CZ376098A3 - Spirálový motor - Google Patents

Abstract

Motor vychází z principu objemového stlačování vzduchu v kompresoru (1) a expanze spalin v exhaustoru (9). Jako kompresor (1)je použitspirálový rotační kompresor v bezmaznémprovedení se synchronizačnímsoukoulím Exhaustor (9) má stejné konstrukční provedeníjako kompresor (1). Kompresor (1) a exhaustor (9)jsou navzájem propojeny spojkou (11), která přenáší část výkonu z exhaustoru (9) na kompresor (1). Kompresor (1) nasává vzduch, stlačuje a vháníjej do spalovací komory (5). Do stlačeného vzduchu ve spalovací komoře (5)je vstřikováno palivo pomocí vstřikovacího zařízení (6). Palivoje pomocí zapalovacího (7) zařízení spalováno a takto vzniklé spaliny jsou přiváděny do sacího otvoru (8) exhaustoru (9). Spaliny v exhaustoru (9) expandují na stmosférický tlak, předávají svoji energii rotujícímrotorůma výfukovým otvoremjsou vyvedeny mimo motor. Kvolnému rotoru expandéru (9)je připojeno zařízení (12), které slouží k využití zbývajícího výkonu expandéru (9).

Description

SPtKFtLO/1 MOTOR.

Vynález se týká spirálového motoru, pracujícího na principu objemového stlačování vzduchu a expanze spalin mezi dvěma navzájem propojenými systémy rotorů, mezi nimiž je umístěna komora pro spalování paliva ve stlačeném vzduchu.

Dosud známá provedení spalovacích motorů, které pracují na principu rychlostního stlačování vzduchu a expanze spalin, jsou spalovací turbíny. Tyto jsou v menších jednotkách technicky komplikované a mají nižší účinnost než pístové spalovací motory. Pístové spalovací motory se vyznačují poměrně složitou konstrukcí u větších výkonů a nemožností dokonalého vyvážení, které vede k použití nízkého počtu otáček, z čehož vyplývá větší hmotnost a zastavěný prostor na jednotku výkonu.

Rotační spalovací motory typu Wankel potřebují ke své funkci komplikovaný těsnicí systém, který neumožňuje využití vyšších otáček a snižuje životnost motoru. Z konstrukce rotoru vyplývá nevýhodný tvar spalovacího prostoru, který dále snižuje účinnost tohoto motoru.

Výše uvedené nedostatky částečně odstraňuje spirálový motor podle vynálezu, jehož podstatou je výkonové propojení známé konstrukce spirálového rotačního kompresoru v bezmazném provedení vybaveného synchronizačními koly s exhaustorem stejné konstrukce tak, že výtlak kompresoru je veden do spalovací komory a výstup ze spalovací komory je napojen na sání exhaustoru. Část výkonu, který je potřebný ke stlačení vzduchu, je odebírán z jednoho výstupního hřídele exhaustoru a zbytek výkonu je odebírán z druhého výstupního hřídele exhaustoru.

Výhoda tohoto provedení je výraznější při kombinaci motor - kompresor, kde stlačovaný vzduch je odebírán před spalovací komorou a zbytek jde opět do spalovací komory. Spaliny ze spalovací komory jdou opět do exhaustoru, který většinu svého výkonu předává kompresorové části.

Hlavní výhody spirálového motoru spočívají v tom, že všechny rotory kompresoru i exhaustoru je možné dokonale vyvážit a tím zvýšit otáčky soustrojí, což vede ke snížení hmotnosti a zmenšení zastavěného prostoru na jednotku výkonu. Výhodou je klidný chod, jednodušší konstrukce a absence mazacího oleje v procesu stlačení, spalování a expanze. Účinnost spirálového motoru lze zvyšovat použitím výměníků tepla mezi vzduchem a spalinami v normálním nebo stlačeném stavu.

