RS58512B1 - Rotaciona mašina - Google Patents

Description

Opis

Predmetni pronalazak se odnosi na rotacionu mašinu u obliku ekspandera, uključujući kućište sa šupljinom, dovodnim i izlaznim kanalima postavljenim u kućište i u komunikaciji sa šupljinom, rotor koji je smešten u i koga nosi kućište i sa osovinom rotora, jednom ili više lopatica koje pokretno ulaze u odgovarajuće žlebove u rotoru i gde je svaka lopatica artikulisano povezana oko ose na jednom kraju upravljačke ručice koju na drugom kraju obrtno nosi osovina koja ima centralnu osu koja se podudara sa osom koja centralno prolazi kroz šupljinu u kućištu, čija osa je paralelna sa i razmaknuta je od osovine rotora, svaki vrh lopatice opisuje površinski sektor cilindra koji ima svoj centar zakrivljenosti u osi kroz spoj koji povezuje lopaticu sa kontrolnom ručicom, najmanje jedna radna komora koja je deo šupljine i koja je definisana između unutrašnje periferne površine kućišta, periferne površine rotora i bočne površine najmanje jedne lopatice, gde sam rotor predstavlja jedinicu za dobijanje električne energije. Ovde opisana i prikazana rotaciona mašina posebno je projektovana kao ekspander koga pokreće para.

Rotaciona mašina, takođe, može biti termo-dinamička radna mašina koja, nakon određenih modifikacija, može se koristiti i kao kompresor, pumpa, vakuumska pumpa, izmenjivač toplote i motor unutrašnjeg sagorevanja. Mašina se može sastaviti od jednakih jedinica i u serijama tako da se princip mašinske upotrebe koristi i za kompresorsku jedinicu i jedinicu motora sa unutrašnjim sagorevanjem u kompresoru. Već u ovoj fazi, treba napomenuti da rotaciona mašina nema nikakav radilicu i da se mašina snabdeva ili izvlači svoju struju direktno od/iz rotora.

Sadašnja rotaciona mašina je dalji razvoj mašine opisane u NO 307668 (WO 99/43926), ali i dalje ima mnogo sličnih karakteristika.

Poznati motori sa unutrašnjim sagorevanjem rotacionog tipa su realizovane kao motori sa rotacionim klipovima (Wankel). Ovde rotacioni klip, koji je u obliku rotora koji ima zakrivljeni triangularni oblik, okreće se u kružnoj komori cilindra. Takvi motori sa unutrašnjim sagorevanjem, pored složene konfiguracije, imaju i nedostatak da rotor ima značajne probleme sa zaptivanjem uz zid cilindra. Osim toga, ovi motori sa unutrašnjem sagorevanjem imaju visoku potrošnju goriva.

Iz DE-3011399 poznat je motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji ima kućište motora sa radnom komorom koja prima neprekidno rotirajući rotor, pored ulaza i izlaza za dimne gasove. Rotor je u osnovi cilindričan i rotira se u eliptičnoj konfigurisanoj šupljini koja uključuje dijametralno suprotne komore za sagorevanje definisane površinom rotora i unutrašnjom površinom kućišta koja oblikuje šupljinu. Rotor je projektovan sa kliznim žljebovima koji se radijalno protežu a koji primaju i usmeravaju krilne klipove koji mogu da radijalno klize unutra i iz kliznih žljebova. Krila su zglobno spojena preko klipnjače na rame, koja je, u stvari, deo kolenastog vratila sa ležajnim rukavcima. Kada se rotor rotira, krilni klipovi će se radijalno kretati unutar i iz kliznih žljebova usled fiksnog udubljenja na pomenutom ramenu. Na taj način će prvi set krila delovati unutar jednog dela šupljine, tj. prve komore za sagorevanje, dok će drugi set krila delovati u dijametralno suprotnoj komori.

U US patentu 4,061,450 prikazana je rotaciona pumpa tipa sa krilima koja ima stacionarno kućište i šupljinu u kojoj je rotor. Rotor ima proreze u kojima se kreću odgovarajuća krila, ali na taj način se vrhovi krila kreću ka i dalje od unutrašnje periferne površine kućišta za svako okretanje rotora.

