WO2022025747A2 - Metodo de bombeo, bomba, compresor y motor de combustion interna que funcionan con dicho metodo - Google Patents

Metodo de bombeo, bomba, compresor y motor de combustion interna que funcionan con dicho metodo Download PDF

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WO2022025747A2
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Francisco Javier BRICIO OCHOA
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BRICIO ARZUBIDE, Francisco Javier
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention is a Method for transferring fluids from one space to another based on the mechanism of the Maltese Cross or Geneva Wheel.
  • the particular case, and very common in the transfer of fluids, is the pumping operation, in which no chemical reaction occurs, however, it is not the only operation in which fluids are transferred.
  • Another particular case of the transfer of fluids, especially mixtures of fuel fluids is the operation of an Internal Combustion Engine, in which the fuel is transferred from its container to the environment in the form of combustion products. In this fluid transfer, an oxidation reaction does occur.
  • This Method for transferring fluids from one space to another is used to pump fluids through a mechanical apparatus which is another aspect of the invention.
  • Said mechanical device can function as a Pump, as a Compressor or as an Internal Combustion Engine.
  • the Pump works as a Hydraulic Pump. If the fluids are gaseous, the mechanical device works as a Pneumatic Compressor. If the fluid is a fuel, it works like an Internal Combustion Engine. When the gases are combustible, the mechanical device, with the substitution of a part for a similar one, with combustion chambers, becomes an Internal Combustion Engine, which is another aspect of the present invention.
  • a reciprocating type positive displacement pump is made up of a motor that moves a piston or plunger that moves in a straight line inside a cylinder.
  • the space between the Cylinder Head and the Piston Head forms a Chamber, whose maximum volume occurs when the Piston Head is at bottom dead center. Fluid is admitted during the time the Piston is lowered, through an inlet port somewhere in the top of the Chamber.
  • the Chamber is also provided in the upper part of the cylinder, with an outlet port connected to ducts that direct the Fluid towards various devices such as be a hose, a safety valve, an exhaust valve, a container, etc.
  • the Piston Head When the piston in the cylinder reaches the top dead center position, the Piston Head is wall-to-wall with the Chamber Head, thus the air is completely expelled from the Chamber.
  • the pumping cycle is repeated admitting the Fluid when lowering the piston and expelling it when raising the Piston.
  • Pistons of the Fluid Pump of the present invention are bifunctional because they can admit and compress/expel the Fluid simultaneously, and also, due to the circular design of the mechanism, they rotate at a constant angular speed because there is no Dead Point in their operation.
  • the fluid pump of the present invention completely eliminates the need to stop the piston in each phase of admission and ejection, so that its energy consumption to move the fluid is drastically reduced. Additionally, the number of moving parts is much lower than in reciprocating motors, and there is no back and forth that subjects parts to accelerated wear. These characteristics of the present Fluid pump are due to the fact that the energy transmission function was conceived using the mechanism of the Geneva Wheel or the Maltese Cross.
  • the present invention described as a Hydraulic Pump can also work as a Pneumatic Compressor, if the Fluid with which it works is compressible. It can also work as an Internal Combustion Engine, for Diesel, or for Gasoline.
  • the Maltese Cross mechanism takes a continuous circular motion to generate an intermittent circular motion and basically consists of a mechanism where the driving wheel has a Piston that, when turning, enters one of the N radial rails of the Maltese Cross and the it rotates 360° / N.
  • the mechanism of the Geneva Wheel was developed more than 300 years ago in Geneva, Switzerland, by Watchmakers, to intermittently drive the chimes of their pendulum clocks. It was later used in movie projectors for the intermittent advance of films and for a few other intermittent applications.
  • Hydraulic Pumps for Industry and Home Automotive Pumps for Water, Oil and Fuel, Gasoline or Diesel Engines for Cars and Trucks, Diesel Locomotives, Stationary Engines for Pumping or to Generate Electricity.
  • the objective of the present invention is to offer a new Method for transferring fluids from one space to another.
  • the fluids can be liquid or gaseous, and even combustible fluids and their combustion reaction products.
  • the execution of the Method is carried out by a mechanical device, which is also part of the present invention, which can function as a Pump, as a Compressor or as an Internal Combustion Engine.
  • a mechanical device which is also part of the present invention, which can function as a Pump, as a Compressor or as an Internal Combustion Engine.
  • the mechanical apparatus works as a Hydraulic Pump.
  • the mechanical device works as a Pneumatic Compressor.
  • the fluid is a fuel, it works like an Internal Combustion Engine.
  • a Method to transfer fluids from one space to another, using a mechanical device that contains at least three Hermetic Chambers comprises the following steps in order (See Figure 106): a) Simultaneously: i. starting an operating cycle from a starting configuration, displacing a dual Piston (18) within a First Hermetic Chamber (14), ii. admit the fluid to be transferred to the mechanical device, iii. filling the First Hermetic Chamber (14) with the fluid and, iv. when there is a Combustion Chamber (38, 39), confine and compress the fluid admitted in the previous cycle within a Combustion Chamber (38, 39) and, v.
  • the fluids referred to in the Method may be liquids or low-viscosity liquid mixtures, for example, those with a dynamic viscosity less than or equal to 2.0 Pa-s (2000 cP), which They can include, without limitation, water, organic solvents such as acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, petroleum ether, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, diethyl ether, petroleum ether, aqueous salt and sugar solutions, emulsions, suspensions, dispersions, vegetable oils, mineral oils, glycerines, silicones with a chain of less than 500 units, natural or synthetic polymers, biopolymers, body fluids such as blood, plasma.
  • organic solvents such as acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, petroleum ether, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, chloroform
  • the gaseous fluids to which the Method refers can be gases, vapors or mixtures thereof, which may include, without limitation, air, nitrogen, carbon dioxide, argon, xenon, krypton, neon, etc.
  • They can also be combustible fluids and mixtures of them that can include, without being limited to, methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, octane, i sooctane, hydrogen, acetylene, liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), gasoline, kerosene, naphtha, methyl ethyl ketone, methyl tert-butyl ketone, C4 to C22 chain alkyl or alkenyl esters, diesel, biodiesel, alkandes such as methanol, ethanol, bioethanol, propanol, isopropanol, butanol, biobutanol.
  • LNG liquefied natural gas
  • LPG liquefied petroleum gas
  • gasoline kerosene
  • naphtha methyl ethyl ketone
  • methyl tert-butyl ketone methyl
  • the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the Piston (18) is a dual piston that performs two simultaneous functions.
  • the first function is to favor the admission of the fluid to the mechanical device with the Rear Face (B) of the same dual Piston (18) and the second function is to displace the fluid to compress it or expel it from the mechanical device with its Front Face (A).
  • the dual Piston (18) is i) an element through which mechanical energy is introduced into the mechanical device, generating a vacuum that sucks the fluid to be admitted, or ii) that it is an element whereby mechanical energy is extracted from inside the mechanical device, especially mechanical energy from the admitted fluid, when said fluid is combustible, in the form of volumetric expansion of gases when said fluid is burned, causing the displacement of the dual Piston (18) due to the thrust of combustion gases.
  • the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the Piston (18) rotates around a pivot describing a circular path, where said pivot may be an arrow.
  • the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the admission comprises the entry of the fluid to be transferred from the outside or from a container into the interior of the space confined by the Hermetic Chambers (04, 14, 15) through of Ducts and Intake Ports, all of them, communicated with each other fluidly and directly or indirectly.
  • the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the admission of the fluid to be transferred can be by aspiration or suction.
  • the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the expulsion of the fluid admitted in the previous cycle is carried out from inside the space confined by the Hermetic Chambers (04, 14, 15) through Ducts and Ports of Escape, all, communicated fluidly and directly or indirectly.
  • the Method for transferring Fluids from one space to another is further characterized in that the First (14) and Third (15) Hermetic Chambers can be found in different cylinder-shaped solid Bodies called Maltese Crosses.
  • Steps a) and d) of the Method for transferring fluids from one space to another are further characterized in that the starting configuration is when the Piston (18), in its circular rotation, is at an angle of 0°, in the closest position. inside the First Hermetic Chamber (14).
  • Step b) and c) of the Method for transferring fluids from one space to another are further characterized in that the dual Piston (18) moves within the Hermetic Chambers because it receives energy that can be in the form of mechanical energy from the outside or from the inside. of the apparatus, particularly of the fluid when it is combustible.
  • Step c) of the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that the energy supplied is a small pulse and can be chemical energy or electrical energy.
  • chemical energy can be contained in any substance, particularly a highly reduced substance, susceptible to oxidation, such as a fuel, which can be diesel, gasoline, liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG) , hydrogen, ethanol.
  • a fuel which can be diesel, gasoline, liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG) , hydrogen, ethanol.
  • LNG liquefied natural gas
  • LPG liquefied petroleum gas
  • Step d) of the Method for transferring fluids from one space to another is further characterized in that at the end of the operating cycle the Third Hermetic Chamber (15) becomes the First Hermetic Chamber (14).
  • a second aspect of the present invention comprises a mechanical apparatus that executes the Method for transferring fluids from one space to another, described in previous paragraphs.
  • the mechanical device can function as a Hydraulic Pump when the fluid it transfers is not compressible, such as a liquid, and can function as a Pneumatic Compressor when the fluid is compressible, such as a gas or gas mixture.
  • the mechanical device of the present invention works as a hydraulic pump or as a pneumatic compressor, it receives driving energy from an external energy source to carry out the transfer of the fluid from one space to another.
  • This mechanical device comprises a solid metal structure in the form of a block called Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
  • a Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) contains at least one Second Hermetic Chamber (04, 24), -using the nomenclature used in the Method for transferring fluids described above- it can be two or four Second Hermetic Chambers (04, 24).
  • Each Second Hermetic Chamber (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) has a longitudinally curved shape that follows a circular path that can include arc lengths corresponding to angles from 30° to 90°, or up to 270°.
  • Each Circular Chamber can be particularized as Left, Right, Upper, Lower, etc. depending on its position relative to the Maltese Cross(s).
  • the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) used for Pump/Compressor has at least one space, preferably two cylindrical hollow spaces, called Cylindrical Cavities (02), which house Maltese Crosses (03, 97).
  • Cylindrical Cavities (02) which house Maltese Crosses (03, 97).
  • a Maltese Cross (03, 97) is a solid metal cylinder that can have at least one airtight chamber on its flat sides.
  • the First and Third Hermetic Chambers can be straight and radial, and for this reason they will be called Hermetic Radial Chambers or simply Radial Chambers (14, 15, 16, 17).
  • the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17) have the same transversal profile.
  • the mechanical device for transferring fluids from one space to another can have and work with One Side, or with Two Sides, and therefore the Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) and the Maltese Crosses (03, 97) can be One Sided or Two Sided.
  • the One-Face Monoblocks (01, 22, 68) for Pump/Compressor have the Cylindrical Cavity (02) that houses a Maltese Cross, which sits on a bottom or a floor. This bottom or floor has Intake Ports (05) and Exhaust Ports (06).
  • the One-Sided Monoblocks (01, 22, 68) for Pump/Compressor are the following: a) The Single-Sided Monoblock (01) is designed to be used with a Maltese Cross and a Steering Wheel (10) ( Figure 07, 65 ). b) The One Sided Double Ruffle Monoblock (22) is designed to be used with a Maltese Cross and two Ruffles (10) ( Figure 08, 68). c) The Single Sided Double Cross Monoblock (68) is designed to be used with two Maltese Crosses and a Steering Wheel (10). ( Figure 98).
  • the Two-Sided Monoblocks (83, 84, 85) for Pump/Compressor have the Cylindrical Cavity (02) as a cylindrical perforation, without bottom or floor, that crosses the Monoblock from side to side, with a diameter sufficient for a Maltese cross. Due to the fact that these Two-Face Monoblocks (83, 84, 85) do not have the bottom or floor that meets the Cylindrical Cavities (02), the Intake Ports C (98) and Exhaust Ports (99) are located laterally on the “edge ” of the Monobloc.
  • the Two-Face Monoblocks are the following: a) The Simple Two-Face Monoblock (83) is designed to be used with a Two-Face Maltese Cross and two Ruffles (10), one for each Face ( Figure 94 ) b) The Two-Sided Double Frill Monoblock (84) is designed to be used with a Double-Faced Maltese Cross and four Flywheels (10), two for each Face ( Figure 96) c) The Two-Faced Double Frill Monoblock (85) is designed to be used with two Double Sided Maltese Crosses and two Ruffles (10), one for each Side. It has 4 Ducts, two MB Intake (104) and two MB Exhaust (107) ( Figure 89)
  • the Single Sided Maltese Cross (03) for Pump/Compressor can have Radial Chambers only on one of the flat sides of the Maltese Cross, and the Intake (31) and Exhaust (32) Ducts flow into the other flat face of the Maltese Cross, being aligned with the Intake Ports (05) and Exhaust Ports (06) respectively.
  • 16, 18, 102 can have: a) Four Radial Chambers (14, 15, 16, 17) b) Four Ducts, two Admission (31, 33) and two Exhaust (32, 34)
  • the Single Double Sided Maltese Cross (97) for Pump/Compressor -although it can also be used for Combustion Engine- has Radial Chambers on the two flat sides of the Maltese Cross, and Intake Ducts T (105) and Exhaust T (106). These are “T” shaped ducts where the part of the “T” duct that is bisected communicates the Radial Chambers located on the two Faces of the Maltese Cross, and the part of the “T” duct that bisects, ends in the face circular of the Maltese Cross.
  • the Simple Double-Sided Maltese Cross (97) can have (See Figures 92, 102): a) Four Radial Chambers (14, 15, 16, 17) b) Four “T” shaped Ducts, two for Admission T (105) and two Exhaust T (106).
  • a Piston (18) is a small arrow in which at one of the ends there is a head in which Seals are assembled that seal the Chambers through which the Piston (18) travels (See Figure 04).
  • the head of each Piston (18) has the same transversal profile as the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17), and is it moves within them in operating cycles, where each cycle comprises going through at least two, preferably three hermetic chambers whose mouths are aligned so that the Piston (18) crosses from one chamber to another fluidly.
  • the Piston (18) is placed on the lower face of the peripheral area of a solid disk called Flywheel (10), which rests on the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) and the Cross (ces) from Malta (03, 97) (See Figure 03).
  • a Flywheel (10) can contain at least one, preferably two Pistons (18). When there are two Pistons (18), they are placed at diametrically opposite points on the Flywheel (10).
  • Said Steering Wheel (10) partially covers the Maltese Cross(es) (03, 97), and completely covers the Circular Chambers (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) (See Figures 65, 88).
  • Said rotation of the Maltese Cross (03, 97) is driven by the Piston (18) that is inside a Radial Chamber (14, 15, 16, 17) in which the current cycle ends.
  • the Radial Chamber where the Piston (18) ends the current cycle becomes the Radial Chamber where the new cycle begins.
  • the Intake and Exhaust Ducts are aligned and in fluid communication when the Maltese Cross remains stationary.
  • Each Radial Chamber (14, 15, 16, 17) is in fluid communication with a Duct, either Admission (31, 105) or Exhaust (32, 106).
  • the Intake Duct (31, 33) (See Figures 100, 102, 103) is straight and goes from a central end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) until it ends in an Intake Port (05, 26 ) (See Figures 07, 08) located at the bottom or on the floor of the Cylindrical Cavity (02) of the Monoblock (01, 22, 68).
  • the Exhaust Duct (32, 34) (See Figures 100, 102, 103) is straight and goes from one end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) until it ends at an Exhaust Port (06, 29) (See Figures 07, 08) located at the bottom or on the floor of the Cylindrical Cavity (02) of the Monoblock (01, 22, 68).
  • the Method for transferring fluids from one space to another of the present invention when it works as a hydraulic pump or pneumatic compressor, can be executed using different configuration of parts, namely:
  • a first configuration may include the use of a Simple Monoblock One Face (01), a Simple Maltese Cross (03), a single Steering Wheel (10).
  • a second configuration may comprise the use of a Single Sided Double Ruffle Monoblock (22), a single Simple Maltese Cross (03) and two Ruffles (10).
  • a third configuration may comprise the use of a Single Sided Double Cross Monoblock (68), two Single Maltese Crosses (03) and a single Volante (10).
  • a fourth configuration may comprise the use of a Simple Two-Sided Monoblock (83), a Simple Two-Sided Maltese Cross (97) and two Steering Wheels (10), one for each face of the Monoblock (83).
  • a fifth configuration may comprise the use of a Double Sided Double Ruffle Monoblock (84), a Two Sided Simple Maltese Cross (97) and four Ruffles (10), two on each side of the Monoblock (84).
  • a sixth configuration may comprise the use of a Double Sided Double Cross Monoblock (85), two Double Maltese Crosses (97) and two Frills (10), one for each side of the Monoblock (85).
  • the present invention also includes a mechanical device that executes the Method for transferring fluids from one space to another, described in previous paragraphs, which can function as an Internal Combustion Engine when the fluid is combustible, whether it is a gas or a liquid, or a mixture of both, in any form of administration.
  • the mechanism of the mechanical device that works as an Internal Combustion Engine is essentially the same as that of the Hydraulic Pump or Pneumatic Compressor mentioned in previous paragraphs.
  • the difference in the mechanical device that works as an Internal Combustion Engine compared to when it works as a Hydraulic Pump or Pneumatic Compressor is mainly the use of Maltese Crosses (37, 79, 93, 103) that contain Combustion Chambers (38 , 39, 78,79).
  • the Double Cross Double Face Monoblock (85) for the Pump is replaced by a Double Cross Double Face Monoblock (101) for the Engine, whose difference is that the latter only has two Ducts, one for MB Admission (104) and one Escape MB (107).
  • This mechanical device that executes the Method to transfer fluids from one space to another that works as an Internal Combustion Engine comprises a solid metal structure in the form of a block called Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101).
  • a Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) contains at least one Second Hermetic Chamber (04, 24), -using the nomenclature used in the Method for transferring fluids described above- it can be two or four Second Hermetic Chambers (04, 24).
  • Each Second Hermetic Chamber (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) has a longitudinally curved shape that follows a circular path that can include arc lengths corresponding to angles from 30° to 90°, or up to 270°.
  • Each Circular Chamber can be particularized as Left, Right, Upper, Lower, etc. depending on its position relative to the Maltese Cross(s).
  • the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) used for Engine has at least one space, preferably two cylindrical hollow spaces, called Cylindrical Cavities (02), which house Maltese Crosses (03, 37, 79, 93, 97, 103).
  • a Maltese Cross (03, 37, 79, 93, 97, 103) is a solid metal cylinder that can have at least one hermetic chamber on its flat faces.
  • the First and Third Hermetic Chambers can be straight and radial, and for this reason they will be called Hermetic Radial Chambers or simply Radial Chambers (14, 15, 16, 17).
  • the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17) have the same transversal profile.
  • the mechanical device to transfer fluids from one space to another that works as an Internal Combustion Engine can have and work with One Side, or with Two Sides, and therefore the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), and the Maltese Crosses (03, 37, 79, 93, 97, 103) can be Single Sided or Double Sided.
  • the Single Sided Monoblocks (01, 22, 68) for Engine have the Cylindrical Cavity (02) that houses a Maltese Cross, which sits on a bottom or a floor. This bottom or floor has Intake Ports (05) and Exhaust Ports (06) (See Figures 07 and 08).
  • the Simple One-Sided Monoblocks (01, 22, 68) for Engine are the following: a) The Simple One-Sided Monoblock (01) is designed to be used with a Maltese Cross and a Steering Wheel (10) (See Figure 07). b) The One Sided Double Ruffle Monoblock (22) is designed to be used with a Maltese Cross and two Ruffles (10) (See Figure 08). c) The Single Sided Double Cross Monoblock (68) is designed to be used with two Maltese Crosses and a Steering Wheel (10) (See Figure 88).
  • the Two-Face Monoblocks (83, 84, 101) for Engine have the Cylindrical Cavity (02) as a cylindrical perforation that crosses the Monoblock transversally from side to side, with a diameter sufficient for a Maltese Cross to enter. Due to the fact that these Two-Face Monoblocks (83, 84, 101) do not have the bottom or floor that stops the Cylindrical Cavities (02), the Intake Ports C (98) and Exhaust Ports (99) are located laterally on the “edge” of the Monoblock.
  • the Two-Face Monoblocks (83, 84, 101) for Motor are the following: a) The Two-Face Single Monoblock (83) is designed to be used with a Two-Face Maltese Cross and two Steering Wheels (10), one for each Face ( See Figure 94). b) The Two-Face Double Ruffle Monoblock (84) is designed to be used with a Two-Face Maltese Cross and four Ruffles (10), two for each Face (See Figure 96). c) The Two-Face Double Cross Monoblock (101) is designed to be used with two Two-Face Maltese Crosses and two Ruffles (10), one for each Face. It has 2 Ducts, one for Admission MB (104) and one for Exhaust MB (107) (See Figures 71, 93, 98, 105).
  • the One Sided Maltese Crosses (03, 37, 79) for Internal Combustion Engines have Radial Chambers only on one of the flat faces of the Maltese Cross, and the Intake (31) and Exhaust (32) Ducts (See Figures 14, 16) lead to the other flat face of the Maltese Cross, being aligned with the Intake (05) and Exhaust (06) Ports (See Figure 07,18) respectively.
  • the Maltese Cross Two Chambers One Face (37) has only a pair of Combustion Chambers (38, 39), and only two Ducts, one Admission (31) and one Exhaust (32) (See Figure 103).
  • the Intake (31) and Exhaust (32) Ducts lead to the other flat face of the Maltese Cross, being aligned with the Intake (05) and Exhaust (06) Ports respectively.
  • the Maltese Cross Four Chambers One Face (79) has two pairs of Combustion Chambers (38, 39, 77, 78), the Maltese Cross (79) has neither Intake nor Exhaust Ducts (See Figures 66, 84 , 104). Due to this absence of ducts, the Intake and Exhaust are carried out by means of a second Simple Maltese Cross (03) in a Single Sided Double Cross Monoblock (68).
  • the One-Sided Maltese Crosses (03, 37, 79) for Engine is as follows: a) The One-Sided Simple Maltese Cross (03) preferably has four Radial Chambers, it does not have Combustion Chambers, it has four Ducts, two of Intake (31, 33) and two Exhaust (32, 34), and it is used in the mechanical apparatus of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine (See Figure 102).
  • the Maltese Cross Two Chambers One Face preferably has four Radial Chambers, two Combustion Chambers (38, 39), two Ducts, one Admission (31), another Exhaust (32), and is used in the mechanical device of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine (See Figure 103).
  • the Maltese Cross Four Chambers One Face preferably has four Radial Chambers, four Combustion Chambers (38, 39, 77, 78), does not have Intake or Exhaust Ducts, and is used in the mechanical apparatus of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine (See Figure 104).
  • the Double Sided Maltese Crosses (93, 97, 103) have Radial Chambers on the two flat sides of the Maltese Cross, and the Inlet T (105) and Exhaust T (106) are “T” shaped ducts. ” where the part of the “T” duct that is bisected communicates the Radial Chambers located on the two Faces of the Maltese Cross, and the part of the “T” duct that bisects, leads to the circular face of the Maltese Cross (See Figures 71, 102).
  • Two-Faced Maltese Crosses (93,103) -except the Simple Two-Faced Maltese Cross (97)- have Combustion Chambers adjacent to their respective Radial Chamber (See Figures 91, 97, 104). They can have at least one pair, being able to have two pairs of Combustion Chambers (38, 39, 77, 78) adjacent to their respective Radial Chamber. That is, they can have four, preferably eight Combustion Chambers (38, 39, 77, 789).
  • the Double-Face Maltese Crosses (93, 97, 103) for Motor are the following: a) The Simple Two-Face Maltese Cross (97) preferably has eight Radial Chambers, four for each face of the Maltese Cross, four Ducts, two for Admission T (105) and two for Exhaust T (106), do not have Combustion Chambers, and are used in the mechanical apparatus of the present invention when it functions as an Internal Combustion Engine.
  • the Two-Face Two-Chamber Maltese Cross (103) preferably has eight Radial Chambers, four on each Face of the Maltese Cross, four Combustion Chambers (38, 39), two for each Face of the Maltese Cross, where each Combustion Chamber (38, 39) is associated with a Radial Chamber, and is used in the mechanical apparatus of the present invention when it functions as an Internal Combustion Engine.
  • the Maltese Cross Four Chambers Two Faces (93) preferably has eight Radial Chambers, four on each Face of the Maltese Cross, eight Combustion Chambers (38, 39, 77, 78), four for each Face of the Cross of Malta, where each Combustion Chamber is associated with a Radial Chamber; It does not have Intake or Exhaust Ducts, and it is used in the mechanical device of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine.
  • a Combustion Chamber is a cylindrical cavity arranged inside the Maltese Cross (37, 79, 93,103) and parallel to it, located, each one, in the place that the Intake Ducts (31, 33, 105) and Exhaust would occupy. (32, 34, 106), below respective Radial Chambers (14, 15, 16, 17) and fluidly communicated with them (See Figures 14, 66, 84, 91, 97, 100, 101, 103, 104). These combustion chambers receive the fuel fluid that the Piston (18) moves during its trajectory in the Chambers (Radial and Circular).
  • the Combustion Chambers (38, 39, 77,78) each have a port that houses a spark plug (52) (See Figures 66, 71, 84, 91, 100, 101, 103, 104) when the device mechanical that works as an Internal Combustion Engine is used with a combustible fluid that is gasoline or that requires a spark to ignite under the pressure and temperature conditions existing in the combustion chamber at maximum compression, such as carburetted mixtures of fuels such as gasoline.
  • the Combustion Chambers (38, 39, 77, 78) each have a fuel injector enabled, when the mechanical device that works as an Internal Combustion Engine is intended to run on diesel or some other fuel that can self-ignite.
  • a Piston (18) is a small arrow in which at one of the ends there is a head in which Seals are assembled that seal the Chambers through which the Piston (18) travels (See Figures 04, 05).
  • a Piston (18) has the same cross-sectional profile as the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17), and moves within them in operating cycles, where each cycle comprises go through at least two, preferably three hermetic chambers whose mouths are aligned so that the Piston (18) crosses from one chamber to another fluidly.
  • the Piston (18) is placed on the lower face of the peripheral area of a solid disc called Flywheel (10) (See Figure 03), which rests on the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) and the Maltese Cross(es) (03, 37, 79, 93, 97, 103).
  • a Flywheel (10) can contain at least one, preferably two Pistons (18). When there are two Pistons (18), they are placed at diametrically opposite points on the Flywheel (10).
  • Said Steering Wheel (10) partially covers the Maltese Cross(es) (03, 37, 79, 93, 97, 103), and completely covers the Circular Chambers (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101).
  • the Radial Chamber in which the Piston (18) ends the current cycle nominally becomes the Radial Chamber in which the cycle begins. New cycle.
  • the Piston (18) when moving inside the hermetic chambers (Radial and Circular) favors, with its rear face, the admission of the fluid to be transferred in the current cycle through the Admission Duct (31, 33, 104, 105) and the Intake Port (05, 98).
  • the Piston (18) favors, with its front face, the displacement and compression/expulsion of the fluid admitted in the previous cycle, through the Exhaust Duct (32, 34, 106, 107) and the Exhaust Port (06 , 99).
  • the MB Intake Ducts (104) and MB Exhaust Ducts (107) are found in the Two-Face Monoblock (83, 84, 101).
  • the intake ducts and Escape remain aligned and in fluid communication when the Maltese Cross remains motionless.
  • Each Radial Chamber (14, 15, 16, 17) is in fluid communication with a Duct, either Admission (31, 33, 105) or Exhaust (32, 34, 106).
  • the Intake Duct (31, 33) is straight and runs from a central end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) until it ends at the surface of the opposite Face of the Maltese Cross, where said Intake Duct (31, 33) communicates with an Intake Port (05, 26) located at the bottom or on the floor of the Cylindrical Cavity (02) of the Monoblock (01, 22, 68) (See Figures 07, 08, 14, 16 , 18, 72).
  • the Exhaust Duct (32, 34) is straight and goes from one end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) to the surface of the opposite Face of the Maltese Cross, where said Exhaust Duct (32 , 34) communicates with an Exhaust Port (06, 29) located in the bottom or on the floor of the Cylindrical Cavity (02) of the Monoblock (01, 22, 68) (See Figures 07, 08, 14, 16, 18 ,
  • the mechanical device of the present invention that works as an Internal Combustion Engine follows the conventional Otto Cycle which is described below very briefly with only sufficient details to understand in a general way the execution of the Otto Cycle by the mechanical device of the present invention. .
  • the same fuel fluid was called, exclusively for the purposes of this brief description, with different letters (z, ay 6), to differentiate the moments in which the fuel fluid enters the Engine, and associate them with the different cycle times. Otto, and thus, the description will be more understandable.
  • the starting position mentioned below is when the Radial (14, 15, 16, 17) and Circular (04, 24) Chambers are aligned with each other, forming a sequence of Radial-Circular-Radial Chambers, and there are fluid communication between them. Additionally, the Piston (18) is located in the innermost part of the Radial Chamber (14) at the start.
  • the Maltese Cross is rotated by the Piston (18), passing from an end position to a starting position.
  • the fuel fluid Z compressed in the first cycle in the first Combustion Chamber (38) is ignited, explodes and the combustion gases of the first Combustion Chamber (38) expand, which flow through the Radial Chamber (15), pushing the Piston (18) by its rear face, and simultaneously, the fuel fluid admitted in the first cycle moves with the front face of the Piston (18), it is transferred through the Radial Chamber ( 16) towards the second Combustion Chamber (39), and is compressed inside it.
