IT8323123A1 - Motore rotativo - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

industriale avente per titolo: "MOTORE ROTATIVO"

RIASSUNTO

Motore caratterizzato dal fatto che ciascun modulo.. si compone di una camera deformabile chiusa (35_,_6) contenente del fluido termodinamico ed un mezzo di trasmissione pesante trasmettente immediatamente ed

integralmente tutte le variazioni di volume da una delle due camere verso l'altra camera, il mezzo di trasmissione assumendo cosi una posizione di squilibrio si trasferisce per mezzo di una coppia trasmes

sa all'asse (7) del motore. L'invenzione riguarda in special modo i motori solari.

DESCRIZIONE

Il presente brevetto riguarda un motore rotativo a fluido termodinamico comportante un insieme di in-

granaggio solidale in rotazione e formante ciascuna delle due camere rigide a volume costante equidistan

ti e contenenti, un fluido termodinamico che si vaporizza e si condensa successivamente a seconda che la camera sia sottoposta all'effetto della sorgente di serbatoio, questa pressione f? salire un liquido in non sistema di equilibrio, f? basculare l'insieme e r

jtorna alla sua posizione iniziale. Questo ? quello

iche prende il nome corrente di Canard.

111 presente brevettolia lo scopo di creare un motore .rotativo del tipo citato,, in grado di fornire una po tenza relativamente importante per l'alimentazione Idi un dispositivo utilizzatore, il funzionamento de jquale non sia rapidamente irregolare per lo squili-

brio delle camere corrispondenti.

A tale scopo, l'invenzione ? relativa ad un motore caratterizzato dal fatto che ciascun modulo si compo

;ne di una camera a tenuta deformabile contenente de

fluido termodinamico e di un mezzo di trasmissione pesante che trasmette immediatamente e integralmente tutte le variazioni di volume da una esimer? all'altr ;il mezzo di trasmissione assumendo cos? una posizio ne di squilibrio si trasferisce ad una coppia comuni

cante con l'asse del motore.

Secondo un'altra caratteristica il mezzo di trasmis-

sione ?, o un insieme di due pistoni collegati,jtrami |te un organo di collegamento di una massa pesante,

jo per mezzo di una colonna di liquido.

!I due pistoni possono ugualmente essere costituiti

da dei diaframmi flessibili o da sacche.

.calore o della sorgente fredda, le camere essendo ri^ glde a volume costante.

iII .brevetto ?.relativo soprattutto a un mulino sola-'re trasformante l'energia termodinamica in energia <1 >!meccanica ed elettrica per mezzo di un fluido termof

dinamico in equilibrio costante (vapore liquido) e

,in circuito chiuso, e di un secondo fluido (acqua, ;olio, ecc.) o un organo basculante. ;

Sono gi? noti tali dispositivi solari, che assic no la conversione della energia termodinamica in ener

gi? meccanica, o tramite la vaporizzazione di un ;fluido, o per mezzo di un motore a gas utilizzante ;

diagramma di Carnot. _ Tuttavia, questi due tipi di installazioni attualmen

te presenti sul mercato sono costosi; i motori a gas

<? >necessitano specialmente di installazioni complesse - -(trasduttore, evaporatore., condensatore, motore ad espansione, pompa di iniezione, ecc..).

Oltre ai costi molto elevati che esse comportano, f,i queste installazioni richiedono anche una assistenza

tecnica permanente. Inoltre, il loro rendimento ? .mediocre. Certe applicazioni ricevono delle forme

.di macchina perch?.non -industrializzabili. Queste ; macchine sono basate sui seguenti principi;

; - un liquido che evapora aumentando la pressione del In posizione di quiete quando la temperatura della sor gente fredda ? uguale a quella della sorgente calda,

<il sistema ? in _equilibrio: le masse di fluido termo _dinamico contenuto nelle due camere sono uguali, e _!l'organo di trasmissione _pesante ?.in equilibrio._ Ne consegue che, a seguito dello spostamento dell'or

gano di trasmissione pesante, sotto l'effetto della .differenza di pressione regnante nelle due.camere_ dei moduli diametralmente opposti di ciascun ingranaggio, questo squilibrio crea una coppia applicata

all'asse di uscita del motore.