Patent US 4451219 pokazuje rotacioni parni motor koji ima dve komore i izostavlja ventile. Ovaj motor, takođe, ima dva seta rotorskih lopatica sa tri lopatice u svakom setu. Svaki set rotorskih lopatica rotira oko svoje ekscentrične tačke na stacionarnom zajedničkom kolenastom vratilu unutar eliptičnog kućišta motora. Rotor tipa doboša se centralno postavlja unutar kućišta motora i formira dve dijametralno suprotne radne komore koje se radijalno prostiru. Dva seta rotorskih lopatica se u osnovi kreću radijalno u i iz kliznih žljebova u rotoru sličnom gore opisanoj mašini. Takođe, krila na njihovom centralnom kraju nosi ekscentrično postavljeno vratilo koje je fiksirano. Krila, međutim, nisu zglobna, već ih na njihovoj suprotnoj strani pod nagibom drži ležaj postavljen periferno u rotoru.

Takođe su poznate pumpe i kompresori tipa sa lopaticama. US patent 4451218 se odnosi na pumpu sa lopaticama koja ima krute lopatice i rotor koga ekscentrično nosi kućište pumpe. Rotor ima prorez kroz koje lopatice radijalno prolaze i koji ih vodi (usmerava). Na svakoj strani kliznih otvora su postavljene zaptivke.

US patent 4385873 prikazuje rotacionu mašinu tipa sa lopaticama koja se može koristiti kao motor, kompresor ili pumpa. Ona, takođe, ima ekscentrično postavljen rotor kroz koji radijalno prolazi veći broj krutih lopatica.

Dodatni primeri iz stanja tehnike prikazani su u US 3537432, US 4767295 i US 5135372.

Različiti ciljevi predmetnog pronalaska, iako nešto različiti u pogledu upotrebe i korišćenja, su da se obezbedi rotaciona mašina koja ima visoku efikasnost, mogućnost pumpanja višefaznih fluida, nisku potrošnju goriva i niske emisije zagađujućih materijala, kao što su ugljen monoksid, azotni gasovi i nesagoreli ugljovodonici. Štaviše, jedan cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi rotaciona mašina kompaktne konstrukcije, tj. motor male zapremine i male ukupne zapremine u odnosu na proizvedeni efekat.

Prema predmetnom pronalasku obezbeđena je rotaciona mašina tipa pomenutog u uvodu, što se razlikuje po tome što je rotor projektovan kao konfiguracija konstrukcije kalema koja ima odgovarajuće radijalno proširene prirubničke delove, pri čemu su delovi prirubnica ko-rotirajući sa lopaticama i na koje deluju odgovarajuće krajne površine lopatica, i da se radijalno prošireni delovi prirubnica proširuju izvan prečnika šupljine cilindričnog srednjeg dela kućišta kako bi se formiralo lavirintsko zaptivanje sa odgovarajućim završnim poklopcima na svakom kraju cilindričnog srednjeg dela kućišta.

U poželjnoj realizaciji rotor se sastoji od dva glavna dela, čiji delovi zajedno formiraju konfiguraciju konstrukcije kotura. Površina pregrade između dva glavna dela tada se obično produžavaju u radijalnom pravcu.

U još jednoj realizaciji konfiguracija konstrukcije kotura se može izraditi u jednom komadu, a zatim se kućište sastavlja od dva uglavnom C-oblikovana dela kućišta, čiji delovi zajedno formiraju središnje kućište. Ova varijanta će imati pregradne površine koje će se aksijalno širiti. Tako će biti moguće montirati dve polovine kućišta preko konfiguracije konstrukcije kotura kada se spoje u jedan komad.

U poželjnoj realizaciji, delovi prirubnice koji se radijalno šire imaju na njihovoj obodnoj površini fini zazor u odnosu na unutrašnju obodnu površinu odgovarajućih krajnjih poklopaca.

Poželjno, delovi prirubnice koji se radijalno šire na svojim površinama koje se radijalno šire imaju fini zazor u odnosu na unutrašnju završnu površinu odgovarajućih krajnjih poklopaca. Nadalje, delovi prirubnice koji se radijalno šire na njihovim površinama koje se radijalno šire mogu imati fini zazor u odnosu na spoljne, suprotne površine koje se radijalno šire srednjeg kućišta. Imajući takve pomenute površine koje kontinuirano menjaju pravac, fin zazor između površina obezbeđuju oblik zatvaranja lavirinta bez dodira.