  • the Maltese Cross is rotated by the Piston (18), passing from an end position to a starting position.
  • the compressed fuel fluid is ignited in the second cycle, it explodes and the combustion gases of the second Combustion Chamber (39) expand, flowing through the Radial Chamber (16) pushing the Piston (18) through its rear face, and simultaneously the combustion gases of the second cycle are expelled to the outside through the Radial Chamber (17) and the Exhaust Duct (32, 106, 107).
  • the Maltese Cross is rotated by the Piston (18), passing from an end position to a starting position.
  • fuel fluid b is admitted through the Intake Duct (33, 104, 105) to the Radial Chamber (17) sucked by the advance of the Piston (18), with its rear face, inside the hermetic chambers , and simultaneously, the combustion gases of the third cycle are expelled to the outside through the Radial Chamber (14) and the Duct (34, 106, 107).
  • the Method for transferring fluids from one space to another of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine, can be executed using different configurations of parts.
  • a first configuration of the mechanical device operating as an Internal Combustion Engine may include the use of a Simple Monoblock One Face (01) with a cylindrical cavity for a Maltese Cross Two Chambers One Face (37) and a Steering Wheel (10) ( Figure 67).
  • a second configuration of the mechanical device operating as an Internal Combustion Engine may include the use of a Double Flywheel Monoblock (22) with a cylindrical cavity for a Maltese Cross Two Chambers One Face (37) and two Flywheels (10) ( Figure 68) .
  • a third configuration of the mechanical device operating as an Internal Combustion Engine may include the use of a Double Cross Monoblock (68) with cylindrical cavities for two Maltese Crosses, a Single Sided Single (03) and a Four-Chambered One Sided Maltese Cross (03). 79) and a Steering Wheel (10) ( Figure 80).
  • a fourth configuration of the mechanical device operating as an Internal Combustion Engine can include the use of a Simple Two-Face Monoblock (83) with a Cylindrical Cavity (02) for a Two-Face Two-Chamber Maltese Cross (103) and 2 Flywheels (10) , a Flywheel for each face of the Motor ( Figure 94).
  • a fifth configuration of the mechanical device operating as an Internal Combustion Engine can include the use of a Double Sided Flywheel Monoblock (84) with a Cylindrical Cavity (02) for a Cross of Malta Two Two-Face Cameras (103) and four Steering Wheels (10), two for each Engine Face ( Figure 96).
  • a sixth configuration of the mechanical apparatus operating as an Internal Combustion Engine may include the use of a Two-Face Double Cross Monoblock (101) with cylindrical perforations for two Maltese Crosses: a Two-Face Simple Maltese Cross (97) and a Maltese Cross Four Cameras Two Faces (93); and two Flywheels (10), one Flywheel for each Motor Face (Figure 98).
  • the driving energy is provided by the chemical energy of the fuel fluid admitted to the mechanical device, converted into mechanical energy by the expansion of the volume of the combustion gases.
  • a second aspect of the present invention comprises a mechanical apparatus that executes the Method for transferring fluids from one space to another, described in previous paragraphs.
  • the mechanical device can function as a Hydraulic Pump when the fluid it transfers is not compressible, such as a liquid, and can function as a Pneumatic Compressor when the fluid is compressible, such as a gas or gas mixture.
  • the mechanical device of the present invention works as a hydraulic pump or as a pneumatic compressor, it receives driving energy from an external energy source to carry out the transfer of the fluid from one space to another.
  • This mechanical device comprises a solid metal structure in the form of a block called Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
  • the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) used for Pump/Compressor has at least one space, preferably two cylindrical hollow spaces, called Cylindrical Cavities (02), which house Maltese Crosses (03, 97).
  • a Maltese Cross (03, 97) is a solid metal cylinder that can have at least one airtight chamber on its flat sides. It may contain two, preferably three, and more preferably four hermetic chambers alternately called First Hermetic Chamber (14) and Third Hermetic Chamber (15) in accordance with the nomenclature used in the Method for transferring fluids described above.
  • the First and Third Hermetic Chambers are the same and can be straight and radial, and for this reason they will be called Hermetic Radial Chambers or simply Radial Chambers (14, 15, 16, 17).
  • Hermetic Radial Chambers or simply Radial Chambers (14, 15, 16, 17).
  • the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17) have the same transversal profile.
  • a Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) contains at least one Second Hermetic Chamber (04, 24), -using the nomenclature used in the Method for transferring fluids described above- preferably two.
  • Each Second Hermetic Chamber (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) has a longitudinally curved shape that follows a circular path that can include arc lengths corresponding to angles from 30° to 90°, or up to 270°. Due to this circular trajectory we will call them more specifically Second Hermetic Circular Chambers, or simply Circular Chambers.
  • a Circular Chamber is born in an Admission Mouth (20, 56) in the wall of the Cylindrical Cavity (02) and also ends in the wall of the Cylindrical Cavity (02) in an Exhaust Mouth (19, 42).
  • the Simple Maltese Cross (03) is positioned inside the Cylindrical Cavity (02) it is possible to match two of the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) with the Mouths (19 and 20) of the Circular Chamber ( 04) (See Figure 01, 02, 30, 80) thus forming a single Horseshoe-shaped Chamber composed of two Radial Chambers (14 and 15, 16 and 17) and the Circular Chamber (04).
  • the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) can contain, inside, a Water Cooling Chamber (12).
  • the cooling water is circulated through this Cooling Chamber (12) through two tubes, a Water Inlet Tube (67) and an Outlet Tube (11) (See Figure 10).
  • the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) has at least two bearings, preferably three: a Left Bearing (07), a Central Bearing (08) and a Right Bearing (27) (See Figures 01, 02 , 07, 08, 09 and 10) where the Arrows turn: Driving Arrows of the Steering Wheels (09, 28, 80) and Arrows of the Maltese Crosses (25, 96), (See Figures 03, 16, 19, 30, 48 , 90, 98).
  • the mechanical device that executes the Method of the present invention to function as a Pump/Compressor also comprises at least one Flywheel (10), although it may be two, three or four Flywheels (10).
  • a Flywheel (10) is a solid body in the shape of a disk with holes in its center, through which the Short Arrow of the Driving Flywheel (09,
  • the Steering Wheel (10) is positioned on a Circular Chamber (04, 24) if it is Monoblocks (01, 22, 83, 84) for a Maltese Cross, or if it is a Double Cross Monoblock (68, 85, 101) two Flyers (10) are positioned on two Circular Chambers (04, 24).
  • the Flywheel (10) serves as an airtight cover for the same Circular Chamber(s) (04, 24) that it covers.
  • the Flywheel (10) also partially covers the Maltese Cross(es) you are working with (See Figures 19, 27, 30, 65, 68, 88, 27, 30).
  • the Flywheel (10) contains an air cooling medium on its upper face.
  • This cooling means can be a plurality of straight or curved cooling fins (92), connected to each other or not, arranged in a radial direction, perpendicular or with some inclination (See Figure 03).
  • a Flywheel (10) can have a Piston (18), or two or more Pistons (18), preferably two equiangularly distributed on the Lower Face of the Flywheel (10) (See Figure 03). When the Flywheel (10) has two Pistons (18), these are placed at diametrically opposite points on the periphery of the lower face of the Flywheel (10) (See Figure 85). When it has more than two Pistons (18), these are equiangularly distributed on the periphery of the lower face of the Flywheel (10).
  • One Handwheel (10) can turn clockwise, or anti-clockwise (thus reversing the function of the 4 Ports (05, 06, 26 and 29). If there is more than one Handwheel (10) working, both necessarily rotate in the same direction
  • the turning of the Handwheels (10) to the right, clockwise will be used as an example
  • the mechanical device for transferring fluids from one space to another can have and work with One Side, or with Two Sides, and therefore the Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) and the Maltese Crosses (03, 97) can be One Sided or Two Sided.
  • the second Face of the Monoblock and the Maltese Cross replicates the mechanism and functionality of the first Face.
  • the Single Sided Monoblocks (01, 22, 68) for Pump/Compressor are the following: a) The Single Sided Monoblock (01) ( Figure 07) is designed to be used with: i. a Single Maltese Cross (03) ii. a Steering Wheel (10) iii. has a Circular Chamber (04) IV. It has two Ports at the bottom of the Cylindrical Cavity (02), one for Admission (05) and one for Exhaust (06). b) The Single Sided Double Steering Wheel Monoblock (22) ( Figure 08) is designed to be used with: i. a Single Maltese Cross (03) ii. two Flyers (10) iii. It has two Circular Chambers (04, 24) iv.
  • the Single Sided Double Cross Monoblock (68) ( Figure 76, 83) is designed to be used with: i. two Single Maltese Crosses (03) ii. a Flywheel (10) with double Piston (18) iii. It has two Circular Chambers (04, 24) iv. has four Ports at the bottom of the Cylindrical Cavities (02), a pair of Intake (05) and Exhaust (06) Ports in one Cylindrical Cavity (02), and another pair of Ports in the other Cylindrical Cavity (02)
  • the Two-Sided Monoblocks (83, 84, 85) for Pump/Compressor have the Cylindrical Cavity (02) as a cylindrical perforation that crosses the Monoblock from side to side, with a diameter sufficient to fit a Maltese Cross. Due to the fact that these Two-Face Monoblocks (83, 84, 85) do not have the bottom or floor that meets the Cylindrical Cavities (02), the Intake Ports C (98) and Exhaust Ports (99) are located laterally on the “edge ” of the Monobloc.
  • the Two Sided Monoblocks (83, 84, 85) for Pump/Compressor are the following: a) The Simple Two Sided Monoblock (83) ( Figure 94) is designed to be used with: i. a Single Two-Faced Maltese Cross (97) ii. two Ruffles (10), one for each Face. iii. It has a Circular Chamber (04) iv. It has two Ducts in the Monoblock, one for Admission MB (104) and one for Exhaust MB (107) v. It has two Ports on the edge of the Monoblock, an Intake Port C (98) and an Exhaust Port (99). b) The Two Sided Double Handwheel Monoblock (84) ( Figure 96) is designed to be used with: i.
  • the Single Sided Monoblock (01, 22, 68) for Pump/Compressor have the Cylindrical Cavity (02) with a bottom or a floor on which sits the Maltese Cross.
  • This bottom or floor has Intake Ports (05, 26) and Exhaust Ports (06, 29) through which the working fluid is admitted and expelled.
  • Intake Ports (05, 26) and Exhaust Ports (06, 29) are aligned with the respective Intake Ducts (31, 33) and Exhaust Ducts (32, 34) that are found in the One Sided Maltese Crosses (03, 37, 79) at the moments when the Maltese Cross remains motionless.
  • the Intake Ducts (31, 33) depart, axially each one, from the central end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) until it ends at the other flat face of the Maltese Cross, being aligned with the Intake Ports (05) and Exhaust Ports (06) respectively (See Figure 07, 18).
  • the Exhaust Ducts (32, 34) depart, each one axially, from the central end of the Radial Chamber (14, 15, 16, 17) until they lead to the Maltese Cross on the opposite Face (03, 97) .
  • Each Radial Chamber (14, 15, 16, 17) is in fluid communication with a Duct, either Admission (31, 105) or Exhaust (32, 106).
  • Double Sided Monoblocks (83, 84, 85) for Pump/Compressor have Intake (98) and Exhaust (99) C Ports located on the edge of the Monoblock. These Ports C (98, 99) are fluidly communicated through the respective Intake Ducts MB (104) and Exhaust MB (107) inside the Monoblock (83, 85, 101) that lead to the internal part of the Cylindrical Cavity ( 02) (See Figure 71).
  • a Maltese Cross (03, 37, 79, 93, 97, 103) is a solid metal cylinder with a hole in the center.
  • a Maltese Cross (03, 37, 79, 93, 97, 103) has no momentum of its own and can rotate freely on its axis attached to its respective Maltese Cross Arrow (25) but only rotates when moved by the Piston ( 18) of the Flywheel (10).
  • a Maltese Cross can have on its flat faces at least one Hermetic Chamber. It can contain two, preferably three, and more preferably four Radial Chambers formed in low relief, equidistant from one another.
  • a Maltese Cross (03, 37, 79, 93, 97, 103) has a First Hermetic Chamber (14) and a Third Hermetic Chamber (15) in accordance with the nomenclature used in the Method for transferring fluids described previously.
  • the First and Third Hermetic Chambers are the same and can be curved or straight and radial, preferably straight and radial perpendicular to each other forming a Cross (See Figures 14, 15 and 16), and for this reason they will be called Hermetic Radial Chambers or simply Chambers. Radials (14, 15, 16, 17).
  • the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17) have the same transversal profile.
  • the mechanical device for transferring fluids from one space to another can have and work with One Side, or with Two Sides, and therefore the Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) and the Crosses of Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) can be One-Headed or Double-Headed.
  • Each Maltese Cross has at the bottom of the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) some axial ducts that run from each Radial Chamber (14, 15, 16, 17) parallel to the Arrow of the Maltese Cross (25 ) called Ducts (31, 32, 33 and 34) or Ducts T (105, 106). When it comes to a One Sided Maltese Cross they are Ducts (31,32, 33,34).
  • Ducts T 105, 106
  • the Ducts running from each Radial Chamber lead towards each other and meet each other forming a single duct, from which a new duct is born that ends in the circular face of the Maltese Cross forming a T (See Figures 71, 99, 102).
  • the mouths of these Ducts are aligned either with Ports (05, 06) at the bottom of the Cylindrical Cavity in the Monoblock, or with Ducts MB (104, 107) that flow into Ports C (98, 99) on the edge of the Monoblock.
  • the Maltese Cross (03) acts as a rotary valve.
  • the Lumbreras (05, 06, 98 99) are closed when the Maltese Cross (03) is rotating (See Figure 07 and 10) and open when it is parked, immobile.
  • the Simple Monoblock has a Cooling Chamber (12)
  • the lower part of the Maltese Cross (03) is submerged in the cooling water of this chamber.
  • the Maltese Cross (03) has at least one means to seal the upper mechanism of the Maltese Cross (03) from the lower part where the cooling water is located.
  • This sealing means comprises a perimeter groove in the Maltese Cross (03) and a Water Seal (41) (See Figures 14 and 86) that can be a ring that is not closed, and that can have a circular cross section, rectangular, or prismatic, preferably rectangular.
  • the ring is inserted under pressure in the perimeter groove, and thanks to the flexibility of the ring material to recover its original shape after subjecting it to deformation, it exerts pressure outwards, that is, towards the wall of the Central Cavity (02 ), achieving in this way hermetically sealing the Maltese Cross (03).
  • a Piston (18) is a small arrow in which at one of the ends there is a head in which Seals are assembled that seal the Chambers through which the Piston (18) travels.
  • a Piston (18) has the same cross-sectional profile as the Circular Chambers (04, 24) and the Radial Chambers (14, 15, 16, 17), and moves within them in operating cycles, where each cycle comprises go through at least two, preferably three hermetic chambers whose mouths are aligned so that the Piston (18) crosses from one chamber to another fluidly.
  • the Piston (18) is placed on the lower face of the peripheral area of a solid disk called Flywheel (10), which rests on the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) and the Cross (ces) from Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103).
  • a Flywheel (10) can contain at least one, preferably two Pistons (18). When there are two Pistons (18), they are placed at diametrically opposite points on the Flywheel (10).
  • Said Steering Wheel (10) partially covers the Maltese Cross(es) (03, 37, 79, 93, 97, 103), and completely covers the Circular Chambers (04, 24) of the Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
  • Said turn of the Maltese Cross (03, 37, 79, 93, 97, 103) is driven by the Piston (18) which, in the final part of the cycle, is inside the Radial Chamber (14, 15, 16 , 17) where the current cycle ends.
  • the Piston (18) begins to rotate at point (21), which is the starting point of each cycle, that is, in the innermost part or at the bottom of the Third Hermetic Chamber (15).
  • point (21) is the starting point of each cycle, that is, in the innermost part or at the bottom of the Third Hermetic Chamber (15).
  • the Radial Chamber in which the Piston (18) ends the current cycle nominally becomes the Radial Chamber in which the current cycle begins. New cycle.
  • the Piston (18) when moving inside the hermetic chambers (Radial and Circular) favors, with its rear face, the admission of the fluid to be transferred in the current cycle through the Admission Duct (31, 33, 104, 105) and the Intake Port (05, 98).
  • the Piston (18) favors, with its front face, the displacement and compression/expulsion of the fluid admitted in the previous cycle, through the Exhaust Duct (32, 34, 106, 107) and the Exhaust Port (06 , 99).
  • the Piston as a set of parts is made up of a Piston Trunnion (64), the Piston (18) itself, and individual Piston Seals (47, 48).
  • the Piston Journal (64) inserts into a piston bearing.
  • the entire set of Piston parts is located on the underside and near the periphery of a Flywheel (10). (See Figures 03,
  • the Piston (18) and the Piston Trunnion (64) can form a single piece, in which case, the Piston (18) is located at one end of the Trunnion, and the Piston Bearing at the other end, which serves to Join the Piston Trunnion (64) with the lower face of the Simple Flywheel (10) and allow it to rotate (See Figure 03).
  • Piston bearing located in the center of the Piston (18) serves to join the Piston (18) and the Piston Journal (64).
  • the Piston (18) rotates freely on the axis of the Piston Trunnion (64).
  • the Piston can have a cubic or prismatic shape, preferably cubic (See Figure 03).
  • the Piston (18) has accommodation Slots (63) for a system of Seals (47 and 48), which seal the Chambers through which the Piston (18) travels.
  • This housing means comprises at least one Slot (63), preferably two, that run axially around the Piston (18) (See Figures 04 and 05). As it passes, the Piston (18) divides the Circular Chamber (04, 24) into two Chambers, a Front Chamber and a Rear Chamber (See Figure 19), with respect to the advance of the same Piston (18).
  • the Piston (18) bifunctional feature means that the mechanical device that works as a Pump/Compressor can execute two times of the Pumping Cycle simultaneously: the Fluid Admission time, which is always behind the Piston (18) in its Rear Chamber, and the Compression/Expulsion time of the fluid, which is always ahead of the Piston (18) in its Front Chamber (See Figure 19).
  • the mechanical device of the present invention that functions as a Pump/Compressor (See Figure 65) can carry out two times, one for Fluid Admission with the Front Face (A) of the Piston (18) and another for Compression/Expulsion of fluids with its Rear Face (B) of the Piston (18), with the following characteristics: both times are performed by the Piston (18) simultaneously during each Cycle that lasts one revolution (360°) without presenting any Dead Point, the Piston working (18) in Punto Vivo at all times.
  • the Live Point is defined in a mechanical context, and for the purposes of this application, at the moment in which a plunger and its piston possess kinetic energy, particularly when they have a speed, that is, when there is movement transmission.
  • the Dead Point is the moment in which the plunger and its piston do not have kinetic energy, particularly when their speed is zero, that is, when there is no transmission of movement.
  • the Live Point occurs when the Motor Torque is the Maximum, understanding by Torque the product of the Force by its Lever Arm.
  • the Dead Point occurs when the Arm is equal to zero.
  • the Arm is never zero and is constantly equal to the Radius during the 360° of each Revolution and the Torque is the maximum during the 360° of each Revolution.
  • a first configuration of the mechanical device to be used as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a Single Sided Monoblock (01) ii. a Single Maltese Cross (03) iii. a single Steering Wheel (10).
  • a second configuration of the mechanical apparatus for use as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a One-Sided Double Flywheel Monoblock (22) ii. a Single Maltese Cross (03) iii. two Ruffles (10)
  • a third configuration of the mechanical apparatus for use as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a Monoblock Double Cross One Face (68) ii. two Single Maltese Crosses (03) iii. a Steering Wheel (10).
  • a fourth mechanical apparatus configuration for use as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a Simple Two-Face Monoblock (83) ii. a Single Two-Faced Maltese Cross (97) iii. two Flywheels (10) with double Piston (18), one Flywheel for each side of the Monoblock (83).
  • a fifth mechanical device configuration for use as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a Monoblock Double Steering Wheel Two Faces (84) ii. a Simple Two-Sided Maltese Cross (97) iii. four Flywheels (10) with double Piston (18), two Flywheels for each side of the Monoblock (84).
  • a sixth mechanical apparatus configuration for use as a Pump or Compressor may comprise the use of: i. a Monoblock Double Cross Two Faces (101) ii. Two Single Two-Faced Maltese Crosses (97) iii. two Flywheels (10) with double Piston (18), one Flywheel for each side of the Monoblock (85).
  • the single Fluid Pump (69) has a Rest Lock (53), located either on the Single Monoblock (01) or on the Maltese Cross (03), which immobilizes the Maltese Cross (03) when it is uncoupled Steering Wheel (10).
  • the Rest Insurance is used so that the Maltese Cross (03) maintains the alignment of the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) with the Mouths (19 and 20) while the Piston (18) travels through the Circular Chamber ( 04, 24) and re-enter the Radial Chamber (14, 15, 16 or 17) next.
  • This Rest Insurance can work through magnetic principles (See Figure 105), electro-magnetic, optical, mechanical, or a combination of them.
  • the Rest Lock is a mechanical means comprising a Spring for Rest Lock (53) and a Ball (55) that are inserted inside a Hole made radially either in the Simple Monoblock (01) or in the Cross of Malt (03).
  • a Rest Lock (53) located in the Simple Monoblock (01) will be used (See Figure 69).
  • This Rest Insurance (53) points towards the center of the Cylindrical Cavity (02).
  • the Ball (55) has a Spring (54) that pushes it against the Maltese Cross (03). It has a screw (57) that holds the Insurance.
  • the Maltese Cross (03) has a Registry (102) of the Rest Insurance (53).
  • the Rest Insurance (53) and its Registration, when found, will cause the Maltese Cross (03) to remain temporarily immobile, until the Piston (18) re-engages with the Maltese Cross (03) in the next revolution.
  • the Retirement Insurance Registry (102) can work through magnetic, electro-magnetic, optical, mechanical principles or a combination of them.
  • the identification means of the Rest Insurance is a mechanical means that comprises a hole in the side wall of the Maltese Cross (03), said hole is partially complementary to the Ball (55) of the Rest Insurance (53).
  • the Maltese Cross (03) rotates and this hole finds the Ball (55), this Ball (55) pushed by the Spring (54), lodges partially in the hole, causing the immobilization of the Maltese Cross (03) .
  • the mechanical device of the present invention has a Seal system. There are Seals in the Circular Chambers (04, 24) and Seals in the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17).
  • the Seals in the Circular Chambers (04, 24) are two in the form of C called Seals C (43 and 44) (See Figure 11) that are placed on the walls of the Circular Chamber (04).
  • These Seals C (43 and 44) are long flat rectangular plates curved on one of their flat faces in the shape of a 270° circular arc that are each placed on one wall of the Circular Chamber (04, 24).
  • the longest side of each Seal C (43 and 44) has the same length as the wall of the Circular Chamber (04), where it is placed.
  • the Seals C rest, each one, in respective Slots (50 and 51) in the form of a circular arc of 270° C that are located at the base and along the walls of the Circular Chambers (04, 24 ) (See Figure 07 and 10).
  • These Slots (50 and 51) each have at least three holes (13) conveniently distributed throughout their length, in which springs (66) are housed that push and press Seals C (43 and 44) upwards. against the Flywheel (10) forming a hermetic seal between the Circular Chambers (04, 24) and the exterior from the top.
  • the seals in the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17), are of two types.
  • a first type of seal is in the form of a "U” called Seal U (49) formed by three pieces that are the Seal U (49) and two Extensions (45) (See Figures 12 and 13 and 14).
  • the second type of seal is a Flat Seal (36) formed by two pieces that are the Flat Seal (36) and an Extension (46) (See Figures 12 and 14).
  • the U-Seals (49) are flat, rectangular sheets curved on one of their flat faces in the shape of a "U” that are placed at the bottom of the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) and rest in U-Slots (65 ) (See Figure 16) similar in function to the Slots (50 and 51).
  • the U Slots (65) have at their base four or more holes (13) spaced along each Slot (See Figure 15), where a Spring (66) is housed in each of them whose function is to push upwards (axially) to the U-Seal (49) to seal the Radial Chamber (14, 15, 16, or 17) against the Flywheel (10).
  • the ends of the U-seals (49) have a half lap joint finish. It has two or more suitably spaced longitudinal holes (13) where two separate Springs (66) are housed (See Figures 12 and 13).
  • the two (45) U-Seal Extensions are an Extension at each end of (49) U-Seal, and are short, flat sheets, which have the end adjacent to (49) U-Seal terminated with a half lap joint with two or more holes (13) spaced so that they coincide with the holes of the U-Seals (49).
  • the Springs (66) of the U-Seals (49) are housed in these holes.
  • the ends of the U-Seals (49) with a half lap joint finish butt perfectly with the ends of the Extensions (45) that also have a half lap joint finish See Figures 12 and 13).
  • the Spring (66) has the function of pushing the U-Seals (49) and their Extensions (45) towards opposite directions, to seal the Radial Chamber (14, 15, 16 or 17) against the Monoblock.
  • the Flat Seals (36) are flat, short sheets, placed with a flat face on the floor of the Radial Chambers (14, 15, 16 or 17), and have one end with a flat that abuts at the bottom with the Seal U (49). Its other end has a half overlap joint termination with longitudinal holes where the Springs (66) are housed (See Figures 12 and 13).
  • the Flat Seals (36) have a transverse perforation near the end that abuts the U-Seal (49) which has the same cross-sectional shape and position as the Ducts (31, 32, 33, 34) to allow the passage of the Fluid between the Radial Chambers (14, 15, 16, 17) and the Ducts (31, 32, 33, 34 and 35), which in turn lead to the Intake and Exhaust Ports (05 and 06).
  • the Extensions (46) of the Flat Seals (36) have one end with a curved finish that adjusts to the curvature of the Cylindrical Cavity (02) of the Maltese Cross (03), and the other end has a half-joint finish. overlap with a central longitudinal hole so that it coincides with the hole (13) of the Flat Seal (36).
  • the Springs (66) are housed in the hole (13), which push the Flat Seal (36) and its Extension (46) in opposite directions to seal the Radial Chambers (14, 15, 16 or 17) against the Simple Monoblock (01 ).
  • the mechanism of Sealing is based on keeping the surface of the Piston (18) closely joined to the surface of the Radial and Circular Chambers, conserving the sliding capacity.
  • the Piston (18) has channels or Piston Slots (63) where the seals (47, 48) are embedded, which are pushed radially by the action of a linear expansion means (66) (See Figures 04 and 05).
  • a linear expansion means can be, without being limited to, expansion rings, corrugated or zig-zag sheets, long sheets wound on themselves, helical compression springs, spirals, springs, etc., preferably helical springs (66). compression.
  • the Piston (18) can contain in its head one or several elements made of materials or composites, such as springs, which have the property of being able to deform elastically, called Impellers, and a series of elements called Piston Seals.
  • the Impellers are placed between the Piston head (18) and the Piston Seals, and they exert an outward pressure, resting on the head itself, or on the Piston Seals, and their function is to push the Piston Seals against the chamber walls (04, 24, 14,15,16 and 17).
  • the Drivers are open springs.
  • the Piston Seals are complementary solid pieces that are coupled together and are classified into two types: 4 Lower Seals (47) and 4 Upper Seals (48) (See Figures 04 and 05) .
  • Each Lower Seal (47) engages and interacts with an Upper Seal (48) through a common Spring (66). In the same way, two Lower Seals are coupled and interact with each other through a common Spring (66) (See Figure 05).
  • the Lower Seals (47) and Upper Seals (48) have in the central axis of each arm that interacts with a second Seal, a hole (13) in which the Spring (66) common to the two seals is housed (See Figure 05) .
  • Each Lower Seal (47) shares two Springs (66), one with another Lower Seal (47) and one with an Upper Seal (48).
  • Each Upper Seal (48) shares only one Spring (66) with one Lower Seal (47).
  • In the piston head (18) there is at least one, preferably two, parallel sealing lines, each with at least one Impeller and one Seal, which for the specific case being described, consists of 2 parallel sealing lines each with 4 seals: 2 Lower Seals (47) and 2 Superior Seals (48).
  • the cross section of both the Circular Chamber (04) and that of the Piston (18) necessarily have complementary profiles to couple with each other. The same happens between the profile of the Piston (18) and the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17).
  • the Cross Section of the Piston (18) can be square, rectangular, or can have the bottom face in a semicircular shape.
  • the Bottom Seals (47) When the bottom face is not flat in shape, such as a semi-circular shape, the Bottom Seals (47) will be shaped appropriately to fit and mate with the Piston head (18). In the same way, if the bottom of the Piston head (18) is not flat, the cross-sectional profiles of the Left Circular Chamber (04) and the Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) will also have a complementary cross-sectional profile. to the piston head (18).
  • the prismatic shape of the Piston (18) guarantees that the perpendicularity of the Lower (47) and Upper (48) Seals is always maintained against the walls of the Chambers (04, 14, 15, 16 and 17), in order to guarantee the tightness.
  • the basic configuration of the mechanical device of the present invention in its versions as a Pump and as a Simple Compressor comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figures 20, 65)
  • the Piston (18) enters the Circular Chamber (04) through the Left Intake Port (20) and continues turning to the Right, passing through Point (61) (See Figure 22) and reaching the Exhaust Port (19). ) (See Figure 23), where it re-enters the Maltese Cross (03) through its Radial Chamber (15).
  • the Piston (18) and the Maltese Cross (03) rotate together 45° and return to the Point (21) (See Figure 24).
  • the Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Maltese Cross (03) (See Figure 20) and turns to the Right to exit the Radial Chamber (14), compressing into the fluid with its Front Face (A).
