MXPA00011553A - Maquinas giratorias. - Google Patents

Abstract

Una maquina giratoria que tiene un tambor externo giratorio (10) dentro del cual gira sobre un eje diferente un rotor (13) . El espacio entre el tambor exterior y el rotor interior esta dividido en comportamientos arqueados discretos por paletas (15) que se extienden a traves del espacio entre dos partes giratorias de manera que el volumen de los compartimientos (16) varia ciclicamente durante la rotacion.Las paletas se unen rigidamente a una de las partes de rotacion y se extienden a traves del espacio en contacto con la otra de las partes giratorias durante cuando menos una parte de la rotacion de la maquina.Las paletas pueden cooperar con zapatas deslizantes (17) o ranuras fijas (20) estas ultimas pueden estar formadas cilindricamente como en (24). Esta maquna puede usarse como un mejoramiento de eficiencia y operacion economica de un motor de combustion interna el cual en ciertos casos puede superar los problemas de perdida de estrangulamiento a velocidades bajas del motor o puede operar como una bomba de calor..

Description

MAQUINAS GIRATORIAS Esta invención se refiere a una máquina giratoria en la cual se proporciona un par de tambores que giran simultáneamente, uno adentro del otro, y que giran sobre diferentes ejes. En una máquina así un espacio entre los dos tambores se divide en compartimientos arqueados por paletas que se extienden a través del espacio entre las dos partes giratorias, de manera que el volumen de los compartimientos varía cíclicamente durante la rotación. La máquina opera de manera que el fluido gaseoso introducido en los espacios entre las paletas se comprime y expande alternadamente en diferentes zonas de la rotación. Se proporcionan válvulas o puertos en la pared del alojamiento de la máquina para el suministro o recuperación del aire o gases dentro de los compartimientos por lo cual la máquina se puede usar ya sea como compresor o una turbina, o ambos. La máquina tiene muchos usos tales como el mejoramiento de la eficiencia y la operación económica de un motor de combustión interna en el cual en ciertos casos puede superarse el problema de pérdida de estrangulamiento en velocidades de motor bajas, o puede operar como una bomba de calor. De este modo, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una máquina giratoria que comprende un par de partes impulsoras que incluyen un tambor giratorio y un rotor localizado para la rotación dentro del tambor, habiendo sido adaptados el tambor y rotor para girar simultáneamente sobre ejes diferentes, caracterizada por una pluralidad de paletas separadas circunferencialmente en una de las partes que se extienden generalmente radialmente hacia la otra de dichas partes, mediante lo cual, debido a los ejes mutuamente desfasados de las partes, las paletas definen espacios arqueados de volumen cíclicamente variante durante la operación; caracterizada además porque cada paleta está rígidamente fija en o formada integralmente con una de dichas partes y porque un extremo libre de cada paleta coopera con la superficie opuesta de la otra parte para determinar los volúmenes instantáneos de compartimientos arqueados adyacentes durante la operación. Las modalidades de la invención se describirán ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Figura 1 esquemáticamente ilustra en corte transversal una máquina giratoria que incorpora la invención; La Figura 2 similarmente ilustra una forma modificada y simplificada de esta máquina; y la Figura 3 similarmente ilustra otra forma modificada y simplificada de esta máquina.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, en la Figura 1 se muestra un tambor externo 10 el cual se monta para la rotación alrededor de un eje 11 y tiene un hueco interno 12. Dentro del tambor externo 10 está un tambor interno 13 el cual es simultáneamente giratorio en la misma dirección con respecto a un eje 14 desfasado del eje 11. De este modo, conforme los tambores externo e interno 10 y 13 giran simultáneamente el espacio anular entre ellos varía de extensión radial en cualquier posición circunferencial. Una pluralidad de paletas rígidas 15 de longitud radial igual se extienden hacia adentro desde la pared interna del tambor 10 para soportar de este modo la superficie circunferencial externa del tambor interno 13. Las paletas 15 dividen así el espacio entre los dos tambores en una pluralidad de compartimientos arqueados uno de los cuales se ilustra en 16. En esta modalidad, en cada región del tambor interno 13 localizado opuesto a una de las paletas 15, se proporciona una zapata deslizante 17 la cual es obligada a residir en una posición radial fija entre la paleta 15 y el hueco interno 12. En vista de la profundidad variante cíclicamente del espacio entre los tambores interno y externo, hay un movimiento relativo entre cada zapata 17 y el tambor 13 como se puede ver de la Figura 1. Además, durante la rotación, la punta de cada paleta 15 se hace moverse a través de la cara externa radialmente de su zapata asociada 17. Los compartimientos 16 se pueden llevar en una pared extrema de la máquina para comunicarse con un suministro de aire u otro fluido gaseoso y también con puertos de escape mediante lo cual el volumen cíclicamente variante de cada compartimiento 16 actúa progresivamente para comprimir fluido en el mismo y para permitirle luego expandirse conforme gira la máquina. La lubricación de la interfase entre la cara interna de cada zapata 17 y la superficie externa del hueco 12 se puede proporcionar por medio de un recinto 18, el cual, con el hueco 12 forma una región cerrada. La interfase entre las zapatas 17 y las superficies adyacentes del tambor 13 se pueden lubricar por aire llevando a través de las zapatas 17 o el tambor 13 para permitir que el aire en los compartimientos 16 pase entre las dos caras. Estos puertos se ilustran esquemáticamente en 19. Haciendo ahora referencia a la Figura 2 en esta modalidad las zapatas 17 se omiten y reemplazan por los valles 20 dentro de un tambor interno de una parte 20. El tambor externo 10 y las paletas 15 pueden ser las mismas que en la modalidad ilustrada en la Figura 1, y conforme gira la máquina, las puntas de las paletas 15 cooperan con los valles 20 como se puede ver en la Figura 2 para dividir el espacio entre los tambores interno y externo hacia los compartimientos 21 de volumen cíclicamente variante. Los compartimientos se pueden dividir adicionalmente mediante paletas flexibles 22 que se extienden entre el tambor externo 10 y el tambor interno 13. En las dos modalidades ilustradas las paletas 15 son cuatro en número pero se pueden proporcionar en números mayores de manera que aumenta el número de compartimientos discretos, cada paleta 15 coopera con ya sea una zapata 17 o un valle 20. En una forma fácilmente alternativa de las modalidades ilustradas en las Figuras 1 y 2, las paletas fijas se pueden montar sobre el tambor interno y cooperar con medios adecuados asociados con el tambor externo, o en otro arreglo alternativo algunas de las paletas se pueden extender hacia adentro a partir del tambor externo con otras extendiéndose hacia afuera desde el tambor interno. En operación, sobre 180° de rotación del tambor en la modalidad de la Figura 2, las puntas internas de las paletas 15 describen una línea en la superficie sobre el tambor interno mientras que sobre los 180° restantes de rotación las puntas describen una línea en el espacio, cuando las paletas están en cercana proximidad al tambor interno, se puede usar 90° de rotación para la compresión con 90° para expansión. Expansión adicional más allá de los 90° sólo se puede lograr si un resorte en espiral o un dedo de resorte se une a una parte de manera que actúe sobre la otra. El otro dispositivo modificado mostrado en la Figura 3 comprende un tambor giratorio externo 10 y un rotor interno 13, pero las paletas radiales simples 15 de la Figura 2 se reemplazan por protuberancias rígidas 23 que tienen contacto con caras cilindricas individuales 24 en lugar de valles 20 sobre el rotor interno 13. De este modo el contacto cercano entre las dos partes giratorias 10, 13 se establece para más de 270° de rotación. Un mecanismo de impuso para retener los dos tambores en sincronización es mediante sujeción y ranura. Una alternativa es proporcionar un par de bandas de impulso con dientes.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una máquina giratoria que comprende un par de partes accionadas que incluyen un tambor giratorio y un rotor localizado para la rotación en el tambor, el tambor y el rotor se adaptan para rotar simultáneamente en diferentes ejes; caracterizada por una pluralidad de paletas separadas circunferencialmente sobre una de las partes que se extienden generalmente radialmente hacia la otra de las partes, mediante lo cual, debido a los ejes mutuamente desfasados de las partes, las paletas definen espacios arqueados de volumen cíclicamente variante durante la operación; caracterizada además porque cada paleta se fija rígidamente en o se forma integralmente con una de las partes y porque un extremo libre de cada paleta coopera con la superficie opuesta de la otra parte para determinar los volúmenes instantáneos de los compartimientos arqueados adyacentes durante la operación.

2. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las paletas son rígidas y de longitud radial igual extendiéndose hacia adentro a partir de la pared interna del tambor para apoyarse sobre la superficie circunferencial externa del rotor.

3. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que incluye, en cada región del rotor localizado opuesto a una de las paletas, se proporciona una zapata de deslizamiento que es obligada a residir en una porción radial fija entre la paleta asociada 15 y un hueco interno .

4. Una máquina giratoria de acuerdo con cualquier reivindicación anterior en donde los compartimientos arqueados se llevan en una pared extrema de la máquina para comunicarse con un suministro de aire u otro fluido gaseoso y también con puertos de escape mediante lo cual el volumen cíclicamente variante de cada compartimiento actúa progresivamente para comprimir el fluido en el mismo y luego permitirle que se expanda conforme la máquina gira.

5. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 3, que incluye medios para proporcionar lubricación de la interfase entre una cara interna de cada zapata deslizante y la superficie externa del hueco interno.

6. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 3 o la reivindicación 5, en donde la interfase entre cada zapata deslizante y cuando menos una superficie adyacente del rotor está lubricada por aire entrando a través de las zapatas y/o el rotor.

7. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en donde cada paleta coopera en su extremo libre dentro de un hueco en la superficie circunferencial externa del rotor que retiene contacto con la superficie externa del hueco asociado durante una parte del ciclo giratorio de la máquina.

8. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en donde cada paleta incluye en su extremo libre interno una protuberancia que hace contacto con las caras de la parte cilindrica individuales sobre la superficie circunferencial del rotor de manera que las partes giratorias están en contacto para un exceso de 270°de rotación.

9. Una máquina giratoria de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cuando menos algunas de las paletas están unidas a y se extienden hacia afuera del rotor y tienen un extremo libre que coopera con la superficie circunferencial interna del tambor giratorio.

10. Una máquina giratoria que incluye medios de impulso para retener los dos tambores en sincronización durante la rotación.