Međutim, podrazumeva se da bar jedan od pomenutih finih zazora između navedenih površina može da ima instaliran jedan ili drugi oblik mehaničkog zaptivača. Jedan primer je zaptivač tipa „klipni prsten“ koji ima podelu, ili tipa metalnog klipnog prstena koji ima krajeve za zakačaljkama koji se kače jedan ua drugog. Ovaj tip se često koristi kao zaptivka vratila u automatskim prenosima.

Poželjno, broj lopatica može biti tri ili više.

U jednoj pogodnoj realizaciji, kao što je ovde prikazano, broj lopatica je šest.

U jednom aspektu vrhovi lopatica mogu uključiti sredstva za zaptivanje.

Poželjno, useci za lopatice mogu da sadrže klizne ležajeve koji međusobno deluju sa svakom lopaticom.

Pogodno, fiksna osovina na svom slobodnom kraju može biti poduprta i stabilizovana u rotoru pomoću ekscentričnog adaptera.

Jedan od primera realizacija rotacione mašine prema pronalasku sada će biti opisan detaljnije uz upućivanje na priložene crteže gde:

Slika 1 je udaljeni prikaz potpuno sklopljene rotacione mašine kao veoma kompaktne jedinice, Slika 2 je udaljeni prikaz mašine prema slici 1 sa delovima odvojenim jednim od drugih, Slika 3 je udaljeni prikaz samo rotora i sa delima odvojenim jedni od drugih,

Slika 4 je udaljeni prikaz lopatica odvojenih od rotora,

Slika 5 je udaljeni prikaz jedne lopatice, uključujući njene kontrolne ručice,

Na slici 6 je prikazana jedinica lopatice i njeno zglobno vratilo i jedan krajni poklopac,

Slika 7 prikazuje varijantu u kojoj je središnje kućište podeljeno na dva C-formirana dela, Slika 8A prikazuje udaljeni prikaz rotacione mašine koja ima tri lopatice kao druga realizacija, Slika 8B je udaljeni prikaz rotacione jedinice druge realizacije,

Slika 9A je udaljeni prikaz rotacijske jedinice druge realizacije bez poklopca na jednom kraju, i Slika 9B je udaljeni prikaz rotacione jedinice druge realizacije u kojoj se izvlači jedinica lopatice. Na slici 1 prikazuju realizaciju rotacione mašine prema pronalasku u obliku ekspandera 1 spremnog za montažu i na način na koji će izgledati tokom upotrebe. Ekspander 1 uključuje kućište 5 koje opkružuje rotor koji se nalazi u kućištu 5. Kućište 5 sadrži ulaz 11 za isparenja i izlaz 12 za ekspandiranu paru. Osa ili osovina 3 oblikuje prenosnik snage i može se povezati sa drugim mašinama za korišćenje energije rotacione mašine. Da bi se razumela konstrukcija rotacione mašine, upućuje se na sl. 2 koji prikazuje pojedinačne delove i način sastavljanja ekspandera 1. Upućujemo i na NO 307668 (WO 99/43926) kako bi se olakšalo razumevanje načina rada mašine. Opet, treba imati na umu da je ovo realizacija mašine koja je projektovana kao ekspander. Kako je rečeno, konstrukcija, sa različitim manjim modifikacijama i prilagođavanjima, može se koristiti i za konstrukciju motora sa unutrašnjim sagorevanjem, kompresora, izmenjivača toplote ili pumpe kao primera. Dalje treba napomenuti da je mašina konstruisana i proizvedena sa takvom preciznošću da je upotreba zaptivaka minimalna. Konstrukcijski materijal može biti različit od čelika, ali i plastične mase, a teflon može biti pogodan za neke primene.

Ekspander 1 obuhvata središnje kućište 5c i poklopce 5a, 5b prvog i drugog kraja koji zajedno zatvaraju rotor 2. Središnje kućište 5c ima unutrašnju cilindričnu površinu 5d koja okružuje rotor 2, a rotor 2 zauzvrat je ekscentrično postavljen u odnosu na unutrašnju cilindričnu površinu 5d. Osovina 3 koja predstavlja prenosnik snage iz rotora 2 prikazana je na slikama 1 i 2. Napominjemo da mašina nema radilicu i snaga se prenosi direktno iz rotora 2 kroz osovinu 3. Rotor 2 rotira oko ose rotacije A koja se razlikuje od uzdužne ose, označene sa B na sl. 2, srednjeg kućišta 5C.

