o ložisek uložena excentrická hřídel, na jejíž koncové Části přivrácené k první vnější nosné stěně je uloženo vnější ozubené kolo sekundárního výstupního točivého momentu a na její opačné koncové části je uložen hlavní výstupní převodový systém tvořený vnějším ozubeným kolem, které je ve styku s vnějším ozubeným kolem pomocné hřídele uloženým na vnější koncové části pomocné hřídele, na jejíž opačné vnitřní koncové Části je uloženo vnitřní ozubené kolo pomocné hříde15 le, které je ve styku s ozubeným pastorkem napevno spojeném s druhým unášecím prstencem rotační části stroje, ve kterém je vytvořen průchozí otvor excentrické hřídele a kde je převodový poměr mezí otáčkami pomocné hřídele a otáčkami excentrické hřídele v poměru 1 : 2, přičemž na opačné straně je excentrická hřídel volně průchozí otvorem prvního unáŠecího prstence a přičemž mezi prvním unášecím prstencem a druhým unášecím prstencem je vložen první dvojitý nosič pístů nacházející se ve vertikální poloze, který je uložen na dvojici středových excentrů excentrické hřídele a v němž jsou protilehle uloženy ojnice dvojice pístů studeného koridoru stroje, které jsou uloženy v odpovídající dvojici válců studeného koridoru stroje vytvořených v protilehlé dvojici segmentů vložených mezi první unášecí prstenec a druhý unášecí prstenec a přičemž válec z dvojice válců studeného koridoru stroje je dále propojen pomocí spojovacího kanálu přes regenerátor tepla se spolupracujícím válcem nacházejícím se v horkém koridoru a kde tento spolupracující válec horkého koridoru je uložen na dvojitém nosiči pístů pootočeném o 90° vůči dvojitému nosiči pístů po směru otáčení rotoru, přičemž mezi prvním unášecím prstencem a druhým unášecím prstencem jsou dále vloženy druhý dvojitý nosič opatřený druhou dvojicí pístů, třetí dvojitý nosič opatřený třetí dvojicí pístů a čtvrtý dvojitý nosič opatřený čtvrtou dvojicí pístů příslušejících studenému koridoru, které jsou vždy analogicky uloženy v odpovídajících dvojicích válců propojených příslušnými spojovacími kanály vždy s odpovídajícími dvojicemi válců horkého koridoru uložených v místech odpovídajících dvojitých nosičů pístů pootočených o 90° vůči předchozímu dvojitému nosiči pístů po směru otáčení rotoru. Studený koridor stroje a horký koridor stroje jsou vzájemně odděleny clonou tvořenou radiálně uspořádanými plášti rege35 nerátorů tepla. Studený koridor stroje je napojen na první nezávislý zdroj chladicího média a druhý studený koridor je napojen na druhý nezávislý zdroj chladicího média. Horký koridor stroje je napojen na nezávislý zdroj energetického média. Excentrická hřídel je opatřena na svých vnitřních koncových částech přivrácených k první vnitřní stěně statoru a druhé vnitřní stěně statoru těsnicím systémem tvořeným třecím kroužkem a přítlačnou pružinou. Směr proudění ch ladič í40 ho média studeným koridorem od nezávislého zdroje chladicího média je opačný ke směru otáčení rotoru a směr proudění energetického média horkým koridorem od nezávislého zdroje energetického média je opačný ke směru otáčení rotoru.

Výhody rotačního tepelného stroje podle vynálezu spočívají především v tom, že u tohoto prove45 dění stroje je možné zajistit rychlou výměnu tepla mezi horkými a studenými válci v důsledku výrazného zmenšení jejich objemu a.redukci ohřívacího a chladicího prostoru vždy do jednoho společného horkého nebo studeného koridoru ohřívaného a nebo ochlazovacího pouze zjednoho zdroje tepla nebo zjednoho zdroje chladu pro všechny dvojice válců, přičemž rychlá tepelná výměna je dále též podporována rotačním pohybem teplosměnných ploch v daném koridoru proti směru proudění pracovních médií. Tato rychlá výměna tepla přes rotující teplosměnné plochy umožňuje rychlou regulaci výkonu stroje. Redukce objemu jednotlivých dvojic válců je nahrazena jejich četností. Stroj vykazuje kompaktnost a malý zastavěný prostor na základě využití hypocykloidního převodu, který odstraňuje složité mechanismy odběru točivého momentu obvykle používané u standardních strojů této kategorie.

