FI56576C - Rotationskolvmaskin pump eller/och foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

nΓβ1 .... kuulutusjulkaisu ccc7c

4|3Γα [B] (11) UTLÄGGN I NGSSKRIFT * O □ / O

$3¾¾ C Patentti eyönnotty 7 1 OS 1930 e«SöJ rnient m odd el at ^ ^ (51) Kv.ik.*/int.ci.e 101 C 21/12 f οι σ 1/00 S U O M I —Fl N LAN D (21) Pttenttlhikemu* — P»t«nt*n*ölmlnj 1112/73 (22) HakamispUvi — Aniöknlngjdij 09·θΠ·73 (23) Alkupiivl— Glltl{h«uda{ 09.0lt.73 (“41) Tullut luikituksi — Bllvtt offentllg # q_q^ γβ

Patentti- Ja rekisterihallitus (44) Nlhtivtkslpanon jt kuul.Julk»l*un pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Amökan utlagd och uti.$krMten publicurad 3i.lO.79 (32)(33)(31) Pyydetty «uolkeut—Btgtrd prlorltut 10.0H.72 Uusi-Seelanti-Nya Zeeland(NZ) 166832 (71)(72) Eric John Stenner, 22 Cleary Road, Panmure, Auckland 6, Uusi-Seelanti-Nya Zeeland(NZ) (7Π) Leitzinger Oy (5H) Kiertomäntakone, pumppu tai/ja polttomoottori - Rotationskolv- maskin, pump eller/och forhränningsmotor

Keksinnön kohteena on kiertomäntäpumppu, pumppu tai/ja polttomoottori, jossa on vaipan ja pesän vastakkaisten päätyseinämien rajoittama sylinterimäinen ontelotila, johon on liikkuvasti laakeroitu kaksi telamäntää, joista toisessa on sylinterimäinen ontelo, johon toinen on sijoitettu ja jotka ovat yhteisellä akselilla olevan epä-keskon ohjaamina siten, että ulompi telamäntä vierii vasten pesän vaippaa ja sisempi vasten ulompaa telamäntää, joka liikerata on ohjattu ainakin yhdellä mäntäsiivekkeellä kutakin telamäntää kohti, jotka mäntäsiivekkeet liukukappaleisiin upotettuna liukuvat edestakaisin pesän vaipan tai sisemmän telamännän syvennyksissä ja lukuunottamatta yhtä jäykästi ulompaan telamäntään yhdistettyä ulompaa mäntäsiivekettä ovat liukukappaleesta poispäin olevasta päästään vahvistetut sylinterimäisillä heiluriteloilla ja kääntyvästä laakeroidut sylinterimäisiin laakeripesiin, jotka on järjestetty uloim-paan telamäntään, jolloin ulompi ja sisempi sirppimäinen työtila ovat jaetut ainakin kahteen tilavuuttaan syklisessä tahdissa muuttavaan työkammioon, jolloin kuhunkin liukukappaletta varten olevaan syvennykseen on muodostettu ohjattu työväliaineen sisääntulokanava tai poistokanava.

Tämän tyyppiset kiertomäntäkoneet, kuten esim. US-patenttijulkaisus- 2 56576 sa n:o 3 563 678 on esitetty, ovat useimmiten varustetut venttiileillä. Tämä on välttämätöntä, jos konetta käytetään esim. pumppuna? tällöin johdettavaa väliainetta puristetaan niin kauan, että haluttu paine on saavutettu, minkä jälkeen venttiili avataan ja väliaine voi poistua ja venttiili suljetaan uudelleen. Tällaisessa mäntäko-neessa on venttiilitoiminta välttämätön täsmällistä koneen toimintaa varten jokaisessa kammiossa. Lisäksi tunnetaan itävaltalaisesta patenttijulkaisusta n:o 72669 kompressori, joka on varustettu kiertoluisteilla, jotka on laakeroitu rengaskoteloihin ja jotka mahdollistavat väliaineen ulostulon porausten kautta. Myös tässä kompressorissa käytetään venttiiliä, jonka läpi väliaine voi virrata sisään.

Tämän tyyppisissä koneissa käytetään enimmäkseen läppä- tai takais-kuventtiileitä. Usein käytetään myös lautasventtiileitä. Tällaiset venttiilit aiheuttavat kuitenkin voimakasta melua, ovat alttiina kulumiselle ja tarvitsevat monimutkaisia käyttömekanismeja.

