ES2544572B1

ES2544572B1 - Motor de impulso circular con propulsor cerámico y omnidireccional

Info

Publication number: ES2544572B1
Application number: ES201400068A
Authority: ES
Inventors: Diego ORELLANA HURTADO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2034-01-27
Also published as: ES2544572A1

Abstract

Motor de impulso circular con propulsor cerámico y omnidireccional en solicitud de patente de adición de la patente principal P201301160 y de título motor de impulso celeste, que comprende un eje principal de giro al que se acoplan solidariamente unos brazos mecánicos en cuyos extremos están fijadas unas esferas de acero, huecas y su interior recubierto de cerámica refractaria. En estas esferas se inyecta combustible y comburente a alta presión y en la combustión los gases salen por un propulsor acoplado a las esferas, creando un par motor y dando potencia disponible en el eje de giro. Las esferas pueden modificar la dirección de salida de los gases del propulsor y pasar del sentido tangencial al sentido radial ascendente-descendente, izquierda-derecha.

Description

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DESCRIPCION

Adicion a la patente P20131160 Motor impulso celeste: Motor de impulso circular con propulsor ceramico y omnidireccional.

Sector de la tecnica

Al de la investigation, production, transformation y utilization de la energla termica que procede de cualquier combustible en fase llquida o gaseosa. Los sectores de la tecnica implicados son los de las maquinas para la generation de energla electrica y la de los motores para la impulsion de vehlculos de cualquier naturaleza.

Estado de la tecnica

La tecnica de propulsores jet es variada en impulso unidireccional pero en impulso circular y con capacidad omnidireccional no figura librerla, ni documentation ni patentes publicadas, excepto la P201301160, en tramite.

Explication de la patente de adicion

Es una variante del sistema de combustion.

Problemas tecnicos planteados

Incrementar los rendimientos para lo que es necesario altas temperaturas en la camara de combustion.

Conseguir que un motor de propulsion tenga capacidad de impulsar un vehlculo en cualquier direccion.

Soluciones a los problemas

Para conseguir alta temperatura en la camara de combustion, se fabrica de acero y recubierta interiormente de ceramica refractaria. Para conseguir capacidad de impulso en cualquier direction se colocan varios propulsores girando y con capacidad de dirigir los gases de la combustion de acuerdo con un vector de direccion prefijado. Si el vehlculo es aereo sera necesario instalar dos ruedas de propulsores sobre el mismo eje, apoyando el giro de una sobre la otra. En este caso se instala ademas un sistema de pinon-cremallera que permite modificar la verticalidad del eje de las ruedas, en relation al plano de simetrla horizontal del motor.

Ventajas de las soluciones propuestas

En motores de embolo y ciguenal la ceramica no se puede usar porque es dura pero fragil y su mecanizado muy diflcil. Ocurre lo mismo en motores tipo jet para aviation. Con la solution propuesta se pueden sustituir los motores de embolo y ciguenal y los motores unidireccionales de aviacion por motores ceramicos de esfera.

Al disponerlos en clrculo y giro constante se consigue una ventaja adicional al poder orientar la salida de los gases de propulsion en cualquier direccion

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Descripcion de los dibujos. Figura 1

(1) Base del motor o culata.

(2) Cuerpo circular del motor. Dispone de rejillas de ventilacion.

(3) Tapa superior del cuerpo del motor.

(4) Acoplamiento motor de arranque y salida de potencia.

(5) Eje principal de giro. Trabaja a torsion. Cuando se usa como impulso direccional trabaja a torsion y flexion (no es el caso dibujado).

(6) Brazos horizontales donde apoyan las esferas.

(7) Esferas con recubrimiento interior de ceramica.

(8) Base de asiento con soportes amortiguadores de las vibraciones.

(9) Control de la inyeccion de combustible y comburente a las esferas.

(10) Motor que controla la direction de la salida de los gases del propulsor.

(11) Rodamiento de base del eje.

(12) Rodamiento de cabeza del eje.