Il presente brevetto sar? descritto pi? dettagliata-

.mente per mezzo degli allegati disegni: _ _ - la figura 1 ? uno schema di base di un motore secondo l'invenzione -- la figura 2 ? una vista in sezione secondo la linea II-II della figura 1 -

- la figura 3 ? una vista in sezione secondo la linea III?III della figura 1 -

^-_1 a..figura 4 ? uno schema in prospettiva di un altro modo di realizzazione -

- la flgtira 5 ? una sezione secondo.un piano mediano di un modo di realizzazione, secondo la figura 4 -

Le figure 6 e 7 sono degli schemi di due modi di rea lizzazione di un foro.

Secondo la figura 1, il motore rotativo a fluido te jmodinamico si compone di un insieme di moduli 1, fo ; im.ati ciascuno da e 2 , 3 c'ollegate tra loro, [esempio, tramite un braccio diametrale 4 formante

[ugualmente un tubo di collegamento.

iEntrambe le camere 2,3 contengono una sacca 5,6; le

jdue sacche delle due camere corrispondenti comunica ino tramite il tubo 4. Il volume delimitato rispetti

vamente entro le due camere 2,3 e la sacca 5,6 ? fa to a foggia di scompartimento e contiene un fluido

termodinamico, cio? a dire un fluido suscettibile a jla vaporizzazione alla.temperatura _deIla .sorgente c da SC e deve essere condensato alla temperatura del

:la sorgente fredda SF.._Siccome le temperature della sorgente calda SC e fredda SF dipendono dalle condi

.zioni di utilizzo, il fluido termodinamico ? scelto di conseguenza.

L'insieme formato dalle due sacche 5,6 e dal tubo 4 ?costituisce un volume fisso, costante, con due part [deformabili formate dalle sacche 5,6.

Qualsiasi diminuzione di volume delle due sacche 5,

]si spiega con un aumento di volume delle -altre -sac i .6^,5^perche,il volume cos?.stabile contiene un fluido non comprimibile, di preferenza un liquido.

per esempio dell'acqua, o un liquido di pi? forte densit?.

_ Tutti__gli_ingranaggi^mobili 2,3 sono uniti da un'as^

?-se -di uscita 7. -Siccome la coppia formata da ciascun ingranaggio mobile dipende dalla differenza di peso

-entro le -due sacche 5,6, la sorgente calda SC agisce su una met? verticale del dispositivo e la sorgente ; fredda SF agisce sull'altra met? verticale del dispositivo.

L'asse 7 regola entro ciascun piano gli ingranaggi mobili che le permettono l'ingombro delle camere 2,3.

_ Molti ingranaggi mobili possono essere posti su un ,medesimo asse.

-.Secondo un metodo di realizzazione, la sorgente calda SC ? formata da un canale torico di sezione cir-

colare corrispondente ad un semi-toro.

j Questo canale 8 ? un assorbitore di radiazione sola re. La sorgente fredda SF ? formata allo stesso mo-

mo da un canale 9 di sezione circolare e di forma

- 1 -torica .corrispondente ad un _semi-toro. Infatti., i _ . _ _ ..canali.della sorgente fredda e della sorgente calda ?# (8,9) corrispondono ad un semi-toro. . . _ .... - ? ? 11? carnale. B .de lla-sorgente.. calda ?_.f ormato..da_un_ri- _ vestimento 10, che costituisce un assorbitore di ca lore circondato da un rivestimento trasparente 11 che provoca un effetto di serramento. . Il canale 9 della sorgente fredda presenta una pare

te esterna .12 , per esempio un feltro/ sul quale vie fatta cadere dell ' acqua che , per evaporazione , asso be del calore e permette di raffreddare il canale e

in seguito le camere a mano a mano che esse passano nel canale . _

II movimento pu? inoltre essere accelerato per effetto di un camino tramite la circolazione _di_gas caldo e freddo nei due cernali , con delle prese d ' ar

calda e fredda 13 , 14 e di uscita 15 , 16 , per esempio dei pozzi canadesi che forniscono dell' aria calda o fredda a seconda che l'esterno sia la sorgente cal-

da p fredda e i pozzi canadesi la sorgente fredda o calda.

Infine, il dispositivo pu? .essere associato a tutti gli altri dispositivi di recupero dell'energia natu

rale . .

