Patent PL-422629-A1 (PL)
Inventor: PIOTROWICZ JACEK
IPC: F22B1/28
Filed: 2017-08-24
Abstract: Silnik tłokowo-wirnikowy charakteryzuje się tym, że jest to maszyna która nie odbiega zbytnio konstrukcją, wyglądem i materiałami z jakich został wykonany od silników spalinowych. W bloku (1) jest osadzony wał napędowy (2), na którym jest korbowód (4) do którego jest umocowany tłok z pierścieniami (3). Tłok z pierścieniami (3) porusza się w cylindrze (5) otoczonym na około płaszczem wodnym chłodzącym (6) i od góry przykrytym nagrzewnicą elektryczną (7) z wmontowanymi grzałkami elektrycznymi. Nagrzewnica (7) ma średnicę cylindra i przykrywa całą jego górną powierzchnię, lub dolną i jest wmontowana w głowicę (9). Między głowicą (9) a nagrzewnicą (7) jest izolacja (8) chroniąca silnik przed utratą energii cieplnej z nagrzewnicy. Uruchomienie silnika następuje za pomocą rozrusznika (18) zasilanego energią elektryczną z zewnątrz przewodem (19). Pierwszą czynnością przed rozruchem jest rozgrzanie nagrzewnicy (7) do bardzo wysokiej temperatury umożliwiającej zamianę wody w parę pod ciśnieniem. Regulacją temperatury (21) ustawiamy dogodną temperaturę. Gdy nagrzewnica ma odpowiedną temperaturę, wtedy rozrusznik (18) wprawia w obroty wał napędowy (2) aż do uzyskania wystarczająco wysokich obrotów koła zamachowego (22) umocowanego sztywno na wale (2). Do ustawienia temperatury nagrzewnicy (7) jest regulator a do regulacji przepływy strumienia wody z płaszcza wodnego (6) do cylindra (5) jest pompka wodna (12), która pobiera podgrzaną wodę przez zawór (14) z części płaszcza wodnego umieszczonej koło samej nagrzewnicy. Pompka wodna (12) jest napędzana wałem napędowym (2) za pośrednictwem przekładni łańcuchowej (16) i poza pompowaniem pełni rolę rozrządu regulując pracę zaworów: wlotowego do pompki (14) i wylotowego (15) z pompki który jest zarazem wlotowym do cylindra (5). W pompce (12) jest dozownik (17) regulujący strumień przepływowy wody (23) przez pompkę (działa podobnie jak gaźnik w silniku spalinowym). Porcja wody (23) pod ciśnieniem trafia z pompki (12) przez zawór (15) do cylindra (5) gdy tłok (3) zbliża się do nagrzewnicy (7) w fazie sprężania. Gorąca woda ściśnięta tłokiem (3) do nagrzewnicy (7) powoduje wybuch pary wodnej której ciśnienie powoduje ruch tłoka (3) oddalającego się od nagrzewnicy (7) w fazie pracy tłoka. Wybuch pary wodnej nadaje ciśnienie na tłok (3) wprawiając w ruch wał napędowy (2) z kołem zamachowym (22). Energia kinetyczna zgromadzona przez koło zamachowe (22) utrzymuje w obrót wału (2) aż do następnego cyklu pracy silnika tłokowo-wirnikowego w którym w fazie wybuchu pary wodnej zostanie przekazana kolejna dawka energii kinetycznej co jest pracą silnika w kolejnych cyklach obrotowych wału podzielonych na fazy pracy tłoka (3) (pobór, sprężanie, wybuch, praca). Po wybuchu pary wodnej, gdy tłok się oddalił od nagrzewnicy, dosłonięty zostaje kanał wylotowy (24) przez który para wodna (10) przedostaje się do dyszy (25). Ze względu na to że para (10) przechodząc kanałem wylotowym (24) przez płaszcz wodny mogła się wychłodzić dysza (25) o malutkiej średnicy jest wyposażona w grzałkę która rozgrzewa wylatującą parę wodną przez co dodatkowo rozgrzana para wodna na wylocie z dyszy (25) ma zwiększoną prędkość a co za tym idzie również moc. Para wodna po wylocie z dyszy (25) trafia na łopatki (26) wirnika (11) który jest zarazem w tej konstrukcji kołem zamachowym (22). Najbardziej wydatne z kół zamachowych jest koło typu obręcz które jest umieszczone na wale (2) na szprychach lub lekkiej cienkiej tarczy (11) na której obwodzie umieszczona jest ciężka obręcz (22) która w poszczególnych fazach pracy silnika gromadzi lub przekazuje energię kinetyczną na wał napędowy (2). Para wodna z dyszy (25) impetem (27) wbija się w komory pomiędzy łopatkami (26) po czym rozpręża się (28) dopychając łopatki (26). Korbowód (4) na wale (2) jest zanurzony w oleju (29) w misie olejowej (30) z korkiem spustowym (31). Olej (29) jest oddzielony od płaszcza wodnego (6) simeringami (32). Wał (2) jest osadzony w korpusie silnika (1) na łożyskach z simeringami (33). Dopływ bieżącej wody zapewniony jest przez rurę dolotową (34).