(13) Salida de potencia.

(14) Engranaje del eje para el arranque.

(15) Pinon del motor de arranque.

(16) Motor en el arranque y alternador en funcionamiento normal para suministros de energla electrica. Puede ser un motor aslncrono de c.a.

(17) Ventiladores del sistema de refrigeration por aire. En funcion de la potencia este sistema puede incorporar agua en un circuito de refrigeracion convencional.

(18) Acoplamiento del comburente a la presion de diseno mediante sistema giratorio estanco.

(19) Acoplamiento para el combustible a la presion de diseno.

(20) Alimentation electrica de los motores de posicionamiento a las esferas.

(21) Alimentacion electrica a las valvulas de control de la inyeccion de combustible y comburente.

(22) Sistema de anillos de rozamiento para suministro de energla electrica y control de los elementos giratorios.

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(23) Propulsores de paredes ceramicas y cuerpo de acero.

Explicacion breve de los dibujos

La figura 1 representa una seccion en alzado del motor de impulso circular y la figura 2 es una seccion en planta. Mediante el suministro de energia electrica exterior, se pone en marcha el motor de arranque (16) que a traves del tren de engranajes (15) y (14) hace girar al eje central (5) a la velocidad angular de diseno. Los brazos horizontales (6) solidariamente unidos al citado eje, transmiten este giro a las esferas (7), almacenando el conjunto giratorio la energia electrica consumida en la puesta en marcha, en energia cinetica, porque su configuration es la de un volante de inercia.

El motor de impulso circular tiene la caracteristica tecnica de funcionar con velocidad angular constante, que podra ser variable para diferentes motores o incluso para un mismo motor, pero siempre ha de tener una velocidad prefijada para un determinado regimen de funcionamiento. (poca carga, media o elevada). Alcanzada esta velocidad prefijada, un ordenador de control, da la senal para la inyeccion de combustible que es suministrado mediante el acoplamiento rotativo (19) e inyeccion de comburente (aire normalmente), a muy alta presion, mediante el acoplamiento rotativo (18). La inyeccion de ambos componentes se controla mediante un dispositivo de valvulas electromagneticas e inyectores (9), similar al utilizado en los motores de combustion interna. Hay que decir, que el propulsor jet solo puede conseguir el rendimiento termico adecuado si la presion de inyeccion del comburente (aire) es muy elevada, para que su impulso mecanico (m . v) sea el mayor posible, en relation al calor suministrado. Combustible y comburente se mezclan en el interior de la esfera (7) y su ignition produce una rapida expansion de los gases que son expulsados por el propulsor (23) y por el principio tercero de la mecanica de Newton al incremento del momento lineal de la masa de gas que sale del propulsor en sentido contrario al giro de las esferas, le corresponde una reaction igual y contraria en el sentido del giro de las esferas, esto significa que el eje central tiende a incrementar sus revoluciones, lo que hace que el motor asmcrono (16) se transforme automaticamente en generador asmcrono de corriente alterna y tambien, este incremento de revoluciones, como incremento de la potencia del conjunto giratorio, puede ser utilizado, acoplando una carga mecanica al eje (13) de potencia. El motor de impulso circula tiene la propiedad de funcionar de manera automatica como motor hibrido, porque cuando se reducen las revoluciones del eje central por debajo del limite establecido, el alternador electrico se transforma automaticamente en motor y apoya a mantener las revoluciones y en el supuesto contrario, si una caida de la carga tiende a acelerar las revoluciones del eje, el alternador electrico, al aumentar su margen de deslizamiento, incrementa automaticamente su generation de energia, actuando como freno electrico.

Los gases cuando salen del propulsor (23), poseen dos componentes de velocidad, una radial por la fuerza centrifuga y otra tangencial por la energia termica, funcion de la temperatura, que decae muy rapidamente.

La radial es funcion de las revoluciones y de la masa, por lo que no decae y los citados gases tienden a seguir girando en el interior del recinto del motor, donde por un sistema de refrigeration, representado por los extractores (17), son enfriados y sacados fuera del citado recinto. En su salida, estos gases pasaran por los conductos del catalizador, silenciador y escape, no representados.