La figura 2 ? una sezione secondo la linea II-II de figura 1_ed illustra la struttura del dispositivo a livello della sorgente calda nel carnale lavorato pe

effetto di serramento. Questa sezione. mostra_ii_. riv stimento esterno 11 trasparente contenente una sor-

gente d'aria pi? il materiale assorbente dell Vassor bitore 10 definente il carnale 8 nel quale circolano le camere 2 e 3.

Le camere 2,3 di ciascun ingranaggio sono di ^preferenza delle sfere o dei quadrilateri in un mate

riale .buon conduttore come ad esempio rame o alluminio contenenti l'involucro deformabile 5,6 che ?

sformato, di preferenza da un materiale cattivo condut ,tore per limitare la fuoriuscita di caldo o di fred-_do verso,il fluido non compressibile- _

.La figura 3 mostra la struttura del dispositivo ^di^ A_ figura 2 a livello della sorgente fredda SF, con l'in

volucro opaco 12 che assorbe il liquido, ad esempio un feltro, delimitante il canale 9 nel quale passa-.no le camere 2,3.

Le figure 2 e 3 illustrano la tenuta nei tubi 4 che portano le camere 2,3 e il cernale della sorgente cal

;da e della sorgente fredda 8,9^_ che ? assicurata da

-delle -bavette 17-.Questa tenuta pu? essere assicurata anche da una di^ versa struttura, sostituendo i tubiYradiali con un

.rotore od unendo alla parte esterna dei tubi 4, al_ = livello del loro passaggio nei canali della sorgente calda e fredda 8,9, una corona che assicuri la

_ ;..tenuta.__tramite contatto di_ scorrimento o di rotola-_ mento sugli organi di tenuta antagonisti previsti

. nei canali,delle sorgenti calda e fredda 8,9.

Per utilizzare la circolazione montante del gas cal-

j do e del gas freddo nei cernali delle sorgenti calda . ? -te fredda, ? necessario -munire _le cerniere -almeno par-.. .. _ ?zialmente, di pale 18 per migliorare la trasmissione Jdel movimento.. .

{infine, la sorgente calda .pu? essere.sostituita da iun bacino che si riscalda tramite radiazione solare!

io contenente dell'acqua calda di recupero e nella ;quale si immergono successivamente le esimere per r _

?scaldarle-, la superficie fredda essendo costituita

:dalla parte esterna del bacino.

-Le figure 4 e 5 illustrano il motore costituito da

!uno statore 20 e da un rotore 21.

1 Lo ststore 20 ha la forma di_un foro torico (figure

L6 e 7) comprendente un involucro.isolante .22 di se- . zione per esempio rettangolare, quadrata o circolare.

-che circonda una camera -23..nella quale circola un flu? .do refrigerante ed una camera 24 nella quale circola...

,?un -fluido -di raffreddamento. -Ciascuna camera 23,24 corrisponde -ad-un -semi-cerchio.

rotore -24 -ruota-nel-volume?libero delimitato dal le -camere 23,24.

;In un primo modo di realizzazione (moduli 25,26), il jrotore 21 si compone di un insieme di moduli compor-

jtanti un diaframma flessibile 27 delimitante rispet/ tivamente le camere 28,29 e 30,31.

- Le camere 28,30 contenendo un fluido termodinamico

_ che pu? essere vaporizzato e condensato alle tempera .ture delle sorgenti .calda e fredda del motore.

1 Le camere 29 , 31 sono collegate tramite un condotto .

. 32 e l'insieme di volume cos? delimitato contiene un liqui , do la cui temperatura di ebollizione ? molto .pi? .

- elevata di quella della -sorgente .calda. . . . .

Il liquido viene cos? spinto parzialmente dalla camera (secondo l'esempio 29) situata dalla parte de_l

la sorgente calda verso la camera 31 dalla parte del^ la sorgente fredda in squilibrio, cos? il modulo

?p>u? creare un motore fisso applicato all'-albero-di-j-- uscita del motore. _ _

La figura 5 mostra la deformazione e la posizione

dei due diaframmi 27; in questo esempio, i diafram?

_ mi sono deformabili; essi potrebbero anche essere costituiti da un diaframma formante un pistone e con tenente una colonna di liquido.