Keksinnön tarkoituksena on välttää nämä epäkohdat ja saada aikaan kiertomäntäkone, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja jolla on hiljainen käyntiääni. Tämä saavutetaan siten, että liukukappaleet (sinänsä tunnetulla tavalla) ja sisempien mäntäsiivekkeiden heiluri-telat on muodostettu kiertoluisteiksi, että kiertoluistien työväli-ainekanavat ovat muodostetut yksinomaan luistikappaleisiin ja järjestetyt liukukappaleiden ja heiluritelojen toiselle, sopivimmin pyörimissuunnassa nähtynä takimmaiselle puoliskolle, että seinämissä, joiden sisäpuolelle liukukappaleet ja heiluritelat on laakeroitu, on ohjauskulmat työvällainetta varten ja että pesän päätyseinämiin on järjestetty sisäänmeno- ja ulostulokanavat, joissa on päätyseinämien ja telamännän väliin muodostetussa ohjauspinnassa olevat suuaukot sekä jäähdytysvesikanavat.

Eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto saadaan aikaan siten, että siinä on kiertoluisteiksi muodostettuja heiluriteloja varten järjestetyistä laakeripesistä lähtien uloimpiin työkammioihin avautuvat ohjauskanavat, mitä vastoin uloimpien, telamäntään nivelöidysti yhdistettyjen mäntäluistien laakeripesillä on suljetut laakeripinnat. On erityisen edullista, että sisemmän telamännän ja sen yhteyteen järjestetyn epäkeskon välissä olevaan pumpputilaan on järjestetty edestakaisin liikkuvan mäntäsiivekkeen muodostama pumppu, jonka ulostuloa ohjataan luistikappaleella.

3 56576

Kone voidaan toteuttaa myös siten, että pumpputilat, joiden ulostuloja ohjataan luistikappaleilla, toimivat polttoaineen syöttämiseksi ja työkammiot ilman lisäämiseksi, että ulommat työkammiot ovat muodostetut poltto- eli räjähdyskammioiksi, jolloin polttoaine-ilmaseoksen sytyttämiseksi pesän vaippaan on sijoitettu sytytystul-pat, jolloin muodostuu sekoituspumppuun yhdistetty polttomoottori.

Seuraavassa keksinnön eräitä suoritusesimerkkejä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on osittain kaaviollinen poikkileikkaus keksinnön mukaisesta kölmisylinterisestä kiertomoottorista.

Kuvio 2 on pitkittäisleikkaus kuvion 1 estittämästä moottorista ja kuviot 3, 4 ja 5 ovat osittain kaaviollisia poikkileikkauksia keksinnön mukaisesta pumpusta.

Viitaten piirustuksiin on keksinnön kiertomoottori esitetty kuvioissa 1 ja 2. Siinä on runko 1, jossa tilavuutta muuttava osa tai mäntä 2 kiertää kehää ja on asennettu epäkeskeisesti rungon 1 päätykappaleisiin 10 ja 11. Esitetty moottori on kolmisylinterinen moottori, ja siten tu-kiosat 6, 7 ja 8 muodostavat vastaavasti kolme muuttuvatilavuuksista kammiota, so. palokammiot 3, 4 ja 5. Tukiosat liikkuvat puolestaan hei-lurlosissa 9, jotka on asennettu runkoon 1. Heiluriosat 9 estävät kammioiden 3, 4 ja 5 yhteyden rungossa 1 oleviin kulkukanaviin 12. Tukiosa 6 on kiinteästi kiinnitetty mäntään 2 hitsaamalla, ruuviliitoksella tai muulla kiinnitystavalla ja tukiosilla 7 ja 8 on männän 2 kanssa vastaavasti heilurikiinnitykset 15 ja 16. Heilurikiinnitys muodostuu lieriömäisestä reiästä, jossa on avoin rako, joka on pienempi kuin sen reiän halkaisija, jonka sisään pyöreä laajennos 13 kytkeytyy. Jokaisessa hei-luriosassa 9 on sisäänrakennettu kulkukanava 17, jolloin jokaisen kul-kukanavan molemmissa päissä on aukko, jotka on merkitty viitenumeroilla 18 ja 19 ja jotka toimivat yhdessä rungon viereisten kohtien 20 ja 21 kanssa siten, että kun heiluriosa 9 heilahtelee, niin aukot 18 ja 19 o-vat joko kyseisten rungonkohtien peittämät tai peittämättömät.