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Exposicion detallada de un modo de realizacion

Las esferas (7) se fabrican en ceramica refractaria, moldes partidos y con los taladros necesarios para la inyeccion de combustible y comburente y la salida de los gases de propulsion. Se recubren de placas de acero laminado, soldadas entre si y del espesor suficiente para soportar los esfuerzos de expansion de los gases de la combustion. Se mecaniza el eje central (5) con tres puntos de apoyo para rodamientos y, taladros en su centro, para la alimentacion del combustible y comburente (6) a alta presion, cuyos conductos de canalizacion, se acoplan en sus extremos superior e inferior mediante racores de presion giratorios (18) y (19). El chasis del motor se fabrica en tres piezas, base (1), cuerpo (2) y tapa (3).

La base esta fijada mediante pernos de anclaje a un soporte (8) que amortigua las vibraciones. El montaje del motor se inicia colocando la base en su lugar y fijandola a su soporte. Despues se acopla el rodamiento del eje en la base y el propio eje. A continuation hay que fijar los brazos que soportan las esferas, realizados en acero de la suficiente resistencia mecanica para soportar el peso de las mismas y los esfuerzos centrlfugos del giro. Los brazos canalizan a las esferas, mediante conductos concentricos, el combustible y el comburente que aumentan su presion, debido a la fuerza centrlfuga y disponen de mecanismos de inyeccion (9), que consiste en valvulas electromagneticas que abren y cierran mediante pulsos de control. Se instalan las citadas valvulas y su conexion electrica (20) que conecta con el control (ordenador) mediante un anillo (22) en la parte superior del eje y electricamente aislado del propio eje. El encendido de la mezcla dependera del tipo de combustible y podra ser realizado mediante chispa o calentamiento por resistencia o pulverization e inyeccion de comburente caliente. A continuacion y sobre las esferas se acoplan los motores (10) que pueden modificar la direction de salida de los gases del propulsor, motores electricos paso a paso y anclaje, controlados por el ordenador del motor ceramico. Terminado lo anterior se acopla el cuerpo circular del motor a la base del mismo. Este cuerpo dispone de rendijas de ventilation en todo su contorno y de unos extractores (17) situados circularmente para evacuar el calor de los gases una vez han salido de la tobera del propulsor. Se acoplan los ventiladores a sus ejes y ya se puede cerrar el motor con su tapa que lleva acoplado el rodamiento (12) del eje. A continuacion se encaja el engranaje

(14) y el motor auxiliar de arranque (16) acoplado al citado engranaje mediante el pinon

(15) . Con el acoplamiento del rodamiento superior se cierra el motor y queda preparado para las pruebas de funcionamiento.

Aplicacion industrial de la patente de adicion

En la generation de energla electrica, acoplandole a la salida (13) el eje de un generador electrico. Como motor para mover vehlculos terrestres acoplando al eje (13) la correspondiente traction del vehlculo o el eje de entrada de la caja de cambios. Como motor para naves marinas, acoplando al eje (13) el eje de la helice del barco o submarino. Situando dos ruedas de esferas acopladas en su giro y permitiendo bascular al eje comun puede usarse como motor de impulso para aviation o para barcos.

Justification de la patente de adicion

La adicion es una alternativa a la combustion en camara inundada a alta presion de la patente principal. El inventor ha considerado que la nueva tecnologla que implica la combustion bajo llquido puede retrasar la aplicacion practica del motor de impulso celeste

