EA201390129A1 20130628 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2013/PDF/201390129 Полный текст описания [**] EA201390129 20110624 Регистрационный номер и дата заявки CN201010229032.0 20100716 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок CN2011/076345 Номер международной заявки (PCT) WO2012/006925 20120119 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [pdf] eaa21306 Номер бюллетеня [**] МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА СЖАТОМ ГАЗЕ И АВТОТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Название документа [8] F01D 13/02, [8] F01D 1/02, [8] F01D 9/02 Индексы МПК [CN] Цун Ян Сведения об авторах [CN] ЦУН ЯН Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201390129a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[**]

Раскрыт многоступенчатый двигатель на сжатом газе, содержащий импеллеры и по меньшей мере одну импеллерную камеру, где установлен импеллер, причем импеллеры содержат первый импеллер и второй импеллер, множество рабочих камер образовано боковыми пластинами с обеих сторон между зубьями на окружной поверхности первого и второго импеллера, при этом множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, причем импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени и отверстием выпуска сжатого газа первой ступени, а импеллерная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени и отверстием выпуска сжатого газа второй ступени, при этом отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени. Также раскрыто автотранспортное средство, оснащенное вышеописанным двигателем на сжатом газе.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Раскрыт многоступенчатый двигатель на сжатом газе, содержащий импеллеры и по меньшей мере одну импеллерную камеру, где установлен импеллер, причем импеллеры содержат первый импеллер и второй импеллер, множество рабочих камер образовано боковыми пластинами с обеих сторон между зубьями на окружной поверхности первого и второго импеллера, при этом множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, причем импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени и отверстием выпуска сжатого газа первой ступени, а импеллерная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени и отверстием выпуска сжатого газа второй ступени, при этом отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени. Также раскрыто автотранспортное средство, оснащенное вышеописанным двигателем на сжатом газе.


(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201390129 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.06.28
(22) Дата подачи заявки 2011.06.24
(51) Int. Cl.
F01D 13/02 (2006.01) F01D 1/02 (1970.01) F01D 9/02 (1970.01)
(54)
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА СЖАТОМ ГАЗЕ И АВТОТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
(31) 201010229032.0; 201010518219.2
(32) 2010.07.16; 2010.10.25
(33) CN
(86) PCT/CN2011/076345
(87) WO 2012/006925 2012.01.19 (71)(72) Заявитель и изобретатель:
ЦУН ЯН (CN)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU) (57) Раскрыт многоступенчатый двигатель на сжатом газе, содержащий импеллеры и по меньшей мере одну импеллерную камеру, где установлен импеллер, причем импеллеры содержат первый импеллер и второй импеллер, множество рабочих камер образовано боковыми пластинами с обеих сторон между зубьями на окружной поверхности первого и второго импеллера, при этом множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, причем импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени и отверстием выпуска сжатого газа первой ступени, а импеллер-ная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени и отверстием выпуска сжатого газа второй ступени, при этом отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени. Также раскрыто автотранспортное средство, оснащенное вышеописанным двигателем на сжатом газе.
2420-192500ЕА/011 МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА СЖАТОМ ГАЗЕ И АВТОТРАНСПОРТНОЕ
СРЕДСТВО
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к двигателю и к области машиностроения. Этот двигатель может быть установлен в различном машинном оборудовании, и особенно подходит для установки на автотранспортном средстве.
Уровень техники
Двигатели, использующие топливо в качестве источника энергии, потребляют большое количество топлива, и выбрасывают большой объем отработанных газов и горячих газов, которые загрязняют окружающую среду. В целях экономии топливной энергии и защиты глобальной окружающей среды, существует потребность в двигателях, которые не потребляют топлива, не выбрасывают отработанные газы и горячие газы и не вызывают загрязнение окружающей среды.
Заявителем настоящей заявки подана заявка на китайский патент с номером публикации CN 1828046 под названием "Ветросиловой пневматический двигатель, а именно двигатель, заменяющий давление ветра для топливного источника энергии". В этой заявке описан ветросиловой пневматический двигатель и автотранспортное средство, оснащенное этим двигателем, содержащее, по меньшей мере, одну импеллерную камеру, импеллер, расположенный в импеллерной камере, а также пневмоструйную систему для закачки сжатого газа в импеллерную камеру. Это изобретение характеризуется, главным образом, тем, что импеллерная камера снабжена воздухозаборным отверстием для приемки внешнего воздушного потока с ветровым сопротивлением и наличием пневмоструйной системы. Во время работы заявленный ветросиловой пневматический двигатель, установленный на самоходной машине (особенно автотранспортном средстве), которая может передвигаться, может непосредственно использовать воздушный поток с ветровым сопротивлением, с которым самоходная машина сталкивается во время передвижения, направляя его на
воздухозаборное отверстие для приемки внешнего воздушного потока с ветровым сопротивлением, тем самым превращая сопротивление в мощность. При наличии пневмоструйной системы и сжатого газа в качестве движущей силы, отсутствует потребление топлива, нет выброса отработанных газов или горячих газов, и нет никакого загрязнения.