-3CZ 301537 B6

Přehled obrázků na výkresech

Pro bližší objasnění vynálezu jsou na připojených výkresech znázorněny hlavní konstrukční 5 prvky tepelného stroje, kde na obr. 1 je v podélném řezu znázorněno vnitrní uspořádání rotačních částí stroje ajejich uložení ve statorové skříni včetně hypocykloidního převodu mezi excentrickou hřídelí a rotační částí.

Obr. 2 představuje příčný řez A-A studeným koridorem stroje včetně jeho vstupní části io s nezávislým zdrojem chladicího média.

Obr. 3 představuje příčný řez B-B horkým koridorem stroje včetně řezu nezávislým zdrojem tepelného média.

Obr. 4,4a až 4d představují boční pohled na excentrickou hřídel s centrálně uloženými otočnými nosiči pístů v provedení od středově uloženého až po krajině uloženého unášecího nosi15 če pístů v okamžitých konfiguracích.

Obr. 5 představuje v axonometrickém pohledu dvojitý nosič pístů ajeho uložení na krajních koncích excentrické hřídele.

Obr. 6 je znázorňuje v axonometrickém pohledu rotační část stroje s vyznačeným uspořádáním segmentů

Obr. 7 představuje v axonometrickém pohledu uspořádání statorové skříně s odejmutým čelním a zadním víkem a s uloženou rotační Částí stroje

Obr. 8 znázorňuje v quaziplanámím pohledu vnitřní plochu rotační části stroje a jednotlivé uspořádání a propojení spolupracujících válců

Obr. 8a představuje v řezu tuto plochu s vyznačenými odpovídajícími regenerátory tepla a vzá25 jemné propojení válce studeného koridoru a válce horkého koridoru.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. I je v podélném řezu znázorněna statorová skříň stroje a vnitřní uspořádání rotačních Částí stroje, kde je patrná první vnější nosná stěna 1 statorové skříně a protilehle umístěná druhá vnější nosná stěna 1.1 statorové skříně, v nichž je uložena excentrická hřídel 4 prostřednictvím ložisek 4,1,4,2. Vně první vnější nosné stěny 1 je na koncové části excentrické hřídele 4 uloženo vnější ozubené kolo 4.3 sekundárního výstupního točivého momentu a na opačném konci excent35 rické hřídele 4 je patrný hlavní výstupní převodový hypocykloidní systém tvořený vnějším ozubeným kolem 4.4 excentrické hřídele, které je ve styku s vnějším ozubeným kolem 5.2 pomocné hřídele uloženém na pomocné hřídeli 5, na jejímž opačném vnitřním konci je uloženo vnitřní ozubené kolo 5.1 pomocné hřídele, které je ve styku s ozubeným pastorkem 5.3 napravo spojeným s druhým unášecím prstencem 5.4 rotační části stroje a ve kterém je vytvořen průchozí otvor

5.3.1, kterým prochází excentrická hřídel 4 a kde je převodový poměr mezi otáčkami pomocné hřídele 5 a excentrické hřídele 4 v poměru 1 : 2. Na opačné straně excentrická hřídel 4 prochází prvním unášecím prstencem 5.5. Mezi prvním unášecím prstencem 5.5 a druhým unášecím prstencem 5.4 je vložen dvojitý nosič 26 pístů nacházející se ve vertikální poloze, kteiý je uložen na dvojici 7, 7.1 středových excentrů excentrické hřídele 4 a v němž jsou protilehle uloženy dvojice

