Wynalazek niniejszy dotyczy silników wodnych, w których cisnienie slupa wody zamienione jest na prace zapomoca napie¬ tego w cylindrze, sprezynujacego gietkiego tloka przeponowego. Tego rodzaju silniki regulowano dotychczas w sposób zazwyczaj uzywany do regulowania pomp tlokowych i turbin wodnych, a mianowicie w ten spo¬ sób, iz przekrój przeplywu wody zwezano lub poszerzano w stosunku do otworu nor¬ malnego. Ten rodzaj regulacji, jak to wia¬ domo z regulacji turbin, ma te wade, iz z jednej strony niecalkowite napelnianie lub zasilanie, z drugiej zas strony straty prze¬ plywu i straty na tarcie przy zwezonym przekroju znacznie pogarszaja sprawnosc silnika.Wynalazek polega na tern, ze silnik tlokowy jest regulowany nie zapomoca zmiany przekroju doplywu wody, lecz od¬ wrotnie, przy zachowaniu stalego przekro¬ ju doplywu wody, zapomoca zmiany skoku tloka. Taka regulacja skoku w porównaniu z regulacja przekroju nie wywoluje godne¬ go uwagi pogorszenia sprawnosci hydrau¬ licznej nawet przy najwiekszych przecia¬ zeniach lub tez niecalkowitych obciaze¬ niach. Najistotniej szem w wynalazku ni¬ niejszym jest to, ze zmiana skoku tloka od¬ bywa sie zapomoca elastycznego przegina¬ nia sie walu korbowego pod dzialaniem sily odsrodkowej mimosrodowo rozmie¬ szczonych mas.Zastosowanie elastycznego przeginania sie walu w celu regulowania skoku opiera sie na nastepujacych podstawach fizycz¬ nych. Sila odsrodkowa, powstajaca przy elastycznem przegieciu sie y walu poddzialaniem sily odsrodkowej masy m, u- mieszczonej mimosrodowo w odleglosci e, bedzie (1) P = m(y + e)w\ gdzie w jest szybkoscia katowa walu. Ta sila odsrodkowa wywoluje w przegietym wale taka sama co do wielkosci, lecz od¬ wrotnie skierowana przeciwsile "(2)P=ay, tak, ze powstaje warunek równowaznosci (3) m (y + e) w2 = p = a y, skad mozna otrzymac przegiecie miarów walu oraz rodzaju lozysk. Zwiek¬ szajac szybkosc katowa az do a—mw2=o, to znaczy y = ©o , otrzyma sie krytyczna szybkosc katowa f m (4)y = mew1 a jest wspólczynnikiem, zaleznym od wy- (6)y = mew ,2 e ur Jezeli zapomoca jakichkolwiek srodków osiagnie sie, ze te szybkosc krytyczna mozna przekroczyc, nie wywolujac nie¬ bezpieczenstwa rzeczywistego wytworzenia sie nieskonczenie duzego, lub zbyt duzego przegiecia sie walu, to ustala sie wtedy no¬ wy staly stan równowagi, przy którym przegiecie sie walu ma odwrotny kierunek, odpowiadajacy zmianie znaku przed y w równaniu (4) dla ujemnej wartosci mia¬ nownika (a—mw*).Wprowadzajac krytyczna szybkosc wedlug równania (5) do równania (4), o- trzyma sie e w2 e ol — m w" m — w" wi w* — — 1 w2 to znaczy, przy szybkosciach obrotowych ponizej szybkosci krytycznej elastyczne przegiecie walu posiada ten sam kierunek, co i mimosrodowosc masy m, przy wyz¬ szych zas szybkosciach obrotowych niz szybkosc krytyczna, przegiecie walu jest skierowane odwrotnie, niz mimosrodowosc masy m, masa wiec m nie ma juz tendencji do zwiekszania swej mimosrodowosci, lecz