ITTO20000348A1 - Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa - Google Patents
Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20000348A1 ITTO20000348A1 IT2000TO000348A ITTO20000348A ITTO20000348A1 IT TO20000348 A1 ITTO20000348 A1 IT TO20000348A1 IT 2000TO000348 A IT2000TO000348 A IT 2000TO000348A IT TO20000348 A ITTO20000348 A IT TO20000348A IT TO20000348 A1 ITTO20000348 A1 IT TO20000348A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- pistons
- shaft
- ring
- piston
- chamber
- Prior art date
Links
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 title claims description 10
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- -1 steam Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
- F01C1/073—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having pawl-and-ratchet type drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"MACCHINA A STANTUFFI FUNZIONANTE COME MOTORE DI TIPO TERMICO, RISPETTIVAMENTE PNEUMATICO 0 IDRAULICO, A FUNZIONAMENTO REVER-SIBILE COME POMPA, RISPETTIVAMENTE COMPRESSORE"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne una macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa, rispettivamente compressore.
Nelle macchine ad uno o più stantuffi finora progettate e realizzate, la spinta fornita dallo scoppio di un gas o da una fonte esterna, ovvero la compressione o trasferimento di un fluido, avvengono con la trasformazione di un moto alternativo in moto rotativo (o viceversa) tramite una biella ed un albero a gomiti.
Con questo sistema, il braccio di leva che l'albero può fornire varia da zero nel punto morto superiore al valore massimo a metà della corsa dello stantuffo per tornare a zero nel punto morto inferiore. Il valore massimo di leva è quindi piuttosto contenuto in quanto deriva dall'ampiezza della corsa.
La presente invenzione, partendo dalla nozione di tale inconveniente, intende porvi-rimedio.
Pertanto, scopo principale della presente invenzione è quello di provvedere una macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa, rispettivamente compressore, che permetta di ottenere direttamente il moto rotativo dal movimento dello stantuffo attorno ad un asse, di modo che il braccio di leva sia costante e di maggiore ampiezza, rispetto alle macchine a stantuffi convenzionali.
in vista di tale scopo, la presente invenzione provvede una macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico·, a funzionamento reversibile come pompa, rispettivamente compressore, la cui caratteristica essenziale risiede nel fatto di ottenere direttamente il moto rotativo dell'albero dal movimento dello stantuffo all'interno di un cilindro anulare avvolgente e coassiale rispetto all'albero stesso, e viceversa per il funzionamento reversibile come pompa/compressore, per cui il braccio di leva è costante e di maggiore ampiezza, poiché determinato dal raggio nominale del cilindro anulare stesso.
In particolare, la macchina a stantuffi oggetto dell'invenzione comprende una pluralità di stantuffi {o pistoni), corrispondenti ciascuno ad un settore di toroide e che s'inseguono, cambrando funzione, all'interno di un cilindro anulare avvolgente e coassiale rispetto all'albero, in modo da realizzare, diversamente combinati per numero e modo di funzionamento, motori a scoppio a quattro tempi, motori a fluido in pressione, nonché pompe, compressori e pompe da vuoto, misuratori di portata e dispositivi frenanti.
Motori endotermici
Nei motori endotermici la presente invenzione apporta pertanto i seguenti vantaggi:
• semplicità costruttiva con contenimento di ingombri e pesi; · camere d'aspirazione/compressione e di espansione/espulsione differenti e realizzate in proporzione ai volumi, a pressione atmosferica, dei rispettivi gas: ciò permette l'ottimizzazione della combustione e quindi una riduzione dei consumi e dell'inquinamento oltre ad un maggior rendimento;
• ampiezza e costanza del braccio di leva del pistone determinante una coppia di rotazione più elevata sin dall'istante dello scoppio e che si protrae per un angolo molto maggiore, ne consegue una notevole potenza ed alto rendimento in rapporto ai consumi, nonché coppia elevata con semplificazione del cambio di velocità.