6.1, 6.5 pístů studeného koridoru 9 stroje uložených v odpovídající dvojici 8.1, 8.5 válců studeného koridoru 9 stroje vytvořených v protilehlé dvojici 9.1, 9.2 segmentů vložených mezi první unášecí prstenec 5.5 a druhý unášecí prstenec 5.4 a kde každý válec z dvojice 8.1, 8.5 válců studeného koridoru stroje je dále propojen pomocí spojovacího kanálu 10.2 přes regenerátor Π tepla se spolupracujícím válcem nacházejícím se v horkém koridoru 12 stroje a kde spolupracující válec 8.1 studeného koridoru 9 stroje je v horkém koridoru 12 stroje spojen s válcem 8.1.1 horkého koridoru uloženém na dvojitém nosiči pístů 26.2 pootočeným o 90° vůči dvojitému nosiči 26 pístů po směru S otáčení rotoru. První unášecí prstenec 5.5 a druhý unášecí prstenec 5.4 jsou uloženy na protilehlých vnitřních stěnách 13,13.1 statorové skříně pomocí ložisek 14,14.1 roto-4CZ 301537 B6 ru. Excentrická hřídel 4 je na svých koncových částech nacházejících se uvnitř statorové skříně opatřena těsnicím systémem tvořeným třecím kroužkem 15 a přítlačnou pružinou J_6. Regenerátor il tepla je s výhodou integrován do pouzdra a pláště 21 regenerátoru příslušejícího vždy kjednomu ze segmentů dvojice segmentů 9,1, 9.2 a obvodově tyto pláště 21 regenerátoru tvoří radiální dělící clonu mezi studeným koridorem 9 stroje a horkým koridorem 12 stroje. Do studeného koridoru 9 stroje napojen výstup nezávislého zdroje 15 chladicího média tvořeného v konkrétním případě například dmychadlem a do horkého koridoru 12 stroje je napojen výstup nezávislého zdroje 16 energetického média tvořený v konkrétním případě například hořákem.

Obr. 2 představuje v příčném řezu A-A pohled na nezávislý zdroj 1_5 chladicího média a jeho io výstup do studeného koridoru 9 stroje a výstupní kanál 15.1 studeného koridoru. Současně je zde patrná tepelněizolační vložka 17,1 čelního víka upevněná na Čelním víku 17 statorové skříně a termoizolační vložka 18.1 zadního víka upevněná na zadním víku 18 statorové skříně.

Obr. 3 znázorňuje v příčném řezu B-B pohled na nezávislý zdroj 16 energetického média a jeho výstup do horkého koridoru 12 stroje a výstupní kanál 16.1 horkého koridoru.

Obr. 4, obr. 4a, obr. 4b a obr. 4c představují v podélných řezech uložení jednotlivých nosičů pístů na excentrické hřídeli 4 nacházejících se ve vertikální poloze, kde obr. 4 znázorňuje provedení dvojitého nosiče 26 pístů s uložením na středových excentrech 7, 7.1 excentrického hřídele, obr. 4a představuje uložení dvojitého nosiče 26.1 pístů na sousední dvojici excentrů excentrické hřídele 4, obr. 4b znázorňuje uložení dvojitého nosiče 26.2 pístů na dalších sousedních excentrech excentrické hřídele 4 a obr. 4c představuje uložení dvojitého nosiče 26.3 pístů na koncových excentrech excentrické hřídele 4.

Obr. 4 d představuje v příčném řezu dvojitým nosičem 26 pístů uložení dvojice 6.1, 6.5 pístů na ojnicích.

Obr. 5 znázorňuje v axonometrickém pohledu provedení pístů na ojnicích, které jsou napevno vloženy do dvoj itého nosiče 26.3 pístů.

Obr. 6 představuje v axonometrickém pohledu rotační část stroje, kde je patrné uspořádání jednotlivých segmentů 9.1, 9.2, na nichž jsou radiálně uspořádány pláště regenerátoru tvořících dělicí clony mezi studeným koridorem 9 a horkým koridorem 12, z nichž je vyveden spojovací kanál JO propojující píst studeného koridoru s pístem horkého koridoru přes integrovaný regenerátor tepla v segmentu - nezakresleno, který je natočen proti směru S otáčení o 90°.

Obr. 7 znázorňuje provedení statorové skříně stroje s odejmutým Čelním víkem Γ7 a zadním víkem 18, kde je patrná termoizolační vložka 17.1 čelního víka a termoizolační vložka 18.1 zadního víka. Současně je na horním víku 19 statorové skříně znázorněn vstup 15.2 chladícího média od nezávislého zdroje 15 chladicího média - nezakresleno a vstup 16.2 energetického média od nezávislého zdroje J6 energetického média - nezakresleno. Na spodním víku 20 statorové skříně je patrný výstupní kanál 15.1 studeného koridoru a výstupní kanál 16.1 horkého koridoru.