por lo que propone la patente de adicion presente, que con elementos de tecnologla existente y probada, adaptados al procedimiento del motor de impulso celeste, permitira comprobar las ventajas que tiene la patente principal.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Motor de impulso circular, con propulsor ceramico y omnidireccional, que mediante un conjunto circular de propulsores (23) con camaras de combustion de geometrla esferoidal (7) genera un impulso tangencial al radio de giro y el consiguiente momento resultante sobre un eje de rotacion (5). Este impulso es consecuencia de la expansion y salida a gran velocidad de los gases muy calientes de las camaras de combustion, por los eyectores de las mismas, como consecuencia de la combustion del combustible y comburente en su interior y la consiguiente expansion violenta de los gases producidos por esta combustion originando el efecto de accion y reaccion de un propulsor a chorro o jet. El motor de impulso circular con propulsor ceramico y omnidireccional esta caracterizado por tener un eje central (5), apoyado en rodamientos axiales y radiales (11) y (12), sobre una estructura soporte (1), (2) y (3). Perforado longitudinalmente el citado eje, mediante tubos concentricos por los que se inyecta el combustible (19) y el comburente (18) presurizados, inyectores de regulation de la combustion (9) y camaras de combustion esferoidales (7), recubiertas interiormente de ceramicas refractarias y soportadas por unos brazos mecanicos (6) o plataformas giratorias, solidariamente unidos al eje central de giro. Comprende un sistema de direccionamiento de los eyectores de salida de los gases de la combustion, mediante motores electricos de posicionamiento (10) y comprende un sistema de refrigeration mediante extractores de aire (17) que, segun la potencia de diseno, puede ser reemplazado por sistemas de refrigeracion por agua. Comprende un motor de arranque (16), normalmente electrico de c.a, y que puede trabajar como generador electrico durante el funcionamiento del motor termico.

Un sistema de transmision mecanica (14) y (15) del giro del motor al eje central. Un sistema de encendido que puede ser mediante chispa o bujla electrica, punto caliente por resistencia ceramica o inyeccion de comburente (aire) muy caliente y suministro de energla electrica (20) y (21), mediante unos anillos de rozamiento (22) en el eje central y aislados electricamente del mismo, para control de las valvulas de inyeccion (9) motores direccionales (10) y sistema de encendido.
2. Motor de impulso circular con propulsor ceramico y omnidireccional, segun

reivindicacion 1, que tiene la capacidad de realizar un impulso direccional segun un vector de direction prefijado, hacia adelante en aceleracion o desaceleracion, hacia la derecha o hacia la izquierda y para ello esta caracterizado por instalar dos conjuntos circulares de ruedas de esferas propulsoras (7), situadas una sobre la otra en el mismo eje central de giro (5), apoyando el giro de una de ellas sobre la otra, por lo que han de girar en sentido contrario para mantener igual a cero el momento angular y poder orientar la salida de los gases de combustion mediante los motores (10) de las esferas de una de las ruedas de esferas en sentido radial, durante el recorrido de un arco de circunferencia determinado.
3. Motor de impulso circular con propulsor ceramico y omnidireccional, segun

reivindicacion 1 y 2, que tiene la capacidad de realizar un impulso direccional segun un vector de direccion prefijado, que puede ser ascendente o descendente en aceleracion o desaceleracion y para ello esta caracterizado por disponer en el eje central (5) que soporta a las dos ruedas de esferas girando en sentidos opuestos y en uno de sus

extremos o en ambos, los rodamientos de apoyo del citado eje, estando los soportes de

estos rodamientos, unidos solidariamente a unas cremalleras de engranajes helicoidales. Estas cremalleras forman arcos de circunferencias cuyos centros geometricos coinciden con el centro geometrico de simetrla del eje central y estan acopladas a unos tornillos sin

fin, los cuales, mediante motores electricos que pueden hacerlos girar en ambos sentidos, desplazan a las citadas cremalleras. En su desplazamiento las cremalleras arrastran a los rodamientos soporte del eje por lo que este pierde su verticalidad en relacion al plano de simetrla horizontal del motor, e igual le sucede al plano de giro de las 5 esferas por lo que los propulsores de las esferas que esten en posicion radial durante un determinado arco de giro, realizaran impulsos direccionales, estando los vectores de direccion de estos impulsos, contenidos en el plano inclinado del circulo giratorio de las esferas.