FI112107B - Moottori, pumppu tai vastaava - Google Patents

Description

Moottori, pumppu tai vastaava 112107 Tämän keksinnön kohteena on moottori, pumppu tai vastaava laite, joka on tyypil-5 tään sellainen kuin on määritelty patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa. Erityisesti keksintö kohdistuu laitteeseen, joka hyödyntää muiden ominaisuuksiensa lisäksi nostevoimaa.

Nostevoima perustuu yleisesti tunnettuun tietoon, että kappale nesteeseen upotet-10 tuna menettää painostaan syrjäyttämänsä nestemäärään verran. Nostevoimaa on yritetty hyödyntää mm. erilaisilla ponttoneihin perustuvilla laitteilla käyttäen hyväksi aaltojen tai nousuveden energiaa.

Näiden keksintöjen ongelmana on ollut pieni hyötysuhde, suuri koko, monimutkai-15 nen mekanismi ja laitteiden soveltumattomuus useaan käyttötarkoitukseen sekä mm. painevoiman hyödyntämiseen.

Keksinnön tarkoituksen on poistaa nämä epäkohdat ja saada aikaan laite, joka hyödyntää nostevoimaa sekä väliaineen painetta.

20

Tämä tarkoitus voidaan keksinnön mukaisesti saavuttaa, kun esimerkiksi WO

: 0045032 mukaiseen laitteeseen tehdään olennaisia muutoksia, jotka mahdollista- *:··: vat nostevoiman hyödyntämisen.

• · «·» 25 Yleisesti ottaen tämän keksinnön mukainen samoin kuin perusperiaatteeltaan edellä mainitun kansainvälisen hakemuksen mukainen moottori tai vastaava muo- »· * : V dostuu sylinteristä, joka on valmistettu mistä tahansa tarkoitukseen yleensä käyte- • · · : tystä materiaalista. Sylinteri voi olla yleisesti litteä muodoltaan katsottuna paperin :V: tasoa pitkin kuvioissa. Se voi olla kokoonpantu kahdesta tai useammasta päällek- i' : 30 käisestä osasta, jotka on sopivasti kiinnitetty toisiinsa esimerkiksi siten kuin kiinni- : ·. ·. tetään polttomoottorin kansi moottorilohkoon.

• » • ·

Muita osia keksinnön mukaisessa ratkaisussa ovat luonnollisesti tiivistykset, erilaisiin tulo- ja poistokanaviin liittyvät putkistot, venttiilit, väliaineen kuumentimet jne.

2 112107 sekä välineet, joilla hoidetaan voiman ulosotto moottorista. ^'

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu kaksi sylinteriporausta työtiloille. Näiden työtilojen läpi kulkevat akselit kohtisuoraan kuvioissa paperin pintaa vasten ja ovat 5 laakeroidut esimerkiksi siten, että paperin yläpuoliset akselien päät on laakeroitu moottorin "kannessa" oleviin laakereihin ja paperin tason alapuoliset akselien päät menevät moottorin "pohjan" läpi ja ovat laakeroidut siihen. Toiseen akseleista on laakeroitu kiertomäntä, joka on epäkesko. Toiseen akseliin on puolestaan laakeroitu vipuväline, vipumäntä.

10

Moottorin tai vastaavan sisäinen rakenne on seuraavanlainen. Akselit kulkevat sylinterin työtilojen porauksien läpi. Akseleihin on kiinnitetty kiertomäntä epäkes-keisesti ja vipumäntä esimerkiksi siten kuin edellä mainittiin, mutta kuitenkin epä-keskeisesti läheltä ulkoreunaa, mikä on kuviosta selvästi nähtävissä. Runsas 15 epäkeskeisyys on tässä tapauksessa etu, koska nimenomaan sen avulla saadaan vipumäntämoottoriin tehoa.

Vipumäntä ja sitä vastaava poraus, joka muodostaa toisen työtilan on selvästi suurempi, kuin kiertomäntä, joka on olennaisesti lieriömäinen kappale, joka on 20 poikkileikkaukseltaan pyöreä. Vipumäntä on ulkosivultaan erityisesti ympyrän :*·: kaaren osan muotoinen. Sen akselista kauempana olevan pään läheisyydessä on poraus, joka on lähes kiertomännän 5 puolikkaan kokoinen, kuten kuviosta on :.· havaittavissa. Kiertomäntä kiertyykin jokaisen kierroksen aikana vipumännän ': ‘ ‘ poraukseen ja tällöin poistotila on lähes kokonaan kadonnut sekä tyhjentynyt :“:25 poistokanavaan.