Obr. 8 představuje pohled na rozvinutou vnější plochu rotační části stroje s podélným řezem plášti 21 regenerátoru, ze kterého je patrné vzájemné propojení válce studeného koridoru a válce horkého koridoru, kde válec horkého koridoru spojený spojovacím kanálem 10 s válcem stude40 ného koridoru úhlově předbíhá válec studeného koridoru o 90°.

Obr. 8a představuje v příčném řezu propojení válce 8.1.1 horkého koridoru 12 vytvořeného v segmentu 9.7 přes spojovací kanál 10 s válcem 8.1 studeného koridoru 9 vytvořeným v segmentu 9.S.

Funkce rotačního tepelného stroje podle vynálezu spočívá v tom, že rotační tepelný stroj pracuje na principu Stiríingova termodynamického cyklu s uzavřeným kruhovým dějem, kdy v prostoru mezi válcem 8.1.1 horkého koridoru 12 a válcem 8.1 studeného koridoru 9 pracují pohyblivé písty, kdy chlazený válec 8.1 studeného koridoru 9 je ochlazován chladicím médiem přes vnější povrch chlazeného válce. Válec 8.1.1 horkého koridoru 12 je ohříván přes vnější povrch v horkém koridoru 12. Oba válce jsou společně propojeny prostřednictvím spojovacího kanálu s mezi50 vloženým regenerátorem H. tepla a jsou naplněny plynem s funkcí pracovního média. Nejdříve dochází k rozpínání tohoto pracovního plynu, například helia nebo vzduchu ve válci 8.1.1 horkého koridoru 12 na základě přiváděného tepla a stlačuje píst v tomto válci směrem dolů, přičemž

-5CZ 301537 B6 je vykonávána mechanická práce. Při zpáteční cestě vytlačuje píst vyexpandovaný plyn z tohoto válce 8.1.1 horkého koridoru 12 do válce 8.1 studeného koridoru 9, přičemž horký plyn ve spojovacím kanálu 10 odevzdává teplo na vložený studený regenerátor £1 tepla a přitom se ochlazuje. Výtlačný píst ve válci 8.1 studeného koridoru 9 následuje přibližně jednu čtvrtinu otáčky opožděn za pístem 8.1.1 horkého koridoru 12, jako pístem pracovním, který předbíhá výtlačný píst ve válci 8.1.1 horkého koridoru o jednu čtvrtinu otáčky, čímž vytváří prostor ve studeném válci pro vyexpandovaný plyn. Pak začne při vratném pohybu pístu 8.1 studeného koridoru 9 plyn opět komprimovat, stlačuje jej do malého objemu a přemisťuje ho válce 8.1.1 horkého koridoru 12. Plyn přemisťovaný v komprimovaném stavu z válce 8.1 studeného koridoru io 9 do válce 8.1.1 horkého koridoru 12 pojme teplo z regenerátoru H tepla, které v něm bylo uloženo při průtoku expandovaného plynu do válce 8.1 studeného koridoru 9. Celkově je práce vykonaná při expanzi ve válci 8.1,1 horkého koridoru 12 větší, než práce potřebná k přemisťování plynu. Z tohoto rozdílu získané a spotřebované práce zůstává po proběhnutí jednoho cyklu získaný podíl práce jako skutečný podíl získané mechanické energie.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Rotační tepelný stroj s radiálně uspořádanými vratnými písty uloženými na centrální excentrické hřídeli pracující na principu Stirlingova termodynamického cyklu, sestávající ze statorové skříně stroje, v níž je uspořádána rotační část stroje a výstupní převodový systém stroje,

   25 vyznačující se tím, že statorová skříň stroje je tvořena první vnější nosnou stěnou (1) statorové skříně a protilehle umístěnou druhou vnější nosnou stěnou (1.1), v nichž je prostřednictvím dvojice ložisek (4.1,4.2) uložena excentrická hřídel (4), na jejíž koncové části přivrácené k první vnější nosné stěně (1) je uloženo vnější ozubené kolo (4.3) sekundárního výstupního točivého momentu a na její opačné koncové části je uložen hlavní výstupní převodový systém