  • the Piston (18) leaves the Chamber (14) of the Maltese Cross (03), passes through the Left Inlet (20) (See Figure 21) and enters the Circular Chamber (04). It continues turning to the right, passes through Point (61) (See Figure 22) and reaches the Escape Mouth (19) (See Figure 23), where it re-enters the Maltese Cross (03) through its Radial Chamber (15 ).
  • the Piston (18) is coupled to the Maltese Cross (03) and rotate together 45° to reach the Point (21) (See Figure 24).
  • the compressed fluid leaves the mechanical device through the Duct (32) and the Exhaust Port (06), ending the Compression or Pumping Time.
  • REVOLUTION 1,23, 4 ADMISSION AND COMPRESSION
  • the mechanical device of the present invention can be enhanced to double its capacity, using the two faces of the Monoblock, to convert it from a Simple One-Sided Monoblock (01) into a Simple Monoblock of Two Faces (83).
  • the operation of the mechanical device of the present invention when it works as a Pump/Compressor on Two Faces does not require additional explanations as it is identical to the operation of the One Face already described. See Table 3.
  • the typical configuration of the mechanical device of the present invention in its versions as a Pump or as a Compressor with Double Flywheel, comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figure 29)
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) (See Figure 25). Turn left and discover the Intake Port (05). The Left Piston (18) Admits (sucks) the Fluid with its Rear Face (B) through the Duct (31) and through the Intake Port (05). It continues its Intake turn, exits through the Left Intake Mouth (20) (See Figure 26) and enters the Chamber (04). The Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it. The Left Piston (18) continues turning to the Right, passes through Point (61) (See Figure 27) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 28), where it enters the Maltese Cross (03) by its Radial Chamber (15).
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Radial Chamber (16) of the Maltese Cross (03) (See Figure 25). Turn Right to exit the Radial Chamber (16), admitting (sucking) the fluid with its Back Face (B). The Right Piston (18) leaves the Chamber (16) of the Maltese Cross (03) through the Right Intake Mouth (56) (See Figure 26). The Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance immobilizes it. The Right Piston (18) enters the Circular Chamber (24). The Right Piston (18) passes through Point (62) (See Figure 27) and reaches the Right Exhaust Mouth (42) (See Figure 28), where it enters the Maltese Cross (03) through its Radial Chamber ( 17).
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Maltese Cross (03) (See Figure 25). Turn Right and discover the Escape Port (06). It compresses the fluid with its Front Face (A) through the Chambers (14, 04 and 15) and expels it from the mechanical device through the Duct (32) and through the Exhaust Port (06).
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Radial Chamber (16) of the Maltese Cross (03) (See Figure 25). It turns Right to exit the Radial Chamber (16), compressing the fluid with its Front Face.
  • the Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it.
  • the Right Piston (18) leaves the Chamber (16) of the Maltese Cross (03), passes through the Right Intake Mouth (56) (See Figure 26) and enters the Circular Chamber (24). Go through Point (62) (See Figure 27) and it reaches the Right Exhaust Mouth (42) (See Figure 28), where it enters the Maltese Cross (03) through its Radial Chamber (17).
  • the Piston (18) and the Maltese Cross (03) rotate together 45° and arrive at the Point (35) (See Figure 29).
  • the fluid leaves the mechanical apparatus through the Exhaust Port (29).
  • REVOLUTION 1, 2, 3 and 4 ADMISSION AND COMPRESSION
  • the mechanical device of the present invention in its operation as a Pump/Compressor has been described up to now in a Double Flywheel Monoblock (22), Single Sided, with two Circular Chambers ( 04, 24) and with two Flywheels (10).
  • the invention can be assembled in a Double Flywheel Monoblock (84), with Two Faces, four Circular Chambers (04, 24), with four Flywheels (10) and with four Pistons (18), so that it works as much as Double. Pump, like Compressor.
  • the operation of the Rear Face of the Monoblock (85) works exactly the same as the Front Face described above. See Table 4.
  • the typical configuration of the mechanical apparatus of the present invention when it functions as a Double Cross Pump or Compressor comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figure 70)
  • the Left Piston (18) starts from Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Left Maltese Cross (03) (See Figure 70), which turns to the left and reveals the Luminaire (05) of Admission.
  • the Left Piston (18) Admits (sucks) the Fluid with its Rear Face (B) through the Duct (31) and through the Intake Port (05). It continues its Intake turn, exiting through the Upper Intake Mouth (56) (See Figure 30).
  • the Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance immobilizes it.
  • the Left Piston (18) enters the Upper (04) Chamber.
  • the Maltese Cross (03) Left is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it.
  • the Left Piston (18) continues turning to the Right, passes through Point (61) (See Figure 74) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 75), where it couples with the Maltese Cross (03 ) Right by its Radial Chamber (fifteen).
  • the Left Piston (18) and the Right Maltese Cross (37) rotate together 45° and arrive at Point (35) (See Figure 76).
  • Point (35) the Left Duct (31) and the Chambers (14, 04 and 15) are filled with Fluid and the Left Admission Time ends.
  • REVOLUTION 1 OF 4 ADMISSION. LOWER SIDE.
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Chamber (14) of the Right Maltese Cross (03) (See Figure 70).
  • the Right Piston (18) rotates to the Right, Admitting (sucking) the fluid through its Duct (31) and the Admission Port (26). It exits through the Lower Intake Mouth (20) (See Figure 30) where the Right Maltese Cross (03) is parked and the Rest Lock (53) immobilizes it.
  • the Right Piston (18) enters the Lower Chamber (24), continues turning to the Right, passes through Point (62) (See Figure 74) and reaches the Lower Exhaust Mouth (42) (See Figure 75), where it enters the Maltese Cross (03) Left by its Radial Chamber (15).
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Left Maltese Cross (03) (See Figure 70). It turns to the right to exit the Radial Chamber (14), Compressing the fluid with its Front Face (A). It comes out through the Upper Intake port (56) (See Figure 30). The Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance immobilizes it.
  • the Left Piston (18) enters the Circular Chamber (04). It passes through Point (61) (See Figure 74) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 75), where it enters the Maltese Cross (03) Right through its Radial Chamber (15).
  • the Left Piston (18) and the Right Maltese Cross (03) are coupled, rotate together 45° and arrive at Point (35) (See Figure 76). The fluid is expelled through the Duct (32) and the Exhaust Port (06), outside the mechanical device.
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Right Maltese Cross (03). (See Figure 70). It turns Right to exit the Radial Chamber (14), Compressing the fluid with its Front Face. Go through the mouth of Lower Intake (20) (See Figure 30). The Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance immobilizes it.
  • the Right Piston (18) enters the Circular Chamber (24). It passes through Point (62) (See Figure 74) and reaches the Lower Exhaust Mouth (42) (See Figure 75), where it enters the Left Maltese Cross (03), through its Radial Chamber (15).
  • the Right Piston (18) and the Left Maltese Cross (03) are coupled, rotate together 45° and arrive at Point (21) (See Figure 76). The fluid is compressed by the Duct (32) and the Exhaust Port (06), outside the mechanical device.
  • the operation of the mechanical device of the invention was described, working with a Monoblock Double Cross, Single Sided (68).
  • the present invention can also use a Two-Sided Double Cross Monoblock (85), to double the capacity of the mechanical device, both for the Pumps and for the Motors.
  • the Intake Ports (98) and Exhaust Ports (99), as there is no bottom of the Monoblock where they were placed, have been moved to the edge of the Monoblock and reach radially to the Maltese Cross (03, 37, 97) through intake ducts (104) and Exhaust (107) (See Figure 71).
  • the operation of the Rear Face of the Monoblock (85) works exactly the same as the Front Face, described above. See Table 5.
  • the Maltese Cross used in the mechanical device of the present invention when it works as an Internal Combustion Engine is similar to the Maltese Cross (03) (See Figures 15 and 16) described for when it works as a Pump or Compressor. Outwardly, both Crosses (03 and 37) are similar, but the Maltese Cross (37) has two Combustion Chambers (38 and 39) inside, located below the Radial Chambers (16 and 17), which communicate with them through the Ducts (33 and 34). (See Figure 14).
  • the Fluid Pump of the present invention operating as an Internal Combustion Engine, is the one that provides motive power, coming from the energy released by the combustion of fuel Fluids, and this is channeled through its Arrows ( 09 and 28) to the outside.
  • the Maltese Cross Engine is a double engine since it comprises a single Piston (18) that performs two strokes of the Otto Cycle simultaneously (one time in front of the Piston with its Face (A) Front, and another time behind the Piston with its Face (B) Back). This means that the 4 strokes of the Otto Cycle are executed ahead of the Piston (18) and another 4 strokes of the Otto Cycle ahead of the Piston (18). behind the Piston (18), which means that a single Piston (18) works two combustion engines, one in front and the second behind.
  • the Motors (1 and 2) carry out the four times of the Otto Cycle alternately, in front and behind the Piston (18), in the Front chamber, and in the Rear chamber (with respect to the Piston).
  • the mechanical apparatus of the present invention can not only scale its capacity and function as four and eight Motors, if the Monoblock is configured with two Circular Chambers per side and if it is configured to work on the Two Faces of the Monoblock: Monoblocks (22, 84 , 101).
  • the Piston (18) never has a Dead Point as it happens with all conventional reciprocating type Pistons.
  • the Piston (18) is always in Live Point during the 360° of each revolution, always maintaining a constant angular speed.
  • the Piston (18) does not lose its kinetic energy in each half revolution, as conventional reciprocating Pistons do, because they have a rectilinear path, which causes them to stop, to return along the same rectilinear path.
  • the working fluid in a Maltese Cross Engine may be a combustible carburetted mixture that may contain combustible gases or vapors of combustible liquids. They can be atomized combustible liquids, mixed with an oxygen-containing gas, which is generally air, in appropriate quantities that lead to the ignition of the mixture, with the provision of a minuscule energy discharge and sufficient to initiate combustion, such as electrical spark from a spark plug.
  • the working fluid can also be a gas that contains an oxidant such as oxygen, and this gas can be air, in the case of a Maltese Cross Engine with diesel injectors where the fuel is injected into the oxidant gas just before reaching the Starting Points (21 and 35).
  • the Combustion Chambers (38 and 39) of the Maltese Cross (37) each have a spark ignition means, such as Spark Plugs (52) (See Figures 31 and 71) they can have fuel Injectors, arranged conveniently in the body of the Maltese Cross (37), and therefore, the Maltese Cross Engine of the present invention can run on Gasoline or Diesel.
  • the Combustion Chambers (38 and 39) have a variable volume, so the Compression Ratio can be adjusted, and consequently it is possible to work with fuel fluids of different octane ratings such as propane, butane, isooctane, gasoline of different grades, liquefied gas, compressed gas, various alcohols such as methanol, ethanol, propanol and their mixtures, using a Maltese Cross (37) with adjustments in the volume of its Combustion Chambers (38 and 39) according to be the fuel with which the Maltese Cross Engine will be used.
  • octane ratings such as propane, butane, isooctane, gasoline of different grades, liquefied gas, compressed gas, various alcohols such as methanol, ethanol, propanol and their mixtures
  • Each Combustion Chamber (38 and 39) is a hollow cylinder aligned axially under its respective Radial Chamber (16 and 17), which has at least one hole at the bottom, which communicates with the outside, which serves as a vent (See Figures 14 and 97).
  • the Combustion Chamber that, when turning the Cross of Malta, moving forward is the Combustion Chamber (38) associated with the Radial Chamber (16), it will be called the Forward Combustion Chamber (38) and the Rear Combustion Chamber (39), associated with the Radial Chamber ( 17) (See Figure 32).
  • the two Combustion Chambers (38 and 39) each have inside a Plunger (40) that oscillates along the Combustion Chamber (38 and 39) supported at the bottom of the Chamber by a temporary storage medium of mechanical energy, such as a Piston Spring (59) (See Figure 14 and 71) that pushes the Piston (40) upwards, towards its Top Dead Center.
  • a Piston Spring 59
  • the Top Dead Center of each Plunger (40) is the point where the Plunger (40) makes contact with the bottom of the respective Radial Chamber (16 and 17).
  • a Stop (58) (See Figures 14, 100) conveniently arranged with the Plunger Spring (59).
  • the Stop (58) is a means that determines three things: the maximum distance that the Plunger (40) can advance, the volume of each Combustion Chamber (38 and 39), and the Compression Ratio of the Maltese Cross Engine.
  • the Stops (58) can be as simple as a manually set screw, or as complex as an electromechanism (eg a servo motor) controlled by a computer.
  • the position of the Stop (58) inside the Combustion Chamber (38 and 39) is variable and is set according to the type of fuel fluid with which the Maltese Cross Engine is going to work.
  • the Stops (58) fix the Lower Dead Center of the respective Piston (40), modify the volume of the Combustion Chamber (38 and 39) of which it is a part, and consequently, modify the Compression Ratio the motor.
  • the typical configuration of the mechanical device of the present invention in its version as a Simple Motor comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figures 31, 32, 67)
  • the Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Maltese Cross (37) (See Figure 32).
  • the Piston (18) turns to the Right driving the Maltese Cross (37) to turn to the left, to open the Intake Port (05).
  • the Piston (18) continues its Intake rotation, passes through the Left Intake Mouth (20) ( See Figure 33) and uncouples from the Maltese Cross (37), which is parked.
  • the Rest Insurance (53) immobilizes her.
  • the Piston (18) leaves the Chamber (14) to enter the Combustion Chamber (04).
  • the Piston (18) passes through Point (61) (See Figure 34) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 35), where it enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber (15) .
  • Piston (18) and Maltese Cross (37) mate, rotate 45° together and arrive at Point (21). (See Figure 36).
  • the Piston (18) makes a complete revolution and reaches the Point (21)
  • the Duct (31) and the Chambers (14, 04 and 15) are filled with Fluid and the Admission Time ends.
  • the Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (15) of the Maltese Cross (37) (See Figure 36). Turn Right to exit the Radial Chamber (15), compressing the Fluid with its Forward (A) Face. The Piston (18) leaves the Chamber (15) through the Left Intake Port (20) (See Figure 37). The Maltese Cross (37) is parked, and the Rest Insurance (53) immobilizes it. The Piston (18) enters the Chamber (04). It passes through Point (61) (See Figure 38) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 39), where it enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber (16). Piston (18) and Maltese Cross (37) mate, rotate 45° together and arrive at Point (21). (See Figure 40).
  • the Compressed Fluid is deposited in the Combustion Chamber (38). Inside the Chamber (38), the Fluid Pressure overcomes the Spring (59) and the Piston (40) moves to its Lower Dead Point, ending the Compression Time.
  • the Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Chamber (16) of the Maltese Cross (37). (See Figure 40). Opportunely, the combustible mixture explodes in the Combustion Chamber (38) and the pressure of the gases drives the Piston (18) through its Rear Face (B) and makes it turn to the Right, so that it leaves the Radial Chamber (16) . Pass by the Left Intake Mouth (20), enters the Chamber (04) (See Figure 41) and uncouples from the Maltese Cross (37), which is parked. The Piston (18) continues turning to the Right, passes through Point (61) (See Figure 42) and reaches the Exhaust Mouth (19) (See Figure 43), where it enters the Maltese Cross (37) by its Radial Chamber (17). The Piston (18) and the Maltese Cross (37) are coupled, rotate together 45° and arrive at Point (21) (See Figure 44), where the Explosion Time ends.
  • the Left Piston (18) starts from Point (21), at the bottom of the Chamber (17) of the Maltese Cross (37) (See Figure 44), which turns to the Left and reveals the Exhaust Port (06). It leaves the Maltese Cross (37) through the Point (20).
  • the Maltese Cross (37) is stationary due to lack of momentum and due to the action of the Rest Insurance (53). (See Figure 45).
  • the Left Piston (18) enters the Chamber (04). It continues turning to the Right, passes through Point (61) (See Figure 46) and reaches the Escape Mouth (19), (See Figure 47), where it enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber ( 14).
  • the operation of the mechanical device of the present invention has been described, as an Internal Combustion Engine, configured with a Simple Monoblock (01) for only One Side, but the device can also be operated at twice its capacity, using both sides. of the Monobloc.
  • the operation of the mechanical device of the present invention using its second Face is identical to that described for its Face A. See Table 6.
  • the mechanical device of the present invention as an Internal Combustion Engine, has so far been described as a Simple Engine, mounted on a Simple Monoblock (01), with a single Circular Chamber (04) and a single Flywheel (10) and Piston (18).
  • the present invention can be extended to Double, to function as a Quad Motor; just use a Double Flywheel Monoblock (22).
  • the present Invention presents two Double Monoblocks (22 and 68), two versions of the Double Maltese Cross Engine are described.
  • the mechanical device functioning as an Internal Combustion Engine, and configured with two Circular Chambers (04, 24) it would be a Quad Motor.
  • the Monoblocks that have two Circular Chambers, can give rise to a Quadruple Engine are:
  • the Double Flywheel Engine of the present invention has a Double Flywheel Monoblock (22) with two Circular Chambers (04 and 24) placed on the sides of a Central Maltese Cross (37) (See Figure 48).
  • the Double Monoblock (22) has a Water Cooling Chamber (12) (See Figure 72).
  • the Double Flywheel Engine in addition to having a Double Flywheel Monoblock (22), has all the functional elements that comprise the Simple Maltese Cross Engine, that is: it has two Circular Chambers (04 and 24), two Flywheels (10), each one with its Piston Trunnion (64) and its Piston (18), a Maltese Cross (37) two Combustion Chambers (38 and 39) and the Seal System already described.
  • the Double Flywheel Monoblock (22) has four Ports, two Admission (05, 26) and two Exhaust (06, 29), three bearings (07, 08, 27) (See Figures 02, 08, 09, 48) , for the Arrows of the Frills (09, 28) and the Arrows (25, 96) of the Maltese Cross (See Figures 48, 68, 74, 98).
  • the Maltese Cross (37) of the Double Flywheel Engine is the same as that described for the Single Engine.
  • Double Flywheel Engine is a quadruple engine since its two Pistons (18) work on both Faces (A and B) and carry out the four strokes of the Otto Cycle simultaneously: two strokes on the Left Piston (18) and two strokes on the Right Piston (18).
  • the Double Flywheel Motor (quadruple) is made up of four Motors on the same side of the Double Flywheel Monoblock (22).
  • the Left Motors are 1 and 2 and share the Left Piston (18), and the Right Motors are 3 and 4, which share the Right Piston (18).
  • the Double Flywheel Engine of the present Invention is capable of carrying out the four strokes of the Otto Cycle (Intake, Compression, Explosion and Exhaust) at the same time and also, in a new way, produces an Explosion in each revolution.
  • the four Motors are independent of each other, in the sense that they are not mechanically interconnected with each other in any way, although they are perfectly synchronized in their rotation.
  • the mechanical synchronization of the two Flywheels (10) of the Left (1 and 2) and Right (3 and 4) Engines is essential to guarantee that the two Pistons (18) enter the Maltese Cross (37) and that they exit exactly at the same time.
  • the mechanical synchronization equipment is the same as that described in the Double Pumps Chapter: Gears, Chains, Pulleys, Belts, etc. (See Figure 06).
  • OPERATING DYNAMICS DOUBLE FLYWHEEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE ONE SIDE
  • the typical configuration of the mechanical apparatus of the present invention in its version as a Double Flywheel Motor comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figures 48, 49, 68).
  • the Left Piston (18) starts from Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Maltese Cross (37) (See Figure 57), which turns to the Left and reveals the Luminaire (05) of Admission. It admits (sucks) the Fluid with its Rear Face (B) through the Duct (31) and through the Intake Port (05). It continues its Intake turn, exits through the Left Intake (20) (See Figure 58) and the Maltese Cross (37) parks. The rest insurance (53) immobilizes her.
  • the Left Piston (18) enters the Circular Chamber (04) and continues to rotate to the Right. It passes through Point (61) (See Figure 59) and reaches the Escape Mouth (19) (See Figure 60), where it re-enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber (15). The Left Piston (18) and the Maltese Cross (37) mate, rotate together 45° and arrive at Point (21) (See Figure 61). When the Left Piston (18) reaches Point (21), the Duct (31) and the Chambers (14, 04 and 15) are filled with Fluid and the Admission Time ends. REVOLUTION 1 OF 4: COMPRESSION.
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Radial Chamber (16) of the Maltese Cross (37) (See Figure 57). It turns Right out of the Radial Chamber (16), Compressing the Fluid, with its Front Face (A) and detaches from the Maltese Cross (37), which parks. It exits through the Right Intake Mouth (56) (See Figure 58) and enters the Chamber (24). It passes through Point (62) (See Figure 59) and reaches the Right Exhaust Mouth (42) (See Figure 60), where it re-enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber (17).
  • the Right Piston (18) and the Maltese Cross (37) mate, rotate together 45° and return to Point (35) (See Figure 61).
  • the compressed fluid is deposited in the Combustion Chamber (39).
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Chamber (16) of the Maltese Cross (37) (See Figure 57).
  • the Combustion Chamber (38) Exploded and the Pressure of the gases, drive the Right Piston (18) by its Rear Face (B) and make it rotate to the Right, expelling it from the Radial Chamber (16).
  • the Piston (18) exits through the Right Intake Mouth (56), uncouples from the Maltese Cross (37) which is stationary and enters the Chamber (24) (See Figure 58). It continues turning to the Right, passing through Point (62) (See Figure 59) and arriving at the Right Exhaust Mouth (42) (See Figure 60), where it enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber ( 17).
  • the Right Piston (18) and the Maltese Cross (37) are coupled, rotate together 45° and arrive at Point (35) (See Figure 61), where the Explosion Time ends.
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Chamber (14) of the Maltese Cross (37) (See Figure 57). Turn Right and turn the Maltese Cross (37) to the Left, so that it reveals the Escape Port (06).
  • the Left Piston (18) leaves the Radial Chamber (14) through the Left Intake Mouth (20), expelling the burnt gases from the previous Combustion, with its Front Face (A) and enters the Chamber (04) ( See Figure 58).
  • the Left Piston (18) continues to rotate to the Right and disengages from the Maltese Cross (37), which is stationary. Go through Point (61) (See Figure 59) and reaches the Escape Mouth (19) (See Figure 60), where it re-enters the Maltese Cross (37) through its Radial Chamber (15).
  • the Piston (18) and the Maltese Cross (03) are coupled, rotate together 45° and arrive at Point (21) (See Figure 61), where the Escape Time ends.
  • Point (21) See Figure 61
  • the burned gases of the Double Flywheel Tetramotor (73) are expelled through the Duct (32) and through the Exhaust Port (06).
  • Double Flywheel Motor has been described, working the Double Flywheel Monoblock (22) on only one of its sides, but the Invention can also be operated at Double its Capacity, using both sides of the Monoblock, in the same way. That the two Faces (A and B) of the Piston (18) are used.
  • the operation of the Double Flywheel Motor for the second Face is identical to what we have described for its first Face. See Table 7.
  • the mechanical apparatus of the present invention can be configured to use a Double Cross Monoblock (68) with two 90° Circular Chambers (04 and 24) in the Upper and Lower parts of the Monoblock (68). On the Left side, it has a Simple Maltese Cross (03) ( Figure 102) and on the Right side it has a Four Chambers Maltese Cross (79) ( Figure 104), with four Radial Chambers (14, 15, 16 and 17) and four Combustion Chambers (38, 39, 77 and 78). (See Figure 77).
  • the Double Cross Monoblock (68) has a Water Cooling Chamber (12)
  • Double Piston Flywheel rotates with its two Pistons (18) (See Figure 85).
  • the Double Cross Engine in addition to having a Double Cross Monoblock (68), has all the functional elements that the Simple Engine includes, that is, it has a Double Cross Monoblock (68) with two Circular Chambers (04 and 24) (See Figure 77), a Double Piston Flywheel (See Figure 85), two Pistons (18), a Single Maltese Cross (03) (See Figure 15), a second Maltese Cross (79) with four Combustion Chambers (38, 39 , 77 and 78) (See Figures 84, 104) and the Seal System already described.
  • the Double Cross Monoblock (68) has an Intake Port (05) and an Exhaust Port (06) (See Figure 83). It has three Pillow Blocks (07, 08 and 27) for the Arrows (09, 25 and 28).
  • Double Cross Engine is a Quadruple Engine, because its two Pistons (18) work on both Faces (A and B) and carry out the four times of the Otto Cycle simultaneously:
  • the Double Cross Motor (quadruple) is made up of four Motors on the same side of the Double Cross Monoblock (68).
  • the Upper Engines are 1 and 2 and they share one of the two Pistons (18) in the Upper Circular Chamber (04), and the Lower Motors 3 and 4, which share the second Piston (18) in the Lower Circular Chamber (24).
  • the Double Cross Engine is made up of these four independent Engines, which share the same Double Cross Monoblock (68).
  • the Double Cross Engine of the present Invention is capable of carrying out the four times of the Otto Cycle (Intake, Compression, Explosion and Exhaust) at the same time and also, in a new way, produces an Explosion in each revolution (instead of every four revolutions).
  • the four Motors are independent. They are not interconnected and work in a single Double Cross Monoblock (68).
  • the typical configuration of the mechanical device of the present invention in its version as a Double Cross Motor, comprises at least the following main elements and their constituent elements: (See Figures 30, 81, 88, 95)
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Maltese Cross (03) (See Figure 77). Turn to the Right and turn the Simple Maltese Cross (03) to the Left, so that it reveals the Intake Port (05).
  • the Left Piston (18) continues its Intake turn and disengages from the Maltese Cross (03), which is stationary. It exits through Point (56) and enters the Upper Combustion Chamber (04).
  • the Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it.
  • the Left Piston (18) continues to rotate to the Right, passes through Point (61) (See Figure 79) and reaches the Exhaust Mouth
  • the Left Piston (18) starts from the Point (21), at the bottom of the Radial Chamber (14) of the Simple Maltese Cross (03) (See Figure 77). It turns Right to exit the Radial Chamber (14), compressing the fluid with its Front Face (A). The Simple Maltese Cross (03) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it. It passes through the Upper Intake Mouth (56) (See Figure 78) and enters the Upper Circular Chamber (04).
  • the fluid is deposited in the Combustion Chamber (39). Inside the Chamber (39), the Fluid Pressure overcomes the Spring (59) and the Piston (40) moves to its Lower Dead Point, ending the Compression Time.
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Chamber (14) of the Maltese Cross Four Chambers (79) (See Figure 77).
  • the Combustion Chamber (38) Exploded and the Pressure of the gases drives the Right Piston (18) through its Rear Face (B) and makes it turn to the Right (clockwise), expelling it from the Radial Chamber ( 14) through the Lower Inlet Mouth (20) (See Figure 78).
  • the Four-Chamber Maltese Cross (79) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it.
  • the Right Piston (18) continues to rotate to the Right (clockwise), passes through Point (62) (See Figure 79) and reaches the Lower Exhaust Mouth (42) (See Figure 80), where it enters the Simple Maltese Cross (03) through its Radial Chamber (15).
  • the Right Piston (18) drives the Simple Maltese Cross (03) to turn to the Left (counterclockwise). Both rotate together 45° and arrive at Point (21) (See Figure 81), where the Explosion Time ends.
  • the Right Piston (18) starts from the Point (35), at the bottom of the Chamber (14) of the Maltese Cross (79) (See Figure 77). It turns to the Right (clockwise) and turns to the Left (counterclockwise) the Four-Chambered Maltese Cross (79), which reveals the Escape Port (06).
  • the Right Piston (18) leaves the Radial Chamber (14) through the Lower Inlet Mouth (20).
  • the Four-Chamber Maltese Cross (79) is parked and the Rest Insurance (53) immobilizes it.
  • the Piston (18) enters the Lower Circular Chamber (24) through the Lower Intake Mouth (20) (See Figure 78), sweeping the burnt gases from the previous combustion.
  • the Piston (18) continues turning to the Right (clockwise), passes through Point (62) (See Figure 79) and reaches the Lower Exhaust Mouth (42) (See Figure 80), where it enters the Simple Maltese Cross (03) for its Radial Chamber (15).
  • the Piston (18) and the Single Maltese Cross (03) rotate 45° together and arrive at the Point (21). (See Figure 81).
  • the burned gases leave the Double Cross Engine, through the Duct (32) and through the Exhaust Port (06).
  • the Escape Time always ends when Piston (18) reaches Point (21).
  • the Otto Admission Time always starts from Point (21), but with a different Chamber (14, 15, 16 and 17).
  • the Escape Time always starts from Point (35).

Landscapes

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Abstract

.La presente invención comprende un Método para transferir fluidos de un espacio a otro, incluyendo fluidos combustibles. Además, un segundo aspecto de la presente invención comprende un aparato mecánico que ejecuta dicho Método, el cual puede funcionar como bomba hidráulica o como compresor neumático. Adicionalmente, un tercer aspecto de la presente invención comprende un aparato mecánico que ejecuta dicho Método, el cual puede funcionar como Motor de Combustión Interna. El aparato mecánico funcionando como Motor, funciona con pistones que trabajan sin Punto Muerto, en Punto Vivo constante, con Cámaras de Combustión de volumen variable, que permiten modular la relación de compresión y trabaja siempre con 100% de mezcla combustible sin gases de combustión residuales. El aparato mecánico funcionando ya sea como Bomba/Compresor o como Motor es modular, pudiendo ampliar la capacidad montándolos en serie.

Description

METODO DE BOMBEO, BOMBA, COMPRESOR Y MOTOR DE COMBUSTION
INTERNA QUE FUNCIONAN CON DICHO METODO.