La presente invenzione risulterà maggiormente dalla descrizione dettagliata che segue, con riferimento ai disegni allegati, forniti a solo titolo di esempio, in cui:
- la fig. 1 è una vista in sezione assiale di un motore endotermico a stantuffi secondo una forma esemplificativa di realizzazione della macchina a stantuffi oggetto dell'invenzione; - la fig. 2 ne è una vista in sezione secondo un piano ortogonale all'asse dell'albero motore;
- la figure da 3 a 6 sono delle viste schematiche, simili a quella di fig. 2, ma in diversa scala e composizione, che illustrano differenti fasi di funzionamento del motore endotermico secondo l'invenzione;
- le figure da 7 a 9 sono delle viste schematiche che illustrano differenti fasi di funzionamento di una pompa/compressore secondo un'altra forma esemplificativa di realizzazione della macchina a stantuffi oggetto dell'invenzione.
Con riferimento anzitutto alle figure 1 e 2 dei disegni, il motore endotermico a stantuffi o pistoni secondo la forma di realizzazione illustrata dell'invenzione è indicato nel suo insieme con M.
Detto motore endotermico M comprende essenzialmente:
- una camera anulare C, a superficie toroidale, la quale circonda coassialmente un albero 19. Detta camera anulare C è formata da quattro anelli; ossia:
• due anelli tra loro solidali e rotanti, anteriore 4 e posteriore 5, che trasmettono il moto all'albero 19, detti anelli 4, 5 essendo resi solidali all'albero mediante chiavetta; • un anello statico 6, costituente il corpo del motore, e contenente delle bocche di aspirazione (A) e di scarico (S), nonché una candela (Ca) (o più candele) per l'accensione oppure un iniettore;
- un anello 7 libero di ruotare sull'anello rotante anteriore 4 ed avente la funzione di contrastare la spinta derivante dal bloccaggio dei pistoni nel periodo di staticità degli stessi; - tre pistoni, rispettivamente 1, 2 e 3, ciascuno di forma a settore di toroide. Detti pistoni 1, 2, 3 sono completi di anelli di tenuta (segmenti) e, alternativamente, ruotando a tenuta all'interno di detta camera anulare C, si scambiano - come risulterà maggiormente nel seguito — la funzione statica di reazione con quella mobile di trasmissione della potenza, eiascun pistone presenta sulla sua superficie laterale due cavità coniche, sostanzialmente sfalsate di 90° in uno stesso piano trasversale;
- sei spine d'arresto, rispettivamente 8, 9, 10, 11, 12 e 13 (con relative molle di ritorno, si veda ad esempio la molla 14), disposte a scorrimento assiale [tra una posizione avanzata di lavoro, in cui aggettano nella camera C (con una loro estremità conica) ed una posizione arretrata di riposo, ad estremità retratta rispetto a detta camera C] in corrispondenti fori radiali passanti provvisti rispettivamente: quattro (8, 9, 10, 11) nell'anello statico 6 e due (12 e 13) in quello rotante anteriore 4. La funzione di dette spine nella loro posizione estesa di lavoro è di impegnare temporaneamente, secondo una sequenza funzionale predeterminata mediante cooperazione con degli anelli a camme 15, 16 (vedi oltre) e dei rispettivi seguicamma, i detti pistoni 1, 2, 3 (per accoppiamento tra detta loro estremità conica ed una corrispondente cavità del pistone interessato) per rendere temporaneamente solidali i pistoni stessi alternativamente alla parte statica (anello 6 o corpo macchina) o a quella rotante (anello 4) del motore M, come risulterà meglio dalla spiegazione del funzionamento;
- due anelli 15, 16 con doppia camma, che azionano in movimento alternativo le dette spine d'arresto: il primo anello, 15, è rotante e fissato all'anello rotante posteriore 5, ed il secondo anello, 16, è statico e solidale con un carter anteriore 17 (fisso al corpo macchina);
- un rullino seguicamma è associato a ciascuna spina d'arresto da 8 a 13 ed impegna a rotolamento una corrispondente superfieie di camma degli anelli 15, 16. Specificamente, i rullini seguicamma delle spine di arresto da 8 a 11 impegnano a rotolamento le piste di camma dell'anello rotante 15, mentre i rullini seguicamma delle spine 12, 13 impegnano a rotolamento le piste di camma dell'anello statico 16.