   30 tvořený vnějším ozubeným kolem (4.4), které je ve styku s vnějším ozubeným kolem (5.2) pomocné hřídele uloženým na vnější koncové části pomocné hřídele (5), na jejíž opačné vnitřní koncové Části je uloženo vnitřní ozubené kolo (5.1) pomocné hřídele, které je ve styku s ozubeným pastorkem (5.3) napevno spojeným s druhým unášecím prstencem (5.4) rotační části stroje, ve kterém je vytvořen průchozí otvor (5.3.1) excentrické hřídele a kde je převodový poměr

   35 mezi otáčkami pomocné hřídele (5) a otáčkami excentrické hřídele (4) v poměru 1: 2, přičemž na opačné straně je excentrická hřídel (4) volně průchozí otvorem (5.3.2) prvního unášecího prstence (5.5) a přičemž mezi prvním unášecím prstencem (5,5) a druhým unášecím prstencem (5.4) je vložen první dvojitý nosič (26) pístů nacházející se ve vertikální poloze, který je uložen na dvojici (7, 7.1) středových excentrů excentrické hřídele (4) a v němž jsou protilehle uloženy

   40 oj nice dvojice (6.1, 6.5) pístů studeného koridoru (9) stroje, které jsou uloženy v odpovídající dvojici (8.1, 8.5) válců studeného koridoru (9) stroje vytvořených v protilehlé dvojici (9.1, 9.5) segmentů vložených mezi první unášecí prstenec (5.5) a druhý unášect prstenec (5.4) a přičemž válec (8.1) z dvojice (8.1, 8.5) válců studeného koridoru (9) stroje je dále propojen pomocí spojovacího kanálu (10) přes regenerátor (11) tepla se spolupracujícím válcem (8.1.1) nacházejícím

   45 se v horkém koridoru (12) a kde tento spolupracující válec (8.1.1) horkého koridoru je uložen na dvojitém nosiči (26.2) pístů pootočeným o 90° vůči dvojitému nosiči (26) pístů po směru (S) otáčení rotoru, přičemž mezi prvním unášecím prstencem (5.5) a druhým unášecím prstencem (5.4) jsou dále vloženy druhý dvojitý nosič (26.1) opatřený druhou dvojicí (6.2, 6.6) pístů, třetí dvojitý nosič (26.2) opatřený třetí dvojicí (6.3, 6.7) pístů a čtvrtý dvojitý nosič (26.3) pístů opat50 řený čtvrtou dvojicí (6.4, 6.8) pístů příslušejících studenému koridoru (9), které jsou vždy analogicky uloženy v odpovídajících dvojicích válců propojených příslušnými spojovacími kanály (10.1, 10.2......10.7) vždy s odpovídajícími dvojicemi válců horkého koridoru (12) uložených v místech odpovídajících dvojitých nosičů pístů pootočených o 90° po směru (S) otáčení rotoru.

   -6CZ 301537 B6
2. 2. Rotační tepelný stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že studený koridor (9) stroje a horký koridor (12) stroje jsou vzájemně odděleny clonou tvořenou radiálně uspořádanými plášti (21) regenerátorů.
3. 5 3. Rotační tepelný stroj podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že studený koridor (9) stroje je napojen na první nezávislý zdroj (15) chladicího média a druhý studený koridor (9.3) je napojen na druhý nezávislý zdroj (15.3) chladicího média a horký koridor (12) stroje je napojen na nezávislý zdroj (16) energetického média.

   io 4. Rotační tepelný stroj podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že excentrická hřídel (4) je opatřena na svých vnitřních koncových částech přivrácených k první vnitřní stěně (13) statoru a druhé vnitřní stěně (13.1) statoru těsnicím systémem tvořeným třecím kroužkem (15.3) a přítlačnou pružinou (15.4).

   15 5. Rotační tepelný stroj podle nároků 1, 2, 3a 4, vyznačující se tím, že směr (M) proudění chladicího média studeným koridorem (9) od nezávislého zdroje (15.3) chladicího média je opačný ke směru (S) otáčení rotoru.
4. 6. Rotační tepelný stroj podle nároků 1,2,3, 4a 5, vyznačující se tím, že směr (T)

   20 proudění energetického média horkým koridorem (9) od nezávislého zdroje (16) energetického média je opačný ke směru otáčení rotoru.