Viitaten kuvioon 2 nähdään, että runko muodostuu kotelosta 22, jossa on sopivat päätylevyt 10 ja 11. Päätylevyissä on kanava 23 polttoainetta varten, kanava 24 ilmaa varten, kanava 25 jäähdytysvettä varten ja kana-

It

5657 G

va 26 pakokaasuja varten varustettuna liitännöillä, jotka johtavat sopivasti kammioihin sekä muita haluttuja osia. Päätylevyissä on myöskin laakerit 27 pääakselia 28 varten. Pääakselillä on pääepäkesko 29 siihen liittyvine laakereineen 30, joka toimii yhdessä männän tai tilavuutta muuttavan osan 2 kanssa ja saa aikaan viimeksi mainitun kiertoliikkeen, toisin sanoen osa 2 liikkuu ympyränkaarta pitkin kammioissa 3, 1+ ja 5 mutta ei pyöri, koska sen pyörimisliikkeen estää siiven 6 jäykkä kiinnitys mäntään 2. Jotta mahdollistettaisiin männän 2 säätö kotelon 22 sisäseinän suhteen käytetään vielä toista epäkeskoa lU. Säätämällä männän 2 asentoa epäkeskon ll+ päällä ja sitten kiinnittämällä ne toisiinsa voidaan männän 2 välystä kotelossa 22 säätää.

Männän 2 sisälle on järjestetty pumppauslaite siten, että toinen mäntä 31 on asennettu akselille 28, joko siten että akseli 28 pyörii männän 31 sisällä tai käyttämällä toista epäkeskoa 32 siten, että mäntä 31 saatetaan kiertoliikkeeseen pyörittämällä akselia 28 ja epäkeskoa 32. Epäkeskon 32 välystä voidaan säätää samanlaisella epäkeskolla kuin epäkesko lU.

Oleellisilta osiltaan samalla tavalla kuin edellä on kuvattu jakavat siivet 3** toisen männän ulkoseinämän 35 ja männän 2 sisäseinän 36 välisen tilan kammioihin 37* 38 ja 39, jolloin siivet 3*+ on asennettu mäntään 2 heiluri osiin 51» joissa on kanavat 52, jotka toimivat männän 2 osien kanssa aiheuttaen niiden avautumisen ja sulkeutumisen kun siivet heiluvat pitimissään aikaansaaden yhteyden kanavien 53 kautta kammioihin 3, ^ ja 5 sopivassa järjestyksessä. Siipien 3U vastakkaiset päät on myöskin asennettu heiluriosiin 55» joissa on kanavat 56. Siivet 3¾ ulottuvat kammioihin 6l ja kammioita 6l voidaan käyttää pumppuna, esim. polttoaineen ruiskutuspumppuna pumppaamaan polttoaineita kyseisiin kammioihin 37» 38 tai 39 ja näitä kammioita käytetään vuorostaan ilman ahtopumppuina, joiden tarkoituksena on pumpata ilmaa kammioihin 3» ^ tai 5 moottorin suorittaessa työkiertoaan. Ilma johdetaan päätyseinissä 10 ja 11 olevien aukkojen 62 läpi kammioihin 37» 38 ja 39 ja samalla tavalla polttoaine voidaan johtaa samankaltaisten aukkojen 63 läpi pumppausta varten kammioon 6l.

Sytytystulpilla 6k aikaansaadaan bensiini-ilma-seoksen syttyminen kammiossa 3» U ja 5.

Mäntien 2 ja 31 sekä epäkeskojen 29 ja 32 suhteelliset koot on valittu niin, että pintojen 35 ja 36 osat koskettavat toisiaan männän 31 tehdessä kiertoliikettään. Lisäksi osa männän 2 pinnasta 65 koskettaa kammioiden 3, ja 5 sisäpintaa 66 kuten on esitetty kuviossa 1. Siten käytössä kammioissa 37» 38 ja 39 tapahtuu pumppausta, kammioissa 6l pumppausta ja kammioissa 3, U ja 5 kaksitahtista sisäistä palamista, 5657ο jolloin eri venttiilit toimivat kuten tämänkaltaisten pumppujen ja kaksitahtipolt-tomoottorien normaalissa työkierrossa. Kuitenkin koska venttiilitoiminta tapahtuu heilurituissa 9, on venttiilikoneisto paljon yksinkertaisempi ja erityisenä etuna on se, että saadaan kaksitahtimoottori, jossa pakokaasut huuhdellaan kokonaan ulos palokammioista sisääntulevien kaasujen sekaantumatta lainkaan pakokaasuihin.