Tutte le parti descritte ed esterne alla camera anulare C sono racchiuse, in bagno d’olio (che svolge sia la funzione di lubrificazione che quella di raffreddamento), all'interno del carter anteriore 17 e di quello posteriore 18. Detti carter 17, 18 sono solidali all'anello statico 6 e reciprocamente collegati coassialmente ed in modo avvolgente rispetto all'albero 19, opportunamente sopportato mediante cuscinetto ed attraverso cui il moto viene trasmesso all'esterno.
Tra gli assi delle bocche di scarico S e di aspirazione A regna una distanza angolare (arco di circonferenza) sufficiente a disporre tra le bocche stesse un pistone 1, 2 o 3.
Convenienti mezzi di tenuta assicurano le tenute tra le parti sopra descritte.
FUNZIONAMENTO
Il funzionamento del motore M avviene secondo il seguente ciciò, illustrato nelle figure da 3 a 6.
1° fase:
I due pistoni 1 e 2 sono resi solidali, rispettivamente tramite le spine d'arresto 8 e 10, all'anello· statico 6 (e quindi al corpo macchina); nel frattempo il pistone 3, reso solidale all'anello rotante anteriore 4 (e quindi all'albero 19) mediante la spina di arresto 13, raggiunge ruotando la posizione di fig.
3, ove la spina di arresto 12 solidale allo stesso anello rotante 4 impegna il pistone 1 (che diviene così solidale all'albero 19), mentre il pistone medesimo viene rilasciato dalla detta spina di arresto 8.
Le posizioni relative dei tre pistoni in questa fase sono (con riferimento al verso di rotazione indicato con frecce nelle figure da 3 a 6):
- pistone 1 tra la bocca di aspirazione A e quella di scarico S;
- pistone 2 a monte della candela Ca;
- pistone 3 perviene, in corrisponden2a della bocca di scarico S.
Tra i pistoni 1 e 2 regna una camera K di aspirazione/compressione, mentre tra i pistoni 2 e 3 regna una camera H di espansione/espulsione.
2° fase:
A seguito della rotazione angolare dell'albero 19, l'anello rotante anteriore 4 si sposta nella posizione di fig. 4, trascinando il pistone 1, che viene ora impegnato dalla spina di arresto 9 (solidale all'anello statico 6 o corpo macchina) e rilasciato dalla spina d'arresto 12, mentre contemporaneamente il pistone 3 viene bloccato dalla spina d!arresto 8, pure solidale all'anello statico 6, e rilasciato dalla spina d'arresto 13, solidale all'anello rotante 4.
Le posizioni relative dei tre pistoni 1, 2, 3 in questa fase sono :
- pistone 1 a valle della bocca di aspirazione A;
- pistone 2 a monte della candela Ca;
- pistone 3 tra la bocca di scarico S e quella di aspirazione A.
La camera K di aspirazione/compressione tra i pistoni 1 e 2 presenta ora un volume corrispondente alla cilindrata unitaria del motore, mentre la camera H di espansione/espulsione tra i pistoni 2 e 3 presenta volume molto ampio per ottenere la massima espansione e lo scarico dei gas combusti.
3° fase:
Continuando la rotazione dell'albero 19, l'anello rotante anteriore 4 si sposta nella posizione di fig. 5, ove impegna con la
spina di arresto 13 ad esso solidale il pistone 1, che viene
contemporaneamente rilasciato dalla spina di arresto 9 solidale
all'anello statico 6.
