NO761325L - - Google Patents

Description

Kraftgenerator.

Den foreliggende oppfinnelse védrører en kraftgenerator som er spesielt utformet som en motor for utvikling av kraft ved forbrenning av hydrokarboner eller brennbare gasser av enhver art, er egnet for anvendelse som motor for håndtering eller transportering av væsker og gasser, idet den i sistnevnte funksjon virker som en pumpe som mottar drivkraft fra en annen kilde.

Ifølge oppfinnelsen kan denne generator benyttes som ben-sinforbrenningsmotor eller for forbrenning av gass-olje, olje, petroleum, brenselolje, flytende tjærer eller brennbare gasser.

Den kan videre benyttes som pumpe for transportering av gasser og væsker, hvor drivkraften fjernreguleres ved hjelp av trykkbevegelser eller frigjøring av væsketrykk, og for akkumu-lering av energi i tanker eller beholdere, ved anvendelse av det samme system.

Den kan også benyttes som en anordning for drift og/eller mottaking av energi over en avstand, ved hjelp av væskers bevegelse.

Oppfinnelsen kan, i sfærisk utforming, anvendes som kraftgenerator av stasjonær type for drift av motorkjøretøyer eller .skip, eller som et hjelpeutstyr, for eksempel en pumpe, for transportering av væsker eller gasser. Oppfinnelsen kan også installeres i fly, for ulike formål og anvendelser, og videre inngå i manuelle eller fikserte maskinverktøy, enten som kraftgenerator for nevnte maskinverktøy, eller som betjenbar pumpe og/eller for omforming av væsketrykk til mekanisk energi.

Anvendelse av oppfinnelsen som motor for utvikling av mekanisk energi vil medføre store fordeler.som er nærmere beskrevet i det etterfølgende.

Motorens vibrasjoner er ubetydelige, den.kan konstrueres

i ethvert format og dens innsugningskamre som også er kompresjons-og eksplosjons- eller forbrenningskamre, har rommelig volum i

forhold til motorens størrelse, og da motoren ikke har stempler,

er det ikke nødvendig å overvinne den stempeltreghet som oppstår i konvensjonelle motorer, og motorkraften vil følgelig ikke reduseres på grunn av en slik ulempe.

Motoren er elementær og enkel, idet den består av et meget lite antall deler, noe som muliggjør en billig fremstilling, og slitasjen av delene vil praktisk talt være lik null.

Selv om motoren fremstilles med små dimensjoner, har hver av enkeltdelene en styrke som vil minske sannsynligheten -for motorskader.

Motoren kan plasseres og flyttes i hvilken som helst stil-

ling idét den, som følge av sin konstruksjon, er uten veivkasse.

Ved anvendelse av oppfinnelsen som pumpe for transporter-

ing av væsker vil det, i tillegg til de ovennevnte fordeler og som følge av innsugnings- og kompresjonskamrenes store volum, frembringes meget høye trykk og væskestrømmer. Væskestrømmene kan dessuten reguleres etter ønske mellom et minimum og et maksimum, uavhengig av motorens omdreiningstall.

Motoren består i det vesentlige av to hoveddeler, nemlig

en sfærisk blokk og en roterende mekanisme.

Blokken omfatter to hoveddeler som er fullstendig sfærisk innvendig selv om ytterpartiet kan ha forskjellig form, sfærisk eller ikke, og de to halvkuledeler er ved et egnet koplings-system forbundet med hverandre. Hvis det er tale om en eksplo-

sjons- eller forbrenningsmotor, er det anordnet tennplugger eller innsprøytningsdyser i halvkuledelene mens blokken, i tilfelle av anvendelse som pumpe, er utstyrt med.nødvendige inntaks- og utløpsåpninger for væskesirkulasjonen, og mangler de ekshaust-kanaler som er av vesentlig betydning i motoren.

I foreliggende tilfelle er det i blokken som er dannet av

de to halvkuledeler, anordnet ulike åpninger som forbinder kanal-

ene med kuledelens innvendige parti og som tjener for innsugning av luft eller gasser og for utblåsning av ekshaust til atmos-

færen eller til en tilknyttet ekshaustoppsamler.

Dreiemekanismen som bringes i rotasjon innvendig i blokken, omfatter tre deler, hvorav to i form av sfæriske kiler og én i form av en sfærisk kjeglestump.

Hver av kilene er forbundet med en aksel som hviler i motsvarende lagre og derved fikseres i stilling. De sfæriske kiler roterer om en diameter som tilsvarer ovennevnte aksel.

