NO326633B1 - Fremgangsmate og anordning for motor- og kompresjonsprosess - Google Patents

Abstract

Roterende anordning for å produsere trykk av prosessmasse ved ekspansjon ved at den inkluderer en U-kanalstruktur (120) som er anordnet roterbar på en aksling (121,122), som inkluderer et ekspansjonspunkt (105), anordnet ved periferien av rotasjonsanordningen hvor det er lokalisert en drivstoffdyse (106) og en tennplugg. (111) samt en synkekanal (104) for levering av komprimert prosessmasse til ekspansjonspunktet. (105), samt stigekanal (107) for levering av ekspandert prosessmasse fra ekspansjonspunktet. (105) til en reguleringsventil (110) for å forsyne prosessmassen under høyt trykk til en utløpskanal. (112) for den komprimerte prosessmassen til en energiutnyttelsesanordning, og drivorganer for å rotere U-kanalstrukturen (120) rundt akslingen (121,122).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR MOTOR- OG KOMPRESJONSPROSESS

Oppfinnelsesområde:

Den aktuelle oppfinnelsen er relatert til motorteknikk og kompresjonsteknikk.

Teknisk bakgrunn

Det finnes mange motortekniske og kompresjonstekniske prosesser i dag som bygger på trykk og ekspansjon av luft ved forbrenning, for drift av motor, turbo og turbin, og det som er felles for dem er lav termisk virkningsgrad, og kompresjon før ekspansjon er energikrevende. Det er også mange bevegelige deler og mange deler for øvrig som må settes sammen i dagens motorer og kompressorer, noe som gjør at de blir kompliserte, dyre og sårbar for slitasje og driftstans. For og unngå dette må det gjennomføres hyppige vedlikeholdsrutiner.

Gassturbin er en av de mest energiøkonomiske og driftsikre motorer i dag, men det er fortsatt mye motstand og energitap i kompresjonsprosessen og motoren er komplisert og dyr, dessuten er den lite energiøkonomisk på "tomgang" og er mindre egnet til varierende effekt og er dermed også lite egnet som for eksempel bilmotor.

Det er kjente rotasjonsanordninger som utfører energiomvandling, og som er følgende:

EP 073 434 B1 og US 3,990,228 og US 4,307,573,

Sammenfatning av oppfinnelsen

Det er en hensikt med oppfinnelsen å fremskaffe en roterende anordning for å produsere trykk av sentrifugetrykksatt prosessmasse som deretter ekspanderer, og som inkluderer en U-kanalstruktur som inkluderer et ekspansjonspunkt ved periferien av rotasjonsanordningen, og som inkluderer en synkekanal i nevnte U-kanalstruktur, og nevnte synkekanal er en kompresjonskanal for levering av komprimert prosessmasse til nevnte ekspansjonspunkt hvor det er lokalisert en drivstoffdyse og tennplugg, og som inkluderer stigekanal i nevnte U-kanal for transport av nevnte ekspanderte prosessmasse fra nevnte ekspansjonspunkt til en inkluderende reguleringsventil for å forsyne nevnte prosessmasse til høytrykk til en inkluderende utløpskanal for nevnte komprimerte prosessmasse til en inkluderende energiutnyttelsesanordning, og drivorganer for å rotere nevnte U-kanalstruktur, hvori nevnte synkekanal og stigekanal er koblet sammen i periferi og arrangert radialt på akslingen i nevnte anordning og nevnte U-kanalstruktur er koblet til aksling i balanse med to eller flere U-kanalstrukturer.

Kort omtale av tegningene

Oppfinnelsen blir nå beskrevet i detalj med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 viser en prinsippskisse av en første utførelse av oppfinnelsen,

Fig. 2 viser tverrsnitt av innløpsside i synkekanal av utførelsesformen vist i Fig. 1,

Fig. 3 viser tverrsnitt av utløpsside i stigekanal av utførelsesformen vist i Fig. 1,

Fig. 4 viser en prinsippskisse i langsgående snitt gjennom en annen utførelsesform av oppfinnelsen med eksempel på tilkoblinger til eksisterende energiutnyttelses anordninger.

Fig. 5 viser tverrsnitt av innløpsside i synkekanal av utførelsesformen i vist i Fig. 4,

Fig. 6 viser tverrsnitt av utløpsside i stigekanal av utførelsesformen vist i Fig. 4,

Detaljert beskrivelse

Fig. 1 viser prinsipielle deler av oppfinnelsen, nemlig en sylindrisk trommel eller skiveliknende struktur 120 med hul akslinger 121,122. Akslingene 121,122 ligger an i lager og forbundet med drivorganer som er innrettet til å rotere skiven 120 (ikke vist). Strukturen inkluderer en innløpskanal 103, hvor prosessmasse (for eksempel luft) ledes til komprimering og ekspansjon. Inngangskanalen plasseres i senter av akslingen 121, og leder ut i en synkekanal 104 der prosessmassen slynges utover i synkekanalen 104 av sentrifugalkraften. Synkekanalen 104 kan realiseres som et flatt skivelignende kammer, mulig med skovler 123, eller som rør eller hule eiker som fører fra senterdelen av skiven til periferien. I utførelsesformen som vist i figuren, vil skovlene 123 fungere også som støttedeler for å binde strukturen sammen mellom kanalskilleskiven 109, yterdel av U-kanalstruktur 120 og aksling 121,122.1 periferien, vil da den trykkdannede prosessmassen komme i kontakt med henholdsvis drivstoffdysene 106 og tennpluggene 111, og drivstoffdysen 106 tilføres drivstoff gjennom drivstoffkanal 102 og slepekammer (ikke vist), og tennplugg tilføres høyspenning gjennom isolert leder 101 fra slepeskive på aksling 121 og skivestrukturen som er jordet (ikke vist).

Drivstoffdysen 106 og tennplugg 111 er tilpasset og plassert ved periferien i nevnte U-kanalstruktur slik at drivstoff fra drivstoffdysen 106 blandes med prosessmassen og den tilpassede blandingen antennes i ekspansjonspunkt 105 av gnisten mellom tennpluggen 111 og drivstoffdysen 106, og gnisten opphører etter antennelse, og ekspansjonsmassen trykkes av den tyngre prosessmassen fra synkekanal 104 videre over til stigekanal 107 som kan være et skivelignende kammer med radiale vegger 123, eller flere rør eller hule eiker, liknende til inngangen kanal 104, er koplet til en utløpskanal 112 i senter av akslingen 122, og frem til reguleringsventil 110 som er tilpasset for og kunne regulere prosessmasse ut i optimalt trykk og masse. Reguleringsventilen 110 kan være helt lukket 310a og åpen 310b