Continuando a ruotare verso la posizione di fig. 6, il pistone
1 effettua, nella camera "K" (formata con il pistone 2 statico), la compressione della miscela aria/combustibile ivi presente (fig. 5), nonché l'aspirazione di una nuova carica di miscela attraverso la bocca di aspirazione A (fig. 6). Il pistone É 3 è mantenuto in posizione stazionaria-mediante la spina di arresto 8, solidale all'anello statico 6.
Quando il pistone 1 si è avvicinato al pistone 2, che era mantenuto in posizione stazionaria, le tre fasi descritte in successione nelle posizioni di cui alle figure 3, 4 e 5, si ripetono mediante l'azionamento delle spine di arresto 10, 11, 12,
13, completandosi col pistone 2 ora solidale all’anello rotante
anteriore 4 (e quindi all'albero 19) per il tramite della spina
di arresto 13, mentre la spina di arresto 11 disimpegna detto
pistone 2.
In questa disposizione, tenuto conto dell'anticipo di accensione, nella camera di scoppio W tra i pistoni 1 e 2, in corrispondenza della candela Ca, si provoca la scintilla che determina l'accensione della miscela. Ciò imprime al pistone 2 la spinta dinamica della fase attiva dei motori a scoppio, mentre il pistone 1 svolge la funzione statica di reazione allo scoppio. Quindi il pistone 2 trasmette direttamente all'albero 19 una elevata coppia di rotazione e, attraversando la camera di espansione/espulsione H, spinge all'esterno i gas combusti del ciclo precedente, tramite la bocca di scarico S.
Il motore M sopra descritto corrisponde ad un motore alternativo a quattro tempi a due cilindri, con uno scoppio ad ogni giro.
Per ottenere un motore a più cilindri è sufficiente combinare sullo stesso albero più motori M. Tuttavia è più vantaggioso inserire nella stessa camera anulare più pistoni che, oltre a fare aumentare il diametro della camera a cilindro anulare e relativo braccio di coppia, consente di ottenere le seguenti condizioni di funzionamento:
- con quattro pistoni uno scoppio ogni 180° corrispondente ad un motore alternativo con quattro cilindri;
- con sei pistoni, due scoppi ogni 180° corrispondente ad un motore alternativo ad otto cilindri;
- con nove pistoni, tre scoppi ogni 120°, corrispondente ad un motore alternativo a diciotto cilindri, e così via.
Il comando delle spine d'arresto, oltre che meccanico, può essere attuato anche con sistema idraulico od elettrico.
I particolari di esecuzione ed i materiali potranno comunque variare senza uscire dall'ambito del trovato e quindi dal brevetto d'invenzione.
Come per i motori alternativi attualmente noti, il motore oggetto della presente invenzione può:
> impiegare materiali metallici {acciaio, ghisa, alluminio, ecc .);
> funzionare con ogni tipo di carburante (benzine, gasolio, gas, alcool, ecc.);
> usare sistemi di accensione a spinterogeno, breakerless, elettronici, ecc.;
> utilizzare sistemi di carburazione a carburatore, iniezione, ecc..
Per particolari esigenze (ad esempio installazione sull'asse di una ruota) il motore può essere costruito bloccando gli anelli rotanti 4 e 5, con le rispettive spine d'arresto 12 e 13 e l'anello a camme 15, facendo invece ruotare l'anello 6 con le spine d'arresto 8, 9, 10 e 11 ed i carter 17 e 18; ovviamente le bocche di aspirazione A e di scarico S dovranno essere trasferite sull'anello 5.
APPLICAZIONI ALTERNATIVE
Semplificando il sistema ad un solo gruppo di due pistoni (indicati con 1 e 3 nelle figure da 7 a 9), la presente invenzione permette la realizzazione di:
- motori a fluidi in pressione: gas, vapore, olio, acqua e liguidi vari;
pompe per liquidi aspiranti, prementi, autoadescanti e reversibili;
pompe volumetriche;
- compressori per gas;
- pompe da vuoto;
misuratori di portata;
- dispositivi frenanti.
Per queste applicazioni, oltre che i materiali metallici possono essere impiegati, in funzione del loro utilizzo, anche altre materie come le plastiche, ceramiche, ecc.