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 funkční schéma spirálového motoru a na obr. 2 je příkladné konstrukční provedení spirálového motoru podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněno funkční schéma spirálového motoru, kde kompresorová část 1 nasává sacím otvorem 2 vzduch, stlačuje jej a výtlačným otvorem 3 jej přivádí do spalovací komory 5 . Ve výtlačném potrubí mezi výtlačným otvorem 3 a spalovací komorou 5 může být umístěn regulační přepouštěcí ventil 4 pro možnost snížení výkonu spirálového motoru nebo pro odběr stlačeného vzduchu k dalšímu využití. Ve spalovací komoře je umístěno vstřikovací nebo směšovací zařízení 6 , které zajišťuje smíchání paliva se stlačeným vzduchem. Vstřikovací nebo směšovací zařízení 6 může být v závislosti na druhu paliva umístěno i před spalovací komorou 5. V závislosti na druhu paliva může být použito k regulaci výkonu spirálového motoru škrticí zařízení umístěné před sacím otvorem 2. Součástí spalovací komory 5 je, v závislosti na použitém palivu, zapalovací nebo žhavicí zařízení 7 , které zajišťuje zapálení paliva smíšeného se stlačeným vzduchem při rozběhu nebo chodu spirálového motoru. Spalovací komora je potrubím propojena se sacím otvorem 8 expandéru 9 . V expandéru 9 dochází k expanzi spalin vzniklých shořením paliva ve stačeném vzduchu, které jsou po ukončení expanze vyvedeny výfukovým otvorem W . Jeden z rotorů expandéru 9 je pomocí spojovacího zařízení 1_1 výkonově propojen s rotorem kompresoru i, druhý rotor expandéru 9 je napojen na zařízení 12 , které slouží k využití zbylého výkonu expandéru 9 . Toto zařízení 12 může být spojka, elektrický nebo hydraulický generátor, převodovka nebo i jiné zařízení, které využije výkon dodávaný spirálovým motorem.

Na obr. 2 je příklad konstrukčního uspořádání spirálového motoru, využívajícího jako palivo motorovou naftu nebo letecký petrolej, k pohonu elektrického generátoru 12 . Vzduch je nasáván kompresorem 1 přes sací otvor 2 , který může být vybaven sacím filtrem a tlumičem hluku. Po stlačení je přiveden do spalovací komory 5, která je vybavena vstřikovacím zařízením paliva 6 a žhavicím zařízením 7 . Po vstřiku paliva a jeho spálení, jsou spaliny vedeny do expandéru 9 a po expanzi výfukovým otvorem W do ovzduší. Výfukový otvor 10 může být doplněn tlumičem hluku a případně katalyzátorem pro likvidaci emisí spalovacího procesu. Kompresor 1 a exhaustor 9 jsou mechanicky spojeny spojkou 11 , která zajišťuje přenos výkonu z exhaustoru 9 na kompresor i . K druhému rotoru exhaustoru 9 je připojen elektrický generátor 12, který odebírá zbývající výkon exhaustoru 9. Na volný rotor kompresoru 1 je připojeno olejové čerpadlo 13, které nasává olej z prostoru synchronizačních soukolí a tlačí jej přes olejový chladič 14 zpět.

Claims (1)

1. Spirálový motor, vyznačující se tím, že vychází z principu objemového stlačování vzduchu v kompresoru (1) a expanze spalin v exhaustoru (9), kde jako kompresor (1) je použit spirálový rotační kompresor v bezmazném provedení, vybavený synchronizačním soukolím, exhaustor (9) je stejného konstrukčního provedení jako kompresor (1) a je s exhaustorem (9) propojen spojkou (11), která zajišťuje přenos části výkonu vznikajícího v exhaustoru (9) na kompresor (1), přičemž mezi výtlačným otvorem (3) kompresoru (1) a vstupním otvorem (8) exhaustoru (9) je umístěna spalovací komora (5) vybavená vstřikovacím zařízením (6) a zapalovacím zařízením (7) a k volnému rotoru expandéru (9) je připojeno zařízení (12), které slouží k využití zbývajícího výkonu expandéru (9).