Slike prikazuju kako se središnje kućište 5c sastavlja zajedno sa krajnjim poklopcima 5a, 5b pomoću niza vijaka 10 duž njegovog oboda. Unutrašnja cilindrična periferna površina 5d središnjeg kućišta 5c opkružuje šupljinu 9. Periferna površina 5d ima odgovarajuće kanale ugrađene u njega koji definišu dovod 11 i izlaz 12.

Za dalju fizičku strukturu ekspandera 1, a naročito rotora 2, sada se upućuje na sliku 3, koja bi trebala da se posmatra zajedno sa slikom 2. Na slici 3 prikazano je kućište rotora sastavljeno od dva polovine kućišta rotora 2a, 2b i jedinice 17 sa lopaticama rotora 2. Svaka jedinica 17 sa lopaticama je zapravo sastavljena od šest rotornih lopatica 15a, 15b, 15c itd., vidi sliku 5. Svaka rotaciona lopatica 15a, 15b, 15c, itd. klizno uzajamno deluje sa odgovarajućim prorezima 18a koji se radijalno prostiru, formiranim u kućištu rotora 2a, 2b. Bočne površine proreza 18a podržavaju i nose klizno odgovarajuće rotorske lopatice 15a, 15b, 15c, itd, kada se ekspander koristi. Pod „punim gasom“ sila koja deluje u pravcu duž obima prema odgovarajućim rotorskim lopaticama 15a, 15b, 15c, itd., će biti značajna i doprineće naginjanju ili promeni ugla lopatica 15a, 15b, 15c, itd., oko linije duž izlaznog otvora proreza 18a.

Jedinica 17 sa lopaticama, što je jasno prikazano na sl.4 i 5, sa odvojenim delovima, pokazuju i brojne kontolne ručice 14a, 14b, 14c, itd., gde dve i dve treba da nose odgovarajuće rotorske lopatice 15a, 15b, 15c, itd. Svaki par kontrolnih ručica 14a, 14b, 14c, itd., i rotorske lopatice 15a, 15b, 15c, itd. imaju istu funkciju i oni su artikulisano spojeni jedni s drugima preko osovine koja ima osu C. Kontrolne ručice 14a, 14b, 14c, itd., su sastavljene tako da su njihovi veći otvori poravnati za kasnije sklapanje na zajedničku osovinu 24. Kada se ovi delovi montiraju zajedno, formiraju jedinicu 17 sa lopaticama rotora 2 koji radi na osovini 24 kao što je jasno prikazano na slici 6.

Svaki vrh lopatice 15a', 15b', 15c', itd., opisuje cilindrični površinski sektor koji ima svoj centar zakrivljenosti u osi C kroz spoj koji povezuje lopatice 15a, 15b, 15c, itd., sa kontrolnim ručicama 14a, 14b, 14c, itd. Ideja iza ovoga je da vrh lopatice, duž zamišljene linije koja se proteže paralelno sa osovinom A rotora, u bilo kom trenutku može „dodirivati“ unutrašnju površinu 5d središnjeg kućišta 5c, ali ipak ne ostvaruje direktan kontakt sa površinom 5d. Ova zamišljena linija će „kretati“ napred i nazad na vrhu lopatice tokom rotacije rotora 2 i u svakom trenutku će opisati površinu cilindra koja je približno jednaka unutrašnjoj površini 5d kućišta 5c sa razlikom samo u zazoru prisutnom između vrha lopatice i unutrašnje površine 5d kućišta. Zazor između vrha lopatice i unutrašnje površine 5d mora biti najmanje praktično moguć.

Svaki vrh lopatice 15a', 15b', 15c', itd., može takođe biti formiran od različitih materijala u odnosu na samu lopaticu, kao što je prikazano na slikama. Svaki vrh 15a', 15b', 15c', itd., može biti u obliku umetka. Takođe, mogu u nekim primenama biti u kontaktu sa površinom 5d, pa čak i pritisnuti oprugom na površinu 5d.

Ponovno upućujemo na sl.2 koja pokazuje da prvi krajnji poklopac 5a, takođe, nosi prvi ležaj L1koji zauzvrat podržava rotor 2 na jednom kraju, tj. preko osovine 3 duž ose A i centralno unutar krajnjeg poklopca 5a. U skladu sa tim se prikazuje drugi krajnji poklopac 5b koji nosi drugi ležaj L2koji podržava rotor 2 na suprotnom kraju i centralno unutar krajnjeg poklopca 5b, i dalje duž ose A. Treba istaći da rotor 2 ne nosi osovina 24, već centralno kućište ležaja 5b' preko ležaja L2. Kućište ležaja 5b' nalazi se koncentrično unutar krajnjeg poklopca 5b.

Treba dalje shvatiti da je rotor potrebno montirati u središnjem kućištu 5c na takav način da su odgovarajuće polovine kućišta 2a, 2b postavljene jedna prema drugoj sa svake strane središnjeg kućišta 5c. Rotor 2, koji ima oblik kotura, imaće njegove bočne ili krajnje zidove koji se protežu izvan bočnih površina središnjeg kućišta 5c kada su delovi postavljeni jedan ka drugom. Stoga, samo vrhovi lopatica 15a', 15b', 15c', itd., nalaze se unutar unutrašnje površine 5d središnjeg kućišta 5c.

Kućište rotora 5 se stoga sastoji od unutrašnjeg cilindričnog središnjeg dela 5c koji sarađuje sa rotorom 2 i lopaticama 15a, 15b, 15c, itd., i odgovarajućim krajnjim poklopcima 5a, 5b na svakom kraju unutrašnjeg cilindričnog središnjih delova 5c. Rotor 2 je stoga sastavljen od dva glavna dela 2a, 2b koja zajedno oblikuju konfiguraciju konstrukcije kotura koja ima odgovarajuće radijalno proširene delove 2a ', 2b' prirubnica koji se rotiraju zajedno sa lopaticama i na koje odgovarajuće bočne površine delova lopatica deluju.

Shodno tome, podrazumeva se da u praktičnoj realizaciji radijalno prošireni delovi 2a', 2b' prirubnice na njihovoj perifernoj površini imaju fini zazor u odnosu na unutrašnju obodnu površinu u odgovarajućim krajnjim poklopcima 5a, 5b. Osim toga, radijalno prošireni ili usmereni prirubnički delovi 2a', 2b' će na njihovim radijalno usmerenim površinama imati fini zazor u odnosu na unutrašnju krajnju površinu u odgovarajućim krajnjim poklopcima 5a, 5b. Takođe, radijalno usmeravajući delovi 2a', 2b' prirubnice imaju fini zazor na radijalno usmerenim površinama u odnosu na spoljašnje suprotne radijalno usmerene površine na središnjem kućištu 5c. Tako se podrazumeva da pomenuti fini zazor između navedenih površina obezbeđuje neku vrstu zaptivanja lavirintom bez kontakta. Još uvek je moguće da će u nekim okolnostima ili situacijama biti odgovarajuće postaviti pogodni fizički zaptivni element između jedne ili više površina koji imaju fini zazor. Da bi se poboljšalo efikasno zaptivanje lavirinta, može se dodatno formirati jedan ili više žlebova na perifernim površinama prirubničkih delova 2a', 2b'. Alternativno, jedan ili više žlebova mogu se formirati unutar poklopaca 5a, 5b u koje prolaze delovi 2a', 2b' prirubnica i sa kojom se periferna površina graniči.

Međutim, podrazumeva se da bar jedan od pomenutih finih zazora između navedenih površina u nekim realizacijama može imati instaliran jedan ili drugi oblik mehaničkih zaptivnih sredstava.

Jedan primer može biti zaptivak tipa „klipni prsten“ koji je podeljen, ili tipa metalnom klinipnog prstena koji ima krajeve sa kukama koji se zakačinju jedni na druge. Ovaj tip zaptivaka se često koristi kao zaptivak vratila u automatskim menjačima. „Klipni prstenovi" mogu se proširiti prema kućištu i mogu formirati jedan ili više dodatnih lavirinsta sa odgovarajućim žljebovima u bočnim ili krajnjim zidovima kotura.

Brzina, temperatura, zahtevi o čistoći i pritisak biće faktori za određivanje vrste materijala koji je pogodan, ali su zidovi kotura, kao što je već pomenuto, sam lavirint. Kao što je već poznato, zazori su napravljeni što najmanjim mogućim i prilagođeni su supstancama koji treba da prolaze.

Na slici 6 je prikazana osovina 24 koja se uvodi u jedinicu 17 sa lopaticama i vezivanje odgovarajućih kontorlnih ručica 14a, 14b i 14c, itd. Osovina 24 ima centralnu osu B koja se razlikuje od ose A. Slika prikazuje osovinu 24 i ležaj 25 spreman za ugradnju na kraju osovine 24. Ležaj 25 se nalazi ekscentrično u ležištu 5b'. Poklopci kućišta rotora 5a, 5b su centrirani u odnosu na osu A, ali su ekscentrični u odnosu na uzdužnu osu B središnjeg kućišta 5c i osovinu 24. Istovremeno, osovina 24 nosi svaku lopaticu 15a, 15b, 15c, itd. centralno u odnosu na uzdužnu osu B, ali ekscentrično u odnosu na uzdužnu osu A kroz kućište rotora.

To znači da lopatice 15a, 15b i 15c, itd., prilikom posmatranja lopatica izolovano ili odvojeno, zapravo se ne kreću radijalno niti u niti iz, već vrše malo klimanje ili nagibanje oko ose C kada se rotor 2 rotira. Pošto su polovine 2a, 2b kućišta rotora ekscentrično postavljene u odnosu na lopatice 15a, 15b, 15c, itd., tj. imaju različitu rotacionu osu od lopatica, lopatice 15a, 15b, 15c, itd. će očigledno ulaziti i izlaziti u okviru žljebova 18a. Sa tim dobijamo, tokom rotacije rotora 2, jednu komoru iza lopatice koja se širi dok ne dostigne maksimalnu zapreminu nako čega se opet smanjuje. Dalje, dobija se veoma značajan rezultat u tome što se ne pojavljuju nikakve radijalno delujuće masovne sile koje bi stvarale neravnoteže.

Kao što se podrazumeva, osovina 24 je u mirovanju i fiksno je osigurana. Njena dužnost je kontrola lopatica 15a, 15b, 15c, itd. preko kontrolnih ručica 14a, 14b, 14c, itd., u njihovom relativnom kretanju u odnosu na žljebove 18a. Ipak, moguće je razmišljati o varijanti gde se osovina 24 može rotirati ili nije „fiksirana“.

Svaka lopatica 15a, 15b, 15c, itd., je kao što je pomenuto povezana sa jednim krajem kontrolne ručice 14a, 14b, 14c, itd., koja je na drugom kraju rotirajuće zglobno povezana u stacionarnoj osovini 24. Kontrolna ručica 14a, 14b, 14c, itd., ne prenose nikakvo radno opterećenje, već obezbeđuje da je svaka od lopatica 15a, 15b, 15c, itd., kontrolisana silom pokreta u vodiličnim žljebovima ili prorezima 18a u kućištu rotora 2a, 2b tako da vrhovi lopatica 15a', 15b', 15c', itd. u bilo kom trenutku tokom rotacije rotora 2 su tangentni (dodirujući bez kontakta) na unutrašnju površinu 5d središnjeg kućišta 5c.

Šupljina 9 može se podeliti u ekspanzionu komoru 9a i izlaznu komoru 9b, koje se pomeraju tokom rotacije i određuju se položajem lopatice u odnosu na ulaz 11 i izlaz 12.

Rad rotacione mašine će sada biti opisan i uz upućivanje na crteže. Kao što je prethodno pomenuto, primer realizacije pokazuje ekspander. Prigušni medij kao što je para dovodi se do ulaza. Para udara u vrh lopatice i širi se i tako gura lopaticu. Čak i ako se ekspanziona komora 9a postepeno prekida novim vrhom lopatice, radna površina prema prethodnoj lopatice će biti veća i time primeniti silu u istom pravcu. Odmah nakon što ekspanziona komora dostigne svoj maksimum, otvara se izlazna komora 9b i pušta se ekspandirana para da izađe kroz izlaz 12.

Period ekspanzije počinje kada lopatica 15a, 15b, 15c, itd., prođe ulazni kanal 11 u komoru 9a i traje dok se lopatica ne otvori za izlaznu vodu i izlazni kanal 12. Kao što se podrazumeva, ta strana lopatice 15a, 15b, 15c, itd., okrenuta suprotno smeru rotacije R predstavlja stranu potiska ekspandera. Tehnički gledano, ekspanzijski period uključuje i fazu punjenja i fazu ekspanzije komore. Za komoru definisanu rotorom, kućištem, lopaticom 15a (na početku rotacije) i 15b (poslednja u rotaciji), faza punjenja počinje kada 15a prođe početak dovoda i završava se kada 15b prođe kraj dovoda. Faza ekspanzije počinje kada se faza punjenja završi i završava kada 15a prođe početak izlaza.

Dalje se podrazumeva da vrhovi lopatica vrše „kotrljajuće kretanje“ prema unutrašnjoj površini 5d cilindra središnjeg kućišta 5c tokom njegovog obrta rotorom 2. Sa jednom polovinom obrta rotora 2, svaki vrh lopatice izvršio je jedan kotrljajući pokret između spoljnjih ivica luka vrha lopatica. Na taj način se vrhovi lopatica okrenu tamo i nazad u toku jednog obrta rotora 2.

Sada se upućuje na sl. 7 koja shematski prikazuje kućište rotacione mašine gde se središnje kućište 5c' sastoji od dva, u suštini, C-oblikovana dela kućišta 5e, 5f. Delovi kućišta 5e, 5f formiraju kućište sa pregradnim površinama koje se aksijalno produžavaju. Pričvršćeno je zavrtnjima na vrhu i na dnu i može se po želji obrađivati nakon takvog sastavljanje tako da se završna fina obrada i prilagođavanje dovrše pre završne montaže preko konfiguracije kostrukcije kotura, čiji se kotur onda može napraviti u jednom komadu, mada nije obavezno. Ulazni i izlazni vodovi nisu prikazani.

Slike 8A-9B pokazuju drugu realizaciju gde rotor ima samo tri lopatice i kućište koje ga okružuje je pojednostavljeno. Cela konstrukcija rotacione mašine neće se opet opisivati, samo oni delovi koji odstupaju od prve realizacije.

Slika 8A prikazuje rotacionu mašinu 1A ili ekspander u udaljenom prikazu i gde je prikazana rotaciona jedinica 2A izvučena iz kućišta 5A. Takođe je prikazan izlazni kanal U unutar kućišta 5A, i ulazni otvor H sa mogućnošću povezivanja. Na sl.8B rotorska jedinica 2A je prikazana u perspektivnom prikazu.

Slika 9A prikazuje u udaljenom prikazu rotorsku jedinicu 2A u drugoj realizaciji bez prvog krajnjeg zida i gde su prikazane tri lopatice V1-V3. Na sl. 9B se pokazuje sklop 17A lopatica izvučen iz rotorske jedinice 2A.

Rotaciona mašina 1A uključuje, kako je pomenuto, kućište 5A koje ima unutrašnju cilindričnu šupljinu 9A i odgovarajuće krajnje poklopce, gde je prikazan jedan krajnji poklopac 5aA. Ulazni i izlazni kanali ili vodovi H, U su u kućištu 5A i u komunikaciji su sa šupljinom 9A. Rotor 2A se stavlja u i nosi ga kućište 5A i ima jednu ili više lopatica V1, V2, V3koje pokretno ulaze u odgovarajuće žljebove u rotoru 2A. Svaka lopatica V1, V2, V3je povezana oko jedne ose CA na jedan kraj kontrolne ručice 14A, 14B, 14C, a na drugom kraju je oslonjena na osovinu koja ima centralnu osu koja se poklapa sa osom koja se prostire centralno kroz šupljinu 9A kućišta 5A. Svaki vrh lopatice opisuje cilindarski površinski sektor koji ima svoj centar zakrivljenosti u osi preko spoja koji povezuje jednu lopaticu V1, V2, V3sa kontrolnom ručicom 14A, 14B, 14C. Rotor 2A je proizveden kao konfiguracija kostrukcije kotura, uključujući odgovarajuće delove 2A', 2B' prirubnice radijalno usmerene. Delovi 2A ', 2B' prirubnice korotiraju sa krilima V1, V2, V3i odgovarajuće završne površine 15A", 15B", 15C" lopatica deluju na pomenute delove 2A', 2B' prirubnice. Radijalno usmereni delovi 2A ', 2B' prirubnica proširuju se izvan prečnika šupljine unutar cilindričnog srednjeg dela kućišta 5A za stvaranje lavirintnog zaptivača sa odgovarajućim krajnjim poklopcima i unutrašnjim cilindričnim srednjim delom.

