CZ8308U1 - Spirálový motor - Google Patents

Description

Technické řešení 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.

Dosavadní stav techniky

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.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky částečně odstraňuje spirálový motor podle technického řešení, 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 vtom, 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.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je na obr. 1 funkční schéma spirálového motoru a na obr. 2 je příkladné konstrukční provedení spirálového motoru podle užitného vzoru.

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

- 1 CZ 8308 Ul 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 10. Jeden z rotorů expandéru 9 je pomocí spojovacího zařízení JLI výkonově propojen s rotorem kompresoru 1, 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.

Příklad provedení

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 10 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 1. 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. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Spirálový motor, vyznačující se tím, že je vytvořen na principu objemového stlačování vzduchu v kompresoru (1) a expanze spalin v exhaustoru (9), kde kompresorem (1) je 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), pro využití zbývajícího výkonu expandéru (9).