CAMPO TÉCNICO
La presente invención es un Método para transferir fluidos desde un espacio a otro basado en el mecanismo de la Cruz de Malta o Rueda de Ginebra. El caso particular, y muy común en la transferencia de fluidos es la operación de bombeo, en la que no ocurre ninguna reacción química, sin embargo, no es la única operación en la que se transfieren fluidos. Otro caso particular de la transferencia de fluidos, especialmente de mezcla de fluidos combustibles, es la operación de un Motor de Combustión Interna, en la que se transfiere el combustible desde su contenedor al medio ambiente en forma de productos de combustión. En ésta transferencia de fluidos sí ocurre una reacción de oxidación. Este Método para transferir fluidos desde un espacio a otros se emplea para bombear fluidos a través de un aparato mecánico el cual es otro aspecto de la invención. Dicho aparato mecánico puede funcionar como Bomba, como Compresor o como un Motor de Combustión Interna. Cuando los fluidos son líquidos, la Bomba funciona como una Bomba Hidráulica. Si los fluidos son gaseosos, el aparato mecánico funciona como un Compresor Neumático. Si el fluido es un combustible, funciona como un Motor de Combustión Interna. Cuando los gases son combustibles, el aparato mecánico, con la sustitución de una pieza por otra similar, con cámaras de combustión, se convierte en un Motor de Combustión Interna, el cual es otro aspecto de la presente invención.
ANTECEDENTES
Una Bomba de desplazamiento positivo del tipo reciprocante está compuesta por un Motor que mueve un Pistón ó émbolo que se mueve en línea recta dentro de un cilindro. El espacio comprendido entre el Cabezal del cilindro y la Cabeza del Pistón forma una Cámara, cuyo máximo volumen ocurre cuando la Cabeza del Pistón se encuentra en el punto muerto inferior. El Fluido es admitido durante el tiempo en que el Pistón baja, a través de un puerto de entrada en algún lugar de la parte superior de la Cámara. La Cámara también esta provista en la parte superior del cilindro, de un puerto de salida conectado a conductos que dirigen el Fluido hacia diversos dispositivos como pueden ser una manguera, una válvula de seguridad, una válvula de escape, un contenedor, etc. Cuando el pistón en el cilindro alcanza la posición de punto muerto superior, la Cabeza del pistón se encuentra pared con pared con el Cabezal de la Cámara, por lo que el aire se expulsa completamente de la Cámara. El Ciclo de bombeo se repite admitiendo al Fluido al bajar el pistón y expulsándolo al subir el Pistón.
Las desventajas de las Bombas y Compresores reciprocantes, es que los Pistones arrancan y paran cada 180° y la energía cinética ganada por el Pistón en cada tiempo de admisión o expulsión se reduce a cero en cada Punto Muerto para volver a empezar de ceros. Esta característica de los motores reciprocantes los convierte en motores útiles pero con poco sentido común, principalmente por la energía necesaria consumida para impartir energía al Fluido y para frenarlo en cada Punto Muerto. Además, este tipo de Motores están formados por una numerosa cantidad de piezas, lo que significa un alto coste en Producción y mantenimiento, debido al desgaste de las mismas por el continuo contacto y esfuerzo al que son sometidas en cada vaivén del movimiento reciprocante. Las Bombas y Compresores convencionales con Pistones reciprocantes pasan por dos Puntos Muertos en cada revolución. Es decir, pierden toda su energía cinética en cada media vuelta. Además, siempre son Pistones que hacen una sola función: o Admiten o Comprimen / expulsan el Fluido, pero no ambas al moverse. Los Pistones de la Bomba para Fluidos de la presente invención son bifuncionales porque pueden admitir y comprimir / expulsar el Fluido simultáneamente, y además, debido al diseño circular del mecanismo, giran a velocidad angular constante porque no existe ningún Punto Muerto en su funcionamiento.
La Bomba de fluidos de la presente invención elimina por completo la necesidad de frenar al Pistón en cada fase de Admisión y Expulsión, con lo que su consumo de energía para mover al Fluido se reduce drásticamente. Adicionalmente, el número de piezas móviles es mucho menor que en los motores reciprocantes, y no existe un vaivén que someta a las piezas a un desgaste acelerado. Estas características de la presente bomba de Fluidos son debidas a que la función de transmisión de energía se concibió utilizando el mecanismo de la Rueda de Ginebra o Cruz de Malta.
La presente invención descrita como una Bomba Hidráulica, también puede funcionar como un Compresor Neumático, si el Fluido con el que se trabaja es compresible. También puede trabajar como una Máquina de Combustión Interna, para Diesel, o para Gasolina.
El mecanismo de la Cruz de Malta toma un movimiento circular continuo para generar un movimiento circular intermitente y consiste básicamente de un mecanismo donde la rueda motriz tiene un Pistón que al girar, entra en uno de los N carriles radiales de la Cruz de Malta y la hace girar 360° / N. El mecanismo de la Rueda de Ginebra fue desarrollado hace mas de 300 años en Ginebra, Suiza, por los Relojeros, para impulsar intermitentemente la sonería de sus relojes de péndulo. Posteriormente se utilizó en los proyectores de cine para el avance intermitente de las películas y para otras pocas aplicaciones de intermitencia.
Las aplicaciones domésticas, industriales y comerciales de la Bomba para Fluidos Cruz de Malta de la presente Invención, son exactamente las mismas de las bombas comunes de Pistón: Compresores para Refrigeración Doméstica, Industrial y Comercial, Compresores de Aire y de gases industriales y Médicos, Herramientas Neumáticas para la Industria y la Construcción.
Bombas Hidráulicas para la Industria y el Hogar, Bombas Automotrices para Agua, Aceite y Combustible, Motores de Gasolina o de Diesel para Automóviles y Camiones, Locomotoras Diesel, Motores Estacionarios para Bombeo o para Generar la Electricidad.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Tabla 1. Lista de las figuras presentadas
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Tabla 2. Lista de piezas y las Figuras en las que aparecen.
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BREVE DESCRIPCION DEL INVENTO
METODO
El objetivo de la presente invención es ofrecer un nuevo Método para transferir fluidos desde un espacio a otro. Los fluidos pueden ser líquidos o gaseosos, e incluso fluidos combustibles y sus productos de la reacción de combustión. La ejecución del Método se realiza por un aparato mecánico, el cual también es parte de la presente invención, que puede funcionar como Bomba, como Compresor o como un Motor de Combustión Interna. Cuando los fluidos son líquidos, el aparato mecánico funciona como una Bomba Hidráulica. Si los fluidos son gaseosos, el aparato mecánico funciona como un Compresor Neumático. Si el fluido es un combustible, funciona como un Motor de Combustión Interna.
Un Método para transferir fluidos desde un espacio a otro, usando un aparato mecánico que contiene al menos tres Cámaras Herméticas, comprende los siguientes pasos en orden (Ver Figura 106): a) Simultáneamente: i. iniciar un ciclo de funcionamiento desde una configuración de partida, desplazando un Pistón (18) dual dentro de una Primera Cámara Hermética (14), ii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, iii. llenar con el fluido la Primera Cámara Hermética (14) y, iv. cuando exista una Cámara de Combustión (38, 39), confinar y comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior dentro de una Cámara de Combustión (38,39) y, v. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, b) Simultáneamente: vi. desplazar el Pistón (18) dentro una Segunda Cámara Hermética (04), vii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, viii. llenar con el fluido la Segunda Cámara Hermética (04), ix. cuando exista una Cámara de Combustión (38, 39), confinar y comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior dentro de una Cámara de Combustión (38,39) y x. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, c) Simultáneamente: xi. desplazar el Pistón (18) por una Tercera Cámara Hermética (15) hasta una configuración de término, xii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, xiii. llenar con el fluido la Tercera Cámara Hermética (15) y, xiv. cuando exista una Cámara de Combustión (38,39), confinar, comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior en ésta Cámara y suministrar energía a dicha Cámara de Combustión (38, 39) para encender dicho fluido y, xv. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, d) finalizar el ciclo de funcionamiento adoptando la configuración de partida e) repetir el ciclo de funcionamiento desde el paso a)
En el Método para transferir fluidos de un espacio a otro, los fluidos a los que se refiere el Método pueden ser líquidos o mezclas líquidas poco viscosas por ejemplo, aquellos con viscosidad dinámica menor o igual a 2.0 Pa-s (2000 cP), que pueden comprender, sin ser limitativos, agua, disolventes orgánicos como acetona, tolueno, xileno, acetato de etilo, eter de petróleo, dimetil sulfóxido, dimetil formamida, cloroformo, diclorometano, tetracloruro de carbono, dietil éter, éter de petróleo, soluciones acuosas salinas y azucaradas, emulsiones, suspensiones, dispersiones, aceites vegetales, aceites minerales, glicerinas, siliconas de cadena menor a 500 unidades, polímeros naturales o sintéticos, biopolímeros, fluidos corporales como sangre, plasma.
Los fluidos gaseosos a los que se refiere el Método pueden ser gases, vapores o mezclas de ellos, que pueden comprender, sin ser limitativos, aire, nitrógeno, dióxido de carbono, argón, xenón, kriptón, neón, etc.
También pueden ser fluidos combustibles y mezclas de ellos que pueden comprender, sin ser limitativos, metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, octano, i sooctano, hidrógeno, , acetileno, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), gasolinas, queroseno, nafta, metil etil cetona, metil tertbutil cetona, ésteres de alquilo o alquenilo de cadena C4 hasta C22, diesel, biodiesel, alcandés como metanol, etanol, bioetanol, propanol, isopropanol, butanol, biobutanol.
El Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque el Pistón (18) es un pistón dual que realiza dos funciones simultáneas. La primera función es favorecer la admisión del fluido al aparato mecánico con la Cara Trasera (B) del mismo Pistón (18) dual y la segunda función es desplazar el fluido para comprimirlo o expulsarlo del aparato mecánico con su Cara Delantera (A).
Favorecer la admisión o la expulsión del fluido se refiere a que el Pistón (18) dual sea i) un elemento por el cual se introduce energía mecánica al aparato mecánico generando un vacío que succiona el fluido a admitir, o ii) que sea un elemento por el cual se extrae energía mecánica del interior del aparato mecánico, especialmente energía mecánica del fluido admitido, cuando dicho fluido es combustible, en forma de expansión volumétrica de gases al quemarse dicho fluido, causando el desplazamiento del Pistón (18) dual debido al empuje de los gases de combustión.
El Método para transferir fluidos desde un espacio a otro está caracterizado además porque el Pistón (18) gira alrededor de un pivote describiendo una trayectoria circular, donde dicho pivote puede ser una flecha. El Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque la admisión comprende la entrada del fluido a transferir desde el exterior o desde un contendedor hacia el interior del espacio confinado por las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) a través de Ductos y Lumbreras de Admisión, todos, comunicados entre sí fluidamente y directa o indirectamente.
El Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque la admisión del fluido a transferir puede ser por aspiración o succión.
El Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque la expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior se realiza desde el interior del espacio confinado por las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) a través de Ductos y Lumbreras de Escape, todos, comunicados fluidamente y directa o indirectamente.
El Método para transferir Fluidos desde un espacio a otro está caracterizado además porque la Primera (14) y Tercera (15) Cámaras Herméticas pueden encontrarse en distintos Cuerpos sólidos con forma de cilindro denominados Cruces de Malta.
Los pasos a) y d) del Método para transferir fluidos de un espacio a otro, están caracterizados además porque la configuración de partida es cuando el Pistón (18), en su giro circular, se encuentra en el ángulo 0°, en la posición más interna dentro de la Primera Cámara Hermética (14).
El paso b) y c) del Método para transferir fluidos de un espacio a otro, están caracterizados además porque el Pistón (18) dual se desplaza dentro de las Cámaras Herméticas porque recibe energía que puede ser en forma de energía mecánica del exterior o del interior del aparato, particularmente del fluido cuando es combustible.
El paso c) del Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque la energía que se le suministra es un pulso pequeño y puede ser energía química o energía eléctrica. Cuando se suministra energía química, ésta puede estar contenida en cualquier sustancia, particularmente una sustancia altamente reducida, susceptible de ser oxidada, como un combustible, que puede ser diesel, gasolina, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), hidrógeno, etanol. Cuando se suministra energía eléctrica, ésta puede ser en forma de una chispa que puede ser causada por un alto diferencial de voltaje, como la de una bujía.
El paso d) del Método para transferir fluidos de un espacio a otro, está caracterizado además porque al finalizar el ciclo de funcionamiento la Tercera Cámara Hermética (15) pasa a ser la Primera Cámara Hermética (14).
BOMBA/COMPRESOR
Un segundo aspecto de la presente invención comprende un aparato mecánico que ejecuta el Método para transferir fluidos desde un espacio a otro, descrito en párrafos anteriores. El aparato mecánico puede funcionar como una Bomba hidráulica cuando el fluido que transfiere no es compresible, como un líquido, y puede funcionar como Compresor neumático cuando el fluido es compresible, como un gas o mezcla de gases. El aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Bomba hidráulica o como Compresor neumático recibe energía motriz de una fuente de energía externa para realizar la transferencia del fluido de un espacio a otro.
Este aparato mecánico comprende una estructura metálica sólida en forma de bloque denominada Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85). Un Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) contiene al menos una Segunda Cámara Hermética (04, 24), -usando la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente- pudiendo ser dos o cuatro Segundas Cámaras Herméticas (04, 24). Cada Segunda Cámara Hermética (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) tiene una forma longitudinalmente curva que sigue una trayectoria circular que puede comprender longitudes de arco correspondientes a ángulos desde 30° hasta 90°, o hasta 270°. Debido a ésta trayectoria circular las denominaremos más específicamente Segundas Cámaras Circulares Herméticas, o simplemente Cámaras Circulares. Cada Cámara Circular puede particularizarse como Izquierda, Derecha, Superior, Inferior, etc. dependiendo de su posición relativa a la(s) Cruz de Malta. El Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) usado para Bomba/Compresor tiene al menos un espacio, preferentemente dos espacios huecos en forma cilindrica, denominados Cavidades Cilindricas (02), los cuales alojan Cruces de Malta (03, 97). Una Cruz de Malta (03, 97) es un cilindro sólido metálico que puede tener en sus caras planas, al menos una cámara hermética. Puede contener dos, preferentemente tres, y más preferentemente cuatro cámaras herméticas iguales entre sí, denominadas alternadamente Primera Cámara Hermética (14) y Tercera Cámara Hermética (15) en concordancia con la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente. Las Primeras y Terceras Cámaras Herméticas pueden ser rectas y radiales, y por esta razón se les denominará Cámaras Radiales Herméticas o simplemente Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17). Las Cámaras Circulares (04, 24) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) tienen el mismo perfil transversal.
El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro puede tener y funcionar con Una Cara, o con Dos Caras, y por consiguiente los Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) y las Cruces de Malta (03, 97) pueden ser de Una Cara o Dos Caras.
Los Monoblock de Una-Cara (01, 22, 68) para Bomba/Compresor tienen la Cavidad Cilindrica (02) que aloja una Cruz de Malta, la cual sienta en un fondo o un piso. Este fondo o piso tiene Lumbreras de Admisión (05) y de Escape (06). Los Monoblocks de Una Cara (01, 22, 68) para Bomba/Compresor son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Una Cara (01) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta y un Volante (10) (Figura 07, 65). b) El Monoblock Doble Volante Una Cara (22) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta y dos Volantes (10) (Figura 08, 68). c) El Monoblock Doble Cruz Una Cara (68) está diseñado para usarse con dos Cruces de Malta y un Volante (10). (Figura 98).
Los Monoblocks de Dos Caras (83, 84, 85) para Bomba/Compresor tienen la Cavidad Cilindrica (02) como una perforación cilindrica, sin fondo o piso, que atraviesa el Monoblock de lado a lado, de un diámetro suficiente para que entre una Cruz de Malta. Debido a que estos Monoblocks Dos Caras (83, 84, 85) no tienen el fondo o piso que topan las Cavidades Cilindricas (02), las Lumbreras C de Admisión (98) y de Escape (99) están localizadas lateralmente en el “canto” del Monoblock. Los Monoblocks Dos Caras (83, 84, 85) son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Dos Caras (83) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta Dos Caras y dos Volantes (10), uno por cada Cara (Figura 94) b) El Monoblock Doble Volante Dos Caras (84) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta Doble-Cara y cuatro Volantes (10) dos por cada Cara (Figura 96) c) El Monoblock Doble Cruz Dos Caras (85) está diseñado para usarse con dos Cruces de Malta Doble Cara y dos Volantes (10), uno por cada Cara. Tiene 4 Ductos, dos de Admisión MB (104) y dos de Escape MB (107) (Figura 89)
La Cruz de Malta Sencilla de Una Cara (03) para Bomba/Compresor, puede tener Cámaras Radiales solamente en una de las caras planas de la Cruz de Malta, y los Ductos de Admisión (31) y Escape (32) desembocan en la otra cara plana de la Cruz de Malta, quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) respectivamente.
La Cruz de Malta Sencilla de Una Cara (03) para Bomba/Compresor (Ver Figuras 15,
16, 18, 102) puede tener: a) Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) b) Cuatro Ductos, dos de Admisión (31, 33) y dos de Escape (32, 34)
La Cruz de Malta Sencilla de Doble Cara (97) para Bomba/Compresor -aunque también puede usarse para Motor de Combustión- tiene Cámaras Radiales en las dos caras planas de la Cruz de Malta, y Ductos de Admisión T (105) y Escape T (106). Estos son ductos en forma de “T” donde la parte del ducto “T” que es bisectada comunica las Cámaras Radiales localizadas en las dos Caras de la Cruz de Malta, y la parte del ducto “T” que bisecta, desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta.
La Cruz de Malta Sencilla de Doble-Cara (97) puede tener (Ver Figuras 92, 102): a) Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) b) Cuatro Ductos en forma de “T”, dos de Admisión T (105) y dos de Escape T (106).
Un Pistón (18) es una pequeña flecha en la que en uno de los extremos hay una cabeza en la cual se ensamblan Sellos que hermetizan las Cámaras por donde viaja el Pistón (18) (Ver Figura 04). La cabeza de cada Pistón (18) tiene el mismo perfil transversal que las Cámaras Circulares (04, 24) y que las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17), y se desplaza dentro de las mismas en ciclos de funcionamiento, donde cada ciclo comprende recorrer al menos dos, preferentemente tres cámaras herméticas cuyas bocas se encuentran alineadas de manera que el Pistón (18) cruce de una cámara a otra fluidamente. El Pistón (18) está colocado en la cara inferior de la zona periférica de un disco sólido denominado Volante (10), el cual posa sobre el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) y la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 97) (Ver Figura 03). Un Volante (10) puede contener al menos uno, preferentemente dos Pistones (18). Cuando hay dos Pistones (18), éstos están colocados en puntos diametralmente opuestos en el Volante (10).
Dicho Volante (10) cubre parcialmente la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 97), y cubre completamente la(s) Cámaras Circulares (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) (Ver Figuras 65, 88).
La transición de un ciclo de funcionamiento actual al siguiente ciclo, se da mediante un giro de la Cruz de Malta (03, 97) sobre su propio eje de (360°/n) grados donde en n=número de Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) en la Cruz de Malta (03, 97). Dicho giro de la Cruz de Malta (03, 97) es impulsado por el Pistón (18) que se encuentra dentro de una Cámara Radial (14, 15, 16, 17) en la que termina el ciclo actual. Al completarse el giro de una Cruz de Malta (03, 97), la Cámara Radial en la que termina el Pistón (18) el ciclo actual pasa a ser la Cámara Radial en la que comienza el nuevo ciclo. El Pistón (18) al desplazarse dentro de las cámaras herméticas (Radiales y Circulares) favorece, con su cara trasera, la admisión del fluido a transferir en el ciclo actual a través del Ducto de Admisión (31, 33, 104, 105) y la Lumbrera de Admisión (05, 98). Simultáneamente el Pistón (18) favorece, con su cara delantera, el desplazamiento y la compresión/expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior, a través del Ducto de Escape (32, 34, 106, 107) y la Lumbrera de Escape (06, 99).
Los Ductos de Admisión (31, 33, 105) y de Escape (32, 34, 106) se encuentran la Cruz de Malta (03, 97). Los Ductos de Admisión MB (104) y de Escape MB (107) se encuentran el Monoblock Doble Cara (83, 84, 85). Los Ductos de Admisión y Escape quedan alineados y en comunicación fluida cuando la Cruz de Malta queda inmóvil. Cada Cámara Radial (14, 15, 16, 17) se encuentra en comunicación fluida con un Ducto, ya sea de Admisión (31, 105) o de Escape (32, 106). El Ducto de Admisión (31, 33) (Ver Figuras 100, 102, 103) es recto y va desde un extremo central de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en una Lumbrera de Admisión (05, 26) (Ver Figuras 07, 08) localizada en el fondo o en el piso de la Cavidad Cilindrica (02) del Monoblock (01, 22, 68). El Ducto de Escape (32, 34) (Ver Figuras 100, 102, 103) es recto y va desde un extremo de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en una Lumbrera de Escape (06, 29) (Ver Figuras 07, 08) localizada en el fondo o en el piso de la Cavidad Cilindrica (02) del Monoblock (01, 22, 68).
El Método para trasferir fluidos de un espacio a otro de la presente invención, cuando funciona como Bomba hidráulica o Compresor neumático puede ejecutarse empleando diferente configuración de piezas, a saber:
I. Una primera configuración puede comprender el uso de un Monoblock Sencillo Una Cara (01), una Cruz de Malta Sencilla (03), un solo Volante (10).
II. Una segunda configuración puede comprender el uso de un Monoblock Doble Volante Una Cara (22), una sola Cruz de Malta Sencilla (03) y dos Volantes (10).
III. Una tercera configuración puede comprender el uso de un Monoblock Doble Cruz Una Cara (68), dos Cruces de Malta Sencillas (03) y un solo Volante (10).
IV. Una cuarta configuración puede comprender el uso de un Monoblock Sencillo Dos Caras (83), una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) y dos Volantes (10), uno por cada cara del Monoblock (83).
V. Una quinta configuración puede comprender el uso de un Monoblock Doble Volante Doble Cara (84), una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) y cuatro Volantes (10), dos por cada lado del Monoblock (84).
VI. Una sexta configuración puede comprender el uso de un Monoblock Doble Cruz Doble Cara (85), dos Cruces de Malta Dobles (97) y dos Volantes (10), uno por cada lado del Monoblock (85). MOTOR DE COMBUSTION
La presente invención también comprende un aparato mecánico que ejecuta el Método para transferir fluidos desde un espacio a otro, descrito en párrafos anteriores, el cual puede funcionar como Motor de Combustión Interna cuando el fluido es combustible, ya sea un gas o un líquido, o una mezcla de ambos, en cualquier forma de administración.
El mecanismo del aparato mecánico que funciona como Motor de Combustión Interna es esencialmente el mismo que el de la Bomba Hidráulica o Compresor Neumático mencionados en párrafos anteriores. La diferencia que hay en el aparato mecánico que funciona como Motor de Combustión Interna respecto a cuando funciona como Bomba hidráulica o Compresor neumático, es principalmente el uso de Cruces de Malta (37, 79, 93, 103) que contienen Cámaras de Combustión (38, 39, 78,79). Respecto a los Monoblocks para el Motor, se sustituye el Monoblock Doble Cruz Doble Cara (85) para Bomba, por un Monoblock Doble Cruz Doble Cara (101) para Motor, cuya diferencia es que éste último solo tiene dos Ductos, uno de Admisión MB (104) y uno de Escape MB (107).
Este aparato mecánico que ejecuta el Método para transferir fluidos de un espacio a otro que funciona como Motor de Combustión Interna, comprende una estructura metálica sólida en forma de bloque denominada Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101). Un Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) contiene al menos una Segunda Cámara Hermética (04, 24), -usando la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente- pudiendo ser dos o cuatro Segundas Cámaras Herméticas (04, 24). Cada Segunda Cámara Hermética (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) tiene una forma longitudinalmente curva que sigue una trayectoria circular que puede comprender longitudes de arco correspondientes a ángulos desde 30° hasta 90°, o hasta 270°.
Debido a ésta trayectoria circular las denominaremos más específicamente Segundas Cámaras Circulares Herméticas, o simplemente Cámaras Circulares. Cada Cámara Circular puede particularizarse como Izquierda, Derecha, Superior, Inferior, etc. dependiendo de su posición relativa a la(s) Cruz de Malta. El Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) usado para Motor tiene al menos un espacio, preferentemente dos espacios huecos en forma cilindrica, denominados Cavidades Cilindricas (02), los cuales alojan Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103). Una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) es un cilindro sólido metálico que puede tener en sus caras planas, al menos una cámara hermética. Puede contener dos, preferentemente tres, y más, preferentemente cuatro cámaras herméticas iguales entre sí, denominadas alternadamente Primera Cámara Hermética (14) y Tercera Cámara Hermética (15) en concordancia con la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente. Las Primeras y Terceras Cámaras Herméticas pueden ser rectas y radiales, y por esta razón se les denominará Cámaras Radiales Herméticas o simplemente Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17). Las Cámaras Circulares (04, 24) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) tienen el mismo perfil transversal.
El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro que funciona como Motor de Combustión Interna puede tener y funcionar con Una Cara, o con Dos Caras, y por consiguiente los Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), y las Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) pueden ser de Una Cara o Dos Caras.
Los Monoblock Sencillos de Una Cara (01, 22, 68) para Motor tienen la Cavidad Cilindrica (02) que aloja una Cruz de Malta, la cual sienta en un fondo o un piso. Este fondo o piso tiene Lumbreras de Admisión (05) y de Escape (06) (Ver Figuras 07 y 08). Los Monoblocks Sencillos Una Cara (01, 22, 68) para Motor son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Una Cara (01) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta y un Volante (10) (Ver Figura 07). b) El Monoblock Doble Volante Una Cara (22) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta y dos Volantes (10) (Ver Figura 08). c) El Monoblock Doble Cruz Una Cara (68) está diseñado para usarse con dos Cruces de Malta y un Volante (10) (Ver Figura 88).
Los Monoblocks Dos Caras (83, 84, 101) para Motor tienen la Cavidad Cilindrica (02) como una perforación cilindrica que atraviesa el Monoblock transversalmente de lado a lado, de un diámetro suficiente para que entre una Cruz de Malta. Debido a que estos Monoblocks Dos Caras (83, 84, 101) no tienen el fondo o piso que topan las Cavidades Cilindricas (02), las Lumbreras C de Admisión (98) y de Escape (99) están localizadas lateralmente en el “canto” del Monoblock. Los Monoblocks Dos Caras (83, 84, 101) para Motor son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Dos Caras (83) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta Dos Caras y dos Volantes (10), uno por cada Cara (Ver Figura 94). b) El Monoblock Doble Volante Dos Caras (84) está diseñado para usarse con una Cruz de Malta Dos Caras y cuatro Volantes (10) dos por cada Cara (Ver Figura 96). c) El Monoblock Doble Cruz Dos Caras (101) está diseñado para usarse con dos Cruces de Malta Dos Caras y dos Volantes (10), uno por cada Cara. Tiene 2 Ductos, uno de Admisión MB (104) y uno de Escape MB (107) (Ver Figuras 71, 93, 98, 105).
Las Cruces de Malta Una Cara (03, 37, 79) para Motor de Combustión Interna, tienen Cámaras Radiales solamente en una de las caras planas de la Cruz de Malta, y los Ductos de Admisión (31) y Escape (32) (Ver Figuras 14, 16) desembocan en la otra cara plana de la Cruz de Malta, quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) (Ver Figura 07,18) respectivamente. Estas Cruces de Malta de Una Cara (37,79) -excepto la Cruz de Malta Sencilla Una Cara (03)- tienen al menos uno, pudiendo ser dos pares de Cámaras de Combustión adyacentes a su respectiva Cámara Radial, es decir, tienen dos, pudiendo ser cuatro Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78).
La Cruz de Malta Dos Cámaras Una Cara (37) tiene solo un par de Cámaras de Combustión (38, 39), y solo dos Ductos, uno de Admisión (31) y uno de Escape (32) (Ver Figura 103). Los Ductos de Admisión (31) y Escape (32) desembocan en la otra cara plana de la Cruz de Malta, quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) respectivamente.
La Cruz de Malta Cuatro Cámaras Una Cara (79) tiene dos pares de Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78 ), la Cruz de Malta (79) no tiene Ductos ni de Admisión ni de Escape (Ver Figuras 66, 84, 104). Debido a esta ausencia de ductos, la Admisión y Escape se realizan por medio de una segunda Cruz de Malta Sencilla (03) en un Monoblock Doble Cruz de Una Cara (68). Las Cruces de Malta de Una Cara (03, 37, 79) para Motor es la siguiente: a) La Cruz de Malta Sencilla Una Cara (03) tiene preferentemente cuatro Cámaras Radiales, no tiene Cámaras de Combustión, tiene cuatro Ductos, dos de Admisión (31, 33) y dos de Escape (32, 34), y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna (Ver Figura 102). b) La Cruz de Malta Dos Cámaras Una Cara (37) tiene preferentemente cuatro Cámaras Radiales, dos Cámaras de Combustión (38, 39), dos Ductos, uno de Admisión (31), otro de Escape (32), y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna (Ver Figura 103). c) La Cruz de Malta Cuatro Cámaras Una Cara (79) tiene preferentemente cuatro Cámaras Radiales, cuatro Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78), no tiene Ductos de Admisión ni Escape, y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna (Ver Figura 104).