Kuviossa 3 on esitetty pumppukonstruktio, joka on oleellisesti samanlainen kuin moottorikonstruktio, joka on esitetty kuvioissa 1 ja 2, paitsi että siinä on ilman imuaukot Tl ja männän 2 sisäisessä rakenteessa on yksi kammio, tämän lisäksi pumppu on varustettu lisämännällä 72 ja siivellä 73, joista viimeksi mainittu pääsee heilahtelemaan heiluriosassa 7^· Siipi 73 on kiinteästi kiinni siivessä 6 kohdassa 75· Täten kaksiportainen pumppu on saatu sijoitettua samaan tilaan kuin yksisylinterinen pumppu.

Kuviossa 1+ oleva rakenne on samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty, paitsi että sitä käytetään pumppuna eikä moottorina. Samanlaisille osille on annettu samat viitenumerot kuin kuviossa 1.

Kuvio 5 esitttää pumppua, jossa on neljä pumppauskammiota 8l, 82, 83 ja 8U, jotka on erotettu toisistaan siivillä 85, 86, 87 ja 88, joista jokainen on kiinnitetty mäntään tai tilavuutta muuttavaan osaan 89. Osa 85 on kiinnitetty kiinteästi kuten on kuviossa esitetty ja osat 86, 87 ja 88 ovat nivelkiinnitteisiä kuten kohdassa 90. Siiven 85 kiinnitys on osoitettu kohdassa 91. Siivet pääsevät heilahtelemaan heiluriosissa 92, 93, 9** ja 95 ja näissä siivissä on jälleen kulkukanavat 96, jotka toimivat yhdessä rungon 101 vastaavien osien kanssa samalla tavalla kuin edellä olevassa on kuvattu. Tämä rakenne osoittaa, että jokaista kohtuullista mäntäkammioiden määrää voidaan soveltaa käyttöön.

Kiertomoottoria voidaan käyttää sekä kaksi- että nelitahtimoottorina ja samanlaiset kulkukanavat kuin kulkukanavat 17 voidaan sijoittaa siiven 7 toiselle puolelle hei-luritukeen 9 aivan samoin kuin kuviossa osoitetulle sivulle, jolloin saadaan aikaan haluttu venttiilitoiminta. Kuitenkin rakenteella on erityisiä etuja käytettäessä sitä kaksitahtimoottorina johtuen edellä mainitusta ehdottomasta pakokaasujen huuhtelusta ja koska huuhtelut saadaan aikaan pumpulla, joka on männän 2 sisällä ja polttoaineen ruiskutus saadaan aikaan kammioissa 6l.

Tämän lisäksi jokainen kammio on suljettu työiskunsa aikana tämän iskun koko pituuden ajan.

Rakennetta voidaan käyttää yhdessä tai useammassa seuraavista muodoista: 6 56576 a) Laitteina virtaavien aineiden paineistamiseksi joko erillisinä tai sekoitettuina.

t) Annostelemaan ja sekoittamaan mikä tahansa määrä erilaisia nesteitä joko kaasumaisessa tai nestemäisessä tilassa ja niiden puristamiseen työkierron jokaisessa pisteessä.

c) Saamaan aikaan ääretön vaihteluiden määrä tuotossa muuttamalla yhden komponentin mittoja. Täten muuttamalla männän halkaisijaa tai männän 2 ja kotelon 22 pituutta muuttuu pyyhkäisytilavuus helposti.

d) Monivaiheiseen pumppaukseen samalla yksiköllä.

e) Pumppuna erikoisesti jäähdytystarkoituksiin.

On selvää, että kun laitetta käytetään pymppuna siipien 3^ liikettä pesässä 6l sisä- ja ulkopumpun yhteydessä voidaan käyttää kolmiportaisena pumppuna ja tietenkin sisä- ja ulkopumppua voidaan käyttää kaksiportaisena pumppuna, mikä käy selville kuvioissa 3 ja h esitetyistä keksinnön muodoista.