Кроме того, заявитель затем подал патентную заявку с номером заявки 200780030483.8 под названием "Комбинированный ветросиловой пневматический двигатель и автотранспортное средство". Главным признаком этого изобретения является создание соответственно многоступенчатого двигателя на сжатом газе и работающего от сопротивления ветра двигателя, имеющего отдельную конструкцию, а импеллер и лопасти могут быть разработаны, соответственно, в зависимости от цели в соответствии с признаками, согласно которым сжатый газ имеет высокую скорость потока и относительно сконцентрирован, в то время как воздушный поток с ветровым сопротивлением имеет низкую скорость потока и является относительно диссипативным, что обеспечивает лучшее использование сжатого газа и воздушного потока с ветровым сопротивлением при их взаимодействии.
Тем не менее, этот новый тип автотранспортных средств на новых источниках энергии, использующих сжатый газ в качестве движущей силы, по-прежнему нуждается в дальнейшем совершенствовании.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является дальнейшее совершенствование эффективности применения сжатого газа.
Задача может быть выполнена с помощью следующих технических решений:
Создан многоступенчатый двигатель на сжатом газе, содержащий импеллеры, и, по меньшей мере, одну импеллерную камеру, где установлен импеллер, при этом импеллеры содержат первый импеллер и второй импеллер, причем окружная поверхность обоих импеллеров снабжена множеством зубьев и боковыми пластинами с обеих сторон зубьев, множество рабочих камер образовано зубьями на окружной поверхности импеллера и боковыми
пластинами с обеих сторон между зубьями, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, при этом импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени для подачи сжатого газа на зубья первого импеллера, а также отверстием выпуска сжатого газа первой ступени для выпуска сжатого газа, временно хранящегося в каждой из рабочих камер первого импеллера, а импеллерная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени для подачи сжатого газа на зубья второго импеллера, а также отверстием выпуска сжатого газа второй ступени для выпуска сжатого газа, временно хранящегося в каждой из рабочих камер второго импеллера, причем отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени.
Имеется двигатель на сжатом газе, содержащий, по меньшей мере, двухступенчатый двигатель на сжатом газе, при этой каждая ступень двигателя на сжатом газе, включает в себя, по меньшей мере, одну импеллерную камеру, и, по меньшей мере, один импеллер, установленный в импеллерной камере через вал, причем импеллер снабжен зубьями, при этом каждая ступень импеллерной камеры снабжена, по меньшей мере, одним воздухозаборным отверстием и, по меньшей мере, одним воздуховыпускным отверстием, при этом воздуховыпускное отверстие на передней ступени импеллерной камеры сообщается с воздухозаборным отверстием на задней ступени импеллерной камеры, а каждая ступень импеллера вырабатывает выходную мощность через вал.
Имеется автотранспортное средство, содержащее вал и многоступенчатый двигатель на сжатом газе, при этом многоступенчатый двигатель на сжатом газе включает в себя импеллеры и, по меньшей мере, одну импеллерную камеру, где установлены импеллеры, причем импеллеры включают в себя первый импеллер и второй импеллер, при этом окружная поверхность обоих импеллеров снабжена множеством зубьев и боковыми пластинами с
обеих сторон зубьев, множество рабочих камер образовано зубьями на окружной поверхности импеллера и боковыми пластинами с обеих сторон между зубьями, при этом множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, причем импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени для подачи сжатого газа на зубья первого импеллера, а также отверстием выпуска сжатого газа первой ступени для выпуска сжатого газа, временно хранящегося в каждой из рабочих камер первого импеллера, а импеллерная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени для подачи сжатого газа на зубья второго импеллера, а также отверстием выпуска сжатого газа второй ступени для выпуска сжатого газа, временно хранящегося в каждой из рабочих камер второго импеллера, при этом отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени, а приводной вал автотранспортного средства приводится в действие мощностью, вырабатываемой многоступенчатым двигателем на сжатом газе.
Кроме того, по меньшей мере, одна импеллерная камера включает в себя отдельно первую и вторую импеллерные камеры, при этом первый импеллер установлен соответственно в первой импеллерной камере, а второй импеллер установлен соответственно во второй импеллерной камере.
Кроме того, есть только одна импеллерная камера, первый и второй импеллеры имеют целостную конструкцию, выполненную как одно целое, и установлены в импеллерной камере.