do krazenia wokolo wlasnego punktu ciez¬ kosci, co osiaga sie przy w =¦ co, poniewaz wtedy y = — e.To zjawisko doskonale nadaje sie do warunku regulacji skoku, w mysl którego przy wzrastajacej ilosci obrotów skok ma sie zmniejszac, to jest ze ma nastapic prze¬ giecie walu, skierowane odwrotnie niz ist¬ niejaca mimosrodowosc korby lub mimo- srodu.Wszystkim innym przeginaniom sie wa¬ lu poza potrzebnemi do regulowania, jak np. przeginaniom sie walu wskutek cisnie¬ nia wody, przenoszonego na wal za po¬ srednictwem korbowodu, zapobiega sie albo zapomoca odpowiednich wyrównawczych tarcz zamachowych, albo tez zapomoca sy¬ metrycznego rozmieszczenia wiecej niz dwóch gwiazdzistych ukladów cylindrów, których momenty zginajace, dzialajace na wal pod wplywem cisnienia wody na tloki, wzajemnie sie znosza.Jezeli stosuje sie tarcze wyrównawcze, to dobrze jest zaopatrzyc je w pusta prze¬ strzen, napelniona czesciowo rtecia, celem samoczynnego wyrównywania okresowych wahan wypadkowych sil korbowodów, któ¬ re to wahania powstaja podczas kazdego obrotu walu i uwarunkowane sa ograniczo- — 2 —na iloscia cylindrów, polaczonych w jednym zespole gwiazdzistym. Takie urzadzenie oparte jest na nastepujacem rozwazaniu.Jezeli dokladnie centrycznie wirujacy pusty cylinder czesciowo napelniony jest plynem, np. rtecia, to podczas wirowania, niezaleznie od tego, czy ilosc obrotów be¬ dzie powyzej lub ponizej krytycznej ilosci obrotów, zwierciadlo rteci przyjmie po¬ stac plaszcza cylindrycznego, wspólosiowe¬ go z cylindrem pustym. Jezeli jednak skutkiem jakiegokolwiek impulsu sily, skie¬ rowanego z zewnatrz na wal, cylindryczne polozenie wirujacego pustego cylindra zo¬ stanie naruszone, to przy ilosci obrotów nizszej od krytycznej ilosci obrotów takie czesciowe napelnienie rtecia dziala w ten sposób, ze mimosrodowosc wirujacego cy¬ lindra pustego pod dzialaniem sily odsrod¬ kowej masy rteci wzrasta skutkiem tego, ze dochodzi tutaj jeszcze przegiecie sie walu, nastepujace w kierunku juz istniejacej mi- mosrodowosci. Odwrotnie, gdy szybkosc ob¬ rotowa jest wyzsza, niz szybkosc krytyczna, swobodnie ruchoma masa rteci ma tenden¬ cje wirowania wokolo wlasnego punktu ciezkosci, skad powstaje samoczynne cen¬ trowanie cylindra pustego skutkiem tego, ze powstaje sila odsrodkowa masy, odwrot¬ nie skierowana, niz impuls, naruszajacy pierwotne polozenie punktu ciezkosci wi¬ rujacego cylindra.Poniewaz w mysl wynalazku nietylko wal, lecz równiez polaczone z nim za po¬ srednictwem korbowodów tloki przepono¬ we wykonane sa jako narzady sprezynuja¬ ce, to otrzymuje sie calkowity uklad drga¬ jacy, obejmujacy wal elastyczny, korbowo- dy oraz elastyczne tloki przeponowe, w którym to ukladzie przyspieszenie lub o- póznienie drgajacych w nim mas nie wy¬ maga znacznego, mogacego oddzialywac na sprawnosc silników nakladu energji.Dalszem rozszerzeniem opisanego po¬ wyzej urzadzenia oraz istotna czescia wy¬ nalazku jest odciazenie walu od sil