FUNZIONAMENTO DELLE SOLUZIONI ALTERNATIVE
Il funzionamento del trovato, nelle applicazioni alternative sopra descritte, avviene secondo il seguente ciclo, illustrato nelle figure da 7 a 9, collegando, ovviamente, nella soluzione di pompa / compressore, l'albero 19 ad una fonte motrice:
1° fase:
Il pistone 1 è solidale tramite la spina d'arresto 8, all'anello statico 6 (e quindi al corpo macchina); nel frattempo il pistone 3, reso solidale all'anello rotante anteriore 4 (e quindi all'albero 19) mediante la spina di arresto 13, raggiunge ruotando la posizione di fig. 7, ove la spina di arresto 12 solidale allo stesso anello rotante 4 impegna il pistone 1 (che diviene così solidale all'albero 19), mentre il pistone medesimo viene rilasciato dalla detta spina di arresto 8.
Le posizioni relative dei due pistoni in questa fase sono (con riferimento al verso di rotazione indicato con frecce nelle figure da 7 a 9):
- pistone 1 tra la bocca di aspirazione A e quella di scarico S;
- pistone 3 perviene in corrispondenza della bocca di scarico s.
Tra i pistoni 1 e 3 {sempre seguendo il senso di rotazione delle frecce), regna una camera K di aspirazione/compressione. 2° fase:
A seguito della rotazione angolare dell'albero 19, l'anello rotante anteriore 4 si sposta nella posizione di fig. 8, trascinando il pistone 1, che viene ora impegnato dalla spina di arresto 9 (solidale all'anello statico 6.o corpo macchina) e rilasciato dalla spina d'arresto 12, mentre contemporaneamente il pistone 3 viene bloccato dalla spina d'arresto 8, pure solidale all'anello statico 6, e rilasciato dalla spina d’arresto 13, solidale all'anello rotante 4.
Le posizioni relative dei due pistoni 1 e 3 in questa fase so-"no:
- pistone 1 a valle della bocca di aspirazione A;
- pistone 3 tra la bocca di scarico S e quella di aspirazione A.
3a fase:
Continuando la rotazione dell'albero 19, l'anello rotante anteriore 4 si sposta nella posizione di fig. 9, ove impegna con la spina di arresto ,13 ad esso solidale il pistone 1, che viene contemporaneamente rilasciato dalla spina di arresto 9 solidale all'anello statico 6.
Continuando a ruotare nel senso delle frecce, il pistone 1 effettua, nella camera K (formata con il pistone 3), la compressione del fluido ivi presente (fig. 9), nonché l'aspirazione di una nuova carica di fluido attraverso la bocca di aspirazione A. Il pistone 3 è mantenuto in posizione stazionaria mediante la spina di arresto 8, solidale all'anello statico 6.
II ciclo si ottiene anche se il senso di rotazione dell'albero viene invertito, in questo caso risultano scambiate le funzioni delle bocche di aspirazione A e di scarico S.
Il susseguirsi delle tre fasi (1°, 2° e 3°) permette lo svolgimento delle funzioni di pompa aspirante e premente, autoadescante, volumetrica e da vuoto.
Se invece viene immesso un fluido in pressione attraverso una delle due bocche (aspirazione A o scarico S), si ottiene un motore idraulico o pneumatico, con rotazione destrorsa o sinistrorsa in relazione alla bocca (A o S) utilizzata per l'immissione del fluido.
Naturalmente, numerose varianti potranno, in pratica, essere apportate rispetto a quanto descritto ed illustrato a solo titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione e quindi dal dominio della presente privativa industriale.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa, rispettivamente compressore, caratterizzata dal fatto che il moto rotativo dell'albero motore (19) è impartito direttamente dal movimento di almeno uno stantuffo (1, 2, 3) all'interno di un cilindro anulare (C), provvisto di bocche di aspirazione (A) e scarico (S) ed avvolgente e coassiale rispetto all'albero stesso, e viceversa per il suo funzionamento reversibile come pompa, rispettivamente compressore, di guisa che il braccio di leva è costante e di grande ampiezza, poiché determinato dal raggio nominale del cilindro anulare stesso.