Voidaan myöskin todeta, että haluttaessa voidaan muodostaa myös modulirakenne, jossa pumppu tai moottorisarja voidaan asettaa peräkkäin akselit yhteen kytkettyinä mieluimmin siten että lähekkäin olevien pumppujen tai moottoreiden tilavuutta muuttavien osien välillä on vaihe-ero; jolloin saadaan modulirakenne ja jokainen yksikkö on edellä olevan mukainen.

Claims (4)

5657b 7

1. Kiertomäntäkone, pumppu tai/ja polttomoottori, jossa on vaipan ja pesän vastakkaisten päätyseinämien rajoittama sylinterimäinen ontelotila, johon on liikkuvasti laakeroitu kaksi telamäntää, joista toisessa on sylinterimäinen ontelo, johon toinen on sijoitettu ja jotka ovat yhteisellä akselilla olevan epäkeskon ohjaamina siten, että ulompi telamäntä vierii vasten pesän vaippaa ja sisempi vasten ulompaa telamäntää, joka liikerata on ohjattu ainakin yhdellä mäntäsiivekkeellä kutakin telamäntää kohti, jotka mäntäsiivekkeet liukukappaleisiin upotettuna liukuvat edestakaisin pesän vaipan tai sisemmän telamännän syvennyksissä ja lukuunottamatta yhtä jäykästi ulompaan telamäntään yhdistettyä ulompaa mäntäsiivekettä ovat liuku-kappaleesta poispäin olevasta päästään vahvistetut sylinterimäisil-lä heiluriteloilla ja kääntyvästi laakeroidut sylinterimäisiin laa-keripesiin, jotka on järjestetty uloimpaan telamäntään, jolloin ulompi ja sisempi sirppimäinen työtila ovat jaetut ainakin kahteen tilavuuttaan syklisessä tahdissa muuttavaan työkammioon, jolloin kuhunkin 1lukukappaletta varten olevaan syvennykseen on muodostettu ohjattu työväliaineen sisääntulokanava tai poistokanava, tunnettu siitä, että liukukappaleet (9, 55) (sinänsä tunnetulla tavalla) ja sisempien mäntäsiivekkeiden (34) heiluritelat (51) on muodostettu kiertoluisteiksi, että kiertoluistien työväliainekanavat (17, 52, 56) ovat muodostetut yksinomaan luistikappaleisiin ja järjestetyt liuku-kappaleiden (9, 55) ja heiluritelojen (51) toiselle, sopivimmin pyörimissuunnassa nähtynä takimmaiselle puoliskolle, että seinämissä, joiden sisäpuolelle liukukappaleet (9, 55) ja heiluritelat (51) on laakeroitu, on ohjauskulmat (20, 21) työväliainetta varten ja että pesän (1) päätyseinämiin (10, 11) on järjestetty sisäänmeno- (23, 24) ja ulostulokanavat (26), joissa on päätyseinämien (10, 11) ja tela-männän (2, 31) väliin muodostetussa ohjauspinnassa olevat suuaukot (62, 63), sekä jäähdytysvesikanavat (25).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kone, tunnettu siitä, että siinä on kiertoluisteiksi muodostettuja heiluriteloja (51) varten järjestetyistä laakeripesistä lähtien uloimpiin työkammioihin avautuvat ohjauskanavat (53), mitä vastoin uloimpien, telamäntään (2) nivelöidysti yhdistettyjen mäntäluistien (7, 8) laakeripesillä (15, 16) on suljetut laakeripinnat. 8 56576

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kone, tunnettu siitä, että sisemmän telamännän (31) ja sen yhteyteen järjestetyn epä-keskon (32)’välissä olevaan pumpputilaan (61) on järjestetty edestakaisin liikkuvan mäntäsiivekkeen (34) muodostama pumppu, jonka ulostuloa ohjataan luistikappaleella (55).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kone, tunnettu siitä, että pumpputilat (61), joiden ulostuloja ohjataan luistikappaleilla (55), toimivat polttoaineen syöttämiseksi ja työkammiot (37, 38, 39) ilman lisäämiseksi, että ulommat työkammiot (3, 4, 5) ovat muodostetut poltto- eli räjähdyskammioiksi, jolloin polttoaineilmaseoksen sytyttämiseksi pesän vaippaan on sijoitettu sytytystulpat (64) , jolloin muodostuu sekoituspumppuun yhdistetty polttomoottori. 9 S 6 5 7 6