Кроме того, первый импеллер и второй импеллер имеют разные диаметры, при этом импеллерная камера имеет различные внутренние диаметры, соответствующие установленным в ней первому и второму импеллерам, с тем, чтобы обеспечить относительную герметизацию внутренней поверхностью импеллерной камеры сжатого газа в рабочей камере первого импеллера и сжатого газа в рабочей камере второго импеллера.
Кроме того, первый импеллер и второй импеллер установлены соосно на одном выходном валу привода.
Кроме того, второй импеллер большего диаметра, чем первый импеллер.
Кроме того, второй импеллер больше в толщину, чем первый импеллер.
Кроме того, отверстие выпуска сжатого газа первой ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем диаметр отверстия закачки сжатого газа первой ступени, а отверстие выпуска сжатого газа второй ступени имеет диаметр в 2-10 больше, чем диаметр отверстия закачки сжатого газа второй ступени, при этом диаметр отверстия закачки сжатого газа второй ступени не меньше, чем диаметр отверстия выпуска сжатого газа первой ступени.
Кроме того, импеллерная камера, соответствующая первому импеллеру, снабжена на своей внутренней поверхности пневмоструйной приточной канавкой, расположенной вдоль вращательной окружной поверхности и сообщающейся с отверстием закачки сжатого газа первой ступени.
Кроме того, длина пневмоструйной приточной канавки больше, чем расстояние между двумя смежными зубьями.
Кроме того, импеллерная камера снабжена на своей внутренней поверхности выхлопной отводящей канавкой, параллельной оси вала, при этом выхлопная отводящая канавка соединена с отверстием для выпуска сжатого газа.
Кроме того, расстояние между одним концом пневмоструйной приточной канавки и смежной выхлопной отводящей канавкой больше, чем расстояние между двумя смежными зубьями.
Имеется двигатель на сжатом газе, оснащенный вышеописанными многоступенчатыми двигателями на сжатом газе, расположенными симметрично слева и справа, при этом многоступенчатые двигатели на сжатом газе соосно установлены на одном выходном валу привода.
В настоящем изобретении "многоступенчатый двигатель на сжатом газе" может представлять собой двигатель на сжатом газе, имеющий две или более ступеней, в котором сжатый газ выпускают и подают на следующую ступень импеллера для продолжения
выполнения работы после выполнения работы на передней ступени импеллера.
С учетом вышеуказанных технических решений, настоящее изобретение имеет следующие технические преимущества:
Первый импеллер и второй импеллер сообщаются друг с другом спереди и сзади. Во-первых, энергия сжатого газа, выполнившего работу на первом импеллере, может быть приложена ко второму импеллеру для продолжения выполнения работы во второй раз, что повышает коэффициент использования энергии сжатого газа. Во-вторых, посредством выполнения работы во второй раз повышается не только коэффициент использования энергии сжатого газа, но и достигается очень хороший шумоподавляющий эффект. В-третьих, при наличии конструкции предварительных и последующих ступеней первого и второго импеллеров, сжатый газ может быть декомпрессирован и стабилизирован посредством только первого импеллера без декомпрессионного бака, что значительно снижает потери энергии во время декомпрессии и стабилизации сжатого газа.
С лево-правосторонней симметричной конструкцией, двигатель на сжатом газе может достичь лучшего равновесия сил во время работы.
С пневмоструйной приточной канавкой, имеющей длину, по меньшей мере, превышающую расстояние между двумя смежными зубьями, работа может быть выполнена через одно воздухозаборное отверстие одновременно более чем на двух зубьях, что повышает мощность работы двигателя.
При наличии выхлопной отводящей канавки, выполнивший работу на импеллере газ может быть успешно выпущен в надлежащее время.
Установив расстояние между одним концом пневмоструйной приточной канавки и ближайшей выхлопной отводящей канавкой, которое будет превышать расстояние между двумя смежными зубьями, предотвращают выброс только что закачанного газа непосредственно из выхлопной отводящей канавки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - структурный схематический вид многоступенчатого
двигателя на сжатом газе;
Фиг.2 - структурный схематический вид первой ступени многоступенчатого двигателя на сжатом газе, показанного на фиг.1;
Фиг.3 - увеличенный схематический вид частичной конструкции импеллерной камеры с фиг.2;
Фиг.4 - структурный схематический вид другого многоступенчатого двигателя на сжатом газе; и
Фиг.5 - структурный схематический вид другого многоступенчатого двигателя на сжатом газе.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение далее будет подробно описано ниже со ссылкой на чертежи и варианты его осуществления.