- 2. Macchina a stantuffi secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende una pluralità di stantuffi o pistoni (1, 2, 3) ciascuno a forma di settore toroidale e che s’inseguono, cambiando funzione, all'interno di un cilindro anulare (C), provvisto di bocche di aspirazione (A) e scarico (S) ed avvolgente e coassiale rispetto all'albero motore (19), in modo da realizzare, diversamente combinati per numero e modo di funzionamento, le funzioni di un motore a scoppio a quattro tempi, di un motore a fluido in pressione e, operando inversamente, il funzionamento di una pompa per fluidi, di una pompa volumetrica, di una pompa da vuoto, di un compressore, di un misuratore di portata, di freno.
- 3. Macchina a stantuffi funzionante come motore endotermico, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che comprende : - una camera anulare (C), a superficie toroidale, la quale circonda coassialmente un albero motore (19), formata da una pluralità di anelli, di cui almeno uno rotante (4) ed almeno uno statico (6); - almeno tre pistoni (1, 2 e 3), corrispondenti ciascuno ad un settore di toroide, i quali, alternativamente, ruotando a tenuta all'interno di detta camera anulare (C), si scambiano la funzione statica di reazione con quella mobile di trasmissione della potenza; - delle spine d'arresto (8, 9, 10, 11, 12 e 13) (con relative molle di ritorno, si veda ad esempio la molla 14), disposte a scorrimento assiale [tra una posizione avanzata di lavoro, in cui aggettano nella camera (C) ed una posizione arretrata di riposo, ad estremità retratta rispetto a detta camera (C)] in corrispondenti fori radiali passanti provvisti, rispettivamente, nell'anello statico (6) (spine 8, 9, 10, 11) ed in quello rotante (4) (spine 12 e 13); la funzione di dette spine nella loro posizione estesa di lavoro è di impegnare temporaneamente, secondo una sequenza funzionale predeterminata, i detti pistoni (1, 2, 3), per rendere temporaneamente solidali i pistoni stessi alternativamente alla parte statica (anello 6 o corpo macchina) o a quella rotante (anello 4) solidalmente con l'albero motore (19); - almeno due anelli (15, 16) con doppia camma, che azionano in movimento alternativo le dette spine d'arresto: il primo anello, (15), è provvisto rotante, mentre il secondo anello, (16), è statico e fisso al corpo macchina; - un rullino seguicamma associato a ciascuna spina d'arresto (da 8 a 13) e che impegna a rotolamento una corrispondente superficie di camma degli anelli a camme (15, 16), in modo da determinare la temporizzazione del funzionamento di dette spine nella loro posizione estesa di lavoro rispetto alla camera (C) secondo una sequenza funzionale predeterminata.
- 4. Macchina a stantuffi funzionante come motore endotermico, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende una coppia di stantuffi (o pistoni) (1, 2, 3) ciascuno a forma di settore toroidale, che si inseguono, cambiando funzione, all'interno di un cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero (19), in modo da realizzare separatamente, ad ogni giro ed in sequenza: una camera di aspirazione / compressione (K) di volume corrispondente alla cilindrata unitaria del motore, una camera di scoppio (W) con volume ridotto e proporzionale al rapporto di compressione previsto per il motore ed una camera di espansione / espulsione (H) multipla di quella di aspirazione / compressione e con volume sostanzialmente uguale a quello che i gas combusti avrebbero a pressione atmosferica.
- 5. Macchina a stantuffi funzionante come motore endotermico. secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende, per ogni giro,.una coppia di stantuffi (o pistoni) (1, 2, 3) ciascuno a forma di settore toroidale, che si inseguono, cambiando funzione, all'interno di detto cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero (19), realizzando un braccio di leva determinante il momento torcente, ampio e costante, in modo da provocare un valore di coppia elevato e che si protrae per un angolo molto esteso (ad esempio 270°).