Poistokanava voi olla johdettu esimerkiksi toisen vipumäntämoottorin tuloventtiiliin, * ’ joka voi myös olla vain tulokanava ilman venttiililaitetta, eikä näin sarjaan kytketty-jen moottoriyksiköiden lukumäärää keksinnön mukaisissa ratkaisuissa ole rajoitet-v,: 30 tu. Moottoriyksiköt voivat olla kytkettyjä toisiinsa ja samoin kunkin yksikön kierto-,,.: männät akselien välityksellä samassa asennossa tai halutussa kulmassa toisiinsa nähden.

Nyt on keksinnön mukaan oivallettu, että kyseisen tyyppisessä ratkaisussa voi- 112107 3 daan käyttää myös nesteeseen upotetun sitä kevyempää materiaalia olevan osan aiheuttamaa nostetta hyväksi energian tuotantoon.

Keksinnön tarkoitus voidaan toteuttaa myös muiden vastaavien paine- tai paino-5 voimaa hyödyntävien laitteiden kanssa.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laitteelle nostevoiman hyödyntämiseksi on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosassa.

10

Niinpä kiertomäntä valmistetaan ontoksi tai väliainetta kevyemmästä materiaalista. Laitetta käännetään kokonaisuudessaan esimerkiksi noin 90 astetta myötäpäivään siten, että väliaineen painevaikutuksen lopussa kiertomäntä on ala-asennossa ja laitteen lepo- ja poistovaiheen aikana nostevoima kiertää kiertomännän uudelleen 15 yläasentoon, jossa alkaa uudelleen väliaineen painevaikutus.

Vipumäntä toimii väliaineen tuloaukon venttiilinä ja kiertomäntä poistoaukon venttiilinä.

20 Eräs mahdollisuus on valmistaa myös vipumäntä kokonaan tai osittain ontoksi tai väliainetta kevyemmästä materiaalista ja kääntää laitetta nostevoiman kannalta , ‘ , parhaaseen asentoon.

, (. Seuraavassa kuvataan keksintöä lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jotka ♦ ( , · ·. 125 leikkauskuvantona esittävät keksinnön mukaista toimintaperiaatetta ja laitteen yleistä rakennetta. Kuvaus keksinnön mukaisen laitteen toiminnasta annetaan ..: käymällä läpi laitteen täysi kierros vaihe vaiheelta kuvioiden 1 - 4 mukaan edeten * f *. niiden numerojärjestyksessä.

! 30 Kuvio 1

Vipumäntälaitteessa on meneillään paineella toimiva työvaihe, kun sylinterin 4 sisällä vipumäntään 7 ja kiertomäntää 6 kohdistuu tuloaukosta 3 sisälle virtaa paineella väliaine. Edellisen paineen aikaansaaman työvaiheen väliaine poistuu 112107 4 poistotilasta 10 pienempi paineisena koska poistoaukko 5 on avoimena ja se on laskenut väliaineen paineen purkautumaan. Koska työtilassa 9 on suurempi paine kuin poistotilassa 10 kiertyvät männät 6 ja 7 sekä pyörittävät akselia 1 myötäpäivään.

5

Kuvio 2

Vipumäntälaitteen väliaineen paineen aikaansaama työvaihe on päättynyt ja työtilassa 9 sekä poistotilassa 10 on sama paine. Kiertomäntä 6 on sisältä ontto 10 sekä epäkeskeinen ja kun se on ohittanut jo alimman kohdan, niin nostevoima alkaa vääntää kiertomäntää 6 sekä akselia 1 myötäpäivään. Sylinterin kannessa 2 oleva väliaineen tuloaukko 3 on edelleen auki, mutta kun mäntiä 6 ja 7 ympäröivä paine sekä sylinterin 4 tilavuus pysyvät muuttumattomina, niin kiertomäntään 6 kohdistuva nostevoima voi esteettä vääntää akselia 1 myötäpäivään. Työvaihe 15 laitteessa jatkuu nostevoiman ansiosta kunnes alkaa seuraava paineen aikaansaama työvaihe kuviossa 4.

Kuvio 3 20 Kiertomäntä 6 on nostevoiman vuoksi kiertynyt sekä samalla vääntänyt vipumän-:··: tää 7 asentoon, jossa tuloaukko 3 on sulkeutunut ja samalla poistoaukko 5 avau- tuu ja työtilan 9 sekä poistotilan 10 väliaineen paine purkautuu poistoaukon 5 j.f j kautta. Väliaine ei kuitenkaan poistu sylinteristä 4, koska tuloaukko 3 on suljettu ja nostevoima kiertää edelleen vipumäntää 6 ja akselia 1 myötäpäivään.

·:··:25 I · ·

Kuvio 4 * : Kiertomäntä 6 on nostevoiman vuoksi kiertynyt sekä samalla vääntänyt vipumän- I t » *; · * tää 7 asentoon, jossa väliaineen tuloaukko 3 on avautumassa ja koska kierto- : ,:,;30 mäntä 6 sulkee työtilan 9 sekä poistotilan 10 välisen yhteyden, niin paine kasvaa :: työtilassa 9 ja näin alkaa uusi väliaineen paineen aikaansaama työvaihe, kun ; nostevoiman vaikutus on loppumassa.

Väliaineen paineella ja nostevoimalla toimivat työvaiheet ovat osaksi yhtäaikaisia 112107 5 kiertomännän ylä-ja alakohdissa sekä vuorottelevat siten, että laitteessa on aina menossa työvaihe.

On selvää, että nosteen aikaansaama lisä keksinnön mukaisen laitteen toimin-5 nassa hyötysuhteen kannalta on sitä suurempi mitä kevyempi kieromäntä 6 on. Kuitenkin monet variaatiot keveyden/onttouden suhteen ovat mahdollisia. Kuten mainittiin aikaisemmin, keksintöä voidaan hyödyntää myös muiden vastaavan tyyppisten laitteiden yhteydessä.

• · · · * · * t 1 k I · I · · « · · · ft • · • 1 1 * 1 t » · • r » I I · I » k 1 ·

* · I

» I

« 1 I

I · » * > · ft

Claims (7)

1. 6 112107
2. 1. Menetelmä tuotettavan tehon kasvattamiseksi moottorissa, pumpussa tai sen kaltaisessa laitteessa, joka käsittää sylinterin (4), jonka sisällä on edestakaista 5 liikettä tekeväksi nivelletty (8) vipumäntä (7) ja pyörivää liikettä tekeväksi epäkes-keiseksi laakeroitu (1) kiertomäntä (6), joka on ontto tai valmistettu kevyemmästä aineesta kuin laitteessa käytettävä paineinen väliaine, sekä sylinterin työtilaan (9) avautuva tuloaukko (3) ja sylinterin poistotilasta (10 ) ulos johtava poistoaukko (5), tunnettu siitä, että laitteeseen vaikutetaan paineisella väliaineella toimintasyklin 10 aikana aina kiertomännän (6) ala-asentoon asti ja että sen jälkeen laitteeseen vaikutetaan kiertomännän aiheuttamalla nostevoimalla aina olennaisesti sen ylä-asentoon asti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tehdään myös 15 vipumäntä (7) ontoksi tai valmistetaan se käytettävää väliainetta kevyemmästä materiaalista.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennetaan laite toimimaan siten, että väliaineen paineella ja nostevoimalla toimivat työvaiheet : 20 ovat osaksi yhtäaikaisia kiertomännän (6) ylä- ja alakohtien tienoilla sekä vuorotte- levät siten, että laitteessa on aina menossa työvaihe.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että varmistetaan i mäntiä (6) ja (7) ympäröivä paine sekä sylinterin (4) tilavuus muuttumattomiksi : : 25 nostevoiman aikaansaaman työvaiheen aikana, niin että kiertomäntään (6) kohdis tuva nostevoima voi esteettä vääntää akselia (1). I <' * ', 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että varustetaan : ‘: väliaineen tuloaukko (3) ja väliaineen poistoaukko (5) alueellae jossa vipumäntä :' ‘: 30 (7) ja vastaavasti kiertomäntä (6) suorittavat niiden avaamisen/sulkemisen.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laitteen tehollinen painepinta-ala ja kiertomännän (6) tilavuus on tehty suuriksi suhteessa käytettävän väliaineen tilavuuteen. 112107
7. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laitteen mittoja muunnellaan eri käyttötarkoituksia varten. Patentkrav 112107