Пример 1: Имеется автотранспортное средство, показанное на фиг.1-3, содержащее двигатель на сжатом газе с левой стороны, двигатель на сжатом газе с правой стороны, а также приводной вал 19, при этом двигатели на сжатом газе с левой и правой сторон расположены симметрично. Возьмем двигатель на сжатом газе с левой стороны в качестве примера, который включает в себя двигатель 1 на сжатом газе первой ступени и двигатель 2 на сжатом газе второй ступени, при этом двигатель 1 на сжатом газе первой ступени включает в себя первый импеллер 2 0 и первую импеллерную камеру 15, а двигатель 2 на сжатом газе второй ступени включает в себя второй импеллер 2 6 и вторую импеллерную камеру 25. За исключением различных исходных размеров, двигатель 1 на сжатом газе первой ступени и двигатель 2 на сжатом газе второй ступени имеют одинаковую конструкцию. Двигатель 1 на сжатом газе первой ступени и двигатель 2 на сжатом газе второй ступени соосно установлены на одном валу 3, а мощность, генерируемая двигателями на сжатом газе с левой и правой сторон, приводит в действие приводной вал автотранспортного средства через вал 3 и сцепление 5.
Конструкция двигателя на сжатом газе будет подробно описана ниже, принимая в качестве примера двигатель 1 на сжатом газе первой ступени: как показано на фиг.2 и 3, двигатель 1 на сжатом газе первой ступени включает в себя первую импеллерную
камеру 15 и первый импеллер 20, установленный в первой импеллерной камере 15 через вал 3, при этом первая импеллерная камера 15 снабжен тремя группами симметрично расположенных отверстий 11 закачки сжатого газа первой ступени для подачи сжатого газа на зубья 16 первого импеллера 20, а также три группы симметрично расположенных отверстий 12 выпуска сжатого газа первой ступени, причем отверстия 11 закачки сжатого газа первой ступени снабжены соплом 17, первый импеллер 2 0 снабжен на своей окружной поверхности множеством равномерно распределенных зубьев 16 и боковых пластин 23, расположенных на обеих сторонах зубьев 16, множество рабочих камер 24, образовано зубьями 16 на окружной поверхности первого импеллера 20 и боковыми пластинами 23 на обеих сторонах между зубьями 16, при этом множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа из отверстий 11 закачки сжатого газа первой ступени, образованы внутренней поверхностью первой импеллерной камеры 15, где установлен первый импеллер 2 0 и каждая из рабочих камер 24, при этом, когда рабочая камера 24, временно содержащая сжатый газ, поворачивается в положение, в котором расположено отверстие 12 выпуска сжатого газа первой ступени, сжатый газ в рабочей камере 2 4 выбрасывается наружу для выполнения работы через отверстие 12 выпуска сжатого газа первой ступени, вызывая дополнительное вращение импеллера 20. Отверстие 12 выпуска сжатого газа первой ступени на первой импеллерной камере 15 сообщается с отверстием 21 закачки сжатого газа второй ступени на второй импеллерной камере 25.
Диаметр первого импеллера 2 0 двигателя 1 на сжатом газе первой ступени меньше, чем у второго импеллера 2 6 двигателя 2 на сжатом газе второй ступени, с тем, чтобы увеличить площадь поверхности зубьев двигателя 2 на сжатом газе второй ступени. Чтобы обеспечить плавное течение газового потока, отверстие 12 выпуска сжатого газа первой ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем диаметр 11 отверстия закачки сжатого газа первой ступени, в то время как отверстие 22 выпуска сжатого газа второй ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем диаметр отверстия 21 закачки сжатого газа второй ступени. Это
соотношение может гибко изменяться.
Как показано на фиг.2 и 3, для увеличения мощности работы импеллерная камера 15 снабжена на своей внутренней поверхности пневмоструйной приточной канавкой 13, расположенной вдоль вращательной окружной поверхностью и сообщающейся с отверстием 11 закачки сжатого газа первой ступени, при этом пневмоструйная приточная канавка является глубокой и широкой рядом с отверстием 11 закачки, и при этом мелкой и узкой в удалении от отверстия 11 закачки (фиг.З), причем пневмоструйная приточная канавка 13 имеет длину больше, чем расстояние L (обозначено позицией 18) между двумя смежными зубьями 16, что позволяет сжатому газу, выпускаемому из пневмоструйной приточной канавки 13, поступать одновременно на два или более зубьев 16, с одной стороны, и поступать на нужный участок зубьев по заданному пути подачи, с другой стороны, при этом создается более мощное тяговое усилие. Кроме того, в целях повышения интенсивности пневмоструйного потока, в данном примере на той же пневмоструйной приточной канавке 13 расположено два сопла 17.
Первая импеллерная камера 15 снабжена на своей внутренней поверхности выхлопной отводящей канавкой 14, параллельной оси вала, при этом выхлопная отводящая канавка 14 сообщается с отверстием 12 выпуска сжатого газа первой ступени. Для лучшего выпуска газа, выхлопная отводящая канавка 14 имеет ширину, по существу, соответствующую ширине первого импеллера 20.
Для предотвращения утечки и предотвращения выброса только что закачанного газа непосредственно через выхлопную отводящую канавку 14, расстояние между концом пневмоструйной приточной канавки 13 и смежной выхлопной отводящей канавки 14 должно быть больше, чем расстояние L между двумя смежными зубьями.
Во время работы, сжатый газ сначала вводят в двигатель 1 на сжатом газе первой ступени, а затем после декомпрессии и стабилизации на двигателе 1 на сжатом газе первой ступени он поступает на двигатель 2 на сжатом газе второй ступени. Двигатель 1 на сжатом газе первой ступени выполняет не только функции декомпрессии и стабилизации, но и обеспечивает полное использование энергии, генерируемой в процессе высвобождения
сжатого газа, а также одновременно обеспечивает часть мощности. Двигатель 2 на сжатом газе второй ступени обеспечивает основную мощность.
Пример 2: Имеется другой двигатель на сжатом газе, который, как показано на фиг.4, содержит двухступенчатый двигатель на сжатом газе на левой стороне и двухступенчатый двигатель на сжатом газе на правой стороне. Двухступенчатый двигатель на сжатом газе на левой стороне является двигателем 100 на сжатом газе первой ступени, в то время как двухступенчатый двигатель на сжатом газе на правой стороне является двигателем 200 на сжатом газе второй ступени. Двигатель 100 на сжатом газе первой ступени и двигатель 2 00 на сжатом газе второй ступени имеют одинаковую конструкцию и расположены симметрично слева и справа. Двигатель 100 на сжатом газе первой ступени и двигатель 200 на сжатом газе второй ступени соосно установлены на валу 118 и соединены со шлицевой втулкой 117 через подшипник 108. Мощность, вырабатываемая двухступенчатыми двигателями (100 и 200) на сжатом газе на левой и правой сторонах, выводится через вал 118 для приведения в действие приводного вала автотранспортного средства.
Принимая двигатель 100 на сжатом газе первой ступени в качестве примера, видим, что двигатель 100 на сжатом газе первой ступени содержит импеллерную камеру 103, а также первый импеллер 104 и второй импеллер 102, установленные в импеллерной камере 103 через вал 118. Импеллерная камера 103 имеет различные внутренние диаметры, соответствующие установленным в ней диаметрам первого импеллера 104 и второго импеллера 102, с тем, чтобы обеспечить относительную герметизацию внутренней поверхностью импеллерной камеры 103 сжатого газа в рабочих камерах 109 первого импеллера 104 и сжатого газа в рабочих камерах 116 второго импеллера 102. Импеллерная камера 103 снабжена, соответственно, отверстием 106 закачки сжатого газа первой ступени для подачи сжатого газа на первый импеллер 104, отверстием 111 выпуска сжатого газа первой ступени для выброса сжатого газа из первого импеллера 104, отверстием 114 закачки сжатого газа второй ступени для подачи сжатого газа на второй
импеллер 102, а также отверстием 101 выпуска сжатого газа второй ступени для выпуска сжатого газа из второго импеллера 102. Отверстие 111 выпуска сжатого газа первой ступени сообщается с отверстием 114 закачки сжатого газа второй ступени через трубу 112 для подачи сжатого газа из первого импеллера 104 во второй импеллер 102 для продолжения выполнения работы.
Первый импеллер 104 оснащен на своей вращательной окружной поверхности множеством равномерно распределенных зубьев 110 и боковых пластин 107, расположенных на правой стороне зубьев 110, второй импеллер 102 оснащен на своей вращательной окружной поверхности множеством равномерно распределенных зубьев 115 и боковых пластин 105, расположенных на левой стороне зубьев 115, а также боковых пластин 113, расположенных на правой стороне зубьев 115. Газовый контур первого импеллера 104 изолирован от газового контура второго импеллера 102 посредством боковых пластин 113. Конструкции зубьев 110 на первом импеллере 104 и зубьев 115 на втором импеллере 102 аналогичны тем, что описаны в примере 1. Множество рабочих камер 109 образовано зубьями 110 на окружной поверхности первого импеллера 104 и боковыми пластинами (107 и 113) на обеих сторонах между передними и задними зубьями 110, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного сжатого газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры 103, где установлен первый импеллер 104 и каждая из рабочих камер 109. Множество рабочих камер 116 образовано зубьями 115 на окружной поверхности второго импеллера 102 и боковыми пластинами (105 и 113) на обеих сторонах между передними и задними зубьями 115, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа из отверстия 114 закачки сжатого газа второй ступени, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры 103, где установлен второй импеллер 102 и каждая из рабочих камер 116.