- 6. Macchina a stantuffi, secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, caratterizzata dal fatto che comprende una coppia di stantuffi (o pistoni) (1, 3), ciascuno a forma di s.ettore toroidale, che si inseguono, cambiando funzione, all'interno di detto cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero (19), in modo da realizzare la funzione di motore idraulico o pneumatico, e dal fatto che ciò si ottiene mediante l'immissione di fluido in pressione attraverso la bocca di aspirazione (A) oppure di quella di scarico (S), al fine di conseguire la rotazione dell'albero, destrorsa o sinistrorsa, in relazione alla bocca (A o S) utilizzata per l'immissione del fluido.
- 7. Macchina a stantuffi secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, caratterizzata dal fatto che comprende due stantuffi (o pistoni) (1, 3) ciascuno a forma di settore toroidale che, trascinati da una fonte motrice esterna tramite l'albero (19), si inseguono cambiando funzione, all'interno di detto cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero, in modo da realizzare la funzione di pompa aspirante e premente, autoadescante, reversibile e volumetrica per fluidi, per il vuoto e per comprimere l'aria od un gas (compressore).
- 8. Macchina a stantuffi secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, caratterizzata dal fatto che comprende due stantuffi (o pistoni) (1, 3) ciascuno a forma di settore toroidale, che, spinti da un fluido immesso da una delle bocche di aspirazione (A) o di scarico (S), si inseguono, cambiando funzione, all'interno di detto cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero (19), il quale è collegato ad un contatore di giri, onde realizzare un misuratore di portata del fluido immesso.
- 9. Macchina a stantuffi secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, caratterizzata dal fatto che comprende due stantuffi (o pistoni) (1, 3) ciascuno a forma di settore toroidale, che si inseguono, cambiando funzione, all'interno di detto cilindro anulare (C), avvolgente e coassiale rispetto all'albero (19), il quale è collegato ad un motore od altra macchina con albero rotante, allo scopo di frenarne la rotazione e/o misurarne la coppia (potenza), regolando opportunamente la portata di un fluido immesso dalla bocca di aspirazione (A) o da quella di scarico (S).
- 10. Macchina a stantuffi secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta camera anulare (C) è formata da quattro anelli, ossia: • due anelli tra lor.o solidali e rotanti, anteriore (4) e posteriore (5), solidali in rotazione con l'albero (19), detti anelli (4, 5) essendo resi solidali all'albero mediante chiavetta; • un anello statico (6), costituente il corpo del motore, e contenente delle bocche di aspirazione (A) e di scarico (S), nonché, per il funzionamento come motore endotermico, una candela (Ca) (o più candele) per l'accensione oppure un iniettore; • un anello ("7) libero di ruotare sull'anello rotante anteriore (4) ed avente la funzione di contrastare la spinta derivante dal bloccaggio dei pistoni nel periodo di staticità degli stessi.
- 11. Macchina a stantuffi secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascun pistone (1, 2, 3) presenta sulla sua superficie laterale due cavità coniche, per l'impegno selettivo di rispettive spine d'arresto.
- 12. Macchina a stantuffi secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno due anelli (15, 16) con doppia camma, che azionano in movimento alternativo le dette spine d'arresto: il primo anello.(15) è rotante e fissato all'anello rotante posteriore (5) della camera anulare (C), ed il secondo anello (16) è statico e solidale con il corpo macchina.
