174773. lajstromszámú szabadalom • Áramlási gép
7 174773 8 már nem mennek át a rendszer C középpontján. Ugyanez vonatkozik magára a 48 csavarmenetre. Ennek ellenére azonban a 48 csavarmenet 58 szimmetriafelülete még ekkor is át fog menni a C középponton. Ugyanez vonatkozik a csavarvonal alakú 30 áramlási járat 56 szimmetriafelületére is. Beláthatjuk, hogy a tényleges felületeket megmunkálási szempontok és szilárdsági számítások alapján generáljuk. Ilyen szempontokra majd jobban rávilágítunk, amikor a találmány szerinti áramlási gép gyakorlati példakénti kiviteli alakjait tárgyaljuk. N hivatkozási betű a 48 csavarmenet 50 szimmetriasíkjának normálisát jelöli. A 46, 48 támolygó gépelem támolygó mozgása azt jelenti, hogy az N normális a 32 középvonal körül keringve kúpfelületet súrol, miközben P csúcsa Q, kört ír le, amint ez a 2. ábrán látható. Ugyanekkor a csavarvonal alakú 30 áramlási járat és a 48 csavarmenet viszonylagos szöghelyzete változatlan marad. A 4. ábrán föltüntettük, hogy mi történik a csavarvonal alakú 30 áramlási járatban a 46, 48 támolygó gépelem ilyen mozgása alatt. Az ábrán a párhuzamos görbe vonalak közötti vastag hullámos vonalak a 48 csavarmenet és az oldalsó 42a, illetőleg 42b csavarfelületek kölcsönös helyzetét jelképezik a kerület egy-egy pontjánál, miközben az N normális kúpfelület mentén keringő mozgását végzi. Ez jogosít fel arra, hogy a vonalaknál a megfelelő hivatkozási számokat föltüntessük. A diagram öt részét I-V betűkkel jelöltük. Együttesen támolygó mozgás teljes ciklusát tüntetik föl. A részek fölött látható körökön feltüntettük az N normálisnak a diagram megfelelő részéhez tartozó szöghelyzetét. Láthatjuk, hogy az N normális valamennyi szöghelyzetében a csavarvonal alakú 30 áramlási járat egymást kiegészítő két 30a és 30b térrészre van osztva. Láthatjuk, hogy az N normális valamennyi szöghelyzetében az egymást kölcsönösen kiegészítő két 30a és 30b térrész el van választva egymástól, úgyhogy az egyik térrészben végbemenő folyamatok nem befolyásolják a másik térrészben végbemenő folyamatokat. Láthatjuk továbbá, hogy az N normális valamennyi szöghelyzetében mindig van jelen két sugárirányú 52 és 54 érintkezési vonal, amelyek az oldalsó 42a, illetőleg 42b csavarfelület mentén vándorolnak, miközben a 48 csavarmenet támolygó mozgást végez. Az 52, illetőleg 54 érintkezési vonalak tehát az egymást kölcsönösen kiegészítő két térrész mindegyikét két-két további térrészre, nevezetesen változó és egymást ugyancsak kiegészítő mellső térrészre és hátsó térrészre osztják. Láthatjuk végül, hogy miközben az 52, illetőleg 54 érintkezési vonalak az oldalsó 42a, illetőleg 42b csavarfelület mentén vándorolnak, a 48 csavarmenet az oldalsó csavarfelületeken legördül. Ennek következtében az, ami valamelyik egymást kiegészítő térrész mellső térrészében van, a vándorlás irányában kiszorul, a megfelelő hátsó térrész térfogata eközben maximális értékre növekszik. Ily módon a csavarvonal alakú 30 áramlási járatban valamely áramló közeg (folyadék vagy gáz) állandó intenzitással mindaddig áramlani fog, amíg a támolygó mozgás frekvenciája meg nem változik, minthogy az áramlás számára mindig a csavarvonal alakú 30 áramlási járat teljes keresztmetszete áll rendelkezésre. Ugyanez vonatkozik arra az esetre, amikor a 46, 48 támolygó gépelemet nyomófolyadék támolyogtatja. Belátható tehát, hogy a 48 csavarmenet rendeltetése egyedül és kizárólag vagy áramló közegnek a csavarvonal alakú 30 áramlási járaton át történő átáramoltatása, vagy nyomófolyadék hatása alatt az oldalsó 42a, illetőleg 42b csavarfelületeken történő legördülés. Működési elve mindkét esetben volumetrikus jellegű, ami - elméletileg - azt jelenti, hogy semmiféle energiaveszteség nem lép föl, ami egyébként elkerülhetetlen ott, ahol az áramlási irány hirtelen megváltozik és az áramlási keresztmetszet nem állandó, mint valamennyi hagyományos áramlási gép esetén. A 4. ábra I része megfelel a 2. ábrán látható üzemi helyzetnek, ahol az 52 érintkezési vonal azon a ponton van, hogy 0, illetőleg 360 foknál egyidejűleg megjelenjék és eltűnjék. Ugyanekkor az 54 érintkezési vonal a teljes ciklus 180 foknak megfelelő részére esik. így a kiegészítő 30a térrész pillanatnyilag a csavarvonal alakú 30 áramlási járat mindkét vége felé zárva van. Ezzel szemben a kiegészítő 30b térrész mellső térrésze és hátsó térrésze teljesen nyitva van, de egymástól el van különítve. Tegyük föl, hogy nyomóközeget, például nyomás alatt álló vizet bocsátunk az 1. és 4. ábrán föltüntetett 60 nyilak irányában a csavarvonal alakú 30 áramlási járatba. A víz az (52) és az 54 érintkezési vonalak között nyomást fejt ki a 48 csavarmenetre és ezt arra kényszeríti, hogy az oldalsó 42b csavarfelületen legördüljön. Az 54 érintkezési vonal tehát ugyancsak a 60 nyfl irányában vándorol. Amikor az N normális 90° alatt elfordul, a 4. ábra II részében ábrázolt helyzetet érjük el. Itt az újra megjelenő 52 érintkezési vonal már 90° középponti szögnek megfelelő utat tett meg, úgyhogy most a kiegészítő 30a térrész is megoszlik, amikor is hátsó része vízzel telik meg és részt vesz a 48 csavarmenetnek az oldalsó 42a csavarfelületen történő legördítésében. A 46, 48 támolygó gépelem által a 38 házban ekkor elfoglalt tényleges helyzetet az 5. ábrán tüntettük föl. A III helyzet az I helyzet fordítottja. A különbség csak az, hogy a pillanatnyilag zárt kiegészítő 30b térrészt víz tölti meg. A 46, 48 támolygó gépelem és a 38 ház tényleges kölcsönös helyzete a 6. ábrán látható. Amikor tehát az N normális tovább fordul el, a csavarvonal alakú 30 áramlási járat kiömlő végén víz fog megjelenni. Dyen helyzetet tüntettünk föl a 4. ábra IV részében, amely fordítottja a II résznek. Most tehát a kiegészítő 30a és 30b térrészek mellső és hátsó térrészei hátrafelé, illetőleg előre egyaránt nyitva vannak. A kiegészítő 30a térrész mellső része azonban gyakorlatilag még mindig üres, mint a II helyzetben, a kiegészítő 30b térrész mellső térrésze viszont már megtelt vízzel, minthogy a II helyzetben ez volt a kiegészítő 30b térrész hátsó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