Claims (1)

1. Patentni zahtevi

   <1.>Rotaciona mašina (1) u obliku ekspandera, koja se sastoji od kućišta (5) koje ima unutrašnju cilindričnu šupljinu (9) i odgovarajuće krajnje poklopce (5a, 5b), dovodne i izlazne kanali (11,12) koji su raspoređeni u kućište (5) i komuniciraju s šupljinom (9), rotor (2) koji se ubacuje u i koga nosi kućište (5) i koji ima osovinu rotora (A), jednu ili više lopatica (15a, 15b, 15c) koje pokretno ulaze u odgovarajuće žljebove (18) u rotoru (2), svaka lopatica je povezana oko ose (C) sa jednim krajem kontrolne ručice (14a, 14b, 14c), a njen drugi kraj okretno nosi osovina (24) koja ima centralnu osu (B) koja se poklapa sa osom (B) koja se centralno prostire kroz šupljinu (9) u kućištu (5), čija je osa (B) paralelna sa i na rastojanju (d) od osovine rotora (A) svaki vrh lopatice opisuje cilindrični površinski sektor koji ima svoj centar zakrivljenosti u osi kroz zglob koji povezuje lopaticu (15a, 15b, 15c) sa kontrolnom ručicom, najmanje jednu radnu komoru (9a) koja je deo šupljine (9) i koja je definisana između unutrašnje periferne površine (5d) kućišta, periferne površine (18c) rotora (2) i bočne površine (15') najmanje jedne lopatice, pri čemu sam rotor (2) čini jedinicu za proizvodnju energije, naznačen time, što je rotor (2) projektovan kao konfiguracija konstrukcije kotura koja ima odgovarajuće radijalno proširene delove (2a', 2b') prirubnica, pri čemu delovi prirubnica se korotiraju sa lopaticama (15a, 15b, 15c), i na koje deluju odgovarajuće krajnje površine (15a", 15b", 15c") lopatica, i time što navedeni radijalno prošireni delovi (2a ', 2b') prirubnica izlaze izvan prečnika šupljine cilindričnog središnjeg dela (5c) kućišta kako bi formirali lavirintsko zaptivanje sa odgovarajućim krajnjim poklopcima (5a, 5b) na svakom kraju cilindričnog središnjeg dela (5c) kućišta.

   <2.>Rotaciona mašina prema zahtevu 1, naznačena time, što je rotor (2) sastavljen od dva glavna dela (2a, 2b), čiji delovi zajedno formiraju konfiguraciju konstrukcije kotura.

   <3.>Rotaciona mašina prema zahtevu 1, naznačena time, što kućište (5c') čine dva u osnovi C-oblikovama kućišta (5e, 5f), čiji delovi zajedno oblikuju kućište sa aksijalno produženim pregradnim površinama i prilagođeni su da se mogu montirati preko konfiguracije konstrukcije kotura napravljene u jednom komadu.

   <4.>Rotaciona mašina prema bilo kom od patentnih zahteva 1-3, naznačena time, što radijalno produženi delovi (2a', 2b') prirubnica na svojoj obodnoj površini imaju fini zazor u odnosu na unutrašnju obodnu površinu odgovarajućeg krajnjeg poklopca (5a, 5b).

   <5.>Rotaciona mašina prema bilo kom od patentnih zahteva 1-4, naznačena time, što radijalno prošireni delovi (2a', 2b') prirubnica na svojim radijalno proširenim površinama imaju fini zazor u odnosu na unutrašnju krajnju površinu odgovarajućih krajnjih poklopaca (5a, 5b).

   <6.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 1-5, naznačena time, što delovi radijalno produženih delova (2a', 2b') prirubnica na njihovim radijalno produženim površinama imaju fini zazor u odnosu na spoljne, suprotne radijalno produžene površine cilindričnog srednjeg dela (5c) kućišta (5).

   <7.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 4-6, naznačena time, što fini zazor između površina obezbeđuju neku vrstu lavirintnog zaptivača bez kontakta.

   <8.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 4-7, naznačena time, što najmanje jedan od finih zazora između navedenih površina ima mehaničku zaptivku, kao što je tip „klipnog prstena“.

   <9.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 1-8, naznačena time, što je broj lopatica veći od tri.

   <10.>Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 1-9, naznačena time, što je broj lopatica šest.

   <11.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 1-10, naznačena time, što vrhovi lopatica uključuju sredstva za zaptivanje.

   <12.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 1-11, naznačena time, što žljebovi (18a) za lopatice sadrže klizne ležajeve (22) koji su u interakciji sa svakom lopaticom (15a, 15b, 15c).

   <13.>Rotaciona mašina prema bilo kom od zahteva 1-12, naznačena time, što fiksiranu osovinu (24) na njenom slobodnom kraju nosi i stabilizuje rotor (2) pomoću ekscentričnog adaptera (25).