- 13. Macchina a stantuffi secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il comando delle spine di arresto è attuato mediante mezzi idraulici, pneumatici o elettrici. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT2000TO000348A IT1320038B1 (it) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico,rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile |
AU46753/01A AU4675301A (en) | 2000-04-14 | 2001-04-10 | Piston engine |
PCT/IB2001/000580 WO2001081729A1 (en) | 2000-04-14 | 2001-04-10 | Piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT2000TO000348A IT1320038B1 (it) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico,rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITTO20000348A0 ITTO20000348A0 (it) | 2000-04-14 |
ITTO20000348A1 true ITTO20000348A1 (it) | 2001-10-14 |
IT1320038B1 IT1320038B1 (it) | 2003-11-12 |
Family
ID=11457666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT2000TO000348A IT1320038B1 (it) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico,rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU4675301A (it) |
IT (1) | IT1320038B1 (it) |
WO (1) | WO2001081729A1 (it) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003221465A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-23 | Miroslav Tarabus | Internal combustion engine with rotary pistons |
US20040163620A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-08-26 | Lund David R. | Rotating piston engine |
CN100439675C (zh) * | 2003-06-09 | 2008-12-03 | D.R.巴斯琴 | 转子发动机系统 |
GR1005322B (el) * | 2005-04-20 | 2006-10-18 | Παναγιωτης Βασιλειου Ζαραφωνιτης | Τοροειδης ερμητικος κινητηρας |
US8534259B2 (en) | 2006-10-06 | 2013-09-17 | Reyhani Design United Services Gmbh | Rotary piston internal combustion engine |
ITFI20130175A1 (it) * | 2013-07-26 | 2015-01-27 | Giovanni Corsani | Sistema di propulsione con gruppo endotermico a recupero di energia e camera di combustione raffreddata. |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR540052A (fr) * | 1921-08-30 | 1922-07-05 | Moteur à pistons rotatifs | |
US1659172A (en) * | 1925-09-30 | 1928-02-14 | Rudolf C G Staats-Oels | Rotary engine |
GB313413A (en) * | 1928-06-09 | 1930-10-10 | Jose Alvaro Moreira De Carvalh | Improvements in and relating to rotary internal combustion engines |
GB759110A (en) * | 1954-08-14 | 1956-10-10 | Charles John Francis | Improvements in or relating to internal combustion engines |
-
2000
- 2000-04-14 IT IT2000TO000348A patent/IT1320038B1/it active
-
2001
- 2001-04-10 WO PCT/IB2001/000580 patent/WO2001081729A1/en active Application Filing
- 2001-04-10 AU AU46753/01A patent/AU4675301A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001081729A1 (en) | 2001-11-01 |
ITTO20000348A0 (it) | 2000-04-14 |
IT1320038B1 (it) | 2003-11-12 |
AU4675301A (en) | 2001-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102282347B (zh) | 旋转活塞发动机 | |
US20050005898A1 (en) | Multi-stage modular rotary internal combustion engine | |
EA006410B1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания и способ его работы | |
JP2009517583A (ja) | 内燃機関 | |
RU2407899C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
TW390935B (en) | Radial rotary fluid pressure machine and internal combustion engine | |
GB2262965A (en) | Rotary piston internal combustion engine or compressor. | |
US3877850A (en) | Spherical power device | |
US3314401A (en) | Two-stroke cycle rotary engine | |
US4316439A (en) | Rotary engine with internal or external pressure cycle | |
ITTO20000348A1 (it) | Macchina a stantuffi funzionante come motore di tipo termico, rispettivamente pneumatico o idraulico, a funzionamento reversibile come pompa | |
US20060150946A1 (en) | Rotary piston engine | |
US3739755A (en) | Rotary engine | |
US4007715A (en) | Rotary engines, compressors and vacuum pumps | |
US7353796B2 (en) | Rotary machine | |
JP3677058B2 (ja) | 4サイクルピストン式内燃機関 | |
EP2808484A1 (en) | Four stroke rotary piston engine | |
US3818886A (en) | Rotary internal combustion engine | |
CN115306541A (zh) | 独立配气缸内直燃圆周冲程内燃机和圆周冲程汽轮机 | |
US3352291A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2193676C2 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
GB2208680A (en) | Rotary cylinder reciprocating piston machine | |
US3522796A (en) | Internal combustion engines | |
RU2109149C1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
RU2755758C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания |