Spalovací motor s odděleným spalovacím prostorem

 

Toto je název vynálezu, který byl přihlášen na patentovém úřade v prosinci roku 2004. V níže uvedeném textu je možné se ve stručnosti seznámit s jeho obsahem. Jinak je k dispozici prezentace, kterou je možné si stáhnout z internetu. V ní naleznete podrobně rozpracované alternativy a příklady funkce motoru s textem a obrázky. Poznámka uvedená v prezentaci o dvojím kliknutím a rozpohybováním motoru pro tento formát neplatí a rozpohybování nefunguje (funkční lze získat na CD).

Cílem tohoto článku je získat širší názor na novou myšlenku a získat spolutvůrce pro její realizaci. Uvítali bychom spolupráci se studenty, kteří by chtěli a uměli funkci motoru popsat takříkajíc matematicky. Bylo by to jistě i dobré téma na diplomovou práci. S ohledem na zkušenosti s prosazováním nových myšlenek, rozhodli jsme se vyrobit funkční motor, který je v současné době (únor 2005) ve fázi konstrukčního zpracování. V této souvislosti bychom uvítali zájemce o spolupráci při jeho výrobě. Jsme přesvědčeni, že z tohoto nápadu se vyklube velice zajímavý a lukrativní podnikatelský záměr.

 

Z přihlášky vynálezu vybíráme:

                             

CHARAKTERISTIKA DOSAVADNÍHO STAVU TECHNIKY

V současné době u spalovacích motorů všechny pracovní fáze probíhají ve společném prostoru, přičemž se zde vyskytují diametrální teplotní a tlakové rozdíly. Pro dokonalé spalování je výhodná vysoká teplota a tlak, což je však u klikových mechanizmů omezeno použitými materiály pístu, válce, hlavy válce, pístních kroužků, ale také ztrátou mazacích vlastností oleje při překročení jeho mezní teploty (zadření pístních kroužků).

U pístových klikových  spalovacích motorů je prakticky nemožné trvale používat detonační spalování, neboť maximální tlak spalin působí právě v poloze blízké, či rovnající se horní úvrati pístu, aktivní práce se v tomto momentě nevykonává, motor se nadměrně zahřívá, hrozí nebezpečí mechanického poškození klikového mechanizmu, motor je hlučný vlivem tlakových rázů.

Z těchto důvodů musí být motor chlazený, s čímž nutně souvisí ztráta energie a nízká účinnost, palivo musí být upravované (oktanové číslo).

 

ANOTACE

Princip vynálezu znázorněný na obrázku č.1 představuje spalovací motor, kdy příprava tepelné a tlakové energie získané explozí výbušné směsi, probíhá v detonačním zdroji energie (1) odděleném od hnacího agregátu (15) alespoň jedním ventilem (7). Výbušná směs (2) zapálená v detonační komoře (3) způsobí vývin tlakové a tepelné energie. Proces je řízen potřebným počtem a typem ventilů (7) a trysek(8), které jsou ovládány řídícím systémem (9) ve vhodný čas při vhodném průtoku. Výbuch způsobí ohřev chladícího média (10) (např. vody), kdy chladící médium umístěné v chladící komoře (11) izolované tepelnou izolací (12) je využito jako zdroj tlakové páry(13) pro pohon hnacího agregátu (15). Tlak spalin (14) z detonační komory je využit jako zdroj tlakové energie pro pohon hnacího agregátu (15).

Využitím detonačního zdroje energie (1) chlazeného například vodou, pro pohon hnacího (například rotačního) agregátu provázaného s tepelným čerpadlem (24) vznikne motor poháněný spalinami a párou, kdy energie byla získána vysoce účinným spalováním paliva (5) za přispění tepelné energie vnějšího nízkoteplotního zdroje (vzduch, voda apod.).

Princip může být využit také jako zdroj tlakové i tepelné energie.

V závislosti na způsobu využití tohoto principu a požadovaných výstupních parametrech, je možná alternativa funkce zařízení bez chladícího média (10).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Výhody vynálezu

·        Hlavní výhodou odděleného spalování v detonační komoře je možnost tepelně zaizolovat prostor spalování, ale i celý motor, zamezit teplotním ztrátám, využít uniklou energii, a tak  dosáhnout podstatného zvýšení účinnosti procesu přeměny energie.

·        Tepelnou izolací motoru lze současně docílit podstatného snížení hlučnosti agregátu.

·        Oddělené spalování dává možnost aplikovat detonační spalování, které umožňuje dokonalejší využití energetického obsahu paliva

·        Oddělení detonací eliminuje škodlivý vliv na  mechanické části hnacího agregátu.

·        Oddělené spalování dává novou možnost a tou je možnost uplatnění tepelného čerpadla, kterým lze získat další energii pro pohon motoru, například ze vzduchu, vody, odpadního tepla, apod.

·        Snadnější odloučení exhalací z procesu spalování jejich zachycením ve zkondenzovaných párách.

·        Snadnější regulace průběhu velikosti tlaku tlakového média vstupujícího do pracovního prostoru hnacího agregátu v závislosti na čase, co umožňuje u motorů snížení tlakových ztrát netěsnostmi (nižší tlak, nižší ztráty).  U pístových motorů umožní tato regulace započít s působením tlaku spalin na píst až v jeho vhodné pracovní poloze (mimo horní úvrať) a regulaci tlaku v průběhu expanze.

·        Možnost přestavby stávajících spalovacích motorů za účelem využití principu a tím snížení spotřeby paliva.

 

Autoři: Ing. Štefan Kušnierik, Žandov u Č. Lípy                                              7.2.2005

             Ing. Zdeněk Řeháček, Žandov u Č. Lípy