Den aktuelle oppfinnelsen er en roterende anordning der det er anordnet to eller flere U-lignende kanaler anordnet radialt 120 og i balanse på akslingen 121,122 med inn-103 og utløpskanal 112 i eller rundt akslingen og som er fordelt på hver sin ende av akslingen, og under høy rotasjon vil prosessmassen (for eksempel luft) på grunn av egenvekt trykksettes av sentrifugalkraften ut mot periferien av nevnte U-kanaler, der kanal for prosessmassen fra innløpskanal 103 og forgrener seg ut i flere synkekanaler 104, og som er koplet sammen med kanaler fra periferi til utløpskanal 112 med stigekanaler 107, og under høy rotasjon trykksettes prosessmasen av egenvekt mot periferien i synkekanal 104 da vil mer prosessmasse strømme til (når prosessmasen er i kompressibel fase) og vil trykksette ytterligere slik at det dannes et statisk liknende høytrykk av prosessmassen i kanaler ved periferi, og i oppfinnelsen kan trykket være konstant der i prosessen under konstant rotasjon og i begynnelsen er tyngdetettheten lik og i balanse mellom synkekanal 104 og stigekanal 107, men ved å påvirke prosessmasen til lavere tyngdetetthet og lavere vekt ved ekspansjon (for eksempel nevnte forbrenning) fra ekspansjonspunkt 105 i prosesskanal ved periferi og opp stigekanal 107 vil noe av prosessmassen ekspandere ut gjennom utløpskanal 112 og det blir ubalanse mellom prosessmassen i synkekanal 104 og stigekanal 107, da vil den tyngre (og foreksempel kaldere) prosessmassen fra synkekanal 104 trykkes i periferien over til stigekanal 107 og trykke prosessmassen der videre til utløpskanal 112 og ved kontinuerlig påvirkning til ekspansjon (forbrenning) av prosessmassen etter hvert som den passerer ekspansjonspunkt 105 i periferien vil det dannes kontinuerlig bevegelse på prosessmassen mot utløpskanal 112, og en trykkreguleringsventil (foreksempel regulerbare statorspjeld) 310 i utløpskanal regulerer trykket ut optimalt slik at prosessmassen i nevnte U-kanaler bare beveger seg mot utkanal og dess høyere volumutvidelse (lavere tyngdetetthet) i stigekanaler 107 desto høyere trykk ut av oppfinnelsesanordningen etter trykkregulering 110, og ved; -dobling i volum i stigekanaler vil det teoretiske trykket ut være 50 % av trykket i prosessmassen ved periferi og ved fem ganger volumøkning vil trykket ved reguleringsventil ved utløp være 80 % av trykket til prosessmassen i kanaler ved periferi og så videre. Tyngdepunktet for prosessmassen i stigekanaler 107 vil være nærmere aksling og summen av massen der vil dermed ha lavere sentrifugalkraft enn prosessmasse i synkekanaler 104 der tyngdepunktet er nærmere periferien på grunn av større trykkforskjell fra inntak til periferi (ved kompressibel prosessmase), mot stigekanaler 107 med mindre trykkforskjell mellom periferi og utløpskanal, og følgende vil nevnte prosenter for trykk ut være høyere.

I oppfinnelsen er det flere måter for både å øke tetthet på massen i synkekanal 104 og minske tetthet på massen i stigekanal 107 som blant annet kan være: For synkekanal 104: -1 og/eller før synkekanal kan prosessmassen for eksempel kjøles ned for høyere tetthet der massen er i kompressibel fase (ikke flytende) og/eller prosessmassen pumpes eller komprimeres til innløpskanal 103.

For stigekanal 107: - Massen i stigekanal kan for eksempel varmes opp i en eller over flere faser, eller splittes for lavere tetthet med katalysering og/eller elektrolyse.

Fordelen med oppfinnelsen

Fordelen med oppfinnelsen er at ved trykkregulering 110 av massen ut dannes det dermed høyere trykk ut enn inn 103 i anordningen. Tangentialakselerasjonskraften på masse ut mot periferi 104 innhentes i praksis av tangentialretardasjonskraften av samme masse på veg fra periferi mot aksling 107 i lukkede kanaler, og da den roterende anordning er anlagt og omsluttet i et vakuumhus (ikke vist) vil det være minimalt med motstand, støy og varmetap. Anordningen er kompakt og med få bevegelige deler som gir lav vedlikeholdsfrekvens. I oppfinnelsen kan den produserte kompresjonsmasse ut av anordningen energiutnyttes.

Trykket som dannes fra oppfinnelsesanordningen kan ledes via energiutnyttelsesanordninger som for eksempel: - turbogenerator, - turbolader, -turbingenerator, - trykkmotor, - dyser eller injektorer for fremdrift, eller liknede.

Nevnte energiutnyttelses anordninger kan tilpasses optimalt for gjennomstrømningshastighet, slik at reguleringsventil 110 for å oppnå og optimalisere trykk ut i oppfinnelsesanordningen er mindre nødvendig og en oppnår høyere energiøkonomi.

Nevnte energiutnyttelses anordninger som turbo-, turbingenerator og trykkmotor kan monteres eksternt med tilførselskanaler for prosessmasse fra oppfinnelsesanordningen, eller på samme aksling som oppfinnelses anordning, og ved å benytte for eksempel en aksialturbin på samme aksling ligner da oppfinnelsesanordningen på en sentrifugalkompressor- gassturbin/jetmotor som er mindre energiøkonomisk enn den aktuelle oppfinnelsesanordning, for eksempel er komprimeringen mer energikrevende da tangentialakselerasjonskraften (i synkekanal 104) ikke hentes tilbake av tangentialretardasjonskraften (i stigekanal 107) av prosessmassen som i den aktuelle oppfinnelsesanordning. I tillegg vil sentrifugalkompressorgassturbin ha mye høyere friksjon tangentialt, det er nesten ikke tilstede i den aktuelle oppfinnelsen da prosessmassen i praksis har friksjon aksialt og radialt i kanalene, som er relativ lav da prosessmassen forflytter seg i lukkede kanaler 103,104,107,112 i rotasjonsanordningen og yttersiden av kanalene roterer i vakuum. Prosessmassen har relativt mye høyere periferihastighet enn gjennomstrømningshastigheten i kanalene og når prosessmassen ikke er i fysisk kontakt med annet enn kanalveggene som på yttersiden er i vakuum kan dermed den aktuelle roterende oppfinnelses anordning ha meget høy rotasjon uten nevneverdig rotasjonsmotstand, og den aktuelle oppfinnelsen kan dermed ha konstant høy rotasjonshastighet og ved lik tetthet på prosessmasen i synkekanal og stigekanal vil ikke nevnte masse bevege seg aksialt (står i ro i kanalene) men ved ekspansjon i stigekanal 107 vil det umiddelbart under rotasjon dannes trykk ut som nevnt tidligere i den aktuelle oppfinnelsesanordning. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom U-kanalstrukturen 220 av Fig. 1, i området av drivstoffdyse 206 og tennplugg 211. Prosessmassen går inn i anordningen gjennom innløpskanal 203 i senter og tvinges ut mot periferien (akselererer) langs skovlene 223 og trykksettes i synkekanal 204 hvor den kommer i kontakt med dysen 206 som tilsetter i tilpasset mengde drivstoff og tennpluggen 211 danner gnist mellom drivstoffdysen 206 som starter ekspansjon av prosessmasen i ekspansjonspunkt 205 og den beveger seg deretter først tangentialt med rotasjonsretningen før den trykkes videre aksialt i periferien til stigekanal. Figuren viser også drivstoffkanal 202 og isolert leder 201 for høyspenning til tennplugg 211. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom U-kanalstrukturen 320 av Fig. 1, i området av drivstoffdyse 306 og tennplugg 311. Prosessmassen kommer i kontakt med dysen 306 som tilsetter i tilpasset mengde drivstoff og tennpluggen 311 danner gnist mellom drivstoffdysen 306 som starter ekspansjon av prosessmasen i ekspansjonspunkt 305 og den beveger seg deretter først tangentialt med rotasjonsretningen før den trykkes videre aksialt i periferien og deretter opp langs skovlene 323 (retarderer) i stigekanal 307 og ut i utløpskanal 312 til reguleringsventil 310 som kan reguleres mellom lukket 310a eller åpen 310b. Figuren viser også innløpssidens drivstoffkanal 302 og isolert leder 301 for høyspenning til tennplugg 311.

På den annen side, om strukturen må kjøres på en lavere temperatur, f.eks. på grunn av materialvalg ved høy rotasjon som ikke tåler høy temperatur for å ekspandere prosessmassen, kan energitilførselen reduseres og/eller varmen kan da reduseres på U-kanalstrukturen med varmevekslerkanaler som omslutter nevnte prosesskanaler fra innløp til utløp ved å tilføre for eksempel vann eller damp i nevnte kjølekanals innløp i optimal mengde og trykk. Nevnte kjølekanaler kan være anlagt med flere langsgående kjøleribber som er festet til ytersiden av prosesskanalene og mot innersiden av kjølekanalene, både for bedre varmeveksling og forsterkning av strukturen. Kjøleribbene kan være perforert med mindre hull som hver har en skarp i kant mot senter av hullet for og minske motstand, hullene er med jevne mellomrom både for å lette vekt og utligne trykket av vann/damp mellom kjøleribbene. På samme måte kan det anordnes tilvarende kjøleribber langsgående i prosessmassens synkeanal for å la kjølevannet indirekte kjøle ned den sentrifugaltrykksatte prosessmassen der for ytterligere komprimering av den. Vannet/dampen vil dermed bli varmere både fra den komprimerte prosessmassen og tilført energi for ekspansjon og varmevekslingen omdannes opp stigerøret til overhetet tørr damp som har vesentlig lavere tetthet enn vannet i kjølekanalenes synkekanaler og tilsvarende effekt oppnåes dermed også i kjølekanalene som for prosessmassekanalene.

Fig. 4 viser en prinsippskisse av en andre utførelse av oppfinnelsen der fire rør danner nevnte U-kanalstruktur 431 og som er festet radialt og i balanse mot akslingen med tilhørende innløp-405 og utløpskanal 409, Prosessmassekanaler er; innløpskanal 405, synkekanal 406, stigekanal 407 og utløpskanal 409 og de omsluttes av kjølekanaler; innløpskanal 408, synkekanal 423, stigekanal 424 og utløpskanal 417.

Den roterende trykkproduserende enhet er innkapslet og anlagt i et forankret vakuumhus 413 med lager og tetningsringer 414 rundt innløpsaksling, og bare lager med indre tetting ved utløps aksling 416 med mulighet for gjennomstrømning rundt lagret og vakuumhus er videre anlagt og tettet omkring enden av turbinhus 415 som ikke roterer, og vakuum opprettes med vakuumpumpen 401 innenfor vakuumhuset 413, og enheten starter rotasjon ved hjelp trykkstartmotor 403 som får tilført komprimert prosessmasse (for eksempel luft) fra akkumuleringstanken 411 via dens reguleringsventil 421, og ved trykksetting på trykkstart motor 403 vil dets drivhjul skyves i kontakt med drivhjul på akslingen i oppfinnelsen, og ved oppnådd rotasjonshastighet stenges ventil 421 og startmotorens 403 drivhjul går tilbake og ut av kontakt med drivhjul på aksling, og en rotasjonsopprettholdelsesmotor 404 tar overfor konstant rotasjon.

Ved rotasjonsstart pumpes litt vann inn kjølekanal 408 slik at vannspeilet blir stående midt i dens synkeanal 423 og stigekanal 424, og samtidig åpner ventil 419 for bare og lede fra akkumuleringstank 411 trykksatt prosessmasse til injektor 422 som er tilpasset for å dra med mer prosessmasse fra omgivelsen inn i innløpskanal 405 og den nå nedkjølte prosessmasse trykkes til synkekanaler 406 hvor egenvekt av prosessmassen trykksettes yterligere av sentrifugalkraften mot periferien der den er maksimalt trykksatt, hvor også prosessmassen kommer i kontakt med drivstoffdysen 427 hvor tilpasset mengde drivstoff blandes i prosessmassen og ledes videre til tennplugg 428 (tilføringskanal for drivstoff og likedan isolert leder for høyspenning til tennplugg er ikke tegnet inn men kan være lik som i fig 1) som antenner drivstoffet i prosessmassen slik at den ekspanderer videre over i periferien og opp stigekanal 407, og ut kanal i aksling til prosessmasseslepekammer 409 som ikke roterer og er koplet i kanal til turbin 410, fra slepekammer 409 kan den ekspanderte prosessmasse gå to veier den ene er til turbin 410 som inne har regulerbare statorspjeld liknende 310 i fig 3 og som i starten stenger slik at prosessmassen ledes andre veg i kanal fra slepekammer 409 til varmeveksler og kondenser 420 hvor fukt i prosessmassen skilles ut 426, før tørr og kald prosessmasse trykkes videre via reguleringsventil 419 som er tilpasset for passasje av akkumulert prosessmasse fra akkumuleringstank 421 og ny prosessmasse i tilpasset mengde til injektor 422 slik blir trykket bygget opp i anordningen og ved tilpasset trykk lukker ventil 419 til akkumuleringstank når den er ladet, slik at ny og delvis resirkulert prosessmasse går direkte til injektor 422 samtidig åpner statorspjeld i turbin 410 hvor trykksatt prosessmasse kan energiutnyttes videre.

Samtidig vil vannet i kjølekanalens synkekanal 423 varmes opp av trykksatt prosessmasse i dens synkekanal 406 når prosessmasse er i kompressibel fase, og prosessmassen vil da termisk komprimere og trykksettes ytterligere av sentrifugalkraften, og vannet vil videre over periferien i kjølestigekanal 424 kjøle ned veggene til stigekanal 407 hvor prosessmassen ekspanderer under forbrenning, og da vil vannet omdannes til damp, og nærmere aksling og ut kanal i aksling til slepekammer 417 og videre til etter dampturbin 418 vil dampen være tørr før dampen kondenserer i lavtrykk-kondenser 412 der kondenser kan tilføres mer vann 425 og/eller vannet pumpes (ikke vist) tilbake til kjølekanalens slepekammer 408 og til ny kjølerunde. Oppvarmingen av vannet fra prosessmassen i U-kanalstrukturen vil ekspanderende damp trykke vannet ut mot periferiens kjølestigekanal 424 slik at vannspeilet kommer nærmere periferien, men det er mer gunstig at vannspeilet er høyere opp i kjølestigekanal 424 noe som utføres ved å øke pumpetrykket på vannet til innkanal 408 eller øke rotasjonshastighet.

Det er også mulig og montere turbolader (ikke vist) mellom slepekammer 409 og varmeveksler 420 og/eller mellom dampslepekammer417 og dampturbin 418 der trykksatt prosessmasse/damp i turboladeren komprimerer ny prosessmasse som kan ledes via varmeveksler og kondenser 420 hvor fukt i ny prosessmassen skilles ut 426 før tørr og kald ny prosessmasse trykkes videre enten direkte til innløpskanal 405 gjennom eget slepekammer (ikke vist) eller til injektordyse 422, likedan kan det kobles en prosessmasseturbinlader på enten aksialturbin 410, dampturbin 418, eller den kan kobles til og fra akslingens innløp 405 da sistnevnte vil likne en gassturbin der oppfinnelses anordning vil være mellom aksial kompressoren og ekspansjonsturbin, brennkammer og ekspansjonskammer vil da tilsvare stigekanal 407.

Energiutnyttelsesturbiner 410,418 kan monteres på samme utløpsaksling (ikke vist) til oppfinnelsesanordningen med egne tilførselskanaler, og det kan være en høytrykksdampturbin på akslingen og dampen etter den går i kanal tilbake ved stigekanal (ikke vist) for forvarming før dampen ledes ut 417 til en lavtrykksturbin som kan være lik 418 og videre til kondenser 412. Ved tilpassing til likt trykk mellom prosessmassen i stigekanal 407 og damp i kjølestigekanalkanal 424 er det dermed mulig og koble stigekanal 407 og kjølestigekanal 424 sammen til en felles stigekanal (ikke vist) fra et tilpasset punkt mellom periferi og aksling, da vil damp og prosessmasse blandet ledes ut i felles utløpskanal (ikke vist) til en felles turbin tilsvarende 418 eller festet på aksling eller direkte til dyser for fremdrift.

Ved og tilsette hydrokarboner (ikke vist) sammen med vann i stigekjølekanal 424 i tilpasset mengde for eksempel 2kg vann eller mer per 1kg hydrokarboner, hvor vann og hydrokarboner opp i kjølestigekanal 424 indirekte varmes opp og omdannes til hydrokarbonvanndamp av prosessmassen i stigekanal 407, og i kjølestigekanalen 424 fra gunstig punkt er det festet nikkelkatalysatorer (ikke vist) og videre i dens utløpskanal i aksling og innvendig i slepekammer 417 og kanal til turbin 418 og de første statorblader og rotorblader der kan også være av nikkel eller legering eller dopet med nikkel og videre i dampturbin 418 er stator- og rotorblader legert eller dopet med sink i resten av turbinen ut kan statorblader og rotorblader være legert eller dopet med kobber, på samme plass som nevnte stator- og rotorblad i turbinhus belegges det med nevnte katalysatorer. Slik kan det dannes et dampreformerersystem som katalyserer ut hydrogen fra hydrokarbonvanndampen da den trykkes ut gjennom nevnte kanaler og turbin, og gassene kan kondenseres ut og separeres i kondenser 412, og med tilsatt mer vann enn nødvendig i hydrogenproduksjons prosess vil nevnte vann etter dampprosess og dampturbin 418 kondensere til vann i kondenser 412. Noe av produsert hydrogen kan være drivstoff til nevnte prosessmasse for ekspansjon og vil gi en renere forbrenning og som utvikler vanndamp.

Fra en eventuell nevnte feles stigekanal (ikke vist) kan dampreformering utføres etter samme prinsipp som nevnt over. Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom U-kanalstrukturen 531 av Fig. 4, i området av drivstoffdyse 527 og tennplugg 528. Prosessmassen går inn i anordningen gjennom innløpskanal 505 i senter og tvinges ut mot periferien (akselererer) i rørene og trykksettes i synkekanal 506 hvor den kommer i kontakt med dysen 527 som tilsetter i tilpasset mengde drivstoff og tennpluggen 528 danner gnist mellom drivstoffdysen 527 som starter ekspansjon av prosessmasen og den beveger seg deretter først tangentialt med rotasjonsretningen før den trykkes videre aksialt i periferien til stigekanal. Figuren viser ikke drivstoffkanal og isolert leder for høyspenning men kan være lik som fig. 2 bare at de ledes ut i hver U-kanalstruktur 531. kjøleinnløpskanalen 508 for vann ledes videre til kjølesynkekanal 523 som omslutter prosessmassens synkekanal 506 Fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom U-kanalstrukturen 631 av Fig. 4, i området av drivstoffdyse 627 og tennplugg 628. Prosessmassen kommer i kontakt med dysen 627 som tilsetter i tilpasset mengde drivstoff og tennpluggen 628 danner gnist mellom drivstoffdysen 306 som starter ekspansjon av prosessmasen og den beveger seg deretter først tangentialt med rotasjonsretningen før den trykkes videre aksialt i periferien og deretter opp (retarderer) i stigekanal 607 og ut i utløpskanal 609 til reguleringsventil (ikke vist) som kan være lik 310 fra fig.3 som kan reguleres mellom lukket 310a eller åpen 310b.

Mens utførelsesformen av oppfinnelsen illustrert i Fig. 4 har U-kanalstrukturen to kanaler (kjøle og prosessmasse kanal) kan U-kanalstrukturen utstyres med flere kanaler.

Det er gunstig om U-kanalstrukturen er bøyd i en tilpasset spiral bakover i rotasjonsretningen for å utnytte resultantkraften mellom sentrifugalkraften og tangentialkraften på prosessmassene som dermed øker trykket ved periferien. Det vil samtidig også være lettere for prosessmassene opp stigekanal da resultantkraften fra retardasjonskraften og sentrifugalkraften virker mer mot stigekanalveggen en langsetter kanalen etter hvert som prosessmassene trykkes oppover i sine stigekanaler.

Prosessmasse kan være ett eller flere stoff blandet og med mulighet til å gå over flere faser eller splittes i oppfinnelsesanordningen.

Det kan kobles varmepumpe til anordningen for både kjøling og oppvarming av prosessmasse.

Prosessmasse for ekspansjon ved periferien av anordningen kan ekspandere på mange andre måter en nevnte forbrenning i anordningen.

Skivestrukturen kan produseres av materialer med den påkrevde styrke for å motstå kreftene som oppstår ved rotasjon i høy hastighet. Strukturen må være lett i vekt for å begrense nevnte krefter. Strukturen kan være utformet i metall, eller fra et keramisk eller kompositt stoff. Sentrifugalkreftene fastsetter rotasjonsfarten og diameteren av U-kanalstrukturen, som er tilpasset til kreftene som tillates for materialene som brukes.

Figurene må bare sees på som skjematiske tegninger som illustrerer prinsippene av oppfinnelsen, og ikke nødvendigvis viser den virkelige verdens fysiske realisering av oppfinnelsen. Oppfinnelsen kan bruke mange forskjellige materialer og arrangementer av dets komponenter. Slik realisering er innenfor evnene for en fagperson på området.

Claims (14)

1. Roterende anordning for å produsere trykk av prosessmasse ved ekspansjon karakterisert ved at den inkluderer en U-kanalstruktur (120) som er anordnet roterbar på en aksling (121,122) som inkluderer et ekspansjonspunkt (105) anordnet ved periferien av rotasjonsanordningen hvor det er lokalisert en drivstoffdyse (106) og en tennplugg (111) samt en synkekanal (104) for levering av komprimert prosessmasse til nevnte ekspansjonspunkt (105), samt stigekanal (107) for levering av ekspandert prosessmasse fra nevnte ekspansjonspunkt (105) til en reguleringsventil (110) for å forsyne nevnte prosessmasse under høyt trykk til en utløpskanal (112) for nevnte komprimerte prosessmasse til en energiutnyttelsesanordning, og drivorganer for å rotere nevnte U-kanalstruktur (120) rundt akslingen (121,122)

2. En anordning ifølge krav 1, i den nevnte anordning videre inkluderer en første innløpskanal (103) i akslingen (121) som understøtter nevnte U-kanalstruktur (120), i det innløpskanalen

(103) er forbundet med synkekanalen (104) som leder til ekspansjonspunktet (105), nevnte innløpskanal (103) forsyner prosessmasse til nevnte ekspansjonspunkt (105).

3. En anordning i følge krav 1, i det nevnte anordning videre inkluderer en første innløpskanal (103) i akslingen (121) som understøtter nevnte U-kanalstruktur (120), innløpskanalen (103) forgrener seg ut i et antall synkekanaler (104) som går fra aksling av U-kanalstrukturen og inn i et tilsvarende antall ekspansjonspunkter (105) ved periferien, nevnte innløpskanal (103) forsyner prosessmasse til nevnte ekspansjonspunkter (105).

4. En anordning ifølge krav 1 i det nevnte U-kanalstruktur er tilpasset i en spiral bøyd bakover i rotasjonsretning.

5. En anordning ifølge krav 1, nevnte anordning inkluderer en andre innløpskanal (102) tilrettelagt til å forsyne hydrokarboner eller andre stoffer til forbrenningsdysen (106) ved ekspansjonspunktet (105) i periferien.

6. En anordning ifølge krav 1, nevnte anordning som videre inkluderer en rekke stigekanaler (107) koplet til tilsvarende antall synkekanaler (104) i periferien ved nevnte ekspansjonspunkt (105), og stigekanalene er tilpasset for å fjerne ekspandert prosessmasse fra ekspansjonspunkt (105), stigekanalene (107) er koplet forgrenet inn til utløpskanalen (112) i akslingen (122) som leder til en reguleringsventil (110) tilpasset for å styre trykket og utstrømning av prosessmassen.

7. En anordning i følge krav 1, nevnte anordning videre inkluderer en kjølekanal som omslutter de andre kanalene(103,104,105,107,112) fra innløp til utløp tilpasset for å kjøle ned anordningen, og kjølekanalen er anordnet med langsgående kjøleribber koplet mellom yttersiden av de andre kanalene(103,104,105,107,112) og innersiden av kjølekanalen, og kjølekanalen er i utløpskanalen i akslingen (122) forbundet med en reguleringsventil som er tilpasset for å styre trykket og utstrømning av kjølemediet.

8. En anordning i følge krav 1, nevnte anordning inkluderer en pumpe tilpasset for å danne overtrykk når prosessmasse er i flytende fase før det ledes til anordningen.

9. En anordning som krevd i krav 1, nevnte anordning er tilpasset for å kjøre med høy rotasjon.

10. En anordning som krevd i krav 1, nevnte anordning er tilpasset for å kjøre med DC spenning mellom forbrenningsdyse (105) og tennplugg (106) for å produsere en lysbue mellom nevnte innrettninger for antennelse av drivstoff fra forbrenningsdyse (105).

11. En anordning som krevd i krav 2 eller 3, nevnte anordning inkluderer minst en varmeveksler som overfører varme fra prosessmassen før innløpskanal (103).

12. En anordning som krevd i krav 6, nevnte anordning inkluderer en eller flere katalysatorer i stigekanalen (107).

13. En anordning som krevd i krav 12, nevnte anordning inkluderer en rekkefølge av katalysatorer, som minst inneholder nikkel, kobber og sink.

14. En anordning som krevd i krav 1, nevnte anordning inkluderer et beskyttelses kammer med vakuum inne og som er anlagt i lager og tetning mot aksling som omslutter nevnte U-kanalstruktur.