Електричний тепловий паро-акумуляторний високооборотний двигун

Електричний тепловий пароакумуляторний високооборотний двигун, який відрізняється тим, що має тепловий акумулятор-випарник з електричним розігрівом у вигляді масивного металевого циліндричного елемента з внутрішньою камерно-кільцевою порожниною, трьома отворами з тенами у теплостійкому заповненні, трубками і горизонтальною віссю з осьовим, ненаскрізним отвором (каналом) з гвинтовою заглушкою і трубчастим патрубком, перпендикулярно укріпленим на опорній осі і з'єднаним з внутрішньою кільцевою порожниною металевого елемента теплоакумулятора двигуна, на осі укріплено диск, що має радіальний отвір під кутом 120 градусів до вертикальної площини і розміщений у фігурній триступінчастій маточині з укріпленими на ній трьома циліндрами і укріпленими трьома трубками, з'єднуючими маточину з циліндрами роторного колеса, триступінчаста маточина на підшипниках, встановлена на опорній горизонтальній осі, її трубчастий хвостовик розміщено у осьовому отворі торцевої кришки кільцевого корпуса і також з зубчастим колесом розміщено у корпусі редуктора, другий вал якого фрикційною і роликообпнною муфтами, з'єднаний з трансмісійним валом, на якому укріплений маховик, водопарова система у вигляді місткостей з електротонами всередині і електричний насос пневматичної системи, у вигляді балонів і пневматичної мережі О Винахід відноситься до усіх галузей промисловості і сільського господарства у якості екологічно чистих двигунів, без використання рідкого, або газоподібного видів палива, для різного роду пасажирських і маршрутно-вантажних транспортних засобів Запропонований винахід знайде реальне застосування у комунально-міському і міжміському транспорті, у заводському промисловому транспорті, у рудничному транспорті Аналогів до даного винаходу не має В основу даного винаходу поставлено задачу вирішення актуально крупної технічної проблеми, по розробці нового, що не має аналогів електричного тепло-акумуляторного парового двигуна з більшим ККД и потужністю для різноманітних пасажирських та вантажних транспортних засобів, які будуть працювати без використання рідкого, або газоподібного видів палива, що дозволить досягти значного економічного ефекту, а також виключити забруднення навколишнього середовища безпосередньо транспортними засобами Пропонований винахід має тепловий акумулятор-випаровувач з електричним розігрівом, циліндро-роторний пристрій і інерційний маховик на трансмісійному валу, водо-парову систему, пнев мосистему І виконані паро-тепловии акумуляторвипаровувач у вигляді масивного металевого циліндричного елемента, запресованого у теплоізоляційний кожух, розміщеного всередині герметично-зачиненого циліндра з торцевими фланцями і укріпленого на опорній фундаментній рамі Металевий елемент всередині має горизонтальну опорну вісь і камерно-кільцеву порожнину з двома горизонтальними трубками, з тугоплавкого металу, і трьома електроспиралями (тенами) з кварцовим ущільненням, розміщеними у не наскрізних отворах, по колу, під кутом 120° градусів, містить у собі горизонтально-опорну вісь з осьовим, не наскрізним отвором і гвинтовою заглушкою і трубним патрубком перпендикулярно укріпленим на опорній в ВІСІ і з'єднаним з внутрішньою кільцевою порожниною металевого елемента тепло-акумулятора двигуна На горизонтально-опорній ВІСІ укріплено диск, що має радіальний отвір під кутом 120° градусів до вертикальної плоскості Диск розміщено у фігурній триступінчастій маточині з укріпленими на ній трьома радіальними стержнями і циліндрами з поршнями-важелями і пружинами - це циліндророторне колесо На третій ступені маточини є радіальних отвори, виконані по колу під кутом 120 СО СО 43913 градусів з укріпленими у них металевими трубками, кожна з яких протилежним кінцем укріплена у верхньому