Las Cruces de Malta de Dos Caras (93, 97, 103) tienen Cámaras Radiales en las dos caras planas de la Cruz de Malta, y los Ductos de Admisión T (105) y Escape T (106) son ductos en forma de “T” donde la parte del ducto “T” que es bisectada comunica las Cámaras Radiales localizadas en las dos Caras de la Cruz de Malta, y la parte del ducto “T” que bisecta, desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta (Ver Figuras 71, 102). Estas Cruces de Malta de Dos Caras (93,103) -excepto la Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97)- tienen Cámaras de Combustión adyacentes a su respectiva Cámara Radial (Ver Figuras 91, 97, 104). Pueden tener al menos un par, pudiendo tener dos pares de Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78) adyacentes a su respectiva Cámara Radial. Es decir, pueden tener cuatro, preferentemente ocho Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 789). Las Cruces de Malta de Doble-Cara (93, 97, 103) para Motor son las siguientes: a) La Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) tiene preferentemente ocho Cámaras Radiales, cuatro por cada cara de la Cruz de Malta, cuatro Ductos, dos de Admisión T (105) y dos de Escape T (106), no tiene Cámaras de Combustión, y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna. b) La Cruz de Malta Dos Cámaras Dos Caras (103) tiene preferentemente ocho Cámaras Radiales, cuatro en cada Cara de la Cruz de Malta, cuatro Cámaras de Combustión (38, 39), dos para cada Cara de la Cruz de Malta, donde cada Cámara de Combustión (38, 39) está asociada a una Cámara Radial, y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna. c) La Cruz de Malta Cuatro Cámaras Dos Caras (93) tiene preferentemente ocho Cámaras Radiales, cuatro en cada Cara de la Cruz de Malta, ocho Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78), cuatro para cada Cara de la Cruz de Malta, donde cada Cámara de Combustión está asociada a una Cámara Radial; no tiene Ductos de Admisión ni Escape, y se usa en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna.
Una Cámara de Combustión es una cavidad cilindrica dispuesta dentro de la Cruz de Malta (37, 79, 93,103) y paralela a ella, localizada, cada una, en el lugar que ocuparían los Ductos de Admisión (31, 33, 105) y Escape (32, 34, 106), debajo de sendas Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) y comunicadas con ellas fluidamente (Ver Figuras 14, 66, 84, 91, 97, 100, 101, 103, 104) . Estas cámaras de combustión, reciben el fluido combustible que el Pistón (18) va desplazando durante su trayectoria en las Cámaras (Radial y Circular).
Las Cámaras de Combustión (38, 39, 77,78) tienen habilitadas, cada una, un puerto que aloja una bujía (52) (Ver Figuras 66, 71, 84, 91, 100, 101, 103, 104) cuando el aparato mecánico que funciona como Motor de Combustión Interna se usa con un fluido combustible que es gasolina o que requiera de una chispa para incendiarse en las condiciones de presión y temperatura existentes en la cámara de combustión a máxima compresión, como pueden ser mezclas carburadas de combustibles como gasolina. Alternativamente, las Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78) tienen habilitadas, cada una, un inyector de combustible, cuando el aparato mecánico que funciona como Motor de Combustión Interna se destina para funcionar con diesel o algún otro combustible que pueda autoencenderse en las condiciones de presión y temperatura existentes en la cámara a máxima compresión. Un Pistón (18) es una pequeña flecha en la que en uno de los extremos hay una cabeza en la cual se ensamblan Sellos que hermetizan las Cámaras por donde viaja el Pistón (18) (Ver Figuras 04, 05). Un Pistón (18) tiene el mismo perfil transversal que las Cámaras Circulares (04, 24) y que las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17), y se desplaza dentro de las mismas en ciclos de funcionamiento, donde cada ciclo comprende recorrer al menos dos, preferentemente tres cámaras herméticas cuyas bocas se encuentran alineadas de manera que el Pistón (18) cruce de una cámara a otra fluidamente. El Pistón (18) está colocado en la cara inferior de la zona periférica de un disco sólido denominado Volante (10) (Ver Figura 03), el cual posa sobre el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) y la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103). Un Volante (10) puede contener al menos uno, preferentemente dos Pistones (18). Cuando hay dos Pistones (18), éstos están colocados en puntos diametralmente opuestos en el Volante (10).
Dicho Volante (10) cubre parcialmente la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103), y cubre completamente la(s) Cámaras Circulares (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101).
La transición de un ciclo de funcionamiento actual al siguiente ciclo, se da mediante un giro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) sobre su propio eje de (360°/n) grados donde en n=número de Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) en la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103), y donde dicho giro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) es impulsado por el Pistón (18) que en la parte final del ciclo, se encuentra dentro de una Cámara Radial (14, 15, 16, 17) en la que termina el ciclo actual. Al completarse el giro de una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103), la Cámara Radial en la que termina el Pistón (18) el ciclo actual pasa a ser nominalmente la Cámara Radial en la que comienza el nuevo ciclo. El Pistón (18) al desplazarse dentro de las cámaras herméticas (Radiales y Circulares) favorece, con su cara trasera, la admisión del fluido a transferir en el ciclo actual a través del Ducto de Admisión (31, 33, 104, 105) y la Lumbrera de Admisión (05, 98). Simultáneamente el Pistón (18) favorece, con su cara delantera, el desplazamiento y la compresión/expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior, a través del Ducto de Escape (32, 34, 106, 107) y la Lumbrera de Escape (06, 99).
Los Ductos de Admisión (31, 33, 105) y de Escape (32, 34, 106) se encuentran la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103). Los Ductos de Admisión MB (104) y de Escape MB (107) se encuentran el Monoblock Dos Caras (83, 84, 101). Los Ductos de Admisión y Escape quedan alineados y en comunicación fluida cuando la Cruz de Malta queda inmóvil. Cada Cámara Radial (14, 15, 16, 17) se encuentra en comunicación fluida con un Ducto, ya sea de Admisión (31, 33, 105) o de Escape (32, 34, 106). El Ducto de Admisión (31, 33) es recto y va desde un extremo central de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en la superficie de la Cara opuesta de la Cruz de Malta, donde dicho Ducto de Admisión (31, 33) comunica con una Lumbrera de Admisión (05, 26) localizada en el fondo o en el piso de la Cavidad Cilindrica (02) del Monoblock (01, 22, 68) (Ver Figuras 07, 08, 14, 16, 18, 72). El Ducto de Escape (32, 34) es recto y va desde un extremo de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en la superficie de la Cara opuesta la Cruz de Malta, donde dicho Ducto de Escape (32, 34) comunica con una Lumbrera de Escape (06, 29) localizada en el fondo o en el piso de la Cavidad Cilindrica (02) del Monoblock (01, 22, 68) (Ver Figuras 07, 08, 14, 16, 18,
72).
El aparato mecánico de la presente invención que funciona como Motor de Combustión Interna sigue el Ciclo Otto convencional el cual se describe a continuación muy sucintamente solo con los detalles suficientes para entender de manera general la ejecución del Ciclo Otto por el aparato mecánico de la presente invención. Para efectos de claridad se denominó, exclusivamente para efectos de ésta breve descripción, al mismo fluido combustible con distintas letras (z, a y 6), para diferenciar los momentos en que entra el fluido combustible al Motor, y asociarlos a los distintos tiempos del Ciclo Otto, y así, resultara más comprensible la descripción.
La posición de partida que se menciona a continuación es cuando las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) y Circulares (04, 24) se encuentran alineadas unas con otras, formando una secuencia de Cámaras Radial-Circular-Radial, y hay comunicación fluida entre ellas. Adicionalmente el Pistón (18) se encuentra en la parte más interna de la Cámara Radial (14) de partida.
La posición de término que se menciona es cuando las Cámaras Radiales (14, 15, 16,
17) y Circulares (04, 24) se encuentran alineadas unas con otras formando una secuencia de Cámaras Radial-Circular-Radial, y hay comunicación fluida entre ellas. Adicionalmente el Pistón (18) se encuentra cercano a la parte más interna de la Cámara Radial (15) de término. Inicio del Ciclo Otto
En un primer ciclo y en una posición de partida, se admite fluido combustible a por el Ducto de Admisión (31, 104, 105) a la Cámara Radial (14) succionado por el avance del Pistón (18), con su cara trasera, dentro de las Cámaras: Radial (14), Circular (04) y Radial (15). Simultáneamente, el fluido combustible z admitido en un ciclo anterior, se desplaza con la cara delantera del Pistón (18), y se transfiere a través de la Cámara Radial (15) hacia una primera Cámara de Combustión (38) y se comprime dentro de ella, llegando a una posición de término.
La Cruz de Malta es girada por el Pistón (18), pasando de una posición de término a una posición de partida.
En el segundo ciclo, se enciende el fluido combustible Z comprimido en el primer ciclo en la primera Cámara de Combustión (38), explota y se expanden los gases de combustión de la primera Cámara de Combustión (38), que fluyen a través de la Cámara Radial (15), empujando al Pistón (18) por su cara trasera, y simultáneamente, el fluido combustible a admitido en el primer ciclo se desplaza con la cara delantera del Pistón (18), se transfiere a través de la Cámara Radial (16) hacia la segunda Cámara de Combustión (39), y se comprime dentro de ella.
La Cruz de Malta es girada por el Pistón (18), pasando de una posición de término a una posición de partida.
En el tercer ciclo, se enciende el fluido combustible a comprimido en el segundo ciclo, explota y se expanden los gases de combustión de la segunda Cámara de Combustión (39) que fluyen través de la Cámara Radial (16) empujando al Pistón (18) por su cara trasera, y simultáneamente se expulsan los gases de combustión del segundo ciclo hacia el exterior a través de la Cámara Radial (17) y el Ducto de Escape (32, 106, 107).
La Cruz de Malta es girada por el Pistón (18), pasando de una posición de término a una posición de partida. En el cuarto y último ciclo se admite fluido combustible b por el Ducto de Admisión (33, 104, 105) a la Cámara Radial (17) succionado por el avance del Pistón (18), con su cara trasera, dentro de las cámaras herméticas, y simultáneamente, se expulsan los gases de combustión del tercer ciclo hacia el exterior a través de la Cámara Radial (14) y el Ducto (34, 106, 107).
Fin del Ciclo Otto.
El Método para trasferir fluidos de un espacio a otro de la presente invención, cuando funciona como Motor de Combustión Interna puede ejecutarse empleando diferentes configuraciones de piezas.
I. Una primera configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Sencillo Una Cara (01) con cavidad cilindrica para una Cruz de Malta Dos Cámaras Una Cara (37) y un Volante (10) (Figura 67).
II. Una segunda configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Doble Volante (22) con una cavidad cilindrica para una Cruz de Malta Dos Cámaras Una Cara (37) y dos Volantes (10) (Figura 68).
III. Una tercera configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Doble Cruz (68) con cavidades cilindricas para dos Cruces de Malta, una Sencilla Una Cara (03) y una Cruz de Malta Cuatro Cámaras Una Cara (79) y un Volante (10) (Figura 80).
IV. Una cuarta configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Sencillo Dos Caras (83) con una Cavidad Cilindrica (02) para una Cruz de Malta Dos Cámaras Dos Caras (103) y 2 Volantes (10), un Volante por cada cara del Motor (Figura 94).
V. Una quinta configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Doble Volante Doble Cara (84) con una Cavidad Cilindrica (02) para una Cruz de Malta Dos Cámaras Dos Caras (103) y cuatro Volantes (10), dos por cada Cara del Motor (Figura 96).
VI. Una sexta configuración del aparato mecánico funcionando como Motor de Combustión Interna puede comprender el uso de un Monoblock Doble Cruz Dos Caras (101) con perforaciones cilindricas para dos Cruces de Malta: una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) y una Cruz de Malta Cuatro Cámaras Dos Caras (93); y dos Volantes (10), un Volante por cada Cara del Motor (Figura 98).
Cuando el aparato mecánico funciona como Motor de Combustión Interna, la energía motriz es aportada por la energía química de fluido combustible admitido al aparato mecánico, convertida en energía mecánica por la expansión del volumen de los gases de combustión.
Para efectos de simplicidad descriptiva de la presente invención, cuando aparezca la unión de las palabras Compresión / Expulsión o palabras derivadas de ellas, se deberá entender que se trata de Compresión cuando el fluido es gaseoso o Expulsión cuando el fluido es líquido.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION BOMBA/COMPRESOR
Un segundo aspecto de la presente invención comprende un aparato mecánico que ejecuta el Método para transferir fluidos desde un espacio a otro, descrito en párrafos anteriores. El aparato mecánico puede funcionar como una Bomba hidráulica cuando el fluido que transfiere no es compresible, como un líquido, y puede funcionar como Compresor neumático cuando el fluido es compresible, como un gas o mezcla de gases. El aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Bomba hidráulica ó como Compresor neumático recibe energía motriz de una fuente de energía externa para realizar la transferencia del fluido de un espacio a otro.
Monoblock Este aparato mecánico comprende una estructura metálica sólida en forma de bloque denominada Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
El Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) usado para Bomba/Compresor tiene al menos un espacio, preferentemente dos espacios huecos en forma cilindrica, denominados Cavidades Cilindricas (02), los cuales alojan Cruces de Malta (03, 97). Una Cruz de Malta (03, 97) es un cilindro sólido metálico que puede tener en sus caras planas, al menos una cámara hermética. Puede contener dos, preferentemente tres, y más preferentemente cuatro cámaras herméticas denominadas alternadamente Primera Cámara Hermética (14) y Tercera Cámara Hermética (15) en concordancia con la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente. Las Primeras y Terceras Cámaras Herméticas son iguales y pueden ser rectas y radiales, y por esta razón se les denominará Cámaras Radiales Herméticas o simplemente Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17). Las Cámaras Circulares (04, 24) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) tienen el mismo perfil transversal.
Cámaras Circulares
Un Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) contiene al menos una Segunda Cámara Hermética (04, 24), -usando la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente- preferentemente dos. Cada Segunda Cámara Hermética (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) tiene una forma longitudinalmente curva que sigue una trayectoria circular que puede comprender longitudes de arco correspondientes a ángulos desde 30° hasta 90°, o hasta 270°. Debido a ésta trayectoria circular las denominaremos más específicamente Segundas Cámaras Circulares Herméticas, o simplemente Cámaras Circulares.
Una Cámara Circular nace en una Boca de Admisión (20, 56) en la pared de la Cavidad Cilindrica (02) y termina también en la pared de la Cavidad Cilindrica (02) en una Boca de Escape (19, 42). Cuando la Cruz de Malta Sencilla (03) está posicionada dentro de la Cavidad Cilindrica (02) es posible hacer coincidir dos de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) con las Bocas (19 y 20) de la Cámara Circular (04) (Ver Figura 01, 02, 30, 80) formando de esta manera una sola Cámara con forma de herradura compuesta por dos Cámaras Radiales (14 y 15, 16 y 17) y la Cámara Circular (04). El Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) puede contener, en su interior, una Cámara de Enfriamiento (12) por agua. El agua de enfriamiento se hace circular por ésta Cámara de Enfriamiento (12) a través de dos tubos, un Tubo de Entrada de Agua (67) y otro de Salida (11) (Ver Figura 10).
El Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) tiene al menos dos chumaceras, preferentemente tres: una Chumacera Izquierda (07), una Chumacera Central (08) y una Chumacera Derecha (27) (Ver Figuras 01, 02, 07, 08, 09 y 10) donde giran Flechas: Flechas Motrices de los Volantes (09, 28, 80) y Flechas de las Cruces de Malta (25, 96), (Ver Figuras 03, 16, 19, 30, 48, 90, 98).
Volante
El aparato mecánico que ejecuta el Método de la presente invención para funcionar como Bomba/Compresor comprende también al menos un Volante (10), aunque pueden ser dos, tres o cuatro Volantes (10). Un Volante (10) es un cuerpo sólido en forma de disco barrenado en su centro, por el que pasa la Flecha Corta del Volante Motriz (09,
28) (Ver Figura 03, 68, 85) y gira en la Chumacera Izquierda del Monoblock (07). El Volante (10) se encuentra posicionado sobre una Cámara Circular (04, 24) si se trata de Monoblocks (01, 22, 83, 84) para una Cruz de Malta, o si se trata de un Monoblock de Doble Cruz (68, 85, 101) dos Volantes (10) se encuentran posicionados sobre sendas Cámaras Circulares (04, 24). El Volante (10) sirve como tapa hermética de la(s) misma(s) Cámara(s) Circular(es) (04, 24) que cubre. El Volante (10) cubre también, aunque parcialmente, a la(s) Cruz(ces) de Malta con las que esté trabajando (Ver Figuras 19, 27, 30, 65, 68, 88, 27, 30).
El Volante (10) contiene en su cara superior un medio de enfriamiento por aire. Este medio de enfriamiento puede ser una pluralidad de Aletas de enfriamiento (92) rectas o curvas, comunicadas entre sí o no, dispuestas en sentido radial, perpendiculares o con alguna inclinación (Ver Figura 03).
La cara inferior del Volante (10) es lisa para poder sellar herméticamente las Cámaras (04, 24, 14, 15, 16 y 17). El Volante (10) gira a la Derecha y hace girar a la Cruz de Malta a la Izquierda (Ver Figura 19). Un Volante (10) puede tener un Pistón (18), o dos, o más Pistones (18), preferentemente dos distribuidos equiangularmente en la Cara inferior del Volante (10) (Ver Figura 03). Cuando el Volante (10) tiene dos Pistones (18) estos están colocados en puntos diametralmente opuestos en la periferia de la cara inferior del Volante (10) (Ver Figura 85). Cuando tiene más de dos Pistones (18), estos se distribuyen equiangularmente en la periferia de la cara inferior del Volante (10).
El Volante (10) y su Flecha Corta de Volante Motriz (09) que están fijos entre sí, giran mutuamente, sobre el eje de la misma gracias a una energía motriz aplicada por un motor desde el exterior, la cual pone en movimiento al Volante (10) y al Pistón (18), y en general, pone funcionamiento al aparato mecánico de la presente invención.
Cuando el aparato mecánico funciona como Motor de Combustión Interna, la fuerza que hace girar al Volante (10), mediante el Pistón (18), proviene de la fuerza de expansión de los gases de combustión.
Un Volante (10) puede girar en sentido de las manecillas del reloj, o a la inversa (invirtiendo por consiguiente la función de las 4 Lumbreras (05, 06, 26 y 29). Si hay más de un Volante (10) trabajando, ambos necesariamente giran en un mismo sentido. Para efectos descriptivos de la presente invención, se usará como ejemplo, el giro de los Volantes (10) hacia la derecha, en el sentido de las manecillas del reloj
El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro puede tener y funcionar con Una Cara, o con Dos Caras, y por consiguiente los Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) y las Cruces de Malta (03, 97) pueden ser de Una Cara o Dos Caras. En la segunda Cara del Monoblock y de la Cruz de Malta se replica el mecanismo y funcionalidad de la primera Cara.
Monoblocks Una Cara
Los Monoblocks de Una Cara (01, 22, 68) para Bomba/Compresor son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Una Cara (01) (Figura 07) está diseñado para usarse con: i. una Cruz de Malta Sencilla (03) ii. un Volante (10) iii. tiene una Cámara Circular (04) iv. tiene dos Lumbreras al fondo de la Cavidad Cilindrica (02), una de Admisión (05) y una de Escape (06). b) El Monoblock Doble Volante Una Cara (22) (Figura 08) está diseñado para usarse con: i. una Cruz de Malta Sencilla (03) ii. dos Volantes (10) iii. tiene dos Cámaras Circulares (04, 24) iv. tiene cuatro Lumbreras al fondo de la Cavidad Cilindrica (02), dos de Admisión (05, 26) y dos de Escape (06, 29) c) El Monoblock Doble Cruz Una Cara (68) (Figura 76, 83) está diseñado para usarse con: i. dos Cruces de Malta Sencillas (03) ii. un Volante (10) con doble Pistón (18) iii. tiene dos Cámaras Circulares (04, 24) iv. tiene cuatro Lumbreras al fondo de las Cavidades Cilindricas (02), un par de Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) en una Cavidad Cilindrica (02), y otro par de Lumbreras en la otra Cavidad Cilindrica (02)
Monoblocks Dos Caras
Los Monoblocks de Dos Caras (83, 84, 85) para Bomba/Compresor tienen la Cavidad Cilindrica (02) como una perforación cilindrica que atraviesa el Monoblock de lado a lado, de un diámetro suficiente para que entre una Cruz de Malta. Debido a que estos Monoblocks Dos Caras (83, 84, 85) no tienen el fondo o piso que topan las Cavidades Cilindricas (02), las Lumbreras C de Admisión (98) y de Escape (99) están localizadas lateralmente en el “canto” del Monoblock.
Los Monoblocks Dos Caras (83, 84, 85) para Bomba/Compresor son los siguientes: a) El Monoblock Sencillo Dos Caras (83) (Figura 94) está diseñado para usarse con: i. una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) ii. dos Volantes (10), uno por cada Cara. iii. tiene una Cámara Circular (04) iv. tiene dos Ductos en el Monoblock, uno de Admisión MB (104) y uno de Escape MB (107) v. tiene dos Lumbreras en el canto del Monoblock, una Lumbrera C de Admisión (98) y una de Escape (99). b) El Monoblock Doble Volante Dos Caras (84) (Figura 96) está diseñado para usarse con: i. una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) ii. cuatro Volantes (10), dos por cada Cara iii. tiene dos Cámaras Circulares (04, 24) iv. tiene cuatro Ductos en el Monoblock, dos de Admisión MB (104) y dos de Escape MB (107) v. tiene cuatro Lumbreras en el canto del Monoblock, dos de Admisión C (98) y dos de Escape C (99). c) El Monoblock Doble Cruz Dos Caras (85) (Figura 89) está diseñado para usarse con: i. dos Cruces de Malta Doble Cruz Doble-Cara ii. dos Volantes (10) con doble Pistón (18), uno por cada Cara iii. tiene dos Cámaras Circulares (04, 24) iv. tiene cuatro Ductos en el Monoblock, dos de Admisión MB (104) y dos de Escape MB (107) (Figura 71, 89) v. tiene cuatro Lumbreras en el canto del Monoblock, dos Lumbreras C de Admisión (98) y dos Lumbreras C de Escape (99).
Ductos y Lumbreras
Los Monoblock de Una Cara (01, 22, 68) para Bomba/Compresor tienen la Cavidad Cilindrica (02) con un fondo o un piso sobre el que sienta la Cruz de Malta. Este fondo o piso tiene Lumbreras de Admisión (05, 26) y de Escape (06, 29) por donde se admite y se expulsa el fluido de trabajo. Estas Lumbreras de Admisión (05, 26) y de Escape (06, 29) quedan alineadas a los respectivos Ductos de Admisión (31, 33) y de Escape (32, 34) que se encuentran las Cruces de Malta Una Cara (03, 37, 79) en los momentos en que la Cruz de Malta queda inmóvil. Los Ductos de Admisión (31, 33) parten, axialmente cada uno, desde el extremo central de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en la otra cara plana de la Cruz de Malta, quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) respectivamente (Ver Figura 07, 18). Los Ductos de Escape (32, 34) parten, axialmente cada uno, desde el extremo central de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) hasta desembocar en la Cara opuesta en la misma la Cruz de Malta (03, 97).
Cada Cámara Radial (14, 15, 16, 17) se encuentra en comunicación fluida con un Ducto, ya sea de Admisión (31, 105) o de Escape (32, 106).
Los Monoblocks de Dos Caras (83, 84, 85) para Bomba/Compresor tienen Lumbreras C de Admisión (98) y de Escape (99) localizadas en el canto del Monoblock. Estas Lumbreras C (98,99) están comunicadas fluidamente a través de los respectivos Ductos de Admisión MB (104) y Escape MB (107) dentro del Monoblock (83, 85, 101) que desembocan a la parte interna de la Cavidad Cilindrica (02) (Ver Figura 71). Las bocas de estos Ductos de Admisión MB (104) y Escape MB (107) en la Cavidad Cilindrica (02) quedan alineadas a las bocas de los Ductos de Admisión T (105) y Escape T (106) en la cara circular de la Cruz de Malta Dos Caras (93, 97, 103), cuando ésta queda inmóvil. Cada una de éstas bocas en la cara circular de la Cruz de Malta Dos Caras (93, 97, 103) comunica con su respectivo Ducto de Admisión T (105) y Ducto de Escape T (106) que tiene forma de “T” en el que cada una de las dos bifurcaciones conduce a una Cámara Radial (14, 15, 16, 17) en las caras planas opuestas de la Cruz de Malta Doble- Cara (93, 97,103).
Cruz de Malta
Una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) es un cilindro sólido metálico barrenado en su centro. Una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) no tiene impulso propio y puede girar libremente sobre su eje sujeta a su respectiva Flecha de la Cruz de Malta (25) pero solamente gira cuando la mueve el Pistón (18) del Volante (10). Una Cruz de Malta puede tener en sus caras planas, al menos una Cámara Hermética. Puede contener dos, preferentemente tres, y más preferentemente cuatro Cámaras Radiales formadas en bajo relieve, equidistantes una de la otra. Una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) tiene una Primera Cámara Hermética (14) y una Tercera Cámara Hermética (15) en concordancia con la nomenclatura usada en el Método para transferir fluidos descrito anteriormente. Las Primeras y Terceras Cámaras Herméticas son iguales y pueden ser curvas o rectas y radiales, preferentemente rectas y radiales perpendiculares entre sí formando una Cruz (Ver Figuras 14, 15 y 16), y por esta razón se les denominará Cámaras Radiales Herméticas o simplemente Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17). Las Cámaras Circulares (04, 24) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) tienen el mismo perfil transversal.
Como se mencionó arriba, el aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro puede tener y funcionar con Una Cara, o con Dos Caras, y por consiguiente los Monoblocks (01, 22, 68, 83, 84, 85) y las Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) pueden ser de Una Cara o Dos Caras.
Por lo tanto, las Cruces de Malta que pueden usarse en Monoblocks de una Cara son:
1) La Cruz de Malta Sencilla Una Cara (03) (Figuras 15, 16) -diseñada para Bomba/Compresor y Motor de Combustión Interna- puede tener: a. Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) localizadas en una de sus caras planas b. No tiene Cámaras de Combustión c. Cuatro Ductos, dos de Admisión (31, 33) y dos de Escape (32, 34) que desembocan en la otra cara plana quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) en el Monoblock respectivamente
2) La Cruz de Malta Dos Cámaras Una Cara (37) (Figura 14, 103) -diseñada para Motor de Combustión Interna- puede tener: a. Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) localizadas en una de sus caras planas b. Dos Cámaras de Combustión (38, 39), c. Dos Ductos, uno de Admisión (31), otro de Escape (32) que desembocan en la otra cara plana quedando alineados con las Lumbreras de Admisión (05) y Escape (06) en el Monoblock
3) La Cruz de Malta Cuatro Cámaras Una Cara (79) (Figuras 84, 104) -diseñada para Motor de Combustión Interna- puede tener: a. Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) localizadas en una de sus caras planas b. Cuatro Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78), c. No tiene Ductos de Admisión ni Escape
Y también se pueden usar en Monoblocks de Dos Caras:
1) Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) (Figuras 92, 102) -diseñada para Bomba/Compresor y Motor de Combustión Intema- a. Cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) en cada una de las dos caras planas de la Cruz de Malta, b. Cuatro Ductos en forma de “T”, dos de Admisión T (105) y dos de Escape T (106) donde la parte del ducto “T” que es bisectada comunica las Cámaras Radiales localizadas en las dos Caras de la Cruz de Malta, y la parte del ducto “T” que bisecta, desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta.
2) Cruz de Malta Dos Cámaras Dos Caras (103) (Figuras 97, 103)— diseñada para Motor de Combustión Interna- a. Ocho Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17), cuatro en cada Cara de la Cruz de Malta b. Cuatro Cámaras de Combustión (38, 39), dos para cada Cara de la Cruz de Malta, donde cada Cámara de Combustión (38, 39) está asociada a una Cámara Radial c. Dos Ductos en forma de “T”, un Ducto de Admisión T (105) y uno de Escape T (106) donde la parte del ducto “T” que es bisectada comunica las Cámaras Radiales localizadas en las dos Caras de la Cruz de Malta, y la parte del ducto “T” que bisecta, desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta.
3) Cruz de Malta Cuatro Cámaras Dos Caras (93) (Figuras 91, 104) -diseñada para Motor de Combustión Interna- a. Ocho Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17), cuatro en cada Cara de la Cruz de Malta b. Ocho Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78), cuatro para cada Cara de la Cruz de Malta, donde cada Cámara de Combustión (38, 39, 77, 78) está asociada a una Cámara Radial. c. Dos Ductos en forma de “T”, un Ducto de Admisión T (105) y uno de Escape T (106) donde la parte del ducto “T” que es bisectada comunica las Cámaras Radiales localizadas en las dos Caras de la Cruz de Malta, y la parte del ducto “T” que bisecta, desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta.
Cada Cruz de Malta tiene en el fondo de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) unos ductos axiales que corren desde cada Cámara Radial (14, 15,16, 17) paralelos a la Flecha de la Cruz de Malta (25) denominados Ductos (31, 32, 33 y 34) o Ductos T (105, 106). Cuando se trata de una Cruz de Malta de Una Cara son Ductos (31,32, 33,34). Cuando se trata de una Cruz de Malta (CM) de Dos Caras, son Ductos T (105, 106), donde los Ductos que corren desde cada Cámara Radial se dirigen uno hacia el otro y se encuentran uno con otro formando un solo ducto, del cual nace un nuevo ducto que desemboca en la cara circular de la Cruz de Malta formando una T (Ver Figuras 71, 99, 102). Las bocas de estos Ductos se alinean ya sea con Lumbreras (05, 06) en el fondo de la Cavidad Cilindrica en el Monoblock, o con Ductos MB (104, 107) que desembocan en Lumbreras C (98, 99) en el canto del Monoblock.
La Cruz de Malta (03) hace las veces de una válvula giratoria. Las Lumbreras (05, 06, 98 99) quedan cerradas cuando la Cruz de Malta (03) se encuentra girando (Ver Figura 07 y 10) y las abre cuando queda estacionada, inmóvil. Cuando el Monoblock Sencillo tiene Cámara de Enfriamiento (12), la parte inferior de la Cruz de Malta (03) queda sumergida en el agua de enfriamiento de ésta cámara
Sello de Agua
Cuando el Monoblock Sencillo (01) tiene Cámara de Enfriamiento, la Cruz de Malta (03) tiene al menos un medio para hermetizar el mecanismo superior de la Cruz de Malta (03) de la parte inferior donde se encuentra el agua de enfriamiento. Este medio de hermetización comprende una ranura perimetral en la Cruz de Malta (03) y un Sello de Agua (41) (Ver Figuras 14 y 86) que puede ser un anillo que no está cerrado, y que puede tener una sección transversal circular, rectangular, o prismática, preferentemente rectangular. El anillo se inserta a presión en la ranura perimetral, y gracias a la flexibilidad del material del anillo para recuperar su forma original después someterlo a una deformación , éste ejerce una presión hacia fuera, es decir, hacia la pared de la Cavidad Central (02), logrando de ésta manera sellar herméticamente la Cruz de Malta (03). Pistón
Un Pistón (18) es una pequeña flecha en la que en uno de los extremos hay un cabezal en el cual se ensamblan Sellos que hermetizan las Cámaras por donde viaja el Pistón (18). Un Pistón (18) tiene el mismo perfil transversal que las Cámaras Circulares (04, 24) y que las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17), y se desplaza dentro de las mismas en ciclos de funcionamiento, donde cada ciclo comprende recorrer al menos dos, preferentemente tres cámaras herméticas cuyas bocas se encuentran alineadas de manera que el Pistón (18) cruce de una cámara a otra fluidamente. El Pistón (18) está colocado en la cara inferior de la zona periférica de un disco sólido denominado Volante (10), el cual posa sobre el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) y la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103). Un Volante (10) puede contener al menos uno, preferentemente dos Pistones (18). Cuando hay dos Pistones (18), éstos están colocados en puntos diametralmente opuestos en el Volante (10). Dicho Volante (10) cubre parcialmente la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103), y cubre completamente la(s) Cámaras Circulares (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
Giro de la Cruz
La transición de un ciclo de funcionamiento actual al siguiente ciclo, se da mediante un giro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) sobre su propio eje de (360°/n) grados donde en n=número de Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) en la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103). Dicho giro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103) es impulsado por el Pistón (18) que, en la parte final del ciclo, se encuentra dentro de la Cámara Radial (14, 15, 16, 17) en la que termina el ciclo actual. El Pistón (18) comienza a girar en el punto (21), que es el punto de partida de cada ciclo, es decir, en la parte más interna o al fondo de la Tercera Cámara Hermética (15). Al completarse el giro de una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 97, 103), la Cámara Radial en la que el Pistón (18) termina el ciclo actual pasa a ser nominalmente la Cámara Radial en la que comienza el nuevo ciclo. El Pistón (18) al desplazarse dentro de las cámaras herméticas (Radiales y Circulares) favorece, con su cara trasera, la admisión del fluido a transferir en el ciclo actual a través del Ducto de Admisión (31, 33, 104, 105) y la Lumbrera de Admisión (05, 98). Simultáneamente el Pistón (18) favorece, con su cara delantera, el desplazamiento y la compresión/expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior, a través del Ducto de Escape (32, 34, 106, 107) y la Lumbrera de Escape (06, 99). El Pistón como conjunto de piezas está formado por un Muñón de Pistón (64), el Pistón (18) propiamente dicho, y Sellos de Pistón (47, 48) individuales. El Muñón de Pistón (64) se inserta en una chumacera de pistón. Todo el conjunto de piezas del Pistón se localiza en la cara inferior y cerca de la periferia de un Volante (10). (Ver Figuras 03,
04, 05, 65, 66, 67 y 68).
El Pistón (18) y el Muñón de Pistón (64) pueden formar una sola pieza, en cuyo caso, el Pistón (18) se localiza en un extremo de Muñón, y la Chumacera de Pistón en el otro extremo, la cual sirve para unir el Muñón de Pistón (64) con la cara inferior del Volante Sencillo (10) y permitir que gire (Ver Figura 03).
Si el Pistón (18) y el Muñón del Pistón (64) son dos piezas separadas, una chumacera del Pistón, localizada en el centro del Pistón (18) sirve para unir el Pistón (18) y el Muñón de Pistón (64). El Pistón (18) gira libremente sobre el eje del Muñón de Pistón (64). El Pistón puede tener forma cúbica o prismática, preferentemente cúbica (Ver Figura 03).
El Pistón (18) tiene Ranuras de alojamiento (63) para un sistema de Sellos (47 y 48), que hermetizan las Cámaras por donde viaja el Pistón (18). Este medio de alojamiento comprende al menos una Ranura (63), preferentemente dos, que recorren en sentido axial al Pistón (18) (Ver Figuras 04 y 05). El Pistón (18) va dividiendo a su paso, a la Cámara Circular (04, 24) en dos Cámaras, una Cámara Delantera y una Cámara Trasera (Ver Figura 19), respecto al avance del mismo Pistón (18). La característica bifuncional Pistón (18) da lugar a que el aparato mecánico que funciona como Bomba/Compresor pueda ejecutar dos tiempos del Ciclo de Bombeo simultáneamente: el tiempo de Admisión del fluido, que siempre se encuentra por detrás del Pistón (18) en su Cámara Trasera, y el tiempo de Compresión/Expulsión del fluido, que siempre se encuentra por delante del Pistón (18) en su Cámara Delantera (Ver Figura 19).
Cuando el Pistón (18) sale de la Cámara Radial (14, 15, 16 y 17) y entra por la Boca de Admisión Izquierda (20) a la Cámara Circular (04), desacopla de esta manera al Volante (10) de la Cruz de Malta (03), la cual queda inmóvil. El Pistón (18) sale de la Cámara Circular (04) por la Boca de Escape (19) y entra a la Cámara Radial (14, 15, 16 o 17) acoplando, de esta manera al Volante (10) con la Cruz de Malta (03). El aparato mecánico de la presente invención que funciona como Bomba/Compresor (Ver Figura 65) puede realizar dos tiempos, uno de Admisión de fluidos con la Cara Delantera (A) del Pistón (18) y otro tiempo de Compresión/Expulsión de fluidos con su Cara Trasera (B) del Pistón (18), con las siguientes características: ambos tiempos los realiza el Pistón (18) simultáneamente durante cada Ciclo que tiene una duración de una revolución (360°) sin presentar ningún Punto Muerto, funcionando el Pistón (18) en Punto Vivo en todo momento.
El Punto Vivo se define en un contexto de mecánica, y para efectos de la presente solicitud, al momento en que un émbolo y su pistón, poseen energía cinética, particularmente, cuando tienen una velocidad, es decir, cuando existe transmisión de movimiento. El Punto Muerto por el contrario, es el momento en que el émbolo y su pistón, no tienen energía cinética, particularmente cuando su velocidad es cero, es decir, cuando no existe transmisión de movimiento.
El Punto Vivo ocurre cuando el Par del Motor es el Máximo, entendiendo por Par al producto de la Fuerza por su Brazo de Palanca. El Punto Muerto ocurre cuando el Brazo es igual a cero.
En el Mecanismo Cruz de Malta de la Presente Invención, el Brazo nunca es cero y constantemente es igual al Radio durante los 360° de cada Revolución y el Par Motor es el máximo durante los 360° de cada Revolución.
Reversibilidad del Pistón
El Pistón (18) en su giro, al salir de la Cámara Circular (04, 24) y entrar en la Cruz de Malta, entra de frente y, después de hacer girar a la Cruz de Malta, sale en reversa. De esa manera, el Pistón (18) alterna sus dos Caras A y B en cada revolución. (Ver Figura 19).
Cuando el aparato de la presente invención utiliza un Monoblock Doble Cruz es necesario el uso de un Volante (10) con dos Pistones (18) montados en la misma cara del Volante (10), diametralmente opuestos, a 180° uno del otro. Los dos Pistones trabajan simultáneamente y entran y salen de las Cruces de Malta (03, 79, 93, 97) al mismo tiempo. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de la presente invención, cuando funciona como Bomba hidráulica o Compresor neumático puede ejecutarse empleando diferente configuración de piezas, a saber:
I. Una primera configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Sencillo Una Cara (01) ii. una Cruz de Malta Sencilla (03) iii. un solo Volante (10).
II. Una segunda configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Doble Volante Una-Cara (22) ii. una Cruz de Malta Sencilla (03) iii. dos Volantes (10)
III. Una tercera configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Doble Cruz Una Cara (68) ii. dos Cruces de Malta Sencillas (03) iii. un Volante (10).
IV. Una cuarta configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Sencillo Dos Caras (83) ii. una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) iii. dos Volantes (10) con doble Pistón (18), un Volante por cada lado del Monoblock (83).
V. Una quinta configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Doble Volante Dos Caras (84) ii. una Cruz de Malta Sencilla Dos Caras (97) iii. cuatro Volantes (10) con doble Pistón (18), dos Volantes por cada lado del Monoblock (84).
VI. Una sexta configuración del aparato mecánico para usarse como Bomba o Compresor puede comprender el uso de: i. un Monoblock Doble Cruz Dos Caras (101) ii. dos Cruces de Malta Sencilla Dos Caras (97) iii. dos Volantes (10) con doble Pistón (18), un Volante por cada lado del Monoblock (85).
Seguro de Reposo.
La Bomba de Fluidos sencilla (69) tiene un Seguro de Reposo (53), localizado ya sea en el Monoblock Sencillo (01) o en la Cruz de Malta (03), que inmoviliza a la Cruz de Malta (03) cuando se desacopla del Volante (10). El Seguro de Reposo sirve para que la Cruz de Malta (03) conserve la alineación de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) con las Bocas (19 y 20) mientras el Pistón (18) viaja por la Cámara Circular (04, 24) y vuelva a entrar a la Cámara Radial (14, 15, 16 o 17) siguiente. Este Seguro de Reposo puede funcionar mediante principios, magnéticos (Ver Figura 105), electro-magnéticos, ópticos, mecánicos, o una combinación de ellos. Preferentemente el Seguro de Reposo es un medio mecánico que comprende un Resorte para Seguro de Reposo (53) y una Bola (55) que se encuentran insertados dentro de un Barreno hecho radialmente ya sea en el Monoblock Sencillo (01) o en la Cruz de Malta (03). Para efectos descriptivos de la presente invención se utilizará un Seguro de Reposo (53) localizado en el Monoblock Sencillo (01) (Ver Figura 69).
Este Seguro de Reposo (53) apunta hacia el centro de la Cavidad Cilindrica (02). La Bola (55) tiene un Resorte (54) que la empuja contra la Cruz de Malta (03). Tiene un tomillo (57) que sujeta al Seguro. Por su parte, la Cruz de Malta (03) tiene un Registro (102) del Seguro de Reposo (53). Cuando el Seguro de Reposo esté localizado en la Cruz de Malta (03) el Registro del Seguro de Reposo estará en el Monoblock Sencillo (01). El Seguro de Reposo (53) y el Registro del mismo, al encontrarse provocarán que la Cruz de Malta (03) quede inmóvil temporalmente, hasta que el Pistón (18) vuelva acoplarse con la Cruz de Malta (03) en la siguiente revolución. El Registro (102) del Seguro de Reposo puede funcionar mediante principios magnéticos, electro-magnéticos, ópticos, mecánicos o una combinación de ellos. Preferentemente, el medio de identificación del Seguro de Reposo es un medio mecánico que comprende una oquedad en la pared lateral de la Cruz de Malta (03), dicha oquedad es complementaria parcialmente a la Bola (55) del Seguro de Reposo (53). Cuando la Cruz de Malta (03) gira y ésta oquedad encuentra la Bola (55), ésta Bola (55) empujada por el Resorte (54), se aloja parcialmente en la oquedad, causando la inmovilización de la Cruz de Malta (03). Cuando el Seguro de Reposo funciona con medios magnéticos, se coloca un elemento magnético con un polo en la cara circular de la Cruz de Malta (70, 72, 73, 87, 88, 90) y el elemento con el polo opuesto en la pared de la Cavidad Cilindrica (69, 71, 74, 89, 91) (Ver Figura 105), de manera que queden alineados a la misma altura.
Sellos en las Cámaras
Para evitar que el fluido escape del interior de las Cámaras (04, 24, 14, 15, 16 y 17) y para hermetizarlas, el aparato mecánico de la presente invención cuenta con un sistema de Sellos. Hay Sellos en las Cámaras Circulares (04, 24) y Sellos en las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17).
Los Sellos en las Cámaras Circulares (04, 24) son dos en forma de C denominados Sellos C (43 y 44) (Ver Figura 11) que se colocan en las paredes de la Cámara Circular (04). Estos Sellos C (43 y 44) son láminas largas planas rectangulares curvadas sobre una de sus caras planas en forma de arco circular de 270° que se colocan, cada una, en una pared de la Cámara Circular (04, 24). El lado mayor de cada Sello C (43 y 44), tiene la misma longitud que la pared de la Cámara Circular (04), donde se coloca. Los Sellos C (43 y 44) descansan, cada uno, en sendas Ranuras (50 y 51) en forma de arco circular de 270° C que se localizan en la base y a lo largo de las paredes de las Cámaras Circulares (04, 24) (Ver Figura 07 y 10).
Estas Ranuras (50 y 51) tienen cada una, al menos tres barrenos (13) distribuidos convenientemente en toda su longitud, en los cuales se alojan unos resortes (66) que empujan y presionan a los Sellos C (43 y 44) hacia arriba contra el Volante (10) formando un sellado hermético entre las Cámaras Circulares (04, 24) y el exterior por la parte superior. Los sellos en las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17), son de dos tipos. Un primer tipo de sello es en forma de “U” denominado Sello U (49) formado por tres piezas que son el Sello U (49) y dos Extensiones (45) (Ver Figuras 12 y 13 y 14).
El segundo tipo de sello es un Sello Plano (36) formado por dos piezas que son el Sello Plano (36) y una Extensión (46) (Ver Figuras 12 y 14).
Los Sellos U (49) y sus dos Extensiones (45) sirven de continuación a los Sellos C (43 y 44) de la Cámara Circular (04). Los Sellos U (49) son láminas planas, rectangulares curvadas sobre una de sus caras planas en forma de “U” que se colocan en el fondo de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) y descansan en Ranuras U (65) (Ver Figura 16) similares en función, a las Ranuras (50 y 51). Las Ranuras U (65) tienen en su base cuatro o más barrenos (13) espaciados a lo largo de cada Ranura (Ver Figura 15), en donde se aloja un Resorte (66) en cada uno de ellos cuya función es empujar hacia arriba (en forma axial) al Sello U (49) para hermetizar la Cámara Radial (14, 15, 16 o 17) contra el Volante (10). Los extremos de los sellos U (49) tienen terminación de media junta de traslape. Tiene dos o más barrenos (13) longitudinales espaciados convenientemente donde se alojan sendos Resortes (66) (Ver Figura 12 y 13).
Las dos Extensiones (45) de los Sellos U son una Extensión en cada extremo del Sello U (49), y son láminas planas, cortas, las cuales tienen el extremo adyacente al Sello U (49) con terminación de media junta de traslape con dos o mas barrenos (13) espaciados de manera que coincidan con los barrenos de los Sellos U (49). En estos barrenos se alojan los Resortes (66) de los Sellos U (49). Los extremos de los Sellos U (49) con terminación de media junta de traslape se empalman perfectamente con los extremos de las Extensiones (45) que también tienen terminación de media junta de traslape (Ver Figura 12 y 13).
El Resorte (66) tiene la función de empujar los Sellos U (49) y sus Extensiones (45) hacia direcciones opuestas, para hermetizar la Cámara Radial (14, 15, 16 o 17) contra el Monoblock .
Los Sellos Planos (36) son láminas planas, cortas, colocadas con una cara plana en el piso de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 o 17), y tienen un extremo con terminación plana que topa en el fondo con el Sello U (49). Su otro extremo tiene terminación de media junta de traslape con barrenos longitudinales donde se alojan los Resortes (66) (Ver Figura 12 y 13).
Los Sellos Planos (36) tienen una perforación transversal cerca del extremo que topa con el Sello U (49) la cual tiene la misma forma transversal y posición que los Ductos (31, 32, 33, 34) para permitir el paso del Fluido entre las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) y los Ductos (31, 32, 33, 34 y 35), que a su vez conducen a las Lumbreras de Admisión y Escape (05 y 06).
Las Extensiones (46) de los Sellos Planos (36) tienen un extremo con terminación curva que se ajusta a la curvatura de la Cavidad Cilindrica (02) de la Cruz de Malta (03), y el otro extremo tiene terminación de media junta de traslape con un barreno longitudinal central de manera que coincida con el barreno (13) del Sello Plano (36). En el barreno (13) se alojan los Resortes (66) que empujan en sentidos opuestos al Sello Plano (36) y su Extensión (46) para hermetizar las Cámaras Radiales (14, 15, 16 o 17) contra el Monoblock Sencillo (01).
El sistema de sellos para conservar la hermeticidad del Monoblock, funciona bajo los mismos principios y utiliza los mismos elementos que el Sistema de Sellos Monoblock Sencillo (01) ya descrita:
• Los sellos C de 270° (43 y 44) cambian a 90° (75 y 76) (Ver Figura 82) cuando se está usando Monoblock Doble Cruz (68, 85, 101). Estos sellos van montados en las Ranuras (81 y 82) (Ver Figuras 83, 93, 95) y están impulsados axialmente por los mismos resortes (66), que se alojan en los barrenos (13) (Figura 12).
• Los sellos Sellos U (49) en las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17), con sus Extensiones (45) (Ver Figuras 12, 13, 14 y 15) y los Sellos Planos (36) con sus Extensiones (46)
Sellos en el Pistón
Para evitar que el fluido se trasvase entre las cámaras Delantera y Trasera formadas por el Pistón (18), existe un mecanismo de sellado en el Pistón (18). El mecanismo de sellado se basa en mantener la superficie del Pistón (18) estrechamente unida a la superficie de las Cámaras Radiales y Circulares conservando la capacidad de deslizamiento.
El Pistón (18) tiene canales o Ranuras de Pistón (63) en donde se empotran los sellos (47, 48), que se empujan radialmente por la acción de un medio de expansión lineal (66) (Ver Figuras 04 y 05). Un medio de expansión lineal puede ser, sin ser limitativos, anillos de expansión, láminas onduladas o en zig-zag, láminas largas enrolladas sobre sí mismas, resortes helicoidales de compresión, espirales, muelles, etc., preferentemente Resortes (66) helicoidales de compresión.
El Pistón (18) puede contener en su cabezal uno o varios elementos hechos de materiales o compósitos, como resortes, que posean la propiedad de poderse deformar elásticamente denominados Impulsores, y una serie de elementos llamados Sellos de Pistón. Los Impulsores están colocados entre el cabezal del Pistón (18) y los Sellos de Pistón, y ejercen una presión hacia afuera, apoyándose en el mismo cabezal, o en los Sellos de Pistón, y su función es empujar a los Sellos del Pistón contra las paredes de las Cámaras (04, 24, 14,15,16 y 17). Como un ejemplo para ilustrar la presente invención, los Impulsores son resortes abiertos. Igualmente, como un ejemplo para ilustrar la presente invención los Sellos de Pistón son piezas sólidas complementarias que se acoplan entre sí y se clasifican en dos tipos: 4 Sellos Inferiores (47) y 4 Sellos Superiores (48) (Ver Figuras 04 y 05).
Cada Sello Inferior (47) se acopla e interacciona con uno Superior (48) a través de un Resorte (66) común. De la misma manera, dos Sellos Inferiores se acoplan e interaccionan entre sí mediante un Resorte (66) común (Ver Figura 05).
Los Sellos Inferiores (47) y Superiores (48) tienen en el eje central de cada brazo que interacciona con un segundo Sello, un barreno (13) en donde se aloja el Resorte (66) común a los dos sellos (Ver Figura 05).
Cada Sello Inferior (47) comparte dos Resortes (66), uno con otro Sello Inferior (47) y uno con un Sello Superior (48). Cada Sello Superior (48) comparte solo un Resorte (66) con un Sello Inferior (47). En el cabezal del Pistón (18) hay al menos una, preferentemente dos, líneas de sellado paralelas, cada una con al menos un Impulsor y un Sello, que para el caso concreto que se está describiendo, consiste en 2 líneas paralelas de sellado cada una con 4 sellos: 2 Sellos Inferiores (47) y 2 Sellos Superiores (48).
De esta manera, los ocho sellos en su conjunto hermetizan al Pistón (18), contra la Cámara Circular (04, 24) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16, y 17).
La sección transversal tanto de la Cámara Circular (04) como la del Pistón (18) necesariamente tienen perfiles complementarios para acoplarse uno con otro. Lo mismo ocurre entre el perfil del Pistón (18) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17). La Sección Transversal del Pistón (18), puede ser cuadrada, rectangular, o puede tener la cara del fondo en forma semicircular.
Cuando la cara del fondo no tiene forma plana, como en el caso de una forma semicircular, los Sellos Inferiores (47) tendrán la forma apropiada para ajustarse y acoplarse al cabezal del Pistón (18). De la misma manera, si el fondo del cabezal del Pistón (18), no es plano, los perfiles transversales de la Cámara Circular Izquierda (04) y las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) tendrán también un perfil transversal complementario al cabezal del Pistón (18). La forma prismática el Pistón (18) garantiza que siempre se conserve la perpendicularidad de los Sellos Inferiores (47) y Superiores (48), contra las paredes de las Cámaras (04, 14, 15, 16 y 17), a fin de garantizar la hermeticidad.
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR SENCILLA: UNA CARA
Configuración
La configuración básica del aparato mecánico de la presente invención en sus versiones como Bomba y como Compresor Sencillo, comprende al menos de los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figuras 20, 65)
• Un Monoblock Sencillo. Una Cara (01),
• Una Cámara Circular (04),
• Una Cruz de Malta (03), • Un Seguro de Reposo (53).
• Un Volante (10),
• Un Pistón (18) y
• Sistemas de Sellos en la Cámaras Circulares, Radiales y en el Pistón
REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISIÓN
Estando el Pistón (18) en el Punto de Partida (21), al fondo de la Cámara Radial (14), gira a la Derecha y hace girar a la Cruz de Malta (03) a la izquierda. (Ver Figura 20). Al girar admite (succiona) al fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y la Lumbrera de Admisión (05). El Pistón (18) continúa su giro de Admisión, entra por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 21) y sale de la Cruz de Malta (03), la cual se estaciona, por la falta de impulso y por la acción del Seguro de Reposo (53).
El Pistón (18) entra a la Cámara Circular (04) por la Boca de Admisión Izquierda (20) y sigue girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 22) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 23), donde reingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (03) giran juntos 45° y regresan al Punto (21) (Ver Figura 24).
Cuando el Pistón (18) llega al Punto (21), quedan llenos de Fluido, el Ducto (31) y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESION
El Pistón (18) parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) (Ver Figura 20) y gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (14), comprimiendo al fluido con su Cara Delantera (A). El Pistón (18) sale de la Cámara (14) de la Cruz de Malta (03), pasa por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 21) y entra a la Cámara Circular (04). Sigue girando a la derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 22) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 23), donde reingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) se acopla a la Cruz de Malta (03) y giran juntos 45° para llegar al Punto (21) (Ver Figura 24). El fluido comprimido sale del aparato mecánico por el Ducto (32) y la Lumbrera (06) de Escape, terminando el Tiempo de Compresión o de Bombeo. REVOLUCIONES 2, 3 y 4 : ADMISION Y COMPRESION
Hemos descrito la primera revolución (1 de 4) de la Bomba Sencilla, partiendo de la Cámara (14). Las tres Revoluciones subsiguientes son similares, pero parten de las Cámaras (15, 16 y 17), para volver a la Cámara 14, cada cuatro Revoluciones. Ver Tabla 3.
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR SENCILLA: DOS CARAS
REVOLUCIÓN 1,23, 4: ADMISIÓN Y COMPRESION El aparato mecánico de la presente invención puede potenciarse al doble de su capacidad, utilizando las dos caras del Monoblock, para convertirlo, de un Monoblock Sencillo de Una Cara (01) en un Monoblock Sencillo de Dos Caras (83). El funcionamiento del aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Bomba/Compresor en Dos Caras, no requiere de explicaciones adicionales por ser idéntico al funcionamiento al de Una Cara ya descrito. Ver Tabla 3.
TABLA 3
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DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR
DOBLE VOLANTE: UNA CARA
Configuración.
La configuración típica del aparato mecánico de la presente invención en sus versiones como Bomba o como Compresor con Doble Volante, comprende de al menos los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figura 29)
• Un Monoblock Doble Volante (22). Una Cara
• Dos Cámaras Circulares (04 y 24).
• Una Cruz de Malta (03).
• Un Seguro de Reposo (53).
• Dos Volantes (10),
• Dos Pistones (18) y
• Sistemas de Sellos en las Cámaras Circulares, Radiales y Pistones REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISIÓN IZQUIERDA
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) (Ver Figura 25). Gira a la Izquierda y descubre la Lumbrera (05) de Admisión. El Pistón (18) Izquierdo Admite (succiona) al Fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y por la Lumbrera (05) de Admisión. Continúa su giro de Admisión, sale por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 26) y entra a la Cámara (04). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo sigue girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 27) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 28), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Izquierdo y la Cruz de Malta (03) se enganchan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21). (Ver Figura 29). Cuando el Pistón (18) Izquierdo llega al Punto (21), quedan llenos de Fluido: el Ducto (31) y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión Izquierda.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISIÓN DERECHA
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara Radial (16) de la Cruz de Malta (03) (Ver Figura 25). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (16), admitiendo (succionando) al fluido con su Cara Trasera (B). El Pistón (18) Derecho sale de la Cámara (16) de la Cruz de Malta (03) por la Boca de Admisión Derecha (56) (Ver Figura 26). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo la inmoviliza. El Pistón (18) Derecho entra a la Cámara Circular (24). El Pistón (18) Derecho pasa por el Punto (62) (Ver Figura 27) y llega a la Boca de Escape Derecha (42) (Ver Figura 28), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (17). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (03) se acoplan y giran juntos 45° hasta llegar al Punto (35) (Ver Figura 29). Cuando el Pistón (18) Derecho llega al Punto (35), quedan llenos de Fluido: el Ducto (32) y las Cámaras (16, 24 y 17) y termina el Tiempo de Admisión Derecha.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESIÓN IZQUIERDA
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) (Ver Figura 25). Gira a la Derecha y descubre la Lumbrera de Escape (06). Comprime al fluido con su Cara Delantera (A) por las Cámaras (14, 04 y 15) y lo expulsa del aparato mecánico por el Ducto (32) y por la Lumbrera de Escape (06).
Continúa su giro de Admisión, sale por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 26). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo entra a la Cámara Circular (04). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo sigue girando a la derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 27) y llega a la Boca de Escape Punto (19) (Ver Figuras 28 y 69), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Izquierdo y la Cruz de Malta (03) se acoplan y giran juntos 45°, para llegar al Punto (21). (Ver Figura 29). Cuando el Pistón (18) Izquierdo llega al Punto (21), termina el Tiempo de Compresión Izquierda.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESIÓN DERECHA
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara Radial (16) de la Cruz de Malta (03) (Ver Figura 25). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (16), comprimiendo al fluido con su Cara Delantera. La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Derecho sale de la Cámara (16) de la Cruz de Malta (03), pasa por la Boca de Admisión Derecha (56) (Ver Figura 26) y entra a la Cámara Circular (24). Pasa por el Punto (62) (Ver Figura 27) y llega a la Boca de Escape Derecha (42) (Ver Figura 28), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) por su Cámara Radial (17). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (03) giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 29). El fluido sale del aparato mecánico por la Lumbrera de Escape (29).
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR
DOBLE VOLANTE: DOS CARAS
REVOLUCIÓN 1, 2, 3 y 4: ADMISION Y COMPRESIÓN El aparato mecánico de la presente invención en su funcionamiento como Bomba/Compresor se ha descrito hasta el momento en un Monoblock Doble Volante (22), de Una Cara, con dos Cámaras Circulares (04, 24) y con dos Volantes (10). Sin embargo, la invención puede montarse en un Monoblock Doble Volante (84), con Dos Caras, cuatro Cámaras Circulares (04, 24), con cuatro Volantes (10) y con cuatro Pistones (18), para que funcione al Doble tanto como Bomba, como Compresor. El funcionamiento de la Cara Posterior del Monoblock (85), funciona exactamente igual que la Cara Anterior arriba descrita. Ver Tabla 4.
TABLA 4
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DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR DOBLE CRUZ: UNA CARA
Configuración.
La configuración típica del aparato mecánico del a presente invención cuando funciona como Bomba o Compresor Doble Cruz comprende de al menos los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figura 70)
• Un Monoblock Doble Cruz. Una Cara (68),
• Dos Cámaras Circulares. Superior (04) e Inferior (24),
• Dos Cruces de Malta (03),
• Dos Seguros de Reposo (53),
• Un Volante (10) con dos Pistones (18),
• Dos Muñones de Pistón (64)
• Dos Pistones (18) y
• Sistemas de Sellos en las Cámaras Circulares, Radiales y en los Pistones. REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISIÓN. LADO SUPERIOR.
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) Izquierda (Ver Figura 70), que gira a la izquierda y descubre la Lumbrera (05) de Admisión. El Pistón (18) Izquierdo Admite (succiona) al Fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y por la Lumbrera (05) de Admisión. Continúa su giro de Admisión, sale por la Boca de Admisión Superior (56) (Ver Figura 30). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo entra a la Cámara (04) Superior. La Cruz de Malta (03) Izquierda se estaciona y el Seguro de reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo sigue girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 74) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 75), donde se acopla con la Cruz de Malta (03) Derecha por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Izquierdo y la Cruz de Malta (37) Derecha giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 76). Cuando el Pistón (18) Izquierdo llega al Punto (35), quedan llenos de Fluido: el Ducto (31) Izquierdo y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión Izquierda.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISIÓN. LADO INFERIOR.
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara (14) de la Cruz de Malta (03) Derecha (Ver Figura 70). El Pistón (18) Derecho gira a la Derecha, Admitiendo (succionando) el fluido por su Ducto (31) y la Lumbrera (26) de Admisión. Sale por la Boca de Admisión Inferior (20) (Ver Figura 30) donde la Cruz de Malta (03) Derecha se estaciona y el Seguro de reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Derecho ingresa a la Cámara (24) Inferior, sigue girando a la Derecha, pasa por el Punto (62) (Ver Figura 74) y llega a la Boca de Escape Inferior (42) (Ver Figura 75), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) Izquierda por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Derecho y la Cruz de Malta (03) Izquierda se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21). Cuando el Pistón (18) Derecho llega al Punto (21), quedan llenos de Fluido: el Ducto (31) Derecho y las Cámaras (14, 24 y 15) y termina el Tiempo de Admisión Derecha.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESION. LADO SUPERIOR.
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) Izquierda (Ver Figura 70). Gira a la derecha para salir de la Cámara Radial (14), Comprimiendo al fluido con su Cara Delantera (A). Sale por la boca de Admisión Superior (56) (Ver Figura 30). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo entra a la Cámara Circular (04). Pasa por el Punto (61) (Ver Figura 74) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 75), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) Derecha por su Cámara Radial (15). El Pistón Izquierdo (18) y la Cruz de Malta (03) Derecha se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 76). El fluido se expulsa por el Ducto (32) y la Lumbrera de Escape (06), fuera del aparato mecánico.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESION. LADO INFERIOR.
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) Derecha. (Ver Figura 70). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (14), Comprimiendo al fluido con su Cara Delantera. Pasa por la Boca de Admisión Inferior (20) (Ver Figura 30). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de Reposo la inmoviliza. El Pistón (18) Derecho entra a la Cámara Circular (24). Pasa por el Punto (62) (Ver Figura 74) y llega a la Boca de Escape Inferior (42) (Ver Figura 75), donde ingresa a la Cruz de Malta (03) Izquierda, por su Cámara Radial (15). El Pistón Derecho (18) y la Cruz de Malta (03) Izquierda se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21) (Ver Figura 76). El fluido se comprime por el Ducto (32) y la Lumbrera (06) de Escape, fuera del aparato mecánico.
REVOLUCIONES 2, 3 y 4 : ADMISION Y COMPRESION Se ha descrito hasta este punto la revolución 1 de 4 de los dos Pistones (18) en el aparato mecánico. En dicha revolución, cada uno de los dos Pistones (18) realizaron dos Tiempos de Admisión y dos Tiempos de Compresión/Expulsión de manera simultánea: admitieron el fluido en las Cámaras Traseras de los Pistones (18) y lo Comprimieron / Expulsaron con las Cámaras Delanteras.
Este mismo Ciclo se repite para las Revoluciones 2, 3 y 4, en las que las Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) entran en funcionamiento secuencialmente en turnos por pares al trabajar con los Pistones (18). En la primera revolución los Pistones (18), partieron de las Cámaras Radiales (14). En las tres Revoluciones siguientes, los Pistones (18) partirán de las Cámaras Radiales sucesivas, para regresar cada cuatro Revoluciones, a la Cámara Radial (14) de inicio. Cada cuatro Revoluciones de los Pistones (18) la Cruz de Malta (03) gira 1 revolución completa.
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA/COMPRESOR DOBLE CRUZ: DOS CARAS
Se describió el funcionamiento del aparato mecánico de la invención trabajando con un Monoblock Doble Cruz, de una Cara (68). La presente invención igualmente puede utilizar un Monoblock Doble Cruz de Dos Caras (85), para potenciar la capacidad del aparato mecánico al doble, tanto para las Bombas, como para los Motores. Las Lumbreras de Admisión (98) y de Escape (99), al no haber el fondo del Monoblock donde estaban colocadas, se han movido de lugar, al canto del Monoblock y llegan radialmente a la Cruz de Malta (03, 37, 97) mediante Ductos de Admisión (104) y de Escape (107) (Ver Figura 71). El funcionamiento de la Cara Posterior del Monoblock (85), funciona exactamente igual que la Cara Anterior, arriba descrita. Ver Tabla 5.
TABLA 5
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MOTOR DE COMBUSTION INTERNA
La Cruz de Malta usada en el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna es similar a la Cruz de Malta (03) (Ver Figuras 15 y 16) descrita para cuando funciona como Bomba o Compresor. Exteriormente ambas Cruces (03 y 37) son similares, pero la Cruz de Malta (37) tiene en su interior, dos Cámaras de Combustión (38 y 39), ubicadas por debajo de las Cámaras Radiales (16 y 17), que se comunican con ellas mediante los Ductos (33 y 34). (Ver Figura 14).
Cuando el aparato mecánico de la presente invención funciona como un Motor de Combustión Interna, no existe una fuente de energía externa aplicada a ninguna flecha o elemento del motor, como en los casos de la Bomba y del Compresor descritos sino que, como se realiza un proceso termodinámico exergónico, la Bomba de Fluidos de la presente invención, funcionando como Motor de Combustión Interna, es la que aporta energía motriz, proveniente de la energía liberada por la combustión de los Fluidos combustibles, y ésta es canalizada a través de sus Flechas (09 y 28) hacia el exterior.
Se considera un solo Motor cuando se ejecuta 1 Ciclo Otto de 4 tiempos: 1) Admisión, 2) Compresión, 3) Explosión y 4) Escape. Debido a la novedosa característica que tiene el aparato mecánico de la presente invención, en todas sus versiones (Bomba,
Compresor y Motor de Combustión Interna) de tener Pistones (18) con doble función que son capaces de ejecutar 2 tiempos simultáneamente, el Motor Cruz de Malta es un motor doble ya que comprende un solo Pistón (18) que realiza dos tiempos del Ciclo Otto simultáneamente (un tiempo delante del Pistón con su Cara (A) Delantera, y otro tiempo detrás del Pistón con su cara (B) Trasera). Esto se traduce en que se ejecutan los 4 tiempos del Ciclo Otto por delante del Pistón (18) y otros 4 tiempos del Ciclo Otto por detrás del Pistón (18), lo que significa que un solo Pistón (18) trabaja dos motores de combustión, uno por delante y el segundo por detrás.
Los Motores (1 y 2), realizan los cuatro tiempos del Ciclo Otto alternativamente, por delante y por detrás del Pistón (18), en la cámara Delantera, y en la cámara Trasera (respecto al Pistón).
El aparato mecánico de la presente invención no solo puede escalar su capacidad y funcionar como cuatro y ocho Motores, si se configura el Monoblock con dos Cámaras Circulares por lado y si se configura para trabajar en las Dos Caras del Monoblock: Monoblocks (22, 84, 101).
Pistón
El Pistón (18) jamás tiene un Punto Muerto como sucede con todos los Pistones convencionales de tipo reciprocante. Además, el Pistón (18) se mantiene siempre en Punto Vivo durante los 360° de cada revolución, manteniendo siempre, una velocidad angular constante.
El Pistón (18) no pierde su energía cinética en cada media revolución, como la pierden los Pistones convencionales reciprocantes, debido a que aquellos tienen una carrera rectilinea lo que causa que tengan que parar, para regresar por la misma trayectoria rectilínea.
El fluido de trabajo en un Motor Cruz de Malta puede ser una mezcla carburada combustible que puede contener gases combustibles o vapores de líquidos combustibles. Pueden ser líquidos combustibles atomizados, mezclados con un gas que contenga oxígeno, que generalmente es aire, en cantidades apropiadas que conduzcan a la ignición de la mezcla, con el suministro de una descarga energética minúscula y suficiente para iniciar la combustión, como puede ser la chispa eléctrica de una bujía. El fluido de trabajo también puede ser un gas que contenga un oxidante como el oxígeno, pudiendo ser este gas aire, cuando se trate de un Motor Cruz de Malta con inyectores diesel en donde el combustible se inyecta al gas oxidante instantes antes de llegar a los Puntos de Partida (21 y 35). Cámaras de Combustión
Las Cámaras de Combustión (38 y 39) de la Cruz de Malta (37) tienen, cada una, un medio de encendido por chispa, como pueden ser Bujías (52) (Ver Figuras 31 y 71) pueden tener Inyectores de combustible, dispuestos convenientemente en el cuerpo de la Cruz de Malta (37), y por lo tanto, el Motor Cruz de Malta de la presente invención, puede funcionar con Gasolina o con Diesel. Adicionalmente, como se describirá a continuación, las Cámaras de Combustión (38 y 39) son de volumen variable, por lo que se puede regular la Relación de Compresión, y en consecuencia se puede trabajar con Fluidos combustibles de diferente octanaje como propano, butano, isooctano, gasolinas de diferente grado, gas licuado, gas comprimido, diversos alcoholes como metanol, etanol, propanol y mezclas de ellos, utilizando una Cruz de Malta (37) con ajustes en el volumen de sus Cámaras de Combustión (38 y 39) según sea el combustible con el que se vaya a usar el Motor Cruz de Malta.
Cada Cámara de Combustión (38 y 39) es un cilindro hueco alineado axialmente bajo su respectiva Cámara Radial (16 y 17), que tiene al fondo al menos un barreno, que comunica con el exterior, el cual sirve de respiradero (Ver Figuras 14 y 97).
Tomando como referencia que el giro del Volante (10) es a la Derecha, en sentido de las manecillas del reloj, y el de la Cruz de Malta (37) es en el sentido opuesto, la Cámara de Combustión que, al girar la Cruz de Malta, avanza por delante es la Cámara de Combustión (38) asociada con la Cámara Radial (16), se le denominará la Cámara de Combustión Delantera (38) y la Cámara de Combustión Trasera (39), asociada con la Cámara Radial (17) (Ver Figura 32).
Embolo
Las dos Cámaras de Combustión (38 y 39) tienen cada una en su interior un Embolo (40) que oscila a lo largo de la Cámara de Combustión (38 y 39) soportado en el fondo de la Cámara por un medio de almacenamiento temporal de energía mecánica, como puede ser un Resorte de Embolo (59) (Ver Figura 14 y 71) que empuja al Embolo (40) hacia arriba, hacia su Punto Muerto superior. El Punto Muerto superior de cada Embolo (40) es el punto donde el Embolo (40) hace contacto con el fondo de la Cámara Radial (16 y 17) respectiva. Bajo cada Embolo, hay un Tope (58) (Ver Figuras 14, 100) dispuesto convenientemente con el Resorte de Embolo (59),. El Tope (58) es un medio que determina tres cosas: la distancia máxima que puede avanzar el Embolo (40), el volumen de cada Cámara de Combustión (38 y 39), y la Relación de Compresión del Motor Cruz de Malta.
Los Topes (58) pueden consistir en algo tan simple como un tomillo fijado manualmente, o tan complejo como un electromecanismo (p. ej. un servomotor) controlado por computadora. La posición del Tope (58) dentro de la Cámara de Combustión (38 y 39) es variable y se fija de acuerdo al tipo de Fluido combustible con el que va a trabajar el Motor de Cruz de Malta. Al cambiar de posición, los Topes (58) fijan el Punto Muerto inferior del Embolo (40) respectivo, modifica el volumen de la Cámara de Combustión (38 y 39) de la que forma parte, y en consecuencia, modifica la Relación de Compresión del Motor.
MOTOR SENCILLO UNA CARA
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA SENCILLO: UNA CARA
Configuración
La configuración típica del aparato mecánico de la presente invención en su versión como Motor Sencillo, comprende de al menos los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figuras 31, 32, 67)
• Un Monoblock Sencillo (01),
• Una Cámara Circular (04),
• Una Cruz de Malta (37),
• Un Seguro de Reposo (53),
• Un Volante (10),
• Un Muñón de Pistón (64),
• Un Pistón (18) y
• Sistemas de Sellos en Cámara Circular, Radiales y Pistón REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISION.
El Pistón (18) parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 32). El Pistón (18) gira a la Derecha impulsando a la Cruz de Malta (37) a girar a la izquierda, para abrir la Lumbrera (05) de Admisión. Admite (succiona) al Fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y la Lumbrera (05) de Admisión, El Pistón (18) continúa su giro de Admisión, pasa por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 33) y se desacopla de la Cruz de Malta (37), que se estaciona. El Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) sale de la Cámara (14) para entrar a la Cámara de Combustión (04). El Pistón (18) pasa por el Punto (61) (Ver Figura 34) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 35), donde ingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21). (Ver Figura 36). Cuando el Pistón (18) da una vuelta completa y llega al Punto (21), quedan llenos de Fluido, el Ducto (31) y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión.
REVOLUCIÓN 2 DE 4: COMPRESION
El Pistón (18) parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (15) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 36). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (15), comprimiendo al Fluido con su Cara (A) Delantera. El Pistón (18) sale de la Cámara (15) por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 37). La Cruz de Malta (37) se estaciona, y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) entra a la Cámara (04). Pasa por el Punto (61) (Ver Figura 38) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 39), donde ingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (16). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21). (Ver Figura 40).
El Fluido Comprimido se deposita en la Cámara de Combustión (38). Dentro de la Cámara (38), la Presión del Fluido, vence al Resorte (59) y el Embolo (40) se desplaza hasta su Punto Muerto Inferior, terminando el Tiempo de Compresión.
REVOLUCIÓN 3 DE 4: EXPLOSION.
El Pistón (18) parte del Punto (21), al fondo de la Cámara (16) de la Cruz de Malta (37). (Ver Figura 40). Oportunamente explota la mezcla combustible en la Cámara de Combustión (38) y la presión de los gases impulsan al Pistón (18) por su Cara Trasera (B) y lo hacen girar a la Derecha, para que salga de la Cámara Radial (16). Pasa por la Boca de Admisión Izquierda (20), entra a la Cámara (04) (Ver Figura 41) y se desacopla de la Cruz de Malta (37), que se estaciona. El Pistón (18) continúa girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 42) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 43), donde ingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (17). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21) (Ver Figura 44), donde termina el Tiempo de Explosión.
REVOLUCIÓN 4 DE 4: ESCAPE
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara (17) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 44), que gira a la Izquierda y descubre la Lumbrera (06) de Escape. Sale de la Cruz de Malta (37) por el Punto (20). La Cruz de Malta (37) se estaciona por falta de impulso y por la acción del Seguro de Reposo (53). (Ver Figura 45). El Pistón (18) Izquierdo entra a la Cámara (04). Continúa girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 46) y llega a la Boca de Escape (19), (Ver Figura 47), donde entra a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (14).
El Pistón (18) y la Cruz de Malta (03) se acoplan y giran juntos 45° y llegan al Punto
(21)
(Ver Figura 32), donde termina el Tiempo de Escape. Los gases quemados salen del Motor Sencillo (72), por el Ducto (32) y la Lumbrera (06) de Escape.
Hemos descrito al Motor Sencillo que realiza los cuatro Tiempos del Ciclo Otto, simultánea y continuamente, para rendir una Explosión en cada dos Revoluciones del Motor (en lugar de cuatro como en los motores de combustión interna convencionales).
El Ciclo aquí descrito, se repite una y otra vez, cada cuatro Revoluciones del Motor de la presente Invención.
Mientras que los Motores de combustión interna que siguen el Ciclo Otto de cuatro Tiempos, explotan una sola vez en cuatro Revoluciones, el aparato mecánico de la presente invención cuando funciona como Motor de Combustión Interna tiene el doble de explosiones:
Dos explosiones en cuatro Revoluciones. Cuando el Motor funciona a Dos Caras, produce Cuatro veces más Explosiones: Cuatro Explosiones, en cuatro Revoluciones, una Explosión en cada tiempo del Ciclo Otto. Se han descrito los Cuatro Tiempos del Ciclo Otto para el Motor Sencillo, en cuatro Revoluciones, partiendo de la Cámara (14) de la Cruz de Malta (37). El Motor repite exactamente el mismo Ciclo, partiendo sucesivamente de las Cámaras (15, 16 y 17) de la Cruz de Malta (37), para regresar, cada cuatro Revoluciones, a la Cámara 14.
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA SENCILLO: DOS CARAS
REVOLUCIÓN 1,23, 4: ADMISIÓN Y COMPRESION
Se ha descrito el funcionamiento del aparato mecánico de la presente invención, como Motor de Combustión Interna, configurado con un Monoblock Sencillo (01) por solo Una Cara, pero también se puede hacer funcionar el aparato al doble de su capacidad, utilizando las dos caras del Monoblock. El funcionamiento del aparato mecánico de la presente invención usando su segunda Cara es idéntico al que hemos descrito para su Cara A. Ver Tabla 6.
TABLA 6
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MOTOR DOBLE VOLANTE. UNA CARA.
El aparato mecánico de la presente invención, como Motor de Combustión Interna, se ha descrito hasta el momento como un Motor Sencillo, montado en un Monoblock Sencillo (01), con una sola Cámara Circular (04) y un solo Volante (10) y Pistón (18). Sin embargo, la presente invención se puede ampliar al Doble, para que funcione como un Motor cuádruple; basta con usar un Monoblock Doble Volante (22). Como la presente Invención presenta dos Monoblocks Dobles (22 y 68), se describen dos versiones del Motor Cruz de Malta Doble.
Y gracias a la novedosa doble funcionalidad de los Pistones (18) de poder realizar simultáneamente un tiempo Otto con su cara (A) Delantera y otro tiempo Otto con su Cara (B) Trasera, el aparato mecánico, funcionando como Motor de Combustión Interna, y configurado con dos Cámaras Circulares (04, 24) sería un Motor Cuádruple. Los Monoblocks que tienen dos Cámaras Circulares, pueden dar lugar a un Motor Cuádruple son:
• Monoblock (22): Motor Doble Volante
• Monoblock (68): Motor Doble Cruz
El Motor Doble Volante de la presente invención tiene un Monoblock Doble Volante (22) con dos Cámaras Circulares (04 y 24) colocadas a los lados de una Cruz de Malta Central (37) (Ver Figura 48). El Monoblock Doble (22) posee una Cámara de Enfriamiento por Agua (12) (Ver Figura 72). Sobre cada Cámara Circular (04 y 24) va un Volante (10) con su Flecha Motriz (09 y 28) (Ver Figuras 03, 48, 68) con Muñón de Pistón (64) y su Pistón (18) (Ver Figuras 04 y 05).
El Motor Doble Volante, además de tener un Monoblock Doble Volante (22), tiene todos los elementos funcionales que comprende el Motor Cruz de Malta Sencillo, es decir: tiene dos Cámara Circulares (04 y 24), dos Volantes (10), cada uno con su Muñón de Pistón (64) y su Pistón (18), una Cruz de Malta (37) dos Cámaras de Combustión (38 y 39) y el Sistema de Sellos ya descritos.
El Monoblock Doble Volante (22) tiene cuatro Lumbreras, dos de Admisión (05, 26) y dos de Escape (06, 29), tres chumaceras, (07, 08, 27) (Ver Figuras 02, 08, 09, 48), para las Flechas de los Volantes (09, 28) y las Flechas (25, 96) de la Cruz de Malta (Ver Figuras 48, 68, 74, 98). La Cruz de Malta (37) del Motor Doble Volante, es igual a la descrita para el Motor Sencillo.
Bajo la misma definición, anteriormente expuesta, de que un solo Motor es aquel que ejecuta 1 Ciclo Otto de 4 tiempos: 1) Admisión, 2) Compresión, 3) Explosión y 4) Escape, el Motor Doble Volante es un motor cuádruple ya que sus dos Pistones (18) funcionan por ambas Caras (A y B) y realizan los cuatro tiempos del Ciclo Otto simultáneamente: dos tiempos en el Pistón (18) Izquierdo y dos tiempos en el Pistón (18) Derecho.
El Motor Doble Volante (cuádruple) está compuesto por cuatro Motores en la misma cara del Monoblock Doble Volante (22). Los Motores Izquierdos, son el 1 y 2 y comparten el Pistón (18) Izquierdo, y los Motores Derechos son el 3 y 4, que comparten el Pistón (18) Derecho.
El Motor Doble Volante de la presente Invención es capaz de realizar los cuatro tiempos del Ciclo Otto (Admisión, Compresión, Explosión y Escape) al mismo tiempo y además, rinde novedosamente una Explosión en cada revolución. Los cuatro Motores son independientes uno de otro, en el sentido que no están intercomunicados mecánicamente entre sí de ninguna manera, aunque están perfectamente sincronizados en su rotación.
Mientras que los Motores comunes Otto de cuatro tiempos, explotan una sola vez en cuatro Revoluciones, el Motor Doble Volante de la presente Invención, tiene un rendimiento de Cuatro explosiones en cuatro Revoluciones. Cuando el Motor funciona a Dos Caras, produce el Doble: Ocho Explosiones en cuatro Revoluciones.
Sincronización de Volantes
La sincronización mecánica de los dos Volantes (10) de los Motores Izquierdos (1 y 2) y Derechos (3 y 4), es indispensable para garantizar que los dos Pistones (18) entren a la Cruz de Malta (37) y que salgan exactamente al mismo tiempo. El equipo mecánico de sincronización es igual al descrito en el Capítulo de las Bombas Dobles: Engranes, Cadenas, Poleas, Bandas, etc. (Ver Figura 06). DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DOBLE VOLANTE: UNA CARA
Configuración
La configuración típica del aparato mecánico de la presente invención en su versión como Motor Doble Volante, comprende al menos los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figuras 48, 49, 68).
• Un Monoblock Doble (22),
• Dos Cámaras Circulares (04 y 24),
• Una Cruz de Malta (37),
• Un Seguro de Reposo (53),
• Dos Volantes (10),
• Dos Muñones de Pistón (64)
• Dos Pistones (18)
• Sistemas de Sellos en las Cámaras Circulares, Radiales y en los Pistones.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: ADMISION.
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 57), que gira a la Izquierda y descubre a la Lumbrera (05) de Admisión. Admite (succiona) al Fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y por la Lumbrera (05) de Admisión. Continúa su giro de Admisión, sale por la Boca de Admisión Izquierda (20) (Ver Figura 58) y la Cruz de Malta (37) se estaciona. El Seguro de reposo (53) la inmoviliza.
El Pistón (18) Izquierdo entra a la Cámara Circular (04) y sigue girando a la Derecha. Pasa por el Punto (61) (Ver Figura 59) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 60), donde reingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Izquierdo y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21) (Ver Figura 61). Cuando el Pistón (18) Izquierdo llega al Punto (21), quedan llenos de Fluido: el Ducto (31) y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión. REVOLUCIÓN 1 DE 4: COMPRESION.
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara Radial (16) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 57). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (16), Comprimiendo al Fluido, con su Cara Delantera (A) y se desacopla de la Cruz de Malta (37), que se estaciona. Sale por la Boca de Admisión Derecha (56) (Ver Figura 58) y entra a la Cámara (24). Pasa por el Punto (62) (Ver Figura 59) y llega a la Boca de Escape Derecha (42) (Ver Figura 60), donde reingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (17).
El Pistón Derecho (18) y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y regresan al Punto (35) (Ver Figura 61). El fluido comprimido se deposita en la Cámara de Combustión (39).
Dentro de la Cámara (39), la Presión del Fluido, vence al Resorte (59) y el Embolo (40) se desplaza hasta su Punto Muerto Inferior, terminando el Tiempo de Compresión.
REVOLUCIÓN 1 DE 4: EXPLOSIÓN.
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara (16) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 57). Oportunamente Explotó la Cámara de Combustión (38) y la Presión de los gases, impulsan al Pistón (18) Derecho por su Cara Trasera (B) y lo hacen girar a la Derecha, expulsándolo de la Cámara Radial (16). El Pistón (18) sale por la Boca de Admisión Derecha (56), se desacopla de la Cruz de Malta (37) que se estaciona y entra a la Cámara (24) (Ver Figura 58). Continúa girando a la Derecha, pasa por el Punto (62) (Ver Figura 59) y llega a la Boca de Escape Derecha (42) (Ver Figura 60), donde ingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (17). El Pistón (18) Derecho y la Cruz de Malta (37) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 61), donde termina el Tiempo de Explosión.
REVOLUCION 1 DE 4: ESCAPE
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara (14) de la Cruz de Malta (37) (Ver Figura 57). Gira a la Derecha y hace girar a la Cruz de Malta (37) a la Izquierda, para que descubra la Lumbrera (06) de Escape. El Pistón (18) Izquierdo sale de la Cámara Radial (14) por la Boca de Admisión Izquierda (20), expulsando a los gases quemados de la Combustión anterior, con su Cara Delantera (A) y entra a la Cámara (04) (Ver Figura 58). El Pistón (18) Izquierdo sigue girando a la Derecha y se desacopla de la Cruz de Malta (37), que se estaciona. Pasa por el Punto (61) (Ver Figura 59) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 60), donde reingresa a la Cruz de Malta (37) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) y la Cruz de Malta (03) se acoplan, giran juntos 45° y llegan al Punto (21) (Ver Figura 61), donde termina el Tiempo de Escape. Los gases quemados del Tetramotor Doble Volante (73), se expulsan por el Ducto (32) y por la Lumbrera (06) de Escape.
Hemos descrito la Primera revolución del Motor Cuádruple Doble Volante, que realiza los cuatro Tiempos del Ciclo Otto, simultánea y continuamente,
Los cuatro Tiempos del Ciclo Otto se reproducen de la misma manera en las subsiguientes Revoluciones 2, 3 y 4 del Motor Cuádruple Doble Volante, pero alternando el arranque desde las Cámaras 14 y 15. Las Revoluciones 2, 3 y 4 del Motor Cuádruple Doble Cruz son idénticas a la Primera, pero partiendo de las Cámaras Radiales (15, 16 y 17) respectivamente.
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DOBLE VOLANTE: DOS CARAS
Se ha descrito el Funcionamiento del Motor Doble Volante, trabajando al Monoblock Doble Volante (22) por una sola de sus caras, pero también se puede hacer funcionar la Invención al Doble de su Capacidad, utilizando las dos caras del Monoblock, de la misma manera que se utilizan las dos Caras (A y B) del Pistón (18). El funcionamiento del Motor Doble Volante por la segunda Cara, es idéntico al que hemos descrito para su primer Cara. Ver Tabla 7.
TABLA 7
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MOTOR DOBLE CRUZ UNA CARA
El aparato mecánico de la presente invención, como Motor puede configurarse para usar un Monoblock Doble Cruz (68) con dos Cámaras Circulares de 90° (04 y 24) en las partes Superior e Inferior del Monoblock (68). Al lado Izquierdo, tiene una Cruz de Malta Sencilla (03) (Figura 102) y al lado Derecho tiene una Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79) (Figura 104), con cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16 y 17) y cuatro Cámaras de Combustión (38, 39, 77 y 78). (Ver Figura 77).
El Monoblock Doble Cruz (68) posee una Cámara de Enfriamiento por Agua (12)
(Ver Figura 83). Al centro del Motor Cuádruple Doble Cruz (74) gira el Volante Doble Pistón con sus dos Pistones (18) (Ver Figura 85).
El Motor Doble Cruz, además de tener un Monoblock Doble Cruz (68), tiene todos los elementos funcionales que comprende el Motor Sencillo, es decir que tiene un Monoblock Doble Cruz (68) con dos Cámaras Circulares (04 y 24) (Ver Figura 77), un Volante Doble Pistón (Ver Figura 85), dos Pistones (18), una Cruz de Malta Sencilla (03) (Ver Figura 15), una segunda Cruz de Malta (79) con cuatro Cámaras de Combustión (38, 39, 77 y 78) (Ver Figuras 84, 104) y el Sistema de Sellos ya descritos. El Monoblock Doble Cruz (68) tiene una Lumbrera de Admisión (05) otra de Escape (06) (Ver Figura 83). Tiene tres Chumaceras (07, 08 y 27) para las Flechas (09, 25 y 28).
Bajo la misma definición, anteriormente expuesta, de que un solo Motor es aquel que ejecuta 1 Ciclo Otto de 4 tiempos: 1) Admisión, 2) Compresión, 3) Explosión y 4) Escape, el Motor Doble Cruz es un Motor Cuádruple, porque sus dos Pistones (18) funcionan por ambas Caras (A y B) y realizan los cuatro tiempos del Ciclo Otto simultáneamente:
• Dos tiempos en la Cámara Circular Sup (04). Siempre Admisión y Compresión.
• Dos tiempos en la Cámara Circular Inf (24) Siempre Explosión y Escape.
El Motor Doble Cruz (cuádruple) está compuesto por cuatro Motores en la misma cara del Monoblock Doble Cruz (68). Los Motores Superiores son el 1 y 2 y comparten uno de los dos Pistones (18) en la Cámara Circular Superior (04), y los Motores Inferiores 3 y 4, que comparten el segundo Pistón (18) en la Cámara Circular Inferior (24). El Motor Doble Cruz está integrado por estos cuatro Motores independientes, que comparten el mismo Monoblock Doble Cruz (68).
El Motor Doble Cruz de la presente Invención es capaz de realizar los cuatro Tiempos del Ciclo Otto (Admisión, Compresión, Explosión y Escape) al mismo tiempo y además, rinde novedosamente una Explosión en cada revolución (en lugar de cada cuatro revoluciones).
Los cuatro Motores son independientes. No están intercomunicados entre y funcionan en un solo Monoblock Doble Cruz (68).
DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DOBLE CRUZ: UNA CARA
Configuración
La configuración típica del aparato mecánico de la presente invención, en su versión como Motor Doble Cruz, comprende al menos los siguientes elementos principales y sus elementos constituyentes: (Ver Figuras 30, 81, 88, 95)
• Un Monoblock Doble Cruz (68),
• Dos Cámaras Circulares. Superior (04) e Inferior (24),
• Dos Cruces de Malta, una Sencilla (03) y otra Cuatro Cámaras (79),
• Dos Seguros de Reposo (53),
• Un Volante (10) Doble Pistón,
• Dos Muñones de Pistón (64)
• Dos Pistones (18) y
• Sistemas de Sellos en las Cámaras Circulares, Radiales y en los Pistones. REVOLUCION 1 DE 4: ADMISIÓN
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta (03) (Ver Figura 77). Gira a la Derecha y hace girar a la Cruz de Malta Sencilla (03) a la Izquierda, para que descubra la Lumbrera (05) de Admisión. El Pistón (18) Izquierdo Admite (succiona) al Fluido con su Cara Trasera (B) por el Ducto (31) y por la Lumbrera (05) de Admisión (Ver Figura 78). El Pistón (18) Izquierdo continúa su giro de Admisión y se desacopla de la Cruz de Malta (03), que se estaciona. Sale por el Punto (56) y entra a la Cámara de Combustión Superior (04). La Cruz de Malta (03) se estaciona y el Seguro de reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) Izquierdo sigue girando a la Derecha, pasa por el Punto (61) (Ver Figura 79) y llega a la Boca de Escape
(19) (Ver Figura 80), donde se acopla con la Cruz de Malta (79) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Izquierdo y la Cruz de Malta (79) giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 81). Cuando el Pistón (18) Izquierdo llega al Punto (35), quedan llenos de Fluido: el Ducto (31) y las Cámaras (14, 04 y 15) y termina el Tiempo de Admisión.
REVOLUCION 1 DE 4: COMPRESIÓN
El Pistón (18) Izquierdo parte del Punto (21), al fondo de la Cámara Radial (14) de la Cruz de Malta Sencilla (03) (Ver Figura 77). Gira a la Derecha para salir de la Cámara Radial (14), comprimiendo al fluido con su Cara Delantera (A). La Cruz de Malta Sencilla (03) se estaciona y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. Pasa por la Boca de Admisión Superior (56) (Ver Figura 78) y entra a la Cámara Circular Superior (04).
Pasa por el Punto (61) (Ver Figura 79) y llega a la Boca de Escape (19) (Ver Figura 80), donde ingresa a la Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79) por su Cámara Radial (15). El Pistón Derecho (18) y la Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79) giran juntos 45° y llegan al Punto (35) (Ver Figura 81).
El fluido se deposita en la Cámara de Combustión (39). Dentro de la Cámara (39), la Presión del Fluido, vence al Resorte (59) y el Embolo (40) se desplaza hasta su Punto Muerto Inferior, terminando el Tiempo de Compresión.
REVOLUCION 1 DE 4: EXPLOSION
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara (14) de la Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79) (Ver Figura 77). Oportunamente Explotó la Cámara de Combustión (38) y la Presión de los gases impulsa al Pistón (18) Derecho por su Cara Trasera (B) y lo hace girar a la Derecha (en sentido de las manecillas), expulsándolo de la Cámara Radial (14) por la Boca de Admisión Inferior (20) (Ver Figura 78). La Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79), se estaciona y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza.
El Pistón (18) Derecho sigue girando a la Derecha (en sentido de las manecillas), pasa por el Punto (62) (Ver Figura 79) y llega a la Boca de Escape Inferior (42) (Ver Figura 80), donde ingresa a la Cruz de Malta Sencilla (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) Derecho impulsa a la Cruz de Malta Sencilla (03) a girar a la Izquierda (sentido contrario a las manecillas). Ambos giran juntos 45° y llegan al Punto (21) (Ver Figura 81), donde termina el Tiempo de Explosión.
REVOLUCION 1 DE 4: ESCAPE
El Pistón (18) Derecho parte del Punto (35), al fondo de la Cámara (14) de la Cruz de Malta (79) (Ver Figura 77). Gira a la Derecha (en sentido de las manecillas) y hace girar a la Izquierda (en sentido opuesto a las manecillas) a la Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79), que descubre la Lumbrera (06) de Escape. El Pistón (18) Derecho sale de la Cámara Radial (14) por la Boca de Admisión Inferior (20). La Cruz de Malta Cuatro Cámaras (79) se estaciona y el Seguro de Reposo (53) la inmoviliza. El Pistón (18) entra a la Cámara Circular Inferior (24) por la Boca de Admisión Inferior (20) (Ver Figura 78), barriendo a los gases quemados de la combustión anterior. El Pistón (18) continúa girando a la Derecha (sentido de las manecillas), pasa por el Punto (62) (Ver Figura 79) y llega a la Boca de Escape Inferior (42) (Ver Figura 80), donde ingresa a la Cruz de Malta Sencilla (03) por su Cámara Radial (15). El Pistón (18) y la Cruz de Malta Sencilla (03) giran juntos 45° y llegan al Punto (21). (Ver Figura 81). Los gases quemados salen del Motor Doble Cruz, por el Ducto (32) y por la Lumbrera (06) de Escape. El Tiempo de Escape siempre termina cuando el Pistón (18) llega al Punto (21).
En las subsiguientes Revoluciones: 2, 3 y 4 del Motor Doble Cruz, los cuatro Tiempos del Ciclo Otto, se reproducen de la misma manera, pero arrancando de las Cámaras (15, 16 y 17) respectivamente, para volver a la Cámara (14) cada cuatro revoluciones del Motor.
El Tiempo Otto de Admisión, siempre arranca del Punto (21), pero con diferente Cámara (14, 15, 16 y 17). El Tiempo de Escape, arranca siempre del Punto (35).
En la Primera Revolución, los Pistones (18) parten del fondo de las Cámaras (14), giran 45° a la derecha (sentido de las manecillas) y salen de las Cruces de Malta (03 y 79), por las Bocas (56 y 20) respectivamente DINAMICA DE FUNCIONAMIENTO MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DOBLE CRUZ: DOS CARAS Se describió el funcionamiento del aparato mecánico de la presente invención trabajando como Motor Doble Cruz (68), de una sola Cara (01). Este aparato mecánico también puede funcionar como Motor Doble Cruz (68), pero utilizando las dos Caras del Monoblock, para potenciarlo al Doble.
El funcionamiento del Motor Doble Cruz, usando la Cara Posterior (B) del Monoblock (101), no requiere de mas explicación, porque funciona exactamente igual que la Cara
Anterior (A) del Motor Doble Cruz de arriba descrito.
Mientras que los Motores de Combustión Interna que siguen el ciclo Otto de cuatro tiempos, tienen una explosión una sola vez en cuatro revoluciones, el Motor Doble Cruz de la presente invención tiene ocho explosiones en cuatro revoluciones y cuando funciona con las Dos Caras, produce dieciséis explosiones, en cuatro revoluciones. Ver Tabla 8.
TABLA 8
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Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente el Método para transferir Fluidos desde un espacio a otro, y la Bomba de Fluidos, que es el aparato adecuado para ejecutarlo, y la capacidad de ésta para funcionar como un Motor de Combustión Interna, reclamo como de mi propiedad el contenido de las siguientes reivindicaciones:
1. Un Método para transferir fluidos desde un espacio a otro, usando un aparato mecánico que contiene al menos tres Cámaras Herméticas, comprende los siguientes pasos en orden: a) Simultáneamente: i. iniciar un ciclo de funcionamiento desde una configuración de partida, desplazando un Pistón (18) dual dentro de una Primera Cámara Hermética (14) y ii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, iii. llenar con el fluido la Primera Cámara Hermética (14) y, iv. cuando exista una Cámara de Combustión (38, 39), confinar y comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior dentro de una Cámara de Combustión (38, 39) y, v. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, b) Simultáneamente: vi. desplazar el Pistón dentro una Segunda Cámara Hermética (04), vii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, viii. llenar con el fluido la Segunda Cámara Hermética (04), ix. cuando exista una Cámara de Combustión (38, 39), confinar y comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior dentro de una Cámara de Combustión (38, 39) y, x. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, c) Simultáneamente: xi. desplazar el Pistón por una Tercera Cámara Hermética (15) hasta una configuración de término, xii. admitir al aparato mecánico el fluido a transferir, xiii. llenar con el fluido la Tercera Cámara Hermética (15) y, xiv. cuando exista una Cámara de Combustión (38, 39), confinar, comprimir el fluido admitido en el ciclo anterior en dicha Cámara de Combustión (38, 39) y suministrar energía a dicha Cámara de Combustión (38, 39) y, xv. expulsar el fluido admitido en el ciclo anterior de las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del aparato mecánico, d) finalizar el ciclo de funcionamiento adoptando la configuración de partida e) repetir el ciclo de funcionamiento desde el paso a)
2. El Método de la reivindicación 1, caracterizado además porque la Primera (14) y Tercera (15) Cámaras Herméticas se encuentran en el mismo cuerpo sólido o pueden encontrarse en distintos cuerpos sólidos donde dichos cuerpos sólidos tienen forma de cilindro denominados Cruces de Malta.
3. El Método de la reivindicación 2, caracterizado además porque la admisión del fluido a transferir se realiza desde el exterior o desde un contendedor hacia el interior del aparato mecánico en el espacio confinado por las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) a través de Ductos y Lumbreras de Admisión, todos, comunicados entre sí fluidamente directa o indirectamente; y porque la expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior se realiza desde el espacio confinado por las Cámaras Herméticas (04, 14, 15) del interior del aparato mecánico a través de Ductos y Lumbreras de Escape.
4. El Método de la reivindicación 2 caracterizado además porque dicho Pistón (18) gira alrededor de un pivote describiendo una trayectoria circular, recorriendo secuencialmente las tres Cámaras Herméticas (04, 14, 15), las cuales forman un solo espacio hermético.
5. El Método de la reivindicación 1, caracterizado además porque el Pistón (18) es movido por la aplicación de energía mecánica ya sea del exterior o desde el interior del aparato mecánico, donde dicho Pistón (18), movido por dicha energía mecánica del exterior, al desplazarse, genera un vacío en su Cara Trasera (B), que a su vez causa una succión o aspiración del fluido a transferir; y dicha energía mecánica del interior es generada, cuando el fluido a transferir es combustible, en forma de expansión volumétrica de gases al quemarse dicho fluido combustible, causando el desplazamiento del Pistón (18) por el empuje de los gases de combustión.
6. El Método de la reivindicación 1, caracterizado además porque en cada ciclo, se ejecutan dos funciones o tiempos distintos simultáneamente, siendo una de esas dos funciones la 1) Admisión del fluido al aparato mecánico, y una segunda función es una
2) Expulsión o Compresión del fluido; caracterizado además porque cuando el aparato mecánico contiene Cámaras de Combustión (38, 39), las dos funciones simultáneas corresponden a dos de los cuatro tiempos del Ciclo Otto; 1) Admisión, 2) Compresión,
3) Explosión, y 4) Expulsión/Escape.
7. El Método de la reivindicación 4, caracterizado además porque la configuración de partida en los pasos a)i y d), y la configuración de término en el paso c)xi son la misma configuración, en la que, al final de cada ciclo, gracias a un giro de la Cruz de Malta, la Tercera Cámara Hermética (15) llega a una posición donde dicha Tercera Cámara Hermética (15) pasa a ser la Primera Cámara Hermética (14) y el Pistón (18) se encuentra en el fondo de dicha Primera Cámara Hermética (14, 15).
8. El Método de la reivindicación 1, caracterizado además porque el fluido en cuestión puede comprender un solo fluido o una mezcla de varios fluidos que pueden estar en fase líquida o gaseosa, y pueden ser combustibles o no combustibles entre los que se comprenden, sin ser limitativos, agua, disolventes orgánicos como acetona, tolueno, xileno, acetato de etilo, eter de petróleo, dimetil sulfóxido, dimetil formamida, cloroformo, diclorometano, tetracloruro de carbono, dietil éter, éter de petróleo, soluciones acuosas salinas y azucaradas, emulsiones, suspensiones, dispersiones, aceites vegetales, aceites minerales, glicerinas, siliconas de cadena menor a 500 unidades, polímeros naturales o sintéticos, biopolímeros, fluidos corporales como sangre y plasma; caracterizado además porque los fluidos en estado gaseoso y vapores pueden comprender, sin ser limitativos, aire, nitrógeno, dióxido de carbono, argón, xenón, kriptón y neón, y mezclas de ellos; y los fluidos combustibles pueden comprender, sin ser limitativos, metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, octano, isooctano, hidrógeno, acetileno, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), gasolinas, queroseno, nafta, metil etil cetona, metil tertbutil cetona, ésteres de alquilo o alquenilo de cadena C4 hasta C22, diesel, biodiesel, alcandés como metanol, etanol, bioetanol, propanol, isopropanol, butanol, biobutanol y mezclas de ellos.
9. El Método de la reivindicación 1 caracterizado además porque en el paso c) xiv la energía que se le suministra la Cámara de Combustión (38, 39) es un pulso pequeño que puede ser de energía química o energía eléctrica, donde la energía química puede estar contenida y suministrada en forma de cualquier sustancia altamente reducida susceptible de ser oxidada, como un combustible, que puede comprender, sin ser limitativos, diesel, gasolina, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), hidrógeno, etanol, y donde la energía eléctrica puede ser suministrada en forma de una chispa que puede ser causada por un alto diferencial de voltaje, como la chispa de una bujía.
10. Un aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro, de los que funcionan como bombas o compresores, que realizan ciclos de transferencia de fluidos ejecutando en cada ciclo dos tiempos o funciones simultáneamente con un solo pistón, siendo estos tiempos los tiempos de admisión y expulsión del fluido, caracterizado porque comprende:
• Una estructura sólida, metálica en forma de bloque denominada Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) que puede tener una o dos caras funcionales y que contiene al menos una, preferentemente dos, Cámaras Herméticas denominadas Cámaras Circulares (04, 24), por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85), por donde fluye el fluido a transferir; contiene también uno, y hasta dos espacios cilindricos, por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85), denominados Cavidades Cilindricas (02), en las que se acopla, en cada una, un cuerpo sólido cilindrico denominado Cruz de Malta (03, 97); contiene también Lumbreras de Admisión y Escape, y puede contener Ductos de Admisión y Escape por donde se admite y se expulsa el fluido a transferir; y puede contener también medios de enfriamiento,
• al menos un cuerpo sólido cilindrico denominado Cruz de Malta (03, 97), pudiendo ser dos Cruces de Malta (03, 97) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85), las cuales se acoplan, cada una, en forma operativa dentro de las Cavidades Cilindricas (02) del Monoblock (01, 22, 68,
83, 84, 85), donde cada Cruz de Malta (03, 97) contiene Cámaras Herméticas denominadas Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17), por donde se hace mover el fluido que se admite y se expulsa a través de Ductos de Admisión y Escape localizados en la misma Cruz de Malta (03, 97), comunicados fluidamente con dichas Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17),
• al menos un disco sólido denominado Volante (10), pudiendo ser dos o más Volantes (10) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) que rota sobre su propio eje, donde cada Volante (10) se articula en forma operativa sobre una Cámara Circular (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85), con el objetivo de cubrirla y girar sobre ésta,
• al menos un Pistón (18), preferentemente dos Pistones (18), los cuales se acoplan operativamente dentro las Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17), y dentro de las Cámaras Circulares (04, 24) desplazándose herméticamente dentro de dichas Cámaras para mover el fluido a transferir,
• Sistemas de Sellos que se acoplan y articulan operativamente en cada Cámara Radial (14, 15, 16 ,17), en cada Cámara Circular (04, 24) y en cada Pistón (18) que tienen la función de hermetizarlos,
• al menos un Seguro de Reposo (53) localizado en el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) o en la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 97), que sirve, cada uno, para inmovilizar a una Cruz de Malta (03, 97), cuando ésta se desacopla del Volante (10) que la hace girar.
11. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de acuerdo a la reivindicación 10 caracterizado además porque al inicio de un ciclo, un Pistón (18) se mueve desplazándose desde el fondo dentro de una primera Cámara Radial (14, 15, 16, 17) generando un vacío que succiona e introduce al aparato mecánico el fluido a transferir, a través de las Lumbreras y los Ductos de Admisión del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85), y dicho Pistón (18) continua su avance dentro de una Cámara Circular (04, 24), finalizando el ciclo desplazándose dentro de una segunda Cámara Radial (14, 15, 16, 17), expulsando el fluido del ciclo anterior, fuera del aparato mecánico a través de los Ductos de Escape y de las Lumbreras del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85).
12. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 10 u 11 caracterizado además porque cuando el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) contiene dos Cámaras Circulares (04, 24) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) el aparato mecánico puede funcionar con una Cruz de Malta (03) o con dos Cruces de Malta (03, 97).
13. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado además porque las Cavidades Cilindricas (02) pueden ser cavidades cilindricas o pueden ser perforaciones cilindricas que atraviesan el Monoblock de lado a lado.
14. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con las reivindicaciones 10 u 11 caracterizado además porque las Cruces de Malta (03, 97) rotan libremente sobre su eje, tienen dos caras planas, de las cuales, una cara o ambas caras pueden ser funcionales, donde cada cara plana puede tener al menos una, pudiendo ser dos, tres, o preferentemente cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) iguales entre sí que están distribuidas equiángulamente en la cara plana de la Cruz de Malta (03, 97) donde se encuentran.
15. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10, 11 o 14 caracterizado además porque las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) se prolongan dentro de la Cruz de Malta (03, 97) en forma de Ductos de Admisión (31, 33, 105) y Escape (32, 34, 106) que desembocan ya sea, en la cara plana opuesta de la Cruz de Malta (03, 97), o desembocan en otra Cámara Radial localizada en la cara plana opuesta de la Cruz de Malta (03, 97); caracterizadas además porque cuando las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) están alineadas con las Cámaras Circulares (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) se establece una comunicación fluida entre los Ductos y las Lumbreras del Monoblock con las Cámaras Circulares (04, 24) a través de los Ductos de Admisión y Escape y de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17) de la Cruz de Malta (03, 97).
16. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 10 u 11 caracterizado además porque el Volante (10) tiene en una cara al menos un Pistón (18), preferentemente dos, distribuidos equiangulrmente en la periferia del Volante (10), y por la otra cara tiene medios de enfriamiento que pueden ser una pluralidad de Aletas de enfriamiento (92); tiene la función de guiar a dicho Pistón (18) en su trayectoria dentro de las Cámaras Circulares (04, 24) y Radiales (14, 15, 16, 17), y también tiene la función conjunta con dicho Pistón (18) de hacer girar a al menos una Cruz de Malta (03, 97).
17. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 10 u 11 caracterizado además porque cada Pistón (18) funciona todo el tiempo avanzando en dirección circular y siempre en Punto Vivo, mecánicamente sin un solo Punto Muerto, poseyendo siempre energía cinética que se aplica para la transmisión de movimiento.
18. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10, 11 o 17 caracterizado además porque cada Pistón (18) tiene dos caras funcionales, una Cara Delantera (A) y una Cara Trasera (B) lo cual le confiere una función dual en la que simultáneamente, favorece por una parte, la compresión o expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior, usando su Cara Delantera (A), y por otra parte, favorece la admisión de nuevo fluido del ciclo actual, usando su Cara Trasera (B), realizando dicha función dual simultánea durante cada ciclo.
19. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 18 caracterizado además porque los Pistones (18) son reversibles porque pueden girar sobre su propio eje e intercambiar de posición las caras del mismo Pistón (18), lo cual ocurre al terminar un ciclo e iniciar el siguiente, en donde la Cara Delantera (A) en el ciclo anterior, pasa a ser la Cara Trasera (B) en el ciclo actual, y viceversa.
20. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 10 u 11 caracterizado además porque el fluido en cuestión puede estar en fase líquida o gaseosa.
21. Un aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro, de los que funcionan como motor de combustión interna, que realizan ciclos de transferencia de fluidos ejecutando en cada ciclo dos funciones o tiempos del ciclo Otto simultáneamente con un solo pistón, que pueden ser dos tiempos cualquiera de entre la Admisión, la Compresión, la Explosión y la Expulsión/Escape del fluido, caracterizado porque comprende:
• Una estructura sólida, metálica en forma de bloque denominada Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) que puede tener una o dos caras funcionales y que contiene al menos una, preferentemente dos, Cámaras Herméticas denominadas Cámaras Circulares (04, 24), por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), por donde fluye el fluido a transferir; contiene también uno, y hasta dos espacios cilindricos, por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), denominados Cavidades Cilindricas (02), en las que se acopla, en cada una, un cuerpo sólido cilindrico denominado Cruz de Malta (03, 37, 79, 93,
103); contiene también Lumbreras de Admisión y Escape, y puede contener Ductos de Admisión y Escape por donde se admite y se expulsa el fluido a transferir; y puede contener también medios de enfriamiento,
• al menos un cuerpo sólido cilindrico denominado Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103), pudiendo ser dos Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 103) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), las cuales se acoplan, cada una, en forma operativa dentro de las Cavidades Cilindricas (02) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), donde cada Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103) contiene Cámaras Herméticas denominadas Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17), por donde se hace mover el fluido que se admite y se expulsa a través de Ductos de Admisión y Escape localizados en la misma Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103), comunicados fluidamente con dichas Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17); asimismo cada Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103) contiene Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78) en donde se comprime y enciende el fluido,
• al menos un disco sólido denominado Volante (10), pudiendo ser dos o más Volantes (10) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) que rota sobre su propio eje, donde cada Volante (10) se articula en forma operativa sobre una Cámara Circular (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), con el objetivo de cubrirla y girar sobre ésta,
• al menos un Pistón (18), preferentemente dos Pistones (18), los cuales se acoplan operativamente dentro las Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17), y dentro de las Cámaras Circulares (04, 24) desplazándose herméticamente dentro de dichas Cámaras para mover el fluido a transferir,
• Sistemas de Sellos que se acoplan y articulan operativamente en cada Cámara Radial (14, 15, 16 ,17), en cada Cámara Circular (04, 24) y en cada Pistón (18) que tienen la función de hermetizarlos,
• al menos un Seguro de Reposo (53) localizado en el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 85) o en la(s) Cruz(ces) de Malta (03, 97), que sirve, cada uno, para inmovilizar a una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103), cuando ésta se desacopla del Volante (10) que la hace girar,
22. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 caracterizado además porque al inicio de un ciclo, un Pistón (18) se mueve desplazándose desde el fondo dentro de una primera Cámara Radial (14, 15, 16, 17) y se introduce al aparato mecánico el fluido a transferir, a través de las Lumbreras y los Ductos de Admisión del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101), y dicho Pistón (18) continua su avance dentro de una Cámara Circular (04, 24), finalizando el ciclo desplazándose dentro de una segunda Cámara Radial (14, 15, 16, 17), la cual está comunicada fluidamente con una Cámara de Combustión (38, 39, 77, 78), en la cual se comprime y enciende el fluido del ciclo anterior, expulsando el fluido resultante de la combustión fuera del aparato mecánico a través de los Ductos de Escape y de las Lumbreras del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101)
23. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 o 22 caracterizado además porque cuando el Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) contiene dos Cámaras Circulares (04, 24) por cada cara funcional del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) el aparato mecánico puede funcionar con una Cruz de Malta (03) o con dos Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 103),
24. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 caracterizado además porque las Cavidades Cilindricas (02) pueden ser cavidades cilindricas o pueden ser perforaciones cilindricas que atraviesan el Monoblock de lado a lado.
25. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con las reivindicaciones 21 o 22 caracterizado además porque las Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 103) rotan libremente sobre su eje, tienen dos caras planas, de las cuales, una cara o ambas caras pueden ser funcionales, donde cada cara plana puede tener al menos una, pudiendo ser dos, tres, o preferentemente cuatro Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) iguales entre sí que están distribuidas equiangularmente en la cara plana de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103) donde se encuentran; caracterizado además porque las Cruces de Malta (03, 37, 79, 93, 103) pueden contener en su interior desde ninguna, dos, cuatro o hasta ocho Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78).
26. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21, 22 o 25 caracterizado además porque las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) se prolongan dentro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103) en forma de Ductos de Admisión (31, 33, 105) y Escape (32, 34, 106) que desembocan ya sea, en la cara plana opuesta de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103), o desembocan en otra Cámara Radial localizada en la cara plana opuesta de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103); caracterizadas además porque cuando las Cámaras Radiales (14, 15, 16, 17) están alineadas con las Cámaras Circulares (04, 24) del Monoblock (01, 22, 68, 83, 84, 101) se establece una comunicación fluida entre los Ductos y las Lumbreras del Monoblock con las Cámaras Circulares (04, 24) a través de los Ductos de Admisión y Escape y de las Cámaras Radiales (14, 15, 16 ,17) de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103).
27. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 o 22 caracterizado además porque el fluido puede estar en fase líquida o gaseosa, la fase líquida preferentemente en forma de partículas atomizadas, y la fase gaseosa puede ser aire o una mezcla carburada combustible que contenga, sin ser limitativa, metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, octano, i sooctano, hidrógeno, acetileno, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), gasolinas, queroseno, nafta, metil etil cetona, metil tertbutil cetona, ésteres de alquilo o alquenilo de cadena C4 hasta C22, diesel, biodiesel, alcandés como metanol, etanol, bioetanol, propanol, isopropanol, butanol, biobutanol, y un oxidante, preferentemente oxígeno suministrado como aire.
28. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 25 o 27 caracterizado además porque las Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78) son cavidades internas dentro de la Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103) comunicadas cada una, de forma individual, operativa y fluida con una Cámara Radial (14, 15, 16, 17) donde se comprime y enciende el fluido, dichas Cámara de Combustión (38, 39, 77, 78) tienen cada una un medio de suministro de energía por medio del cual se le suministra energía.
29. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 u 22 caracterizado además porque el Volante (10) tiene en una cara al menos un Pistón (18), preferentemente dos, distribuidos equiangulrmente en la periferia del Volante (10), y por la otra cara tiene medios de enfriamiento que pueden ser una pluralidad de Aletas de enfriamiento (92); tiene la función de guiar a dicho Pistón (18) en su trayectoria dentro de las Cámaras Circulares (04, 24) y Radiales (14, 15, 16, 17), y también tiene la función conjunta con dicho Pistón (18) de hacer girar a al menos una Cruz de Malta (03, 37, 79, 93, 103).
30. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 21 u 22 caracterizado además porque cada Pistón (18) funciona todo el tiempo avanzando en dirección circular y siempre en Punto Vivo, mecánicamente sin un solo Punto Muerto, poseyendo siempre energía cinética que se aplica para la transmisión de movimiento.
31. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21, 22 o 28 caracterizado además porque cada Pistón (18) tiene dos caras funcionales, una Cara Delantera (A) y una Cara Trasera (B) lo cual le confiere una función dual en la que simultáneamente, favorece por una parte, la compresión o expulsión del fluido admitido en el ciclo anterior, usando su Cara Delantera (A), y por otra parte, favorece la admisión de nuevo fluido del ciclo actual, usando su Cara Trasera (B), realizando dicha función dual simultánea durante cada ciclo.
32. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 29 caracterizado además porque los Pistones (18) son reversibles porque pueden girar sobre su propio eje e intercambiar de posición las caras del mismo Pistón (18), lo cual ocurre al terminar un ciclo e iniciar el siguiente, en donde la Cara Delantera (A) en el ciclo anterior, pasa a ser la Cara Trasera (B) en el ciclo actual, y viceversa.
33. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 28 caracterizado además porque la energía suministrada por el medio de suministro de energía puede ser energía química o eléctrica suficiente para causar la ignición o autoignición del fluido.
34. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 33 caracterizado además porque la energía química puede estar contenida y suministrada en forma de cualquier sustancia altamente reducida susceptible de ser oxidada, como un combustible, que puede comprender, sin ser limitativos, metano, etano, propano, butano, pentano, hexano, octano, i sooctano, hidrógeno, acetileno, gas natural licuado (LNG), gas de petróleo licuado (LPG), gasolinas, queroseno, nafta, metil etil cetona, metil tertbutil cetona, ésteres de alquilo o alquenilo de cadena C4 hasta C22, diesel, biodiesel, alcandés como metanol, etanol, bioetanol, propanol, isopropanol, butanol, biobutanol, o mezclas de ellos.
35. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 33 caracterizado además porque la energía eléctrica puede suministrarse en forma de una chispa que puede ser causada por un alto diferencial de voltaje, como la chispa de una bujía
36. El aparato mecánico para transferir fluidos de un espacio a otro de conformidad con la reivindicación 25 o 28 caracterizado además porque las Cámaras de Combustión (38, 39, 77, 78) tienen cada una, un Embolo (40), soportado por un resorte que lo hace oscilar a lo largo de una distancia regulable por un Tope (58) dentro de la Cámara de Combustión (38, 39, 77, 78), haciendo que la Cámara de Combustión sea de volumen variable.
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