Для увеличения области нагрузки зубьев на втором импеллере 102, первый импеллер 104 имеет меньший диаметр, чем второй импеллер 102. Для обеспечения плавности течения газового потока, отверстие 119 выпуска сжатого газа первой ступени имеет диаметр
в 2-10 раз больше, чем диаметр отверстия 106 закачки сжатого газа первой ступени, при этом отверстие 101 выпуска сжатого газа второй ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем отверстие 121 закачки сжатого газа второй ступени. Это соотношение может гибко изменяться.
В частности, в связи с высокими требованиями к скорости вращения двигателя на сжатом газе (3000-15000 оборотов в минуту), если первый импеллер 104 и второй импеллер 102 работают отдельно, то трудно гарантировать их соосность (соосную работу) из-за ошибок станочной обработки, а также сложности технологии обработки и высокой стоимости обработки. В целях улучшения концентричности импеллера и упрощения технологии обработки, первый импеллер 104 и второй импеллер 102 выполнены в виде моноблочной конструкции, изготовленной как единое целое.
Двигатель 200 на сжатом газе второй ступени включает в себя импеллерную камеру 2 05, третий импеллер 2 04 и четвертый импеллер 202. За исключением разницы в обозначении от двигателя 100 на сжатом газе первой ступени, двигатель 200 на сжатом газе второй ступени имеет конструкцию, схожую с конструкцией двигателя 100 на сжатом газе первой ступени (повторного описания приводиться не будет).
Во время работы, сжатый газ сначала вводят в двигатель 100 на сжатом газе первой ступени, а затем после декомпрессии и стабилизации на двигателе 100 на сжатом газе первой ступени он поступает на двигатель 200 на сжатом газе второй ступени. Двигатель 100 на сжатом газе первой ступени выполняет не только функции декомпрессии и стабилизации, но и обеспечивает полное использование энергии, генерируемой в процессе высвобождения сжатого газа, а также одновременно обеспечивает часть мощности. Двигатель 200 на сжатом газе второй ступени обеспечивает основную мощность. В частности, сжатый газ, поданный из отверстия 106 закачки сжатого газа первой ступени на зубья 110 первого импеллера 104, толкает первый импеллер 104, и одновременно временно хранится в каждой из рабочих камер 109, при этом, когда рабочая камера 109, временно содержащая сжатый
газ, поворачивается в положение, в котором расположено отверстие 111 выпуска сжатого газа первой ступени, сжатый газ в рабочей камере 109 выбрасывается наружу для выполнения работы через отверстие 111 выпуска сжатого газа первой ступени, дополнительно приводя во вращение первый импеллер 104. В то же время, поскольку отверстие 111 выпуска сжатого газа первой ступени на импеллерной камере 103 сообщается с отверстием 114 закачки сжатого газа второй ступени, сжатый газ, выпущенный из отверстия 111 выпуска сжатого газа первой ступени, продолжает приводить зубья 115 второго импеллера 102 во вращение для продолжения выполнения работы через отверстие 114 закачки сжатого газа второй ступени. Закачанный сжатый газ одновременно временно хранится в каждой из рабочих камер 116, при этом, когда рабочая камера 116, временно содержащая сжатый газ, поворачивается в положение, в котором расположено отверстие 101 выпуска сжатого газа второй ступени, сжатый газ в рабочей камере 116 выбрасывается наружу для выполнения работы через отверстие 101 выпуска сжатого газа второй ступени, дополнительно приводя во вращение второй импеллер 102 для выполнения работы.
Пример 3: Имеется другой многоступенчатый двигатель на сжатом газе, который, как показано на фиг.5, содержит двухступенчатый двигатель на сжатом газе на левой стороне и двухступенчатый двигатель на сжатом газе на правой стороне. Двухступенчатый двигатель на сжатом газе на левой стороне является двигателем 300 на сжатом газе первой ступени, в то время как двухступенчатый двигатель на сжатом газе на правой стороне является двигателем 4 00 на сжатом газе второй ступени. Двигатель 300 на сжатом газе первой ступени и двигатель 4 00 на сжатом газе второй ступени имеют одинаковую конструкцию и расположены симметрично слева и справа. Двигатель 300 на сжатом газе первой ступени и двигатель 4 00 на сжатом газе второй ступени соосно установлены на валу 318 и соединены с шлицевой втулкой 317 через подшипник 108. Мощность, вырабатываемая двухступенчатыми двигателями на сжатом газе на левой и правой сторонах, выводится через вал 318 для приведения в действие
приводного вала автотранспортного средства.
Принимая двигатель 300 на сжатом газе первой ступени в качестве примера, видим, что двигатель 300 на сжатом газе первой ступени содержит импеллерную камеру 3 03, а также первый импеллер 3 03 и второй импеллер 3 02, установленные в импеллерной камере 304 через вал 318, при этом импеллерная камера 303 имеет внутренний диаметр, соответствующий диаметрам установленных в ней первого импеллера 304 и второго импеллера 302, с тем, чтобы обеспечить относительную герметизацию внутренней поверхностью импеллерной камеры 3 03 сжатого газа в рабочих камерах (309 и 316) первого импеллера 304 и второго импеллера 302. Импеллерная камера 303 снабжена, соответственно, отверстием 306 закачки сжатого газа первой ступени для подачи сжатого газа на первый импеллер 304, отверстием 311 выпуска сжатого газа первой ступени для выброса сжатого газа из первого импеллера 304, отверстием 314 закачки сжатого газа второй ступени для подачи сжатого газа на второй импеллер 302, а также отверстием 302 выпуска сжатого газа второй ступени для выпуска сжатого газа из второго импеллера 301. Отверстие 311 выпуска сжатого газа первой ступени сообщается с отверстием 314 закачки сжатого газа второй ступени через трубу 112 для подачи сжатого газа из первого импеллера 304 во второй импеллер 302 до продолжения выполнения работы.
Первый импеллер 3 04 оснащен на своей вращательной окружной поверхности множеством равномерно распределенных зубьев 310 и боковых пластин 307, расположенных на правой стороне зубьев 310, второй импеллер 3 02 оснащен на своей вращательной окружной поверхности множеством равномерно распределенных зубьев 315 и боковых пластин 305, расположенных на левой стороне зубьев 315, а также боковых пластин 313, расположенных на правой стороне зубьев 315. Газовый контур первого импеллера 304 изолирован от газового контура второго импеллера 302 посредством боковых пластин 313. Конструкции зубьев 310 на первом импеллере 3 04 и зубьев 315 на втором импеллере 302 аналогичны тем, что описаны в примере 1. Множество рабочих камер 309 образовано зубьями 310 на окружной поверхности первого импеллера 304 и боковыми
пластинами (307 и 313) на обеих сторонах между передними и задними зубьями 310, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного сжатого газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры 304, где установлен первый импеллер 3 04 и каждая из рабочих камер 3 09. Множество рабочих камер 316 образовано зубьями 315 на окружной поверхности второго импеллера 102 и боковыми пластинами (305 и 313) на обеих сторонах между передними и задними зубьями 315, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа из отверстия 314 закачки сжатого газа второй ступени, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры 302, где установлен второй импеллер 303 и каждая из рабочих камер 316.
Этот пример отличается от примера 2 тем, что в примере 2 первый импеллер 204 и второй импеллер 202 одинаковы по ширине, но разные в диаметре, причем второй импеллер 2 02 больше в диаметре, чем первый импеллер 204, и область нагрузки зубьев второго импеллера 102 увеличена за счет увеличения диаметра второго импеллера 202. Импеллерная камера 103 имеет различные внутренние диаметры, соответствующие установленным в ней диаметрам первого импеллера 104 и второго импеллера 102. Однако в данном примере первый импеллер 304 и второй импеллеры 302 одинаковы в диаметре, первый импеллер 304 и второй импеллер 302, установленные в импеллерной камере 3 03, имеют одинаковый внутренний диаметр, а второй импеллер 3 02 больше в ширину, чем первый импеллер 304, при этом область нагрузки зубьев на втором импеллере 302 увеличена за счет увеличения ширины второго импеллера 302.
Вышеизложенное содержание представляет собой
дополнительное подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на конкретные варианты осуществления, и варианты осуществления настоящего изобретения не могут рассматриваться как ограничивающиеся вышеизложенным содержанием. Специалистам в данной области техники понятно, что могут дополнительно быть сделаны некоторые простые выводы или замены в пределах сущности настоящего изобретения, и все они должны рассматриваться как
находящиеся в пределах объема правовой охраны настоящего изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Многоступенчатый двигатель на сжатом газе, содержащий импеллеры, и, по меньшей мере, одну импеллерную камеру, где установлены импеллеры, отличающийся тем, что импеллеры содержат первый импеллер и второй импеллер, при этом окружная поверхность обоих оснащена множеством зубьев и боковыми пластинами с обеих сторон зубьев, причем множество рабочих камер образовано зубьями на окружной поверхности импеллера и боковыми пластинами с обеих сторон между зубьями, и множество газовых камер, обеспечивающих относительную герметизацию закачанного газа, образовано внутренней поверхностью импеллерной камеры, где установлен импеллер и каждая из рабочих камер, причем импеллерная камера, где установлен первый импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа первой ступени и отверстием выпуска сжатого газа первой ступени, а импеллерная камера, где установлен второй импеллер, оснащена соответственно отверстием закачки сжатого газа второй ступени и отверстием выпуска сжатого газа второй ступени, при этом отверстие выпуска сжатого газа первой ступени соединено на своем выходе с отверстием закачки сжатого газа второй ступени.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна импеллерная камера независимо содержит первую и вторую импеллерную камеру, при этом первый импеллер установлен соответственно в первой импеллерной камере, второй импеллер установлен соответственно во второй импеллерной камере.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеется только одна импеллерная камера, при этом первый и второй импеллеры имеют моноблочную конструкцию, выполненную как одно целое, и установлены в импеллерную камеру.