De to aksler er ikke beliggende på samme diameter men langs diametre som avgrenser en mellomliggende vinkel av en verdi som varierer med motorens konstruksjonsform.

I samme retning som den diameter som motsvarer endene av

de sfæriske kiler, og som kan defineres som den polare diameter,

er hver av kilene fastboltet på slik måte at den er fritt drei-

bar mot den tredje del av form som en polar kjeglestump eller sfærisk kjeglestump, hvorved kilenes to polare diametre som sammenfaller i samme punkt som er nøyaktig det geometriske sen-

trum for det sfæriske rom som opptar kilene, skjærer hverandre i rett vinkel, og dette betinger at boltforbindelsene mellom disse kiler og den kjeglestumpformete del likeledes er anordnet innbyrdes rettvinklet, i likhet med kuleledd eller universalledd.

På grunn av at kileakslene løper rettvinklet i samme plan

mot kilenes polare diametre, og at akselendene er forlenget til utsiden av kuledelen samt at hver av dem er beliggende i for-skjellige plan i forhold til hverandre, vil akslene ved sin rotasjon bibringe den sfæriske kjeglestump, hvortil de er boltet,

en balanserende dreiebevegelse.

Ifølge dette arrangement vil en teoretisk akse for kjegle-stumpeh, som forløper rettvinklet mot kjeglestumpens midtplan, beskrive to kjegleflater som er forbundet med hverandre i topp-punktene, og dette forbindelsespunkt vil sammenfalle med kule-flatens sentrum som igjen er sentrum for den sfæriske kjeglestump.

Som tidligere omtalt vil den balanserende dreiebevegelse

av den sfæriske kjeglestump medføre en økning og påfølgende minskning av volumene av de kamre, innvendig i kuledelen, som avgrenses av de sfæriske kiler, den sfæriske kjeglestump og kuledelen,

mens minskningen og økningen i den annen halvkuledel foregår vekselvis og i omvendt rekkefølge.

Disse sfæriske kiler i forening med kuleleddet eller den sfæriske kjeglestumpdel avgrenser fire avdelinger eller kamre innvendig i det sfæriske hulrom, og på grunn av den balanserende dreiebevegelse av kuleleddet samt mekanismens konstante rotasjon vil disse roterende kamre øke og minske i volum, med derav følg-ende innsugning og påfølgende komprimering av gasser eller væsker.

Når kompresjonen er fullført i en kraftgenerator, ved hjelp

av dette system, iverksettes tenningen, og på grunn av at gass-ene nødvendigvis ekspanderer, vil de virke mot kuleleddet og de

I

I

motsvarende kiler, hvorved begge vil ha tendens til separasjon,

og i realiteten atskilles nevnte deler, men bare for å brijige den samlete dreiemekanisme i rotasjon, slik at drivakselen drives og derved produserer energi, i overensstemmelse med for-målet ved denne motor.

Tenningen foregår vekselvis i hver av halvkuledelene, og

det vil derved oppnås en meget jevn motorfunksjon og en meget betydelig kraftutvikling.

Volumøkningen medfører en innsugning, mens den påfølgende minskning av kamrenes volum bevirker en komprimering av væskene, slik at det utvikles en suge- og drivkraft, dersom oppfinnelsen anvendes som pumpe for transportering av væsker eller gasser.

Ifølge oppfinnelsen forløper de aksler som er forbundet

med kilene som danner kamrene, i en gitt vinkel i overens-

stemmelse med generatorens konstruksjonsform, slik at kamrenes volum varierer mellom et minimum og et maksimum når rotoren løper med konstant omdreiningstall.

Av denne grunn og for å gi generatoren et utvidet mulig-

hets- og anvendelsesområde, kan det innføres en modifisert konstruksjon som gjør det mulig å forandre kapasiteten av kamrene i generatoren på et hvilket som helst tidspunkt, og en slik for-andring kan oppnås ved modifisering av akslenes vinkelstilling, hvorved amplityden. vil øke eller minske i overensstemmelse med vinkelen mellom akslene. Hvis denne vinkel økes vil imidlertid sentraldelens balanserende dreiebevegelse øke, og bevegelsen vil minske dersom vinkelen mellom akslene reduseres. Hvis.akslene ikke danner noen vinkel, dvs. er beliggende på.samme diameter, vil sentraldelen ikke bringes i balanserende bevegelse, og kam-