cisnie¬ nia wody, starajacych sie wyginac gof oraz regulowanie ilosci obrotów maszyny zapo- moca ponizej opisanego urzadzenia. No¬ wosc ta polega na tern, ze przy zastosowa¬ niu jednego tylko ukladu gwiazdzistego cy¬ lindrów, tylko polowa korbowodów kolejno laczona jest ze srodkowym, wzglednie oby¬ dwoma zewnetrznemi z trzech symetrycz¬ nie wzgledem srodka osi rozmieszczonych i o 180° wzgledem siebie przesunietych na- pednych mimosrodów lub korb, przyczem rozrzad doplywu wzglednie odplywu wody jest tak regulowany, ze na kazde dwa cy¬ lindry, przestawione wzgledem siebie o 180°, oddzialywa sie w tym samym sensie.Celem regulowania wal celowo jest roz¬ szczepiony w kierunku podluznym tak, ze tworzy dwie polaczone ze soba na koncach sprezyny, z których jedna polaczona jest ze srodkowym mimosrodem napednym, druga zas — z obydwoma symetrycznie rozmieszczonemi zewnetrznemi mimosroda- mi napednemi. Potrzebne do regulowania przeginania sie czesci walu wywolywane sa zapomoca symetrycznie wzgledem osi walu rozmieszczonych, po dwie na kazdej czesci walu, mimosrodowych mas, których mimosrodowosc moze byc zmieniana wraz ze zmiana ilosci obrotów.Rysunek przedstawia przyklad wykona¬ nia wynalazku niniejszego.Fig. 1 przedstawia przekrój podluzny silnika wodnego, podczas gdy fig. 2—prze* krój poprzeczny. Fig. 3 i 4 przedstawiaja widoki zboku oraz zprzodu jednej z mas, zastosowanych do regulowania. Fig. 5 i 6 przedstawiaja przekrój poprzeczny oraz widok zboku innej tarczy mimosrodowej, sluzacej do wyrównywania cisnienia wody, dzialajacego na wal, podczas gdy fig. 7 przedstawia wzajemne rozmieszczenie na wale napednym mas regulujacych i wyrów¬ nawczych. Fig. 8 przedstawia czesciowy przekrój osiowy, a fig. 9 — srodkowy prze¬ krój poprzeczny.Silnik wodny posiada np. znane jako — 3 —takie cylindryczne przestrzenie robocze a, podczas gdy tloki robocze utworzone sa z przepon b, napietych na obwodzie tychze.Tloki te dzialaja zapomoca korbowodów c, które przylaczone sa do pierscienia d, na korbe lab mimosród e walu f. Doplyw wo¬ dy g oraz odplyw h sterowane sa suwakiem obrotowym i, umocowanym na walef i po¬ laczone sa przestrzeniami roboczemi, cy¬ lindrami o, zapomoca przewodów k oraz /.Wedlug wynalazku wal / umieszczony jest w lozyskach m, mogacych sie przechylac we wszystkich kierunkach tak, ze wal ten moze sie przeginac, nie zaciskajac sie, pod¬ czas gdy miedzy czescia n walu, dzwigaja¬ ca suwak i, a gietkim walem roboczym f wlaczone jest jedno lub kilka podatnych sprzegiel o. Wynalazek polega na tern, ze wal jest tak gietki i tak jest wyposazony w masy oaunosrodowe, iz skok tloków przepo¬ nowych 6, skutkiem zwiekszenia lub zmniej¬ szenia sie przegiecia walu pod dzialaniem sil odsrodkowych tych mas mimosrodo- wych, samoczynnie zostaje regulowany od¬ powiednio do ilosci obrotów, jak to wy¬ jasniono we wstepie. Wspomniane mimo- srodowe masy regulujace utworzone sa z tarcz mimosrodowych p, których mimosro- dowosc moze byc zmieniana. Te, sluzace do regulowania skoku mimosrody p sklada¬ ja sie, jak to np. wskazuja fig. 3 i 4, z prze¬ suwanego ciezarka w ksztalcie zamknietej ramy, która przesuwana jest na czesci sli¬ zgowej r, osadzonej na wale /. Po obydwóch stronach czesci slizgowej r umieszczone sa na srubowych trzpieniach s przestawne krazki oporowe /, o które opieraja sie spre¬ zyny n, które drugiemi koncami przylega¬ ja do ramy p. Zapomoca przestawienia krazków oporowych l na ich trzpieniach mozna dowolnie zmienic mimosrodowosc ram mimosrodowych p.Celem wyrównania dzialajacych na wal sil cisnienia wody, jak równiez wahan ich, wywolywanych skutkiem wahan spadku srodka aapednego, urzadsoae sa dalsze tarcze wyrównawcze q, których punkt ciezkosci masy zostaje przesuwany odpo¬ wiednio do spadku srodka napednego. Ta¬ ka tarcza wyrównawcza przedstawiona jest np. na fig. 5 i 6i Tarcza wyrównawcza skla¬ da sie z oslony v, której piasta w umoco¬ wana jest na wale /. Od piasty w prowadzi cylinder x, w którym umieszczony jest tlok y, bedacy pod dzialaniem sprezyny.Przestrzen cylindra x, znajdujaca sie mie¬ dzy tlokiem y i piasta u/, napelniona jest srodkiem napednym, przedostajacym sie poprzez pusty wal, i skutkiem tego znajdu¬ je sie pod dzialaniem tego srodka tak, iz tlok y przy wzrastajacem cisnieniu zostaje przesuwany nazewnatrz wbrew dzialaniu sprezyny, a skutkiem tego punkt ciezkosci masy zamachowej równiez przesuwa sie nazewnatrz i przy odpowiedniem urzadze¬ niu masy przeciwdziala zwiekszonemu ci¬ snieniu wody na wal.Kierunki mimosrodowosci tarcz regulu¬ jacych p oraz wyrównawczych q oczywi¬ scie tworza normalnie kat 90°.Dalej celem samoczynnego wyrównywa¬ nia tych okresowych wahan walu, które powstaja skutkiem przechodzenia poszcze¬ gólnych cylindrów od pelnego cisnienia spadku wody do niskiego cisnienia odply¬ wajacej wody, tarcze wyrównawcze q po¬ siadaja pusta przestrzen w ksztalcie sierpa, która czesciowo napelniona jest rtecia z; jest to urzadzenie, którego zasadnicze zna¬ czenie powyzej bylo wyjasnione. Wypro¬ wadzajac wypadkowa z poszczególnych sil kolejnego dzialania wody na wal za po¬ srednictwem przepon i korbowodów, otrzy¬ ma sie, ze przy kazdym obrocie walu wy¬ padkowa ta równiez wykazuje tyle wahan, ile cylindrów posiada jeden uklad gwia¬ zdzisty. Przytem wahania tych wypadko-: wych wystepuja nietylko pod wzgledem wielkosci, lecz i kierunku tak, iz wypadko¬ we te przy ilosci TV cylindrów w jednym u- kladzie gwiazdzistym podczas kazdego ob¬ rotu walu wykazuja N maksymalnych i — 4 —Af minimalnych wielkosci, oraz jednocze¬ snie N razy odchylaja sie o pewien maly kat x od normalnego kierunku. Skutkiem tych okresowych wahan wal jest wystawio¬ ny na odpowiednie drgania okresowe, któ¬ re jednak przez zastosowanie w kazdej tarczy wyrównawczej q (fig. 5 i 6) czescio¬ wo napelnionego rtecia cylindra samoczyn¬ nie zostaja wyrównywane, jak to wynika z powyzej wyjasnionych zasad fizycznych tego urzadzenia.Poniewaz te tarcze wyrównawcze q u- mieszczone sa na wale / ze znaczna mimo- sirodbwioscia, wiec isamoczynine wyrórwiny- wanie moze sie odbywac tylko w ogólnym kierunku tej mimoisrodowosci i bez zadne¬ go wplywu na wytwarzajace sie w celu re¬ gulacji przegiecia walu prostopadle wzgle¬ dem tej mimosrodowosci, w kierunku skoku, to jest korby allbo mimosrodu napednego.W postaci wykonania wedlug fig. 8 i 9 korbowody c1 i wzglednie c2, nieprzedsta- wionych na rysunku tloków przeponowych poszczególnych cylindrów, kolejno polaczo¬ ne sa z pierscieniem d1 wzglednie d2, a mianowicie korbowody c1, polaczone z pierscieniem d1, dzialaja na srodkowy mimosród napedny e1, podczas gdy korbo¬ wody c2, przylaczone do otaczajacego pier¬ scienia d2, dzialaja na dwa mimosrody e2, umocowane na wale / symetrycznie do srodka walu i przestawione wzgledem mi- mosrodu e1 o 180°.Korbowody c1 pracuja wiec na srodko¬ wy mimosród e1, podczas gdy korbowody c2 pracuja na zewnetrzne mimosrody e2 tak, ze kazdemu korbowodowi c1, przyna¬ leznemu srodkowemu mimosrodowi e1, od¬ powiada korbowód c2, przynalezny obydwu zewnetrznym mimosrodom e2. Jezeli wiec doprowadzaniem wody do poszczególnych cylindrów wzglednie odprowadzaniem jej z tychze tak sterowac, aby prowadzenie wody w kazdych dwóch cylindrach, znajdu¬ jacych sie o 180° od siebie, odbywalo sie jednoczesnie iw tym samym kierunku, a prowadzenie wody w dwóch sasiednich cy¬ lindrach odbywalo sie z przesunieciem fa¬ zy, odpowiedniem ich wzajemnemu polo¬ zeniu i w kierunku odwrotnym, to sily kor- bowodów, dzialajace na wal, w kazdym mo¬ mencie wzajemnie sie znosza.W celu regulowania skoku tloka odpo¬ wiednio do ilosci obrotów walu f, wal jest rozszczepiony w kierunku podluznym, mie¬ dzy obydwoma lozyskami m tak, iz sklada sie z dwóch polaczonych na koncach giet¬ kich sprezyn f1 i*/2, miedzy któremi znajdu¬ je sie szczelina. Czesc f1 walu dzwiga mi¬ mosród e1, podczas gdy czesc P walu dzwi¬ ga obydwa symetrycznie umieszczone ze¬ wnetrzne mimosrody e2. Kazdy z mimosro- dów e1, e2 posiada wydrazenie, sluzace do przejscia swobodnej, niepolaczonej z nim czesci walu oraz do elastycznego przegina¬ nia sie jej pod dzialaniem nasadzonych mas zamachowych. Potrzebne do regulowa¬ nia maszyny elastyczne przeginanie sie cze - sci wahi f1 otraz f2 wytwarzane jest zapbmo- ca symetrycznie umieszczonych, po dwie na kazdej czesci walu, mimosrodowych mas zamachowych p1 wzglednie p2, których mi- mosrodowosc moze byc przestawiana i wraz z iloscia obrotów zmieniana, jak to juz wy¬ zej opisano. Masy te, ich mimosrodowosci i odleglosci od srodka walu sa tak dobrane, ze wielkosc wywolanych przez nie elastycz¬ nych przeginan czesci f1 oraz f2 walu stale odpowiada zmianom skoku, wymaganym do regulacji. Te przeginania sie obydwóch czesci walu sa stale skierowane w odwrot¬ nych kierunkach, powoduja wiec jedno¬ czesnie zmniejszanie lub zwiekszanie skoku polaczonych z niemi tloków przepono¬ wych. PL