आरकेएम इंजन
रोटरी पिस्टन मशीन (German: Rotationskolbenmaschine (RKM)) मशीन का प्रस्तावित (अभी भी विकास में) रूप है। इसका उपयोग या तो दबाव को घूर्णी गति (एक इंजन), या विपरीत - घूर्णी गति को दबाव (पंप) में बदलने के लिए किया जा सकता है। यह अभी भी विकास में है, किंतु मध्यम या उच्च दबाव की आवश्यकता होने पर तेल, ईंधन या पानी के पंपों के साथ-साथ गैर-अपघर्षक तरल पदार्थों के लिए पंपों की आवश्यकता वाले क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए: हाइड्रोलिक, द्रव और गैस परिवहन प्रणाली, प्रेस, ईंधन इंजेक्शन, सिंचाई, हीटिंग सिस्टम, हाइड्रोलिक लिफ्ट, वॉटर जेट इंजन, हाइड्रो- और वायवीय इंजन और मेडिकल पंप।[1] मशीन के आविष्कारक बोरिस आई. शापिरो हैं:, साथ ही सह-आविष्कारक लेव बी. लेविटिन और नौम क्रुक है।
डिजाइन
आरकेएम के सभी संस्करणों में सुचारू रूप से संयुग्मित वृत्ताकार चापों द्वारा गठित कार्य कक्ष सम्मिलित है। पिस्टन, कक्ष की दीवारों के अनुरूप आकार, दीवार से दीवार पर कूदता है, इस प्रकार रोटरी गति का प्रदर्शन करता है। पिस्टन में गियर संरचना के साथ उपयुक्त आकार का एपर्चर होता है, और यह पावर शाफ्ट (या कुछ मॉडलों में दो पावर शाफ्ट) को चलाता है।
पिस्टन, इसका एपर्चर और आरकेएम के कामकाजी कक्ष, उनके क्रॉस सेक्शन में, बहु-अंडाकार आंकड़े दर्शाते हैं, जो गणितीय रूप से समान चौड़ाई के आंकड़ों के वर्ग से संबंधित हैं। वे बहु-अंडाकार गैर-विश्लेषणात्मक आंकड़े हैं जो समोच्च रेखा (वक्रता) के दूसरे व्युत्पन्न के साथ हैं। इसलिए, सामान्यतः बोलते हुए, उनके वक्रता के केंद्रों के प्रक्षेपवक्र भी गैर-विश्लेषणात्मक होते हैं और आरकेएम की ज्यामिति के अन्दर, एकवचन बिंदु होते हैं।
पिस्टन के संबंध में, पावर शाफ्ट अक्ष के प्रक्षेपवक्र में कोने बिंदु होते हैं, जो कार्य कक्ष से संबंधित पिस्टन की चरम स्थिति के अनुरूप होते हैं। वे कोने, जो पावर शाफ्ट के प्रक्षेपवक्र के विलक्षण बिंदुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, को गियर के कीनेमेटिक रूप से बंद कार्यप्रणाली प्रदान करने के लिए टाला या गोल नहीं किया जा सकता है।
गियर डिजाइन में व्यावहारिक उपयोग के लिए अब तक निरंतर चौड़ाई के वक्र की ज्यामिति को नहीं रखा जा सकता है, इसका कारण यह है कि गियर के नियमित रोलिंग के साथ कोई पारंपरिक गियर संरचना एकवचन के स्पष्ट रोलिंग-ऑन की अनुमति नहीं देगी। आरकेएम व्युत्क्रम संयुग्मित गियर सिस्टम का प्रारंभ करके इस समस्या को हल करते हैं, जो रोलिंग-ऑन गियर्स के अक्षों के एकवचन प्रक्षेपवक्र को संभव बनाता है और इस प्रकार, अपने स्टॉप पोजीशन के माध्यम से पिस्टन के पारित होने के समय कोणीय गति के हस्तांतरण की अनुमति देता है।[2]
सरल शब्दों में, गियर तंत्र पिस्टन की गति में सुधार करता है, रोटेशन की धुरी को सही करता है क्योंकि यह स्टॉप पोजीशन को छोड़ देता है, जिससे चिकनी गति उत्पन्न हो सकता है।
संभावित कॉन्फ़िगरेशन
सिद्धांत रूप में, कार्यकारी कक्ष के पक्षों की संख्या की कोई सीमा नहीं है। चूँकि, व्यवहार में, यह संभावना है कि सात से अधिक आर्कों को सम्मिलित करने वाले कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग नहीं किया जाएगा।
इसके अतिरिक्त, पिस्टन के केंद्र में एपर्चर में एक या दो पावर शाफ्ट हो सकते हैं।
निश्चित रूप से हर मॉडल का स्पष्ट विन्यास इसके उपयोग पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए आंतरिक दहन इंजन में इंजेक्शन वाल्व और जलने के बाद के कक्ष सम्मिलित होंगे। चूँकि ये आरकेएम अवधारणा का हिस्सा नहीं हैं।
अनुप्रयोग
आरकेएम इंजनों के लिए आवेदन के संभावित क्षेत्रों में सम्मिलित हैं:[3]
- पंप: बिजली मशीनरी, रेफ्रिजरेटर, लिफ्ट, लिफ्ट, क्रेन, सड़क निर्माण मशीनरी, ऑटोमोबाइल, विमान, और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए मध्यम-, उच्च दबाव, और पूर्व-वैक्यूम पंप, घरेलू पानी और हीटिंग सिस्टम सहित, और वैज्ञानिक अनुसंधान।
- कम्प्रेसर्स: औद्योगिक और उपभोक्ता अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला के लिए मध्यम और उच्च दबाव कम्प्रेसर।