rene vil følgelig hverken lukkes eller åpnes med rotere i en konstant stilling, og da denne stilling er nøytral, vil det ikke oppstå sugevirkning eller trykkvirkning. Hvis stillingsakselens posisjon forandres fra den nøytrale utgangsstilling, ved hjelp av det innebyggete styreelement, vil nevnte aksel danne en vinkel med drivakselen og derved bibringe rotorens sentraldél den balanserende dreiebevegelse som regulerer innsugning og utstøtning på grunn av svingningen i kamrenes volum. Når vinkelen mellom akslene økes (også ved hjelp av styreelementet) vil sentraldelens balanserende bevegelse likeledes øke, med derav følgende økning av væskestrømmen, helt til det er oppnådd et maksimum som nøy-

aktig tilsvarer den største vinkel som disse aksler - drivaksel

og stillingsaksel - kan danne med hverandre.

Den beskrevne reguleringsmetode kan anvendes i dette, system både ved en motor for transportering av væsker og ved en kraftgeneratormotor.

Det er åpenbart at denne mulighet for regulering av vinkelen mellom akslene vil kunne oppnås på mange måter, idet mekanismen kan ha tallrike utforminger.

En anordning av den mest hensiktsmessige og enkle type består av en endeløs skrue som betjenes fra utsiden og som befinner seg i inngrep med en sirkelsegmentformet del som er forbundet med et egnet element, innvendig i den sfæriske blokk, hvor stillingsakslen er forbundet med sirkelsegmentdelen på slik måte, at den drives av den endeløse skrue mellom posisjonene for maksimal og for minimal åpning.

I overensstemmelse med typen av sfærisk motor foregår kjølingen ved hjelp av kanaler for sirkulering av vann eller egnete kjølevæsker, som er ført gjennom kuledelens innervegg, og disse kanaler som periodisk sammenfaller med de kanaler som strekker seg innvendig gjennom kuleleddet, vil også bevirke at nevnte del avkjøles med største effektivitet.

Kjølingen av de sfæriske kiler foregår gjennom kanaler i kileakslene, og det er anordnet både innløpskanaler og utløps-kanaler i akslene.

Dette kjølesystem som er det samme som kjølesystemet, om-fattes ikke,av foreliggende oppfinnelse og er derfor ikke nærmere beskrevet, og det kan dessuten benyttes andre systemer uten derved å avvike fra oppfinnelsens ramme. - De mekaniske innretninger og andre elementer i overensstemmelse med den anvendelsesform som oppfinnelsen er konstruert for, kan være anordnet på hvilken som helst, hensiktsmessig måte og kan bestå av en forgasser eller innsprøytningspumpe, tennplugger eller innsprøytningsdyser, innløp for gasser, luft-filtre, ventilsystem, kamaksler, turbo-blåser, balanseaksler, skanningselementer, strømfordelere, strømspoler, kondensatorer og øvrige elementer og innretninger som måtte være nødvendig for at motoren skal fungere tilfredsstillende i ethvert anvend-elses tilfelle.

Utførelseseksempler av oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i forbindelse med de medfølgende tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et snitt som illustrerer hovedarrang.ementet

/

ved en motor ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et arrangement, i likhet med fig. 1, hvor mekanismen befinner seg i en annen stilling. Fig. 3 viser et detaljriss av de demonterte, innvendige elementer som inngår i motoren ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser en detalj av anordningen for endring av vinkelen mellom akslene.

Henvisningstallene i ovennevnte figurer har følgende betydning:

1. Fremre halvkule,

2. Bakre halvkule.

3. Sfærisk kile i meridionalstilling..

4. Sfærisk kile i polarstilling.

5. Boltelementer for de sfæriske kiler

6. Drivaksel

7. Stillingsaksel

8. Kopling mellom halvkulene

9. Lagre

10. Sfærisk kjeglestump

11. Bolter

12. Sirkelbueformet spor

13. Sirkelsegment

14. Fortannet sektor

15. Kjernedel av endeløs skrue

16. Styreaksel

17. Fortrengningskammer.

Ifølge oppfinnelsen består motoren i hovedtrekk av to deler, nemlig den sfæriske blokk og rotasjonsmekanismen.

Den sfæriske blokk er dannet av en fremre og en bakre halvkuledel 1 og 2, som hver har fullstendig sfærisk innervegg mens det utvendige parti kan ha varierende form, og de to halvkuledeler 1 og 2 er forbundet med hverandre ved hjelp av en lufttett kopling 8 av egnet, konvensjonell type.

Halvkuledelene 1 og 2 opptar samtlige elementer, generelt av konvensjonell type, som er nødvendig for driftsfunksjonen, såsom tennplugger eller innsprøytningsdyser, i tilfelle av en eksplosjons- eller forbrenningsmotor, ekshaustutløp, kjøle-kretser i form av innvendige kanaler osv, eller sugeinntak og utstøtningskanaler, dersom motoren er utformet som pumpe for transportering og håndtering av væsker og/eller gasser.

De dreibare elementer som frembringer rotasjonsbevegelsen

i det indre av den beskrevne blokk, omfatter tre deler, og. to av disse er utformet som sfæriske kiler hvorav den ene er plas-sert i en meridional stilling 3 og den annen i en polar stilling 4, og disse kiler 3 og 4 er fast forbundet med hver sin aksel henholdsvis 6 og 7, rettvinklet mot en roterende aksel, som er opplagret og fiksert i stilling i motsvarende lagre 9 i de to halvkuledeler 1 og 2, og de sfæriske kiler 3 og 4 roterer om en diameter motsvarende akslene henholdsvis 6 og 7 som ikke er beliggende på samme diameter, men som tilsvarer de diametre som danner en mellomliggende vinkel av en verdi som varierer i overensstemmelse med den anvendelsesform som vedkommende maskin er konstruert for.

Endene av de ovennevnte kiler 3 og 4 som motsvarer en diameter av det sfæriske rom som dannes av de to halvkuledeler 1

og 2, er svingbart opplagret ved hjelp av et antall bolter 11

som er innført i den tredje del som danner den sfæriske kjeglestump 10 som er utformet med fire gjennomgående leier som opptar boltelementene 5 for endene av de motsvarende, sfæriske kiler 3 og 4. Diametrene som defineres av boltelementene 5, vil teoretisk skjære tyngdepunktet for det sfæriske rom som dannes av de to halvkuledeler 1 og 2, og denne rettvinklete skjæring betinger at boltforbindelsene mellom disse kiler 3 og 4 ocj den sfæriske kjeglestump 10 er anordnet innbyrdes rettvinklet.

Som følge av at akslene 6 og 7, som er forbundet med kilene henholdsvis 3 og 4 og hvorav den ene er betegnet som drivaksel 6 og den annen som stillingsaksel 7, forløper perpen-dikulært mot kilenes polare diametre i samme plan mens akslenes forlengelser strekker seg til kuledelens utside, i hver sitt plan, vil akslene 6 og 7 ved sin rotasjon bibringe den sfæriske kjeglestump 10, hvortil de begge er boltet, en balanserende dreiebevegelse.

En teoretisk akse for den sfæriske kjeglestump 10, som forløper rettvinklet mot midtplanet, vil beskrive to kjegleflater som er forbundet med hverandre i toppunktene og hvor forbindelsespunktet vil sammenfalle med kuledelens midtpunkt,

og den balanserende dreiebevegelse vil resultere i enøkning og påfølgende minskning av volumene av de kamre, innvendig i kuledelen, som avgrenses av de sfæriske kiler 3 og 4, den sfæriske

I

kjeglestump 10 og det sfæriske hulrom som dannes av hålvkule-

delene 1 og 2, tatt i betraktning at kilene 3 og 4 danner fire kamre innvendig i kuledelen, og på grunn av den balanserende dreiebevegelse av den sfæriske kjeglestump 10, samt mekanismens konstante rotasjon, vil de roterende kamre vekselvis øke og minske i volum med derav følgende innsugningsvirkning og gradvise komprimering, som i samvirkning med de angjeldende elementer resulterer i en motor- eller suge- og trykkpumpefunksjon.

Fig. 4 viser en modifisert konstruksjon som er utstyrt med et element for regulering av vinkelen mellom drivakselen 6 og stillingsakselen 7, for å øke området for angjeldende generators anvendelsesmuligheter.

Som det fremgår av fig. 4, er det i den ene av de sfæriske blokker, f.eks. 1, eller mellom to av disse 1 og 2 som, slik det tidligere er omtalt, kan ha varierende, utvendig form, i sonen for den sfæriske kile i en polar stilling anordnet et spor 12 som er noe lengre enn en halvsirkelperiferi og som glid-

bart opptar en nøyaktig tilpasset sirkelsegmentdel 13 av pass-

ende lengde, som er utformet i ett med lagret 9 hvori stillingsakselen 7 er innført på slik måte, at akselen kan forandre stil-

ling i forhold til drivakselen 6, og den sfæriske blokk 1 er i dette øyemed utstyrt med et fortrengningskammer 17 som er fullstendig hermetisk avtettet mot de funksjonskamre som dannes av den polare, sfæriske kile 4. Stillingsakselen 7 kan på denne måte innta ulike vinkelstillinger, varierende mellom aksialflukt og maksimal driftsstillingshelning på ca 3 0°, i forhold til drivakselen 6, hvorved driftskamrenes kapasitet kan forandres ved å variere den sfæriske rotors balanserende dreiebevegelse med en større eller: mindre amplityde, og derved variere innløpsstrømmen ved en større eller mindre sugeeffekt, og dette vil følgelig gi en større eller mindre trykkstrøm.

Stillingsakselens 7 vinkelbevegelse kan oppnås ved hjelp

av ulike, mekaniske anordninger.

I den ene ende av sirkelsegmentdelen 13 er det over en

passende strekning anordnet en fortanning 14 for stillingsaksel-

ens 7 vinkelamplityde, og denne fortanning 14 befinner seg i inngrep med en endeløs skrue 15 som er forbundet med en styreaksel 16 som er betjenbar fra utsiden, slik at sirkelsegmentdelen 13

i sporet 12 kan drives langs dette og derved plassere akselen

7 i ønsket stilling i forhold til drivakselen 6.

Claims (6)

1. Kraftgenerator for håndtering av væsker, karakterisert ved at den omfatter et statisk, sfærisk kammer som opptar to sfæriske kiler som er fastboltet rettvinklet mot en sfærisk kjeglestump på slik måte, at det dannes fire kamre av vekselvis varierende volum, hvor de to sfæriske kiler er fast forbundet med aksler hvorav den ene er en drivaksel og den annen en stillingsaksel, som er innført i motsvarende lagre i det ytterhus som avgrenser det sfæriske kammer, og hvor disse aksler som forløper rettvinklet mot boltene i de motsvarende, sfæriske kiler, danner en mellomliggende vinkel av varierende verdi, ifølge oppfinnelsen, og hvor de aksielle forlengelser av akslene og av boltene i de sfæriske kiler skjærer hverandre i kule-flatens geometriske sentrum.

2. Kraftgenerator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det sfæriske kammer som er utformet i en blokk hvor innerpartiet er fullstendig^ sfærisk mens ytterpartiet kan ha varierende form, omfatter to halvkuledeler som, ved hjelp av egnete elementer, er lufttett forbundet med hverandre og som opptar elementer og tilbehør, f.eks. tennplugger, dyser, rør-ledninger, kjø lekanaler m.v. som er nødvendig for en eksplosjons-eller forbrenningsmotor.'

3. Kraftgenerator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at de halvkuledeler som danner det sfæriske, kammer, er utstyrt med innløp, utløp og andre nødvendige elementer for en motor for håndtering av væsker.

4. Kraftgenerator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at de sfæriske kiler er fastboltet rettvinklet mot et element i form av en sfærisk kjeglestump som, på grunn av arrangementet av aksene for de sfæriske kiler og de driv- og stillingsaksler hvorpå disse roterer, bibringes en balanserende dreiebevegelse som resulterer i enø kning og på-følgende minskning av volumet av de kamre, innvendig i kuledelen, som avgrenses av de sfæriske kiler, det sfæriske kjegle-stumpelement og kuledelen, mens reduksjonen i den annen halvkuledel inntreffer vekselvis og i omvendt rekkefølge.

5. Kraftgenerator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at stillingsakselens lagre er forbundejt med et bueformet element som kan beveges glidende i et sirkelbueformet spor av passende proporsjoner, som er anordnet i den sfæriske blokk, i sonen ved den polare, sfæriske kile, på slik måte at stillingsakselen, ved forskyvning av det bueformete element, kan forandre sin vinkelstilling mellom aksialflukt og en maksimal helningsvinkel i forhold til drivakselen.

6. Kraftgenerator i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den ene ende av det bueformete element for regulering av stillingsakselens vinkelstilling er utstyrt med et fortannet parti av passende lengde, som befinner seg i inngrep med kjernedelen av en endeløs skrue hvis styreaksel strekker seg til utsiden og derved letter den forskyvning av det bueformete element innvendig langs føringssporet, som gjør det mulig å endre stillingsakselens vinkelamplityde i forhold til drivakselen, og derved forandre volumene av generatorens drivkamre.