бічному отворі свого циліндра циліндро-роторного колеса Маточина, на підшипниках , встановлена на опорну горизонтальну вісь , її трубчастий хвостовик розміщено у висівом отворі торцевої кришки кільцевого корпуса, ущільнено сальником і також розміщено у корпус і редуктора На трубчастому хвостовику укріплено зубчасте колесо, напресоване на підшипник і укріплене на горизонтально-опорні ВІСІ Маточина з торцевої сторони герметично зачинена кришкою з сальниковим ущільненням, а підшипники всередині її герметично відділені дисковим кільцем, від третьої стулені У середину підшипникової ступені і хвостовика маточини закладається високотемпературне мастило Циліндро-роторне вантажне колесо, з маточиною, розміщено у кільцевому корпусі, який укріплене на опорній рамі, має всередині кільцеву порожнину з верхньою дугоподібною наскрізною щілиною і нижнім наскрізним радіальногоризонтальним отвором з трубкою, внутрішнє кільце також з наскрізним отвором і СПІВВІСНИМ нижнім отвором Кільцевий корпус торцевою стороною скріплено стяжними болтами з герметичним циліндром металевого елемента, а з протилежного боку зачинений кришкою, що має осьовий отвір з фланцевим ущільненням Інерційний маховик — накопичувач кінетичної енергії значно збільшує потужність, ККД, час роботи і довжину руху (пробігу), від однієї екіпіровки Для збільшення кінетичної енергії інерційного маховика треба збільшити його масу, діаметр і КІЛЬКІСТЬ обертів, а для збільшення урухомлючої сили цилиндро-роторного колеса треба збільшити його діаметр , масу поршнів (вантажів) та їх пересування (до центру) При розробці конкретних різновидів двигуна, на базі пропонованого, в основу повинна бути прийнята розрахункова функціональна залежність сумарної кінетичної енергії від геометричних Фізико-технічних параметрів двигуна Тепло-акумулятор 6 головною технічною ознакою у пропонованому винаході, цей конструктивний елемент є перетворювачем електричної енергії у теплову і одночасно и накопичувачем Далі теплова енергія перетворюється у енергію тиску перегрітого пару який утворюється з води, що надходить по трубкам всередину кільцевої порожнини тепло-акумулятора За рахунок того, що горизонтальна вісь мав осьовий не наскрізний канал, з'єднаний вертикальною трубкою з кільцевою порожниною акумулятора, а також за рахунок того, що на ВІСІ укріплено диск з радіальним, під кутом 120° градусів, отвором з'єднаним з осьовим каналом, і те, що осьовий диск знаходиться всередині маточини, безпосередньо у третій и ступені , де в маточині знаходяться три радіальні отвори, виконані по колу, також під кутом 120° градусів, з укріпленими у них металевими трубками, кожна з яких протилежним кінцем укріплена у верхньому бічному отворі свого циліндра роторного колеса, дозволяє легко і миттєво здійснювати послідовне надходження пара у циліндри роторного колеса , це в свою чергу, дозволяє здійснювати швидкий розгін і обертання циліндро-роторного колеса спільно з маточиною, трубчастим хвостовиком і зубчастим колесом редуктора, від якого обертаючий момент передається на трансмісійний вал, з укріпленим на ньому інерційним маховиком [об/с], Циліндро-роторне колесо з приводом, тобто перетворювачем енергії тиску перегрітого пару у механічну енергію, обертаючий момент , який через редуктор передає на загальний трансмісійний вал Розроблена комплексна конструкція теплоакумулятора і циліндро-роторного пристрою позволяє зменшити опір обертанню , значно збільшити потужність і ККД двигуна , дозволяє здійснювати розгін інерційного маховика без додаткового автономного пристрою 7F І С =f(m K ' VUp> к т ГП и ц Н Н и п° б п п п г г Н Г п° бп| м> и р к > и м . Г | рк> Р ц р . Чп> U n> 'п> " и м Де т р _ на [Дж], маса циліндро-роторного колеса двигу - маса інерційного маховика [кг], р к d ^м п _ діаметр роторного колеса - діаметр інерційного маховика [м], об р к рп ЧР КІЛЬКІСТЬ обертів роторного колеса _ тиск пара роторного колеса [Па], п у циліндрі циліндро - діаметр поршня-вантажа і"п довжина пересування поршня у циліндрі роторного колеса [м], об п р Пи м - КІЛЬКІСТЬ обертів попередньо розкрученого інерційного маховика [об/с] Точна перевірка вище перерахованих параметрів повинна здійснюватися при дослідженні і проектуванні Водо-парова система виконана у вигляді бака, двох місткостей з електроспиралями всередині, насоса з водотрубною розводкою, які забезпечують подачу води у тепло-акумулятор (випаровувач) Пневмосистема виконана у вигляді балонів із стисненим повггрям і пневмо-трубчастої розводки, забезпечує роботу двигуна у разі надмірного охолодження тепло-акумулятора Питання використання і розміщення двигуна на транспортних засобах повинно вирішуватися в процесі проектування, ВІДПОВІДНО ПО технічних і економічних вимог до конкретної транспортної машини Фіг 1 - загальний вид, у розрізі, пристрою електрометалевого паро-теплового акумуляторного двигуна Фіг 2-розріз по Е-Е, фіг 1 Фіг 3 - зображена у розрізі внутрішня осьова частина металевого елемента двигуна, конкретно горизонтальна опорна вісь, кільцева порожнина акумулятора і триступінчаста маточина циліндро-роторного колеса Фіг 4 - розріз по Б-Б, фіг 1 Пропонований електричний теплоакумуляторний двигун з осьовим паровим каналом складається з електричного паро-теплового акумуля 43913 тора, циліндро-роторного пристрою, інерційного маховика, водо-парової і пневмо систем І виконаних електро-тепловий акумулятор у вигляді металевого масивного циліндричного елемента 1, запресованого у металевий теплоізоляційний кожух 2 з теплоізоляційними прокладками 3, 4, обкладками 5 і металевим циліндрично-втулочним кільцем 6 розміщеним також у герметично зачиненому циліндрі 7 з торцевими фланцями і укріпленого на опорній фундаментній рамі Металевий елемент всередині має горизонтальну опорну вісь 8 з не наскрізним отвором (каналом) 9 і з гвинтовою заглушкою 9 d і камерно-кільцеву порожнину 10 з двома горизонтальними трубками 11, з важко плавкого металу, і трьома електроспиралями (тенами) 12 з кварцевим ущільненням, розміщеним у не наскрізних отворах Горизонтальна опорна вісь патрубком 13 перпендикулярно з'єднана з внутрішньою кільцевою порожниною металевого елемента теплоакумулятора двигуна На горизонтально-опорній ВІСІ укріплено диск 14, що має радіальний отвір 15 під кутом 120 градусів до вертикальної плоскості Диск розміщено у фігурній триступінчастій маточині 16, з укріпленими на ній трьома радіальними стержнями 17 з циліндрами 18, у кожній з яких знаходиться поршень-вантаж 19 з двома пружинами 20 На третій ступені маточини є три радіальні отвори 21, що виконані по колу під кутом 120 градусів з укріпленими на них металевими трубками 22, кожна з яких протилежним кінцем укріплена у верхньому бічному отворі свого циліндра Маточина, на підшипниках, встановлена на опорну вісь, її трубчастий хвостовик 23 розміщено у осьовому отворі торцевої кришки 24 кільцевого корпуса 25, ущільненого сальником і також розміщено у корпусі редуктора 26 На трубчастому хвостовику укріплено зубчасте колесо 27 напресоване на підшипник 28 , укріплене на горизонтально-опорній ВІСІ І сцеплено з шестернею 29 укріпленою на валу ЗО яка за допомогою фрикційної муфти 31 і ролико-обпнної муфти з'єднана з трансмісійним валом на якому укріплено інерційний маховик і якій з'єднаний з коробкою передач транспортної машини Маточина з торцевої сторони герметично зачинена кришкою 32 з сальниковим ущільненням 33, а підшипники всередині її герметично відділені дисковим кільцем 34, від третьої ступені Всередині підшипникової ступені і хвостовика знаходиться високотемпературне мастило Двигун працює наступним чином Після попередньо здійснених підготовчих екіпіровочних операцій послідовно включається у роботу Попередньо розкручений інерційний маховик обертає головний трансмісійний вал Відкривається вентиль і гаряча вода (з насиченим паром) із МІСТКОСТІ надходить у колектор, з якого автоматично по двом трубкам 11 надходить у кільцеву порожнину 10 паросбірникпароперегрівач металевого елемента 1, потім під великим тиском, через трубний патрубок 13, перегрггий пар з парозбірника 10 надходить у осьовий отвір, канал 9 опорної ВІСІ 8 і далі у дисковий 14 радіальний отвір 15 Диск 14 нерухомий Дисковий радіальний отвір 15 і один з трьох радіальних отворів 21 на третій ступені маточини 16 (фіг 2) співпадають, тому перегрггий пар миттєво надходить по одній трубці 22 у верхній боковий отвір одного ВІДПОВІДНОГО циліндра 18 роторного колеса, миттєво, стискуючи пружину 20 (фіг 4), переміщує поршень - вантаж 19 по центру колеса, одночасно, витискує з циліндра конденсат, через нижній отвір 37 Пружина 20 у цей момент розтискується , атому що поршні - вантажі 19 у інших двох циліндрах 18 нерухомі і переважують, рівновага порушується і, ВІДПОВІДНО, циліндро-роторне колесо зі значним прискоренням обертається і продовжує набирати оберти При спільному обертанні циліндро-роторного колеса і триступінчастої маточини 16 відбувається послідовне співміщення дискового радіального отвору 15 опорної ВІСІ 8 з радіальним отвором 21 триступінчастої маточини 16, то перегрггий пар стабільно і послідовно надходить у циліндри 18 роторного колеса/яке набираючи швидкість розвиває значний обертаючий момент і, ВІДПОВІДНО, накопичує (акумулює) велику кінетичну енергію Для нормальної роботи двигуна необхідно, щоб дисковий радіальний отвір 14 було виконано під кутом 120° градусів, відносно верхньої частини вертикальної центрової ВІСІ кільцевого корпуса 25 проти часової стрілки При співміщенні верхнього осьового отвору 18 у кришці циліндра 18 з дугоподібною наскрізною щілиною 35 кільцевого корпуса пар із циліндра 18 витискується і переходить у порожнину 36 кільцевого корпуса 25, де конденсується і стікає через отвір 37 у трубку 38 і далі по трубкам у МІСТКІСТЬ (бак) насосної установки Одночасно, при переміщенні по колу роторного циліндра 18 в крайнє верхнє положення і суміщення його верхнього осьового отвору 18е1 у кришці з дугоподібною наскрізною щілиною 35 і під дією нижньої пружини 20 у циліндрі, і центробіжної сили поршень-вантаж 19 переміщується у верхнє початкове положення (стискуючи пружину 20е1) При обертанні циліндро-роторного колеса, послідовно і у наступному, по ходу, циліндрі цикл аналогічно повторюється Обертаючись, циліндро-роторне колесо урухомлює укріплене на хвостовику 23 зубчасте колесо 27 і зчеплену з ним шестерню 29, укріплену на другому валу, і одноступінчастого редуктора 26, який знаходиться всередині Вмикається конічна фрикційна муфта 31 і циліндро-роторне колесо двигуна з'єднується з загальним трансмісійним валом, котрий попередньо обертається інерційним маховиком Обертання роторного вантажного колеса і інерційного маховика може бути одночасно - спільним, або окрем о - о б гонюючим Техніко-економічна ефективність Пропоноване технічне рішення позволить 1 Обладнати різноманітні транспортні засоби більш економічним приводом 2 Виключити використання рідких або газоподібних видів палива, що дозволить досягти значно сумарної економи, а також виключити забруднення навколишнього середовища безпосередньо транспортними засобами 3 Збільшити швидкість обертання ротора двигуна і додатково значно збільшити його потужність іККД 4 Використання у пропонованому винаході інерційної системи дозволить накопичувати додаткову енергію, полегшити роботу циліндророторного вантажного колеса і зменшити час, необхідний для екіпіровки 43913 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90