- कोल्ड मोटर्स: ऑटोमोबाइल, वायु-, अंतरिक्ष- और समुद्री शिल्प, और औद्योगिक और उपभोक्ता उत्पादों में कई अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए हाइड्रोलिक और वायवीय मोटर्स।
- विद्युत उपकरण: विभिन्न श्रेणियों में सामग्री की ड्रिलिंग, कटाई और सतह के उपचार के लिए विद्युत उपकरणों का नया वर्ग (सुपर-लार्ज से माइक्रोमीटर तक)।
- आंतरिक और बाहरी दहन इंजन, डीजल सहित, सभी प्रकार के पहिएदार या ट्रैक किए गए मोटर वाहन (मोटरबाइक से ऑटोमोबाइल और ट्रक, मंगल खोजकर्ता तक), सभी आकारों के समुद्री शिल्प (आनंद नौकाओं से सुपरटैंकर्स तक), हेलीकॉप्टर और प्रोपेलर चालित विमान (सुपर-लाइट प्लेटफॉर्म सहित)।
- कृषि और उद्योग के लिए विद्युत ऊर्जा जनरेटर, जिसमें तेल और गैस उत्पादन, वायु और अंतरिक्ष उद्योग, बड़े स्थिर और वाहन बिजली जनरेटर, कॉम्पैक्ट आपातकालीन जनरेटर आदि सम्मिलित हैं।
- पोर्टेबल कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों आदि के लिए विद्युत शक्ति के कॉम्पैक्ट स्रोत।
एक क्षेत्र जहां आरकेएम बहुत उच्च क्षमता प्रदान करता है वह पंप बाजार है। मूल्य निर्धारण, आकार, विश्वसनीयता और ऊर्जा दक्षता में समग्र लाभ की प्रस्तुति करते हुए, आरकेएम पंप आज की पसंदीदा पंप प्रौद्योगिकियों की तुलना में या अधिक कुशल हो सकते हैं।[4]
वान्केल इंजन से तुलना
उनकी स्पष्ट ज्यामितीय समानता के अतिरिक्त, आरकेएम और वान्केल इंजन डिज़ाइन में अधिक भिन्न हैं।[1] उनके बीच मुख्य समानता कार्य कक्ष का आकार और रोटरी गति का उपयोग है।
चूँकि, दोनों के बीच कई अंतर हैं। वान्केल इंजन का काम करने वाला कक्ष मोबाइल है जबकि आरकेएम चैंबर स्थिर है। वान्केल इंजन में रोटेशन की धुरी सर्कल में चलती है जबकि आरकेएम स्थिर है (एकल पावर शाफ्ट संस्करण में, अस्थायी रूप से दो संभावित स्थितियों के साथ)। आरकेएम मोटर में, प्रज्वलन कॉम्पैक्ट अवकाश में होता है, जबकि वान्केल कार्य कक्ष में ही होता है। वान्केल के लाइन संपर्क के विपरीत, आरकेएम के सीलिंग तत्व कार्य कक्ष और पिस्टन के साथ सतह के संपर्क में हैं। इससे वान्केल की तुलना में आरकेएम मोटर के अनेक लाभ होते हैं:[4]
- डीजल ईंधन के लिए आसान अनुकूलन।
- गैसों के जबरन ऑफ़्टरबर्नर का समर्थन, जो वान्केल ज्यामिति के साथ संभव नहीं है।
- लंबा जीवन, कम ईंधन की खपत और उच्च दक्षता।
एक अनुप्रयोग जो वास्तव में दोनों में समान हो सकता है, वह लघुकरण है। लघु वान्केल इंजन का सफलतापूर्वक निर्माण किया गया है,[5] और इसका कारण यह है कि आरकेएम के लिए भी ऐसा ही किया जा सकता है।[1]
चूँकि 1960 के दशक में विकसित किया गया था, आज कोई चलने योग्य आरकेएम इंजन प्रदर्शित नहीं हुआ है।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Schapiro, B., "The RKM Rotary Piston Maschines" In: Vernetzte Wissenschaften, Eds: Peter Jörg Plath und Ernst-Christoph Haß, Logos Verlag, Berlin 2008
- ↑ RKM's – Rotating Piston Machines – Scientific and Technical Comments Archived 2008-10-11 at the Wayback Machine
- ↑ RKM's – Rotating Piston Machines – Project Summary
- ↑ 4.0 4.1 Schapiro, B. and Terlitsky, L., "The RKM (RKM) Rotary Piston Machines with the Jumping Momentously Axis", Proceedings of the International Conference on Sustainable Automotive Technologies 2008 (ICSAT2008), 4th to 9th November 2008 in Melbourne, Australia
- ↑ Fu, K., Knobloch, A., Cooley, B., Walther, D., Fernandez-Pello, A. C., Liepmann, D., and Miyasaka, K., Microscale Combustion Research for Applications to MEMS Rotary IC Engine, Proc. 2001 National Heat Transfer Conference, Anaheim, CA, June 10–12, 2001.
बाहरी संबंध
- Movies of RKM engines and compressors
- MIT Technology Review (German edition), 7 August 2007, "Der Anti-Wankelmotor" (The anti-Wankel engine)
- Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 28 Oktober 2007, "Und er dreht sich doch noch" (And yet it turns)
- Наука и Жизнь (Science and Life), № 5 2008, "Овальные поршни, треугольные цилиндры" (Oval pistons, triangular cylinders)
- ICSAT2008: International Conference on Sustainable Automotive Technologies (see Schapiro abstract)