Secondo,un'altra variante non rappresentata, per aumentare le possibilit? del motore, si aumenta la mas

sa spostata durante ciascun ciclo; per ottenere que sto, si possono collegare i due pistoni con un'asta

. di .stantuffo eventualmente.caricata da una massa._ Secondo -la f igur.a 5 , seguendo un ciltro modo, di .realizzazione, il modulo si compone di due camere 33,34

contenenti ciascuna una sacca deformabile 35 contenen te un fluido termodinamico.

Come precedentemente descritto, le camere 33,34 sono

collegate tramite ?? condotto 36 che le mette in comu_ .. nicazione. Il volume cos? delimitato contiene un liquido inerte alle temperature di funzionamento del- .

1?installazione., cio? _a.dire non evaporatila ternpe^. ratura della sorgente calda._

La vaporizzazione del liquido termodinamico nella carniera 33 dalla parte della sorgente calda, provoca

la spinta del liquido verso la camera 34 dalla parte della sorgente fredda generando cos? un motore fisso.

Per migliorare il funzionamento, ? importante isolare le camere dei differenti moduli, le une dalle al^ tre.

Le entrate e .le uscite_dei.fluidi refrigeranti delle sorgenti calda e fredda sono indicate con i numeri 37, 38; 39,40.

Le figure-.6-_7_mo.str.ano_due esempi,di fori per le sor_ genti calde e fredde- Dalla parte_girata -verso il ^I centro del toro, i fori presentano un passaggio 41 per

i condotti._32,36.

Infine.,_per evitare che_il diaframma 27 o la sacca i

35 chiudano i condotti 32,36, questi sono muniti di

. .

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI

   1.- Motore rotante a fluido termodinamico comportante un insieme di ingranaggio solidale in rotazione

   e formato ciascuno da due moduli rigidi a volume co_ stante, diametralmente opposti e contenenti un fluido

   termodinamico che si vaporizza e si condensa succes -sivamente a seconda che il modulo sia sottoposto all'effetto della sorgente calda o fredda, il motore

   __^essend_o__caratterizzato,dal fatto che ciascun modulo 4si compone di.una camera deformabile chiusa (6,28,30,35) _ .contenente .del fluido termodinamico ed un mezzo di

   -(tr.asmissi.one pes_ante (4,32..,36) trasme_tten-t-e im?media tamente^ed integralmente tutte le variazioni di volu

   4

   jme da _una_delle camere (6,28,30,35) verso l'altra ca _ jmera,.._iJ._mez.zo_di trasmissione assumendo cos? una po sizione di..squilibrio che produce una coppia_trasmes^ sa all'asse (7) del motore.

   2.- Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizz

   dal fatto che il mezzo di trasmissione -? -costituito da -un -insieme di due pistoni collegati .solidari.amen te in movimento, ciascun pistone costituendo la parete mobile di ciascuna cerniera deformabile. _ 3. - .Motore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il mezzo di trasmissione e costi .

   tuito da una colonna (.4) di liquido inerte a temper

   re e condizioni di funzionamento del motore, dette colonne di liquido essendo contenute nei due pisto ni (5,27,35) delimitanti le camere chiuse di volume

   variabili contenenti ciascuna del fluido termodina-

   jnico.

   4.- Motore secondo la rivendicazione 3, caratterizz dal fatto che i pistoni sono costituiti da dei diaframmi flessibili deformabili (27) o da delle sac^ che (5,35).

   5. - Motore secondo una qualunque delle rivendicazio da -1 -a 4-,.caratterizzato dal fatto di prevedere uno statore (20) ed un rotore (21), lo statore (20) e? sendo a forma di foro circondato da una camera (23) nella quale circola il fluido refrigerante della

   sorgente calda o_della sorgente fredda, detto_rotor

   essendo circondato da una camera d'isolamento (22) e il rotore (21 ) essendo composto da differenti ingranaggi formati da moduli, essendo il rotore circo lante nella camera delimitata dallo statore (20)

   _ - 46-.? Motore-secondo la rivendicazione 5,-car-at-teri-z-zato? dal fatto che la parte dello statore (20) corrisppn-_ . ..jdente_alla .sorgente-calda ? costituito da una.camera_ sformante .sbarramento ed essendo soppressa la camera _ _ esterna di isolamento.

   7.- Motore secondo la rivendicazione 6, caratterizza ._ to dal fatto che le camere successive dei diversi moduli

   sono isolate termicamente le une dalle altre .

   Il tutto sostanzialmente come descritto, illustrato e rivendicato e per gli scopi ivi specificati