4. Двигатель по п.З, отличающийся тем, что первый импеллер и второй импеллер имеют разный диаметр, при этом импеллерная камера имеет различные внутренние диаметры, соответствующие установленным в ней первому и второму импеллерам, чтобы внутренняя поверхность импеллерной камеры относительно герметизировала сжатый газ в рабочей камере первого импеллера и сжатый газ в рабочей камере второго импеллера.
1.
5. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что первый импеллер и второй импеллер установлены соосно на одном выходном валу привода.
6. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что второй импеллер больше в диаметре, чем первый импеллер.
7. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что второй импеллер больше по толщине, чем первый импеллер.
8. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что отверстие выпуска сжатого газа первой ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем диаметр отверстия закачки сжатого газа первой ступени, а отверстие выпуска сжатого газа второй ступени имеет диаметр в 2-10 раз больше, чем диаметр отверстия закачки сжатого газа второй ступени, при этом диаметр отверстия закачки сжатого газа второй ступени не меньше, диаметра отверстия выпуска сжатого газа первой ступени.
9. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что на своей внутренней поверхности импеллерная камера, соответствующая первому импеллеру, снабжена пневмоструйной приточной канавкой, расположенной на вращательной окружной поверхности и сообщающейся с отверстием закачки сжатого газа первой ступени.
10. Двигатель по п. 9, отличающийся тем, что длина
пневмоструйной приточной канавки больше, чем расстояние между
двумя смежными зубьями.
11. Двигатель по любому из п.п.1-4, отличающийся тем, что на своей внутренней поверхности импеллерная камера снабжена выхлопной отводящей канавкой, параллельной оси вала, при этом выхлопная отводящая канавка соединена с отверстием для выпуска сжатого газа.
12. Двигатель по п.9, отличающийся тем, что импеллерная камера снабжена на своей внутренней поверхности выхлопной отводящей канавкой, параллельной оси вала, при этом выхлопная отводящая канавка соединена с отверстием для выпуска сжатого газа.
13. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что расстояние между концом пневмоструйной приточной канавки и смежной
11.
выхлопной отводящей канавкой больше, чем расстояние между двумя смежными зубь ями.
14. Двигатель на сжатом газе, содержащий многоступенчатые двигатели на сжатом газе, расположенные симметрично слева и справа, которые имеют конструкцию по любому из п.п.1-4, и соосно установлены на одном выходном валу привода.
15. Автотранспортное средство, снабженное многоступенчатым двигателем на сжатом газе по любому из п.п.1-4, отличающееся тем, что мощность, вырабатываемая многоступенчатым двигателем на сжатом газе, приводит в действие приводной вал автотранспортного средства.
16. Двигатель на сжатом газе, содержащий, по меньшей мере, двухступенчатый двигатель на сжатом газе, при этом каждая ступень двигателя на сжатом газе содержит, по меньшей мере, одну импеллерную камеру и, по меньшей мере, один импеллер, установленный в импеллерной камере с помощью вала, причем импеллер оснащен зубьями, а каждая ступень импеллерной камеры снабжена, по меньшей мере, одним воздухозаборным отверстием и, по меньшей мере, одним воздуховыпускным отверстием, при этом воздуховыпускное отверстие на передней ступени импеллерной камеры сообщается с воздухозаборным отверстием на задней ступени импеллерной камеры, а каждая ступень импеллера выдает выходную мощность через вал.
17. Двигатель по п.16, отличающийся тем, что, по меньшей мере, импеллерная камера отверстия закачки сжатого газа первой ступени для введения сжатого газа на своей внутренней поверхности снабжена пневмоструйной приточной канавкой, расположенной на вращательной окружной поверхности и сообщающейся с отверстием закачки сжатого газа первой ступени.
18. Двигатель по п.17, отличающийся тем, что для соединения с воздуховыпускным отверстием импеллерная камера на своей внутренней поверхности снабжена выхлопной канавкой, параллельной оси вала.
19. Двигатель по п.18, отличающийся тем, что длина пневмоструйной приточной канавки, по меньшей мере, превышает расстояние между двумя смежными зубьями, а расстояние между
18.
концом пневмоструйной приточной канавки и ближайшей выхлопной канавкой больше, чем расстояние между двумя смежными зубьями.
20. Автотранспортное средство, снабженное двигателем на сжатом газе по любому из п.п.16-19, при этом мощность, вырабатываемая каждой ступенью импеллеров, приводит в действие приводной вал автотранспортного средства.
По доверенности
2/4