DK161398B - Rotationsforbraendingsmotor - Google Patents

Description

1 DK 161398 B

RQTATIONS FORBRÆNDINGSMOTOR

Denne opfindelse vedrører en rotationsforbrændingsmotor med indretninger for tilførsel og fjernelse af udstødningsgasser 5 og af den i den indledende del af krav 1 angivne art.

Rotationsmotorer er tidligere kendt, for eksempel kendes der fra U.S. patentskrift nr. 1.308.339 en i et rotorhus koncentrisk lejret, cirkulær rotor, hvori der er udformet et antal 10 radialt forløbende cylindre, og hvori der er optaget et stempel, hvis yderende følger en bestemt kurve langs rotorhusets indervæg. Der findes ingen stempelstænger, men stemplerne styres i deres baner ved, at de i stempelsiderne er forsynet med kugler eller styringer, som følger kanaler i rotorhusets side-15 dæksler. En betydelig ulempe ved denne rotationsmotor er, at kraftige centrifugalkræfter og dermed friktionskræfter udvikles og virker bremsende, når rotoren kommer op i fart. En anden ulempe er, at stemplerne er hen- og tilbagegående.

20 En anden rotationsmotor kendes fra U.S. patentskrift nr. 1.358.450, som viser et antal i et rotorhus koncentrisk lejret, cirkulære rotorer, hvori der er udformet cylindre, og hvori der er optaget hen- og tilbagegående, fjederpåvirkede stempler. Desuden er der både i rotorer og rotorhus anbragt 25 fjederpåvirkede ventiler.

En yderligere rotationsmotor kendes fra U.S. patentskrift nr. 3.398.725, som viser en i et rotorhus ekscentrisk lejret, cirkulær rotor, hvori der er udformet tre cylindre, og hvori der 30 er optaget et fjederpåvirket hen- og tilbagegående stempel. En stor ulempe ved også denne motor er de store friktionskræfter, som vil opstå mellem pakninger på stempelenderne og rotorhuset, når rotoren kommer op i fart.

35 Formålet med nærværende opfindelse er at frembringe en rota tionsforbrændingsmotor, hvor de nævnte ulemper ved ovennævnte kendte rotationsmotorer er elimineret, som har et minimum af

2 DK 161398 B

bevægelige dele, som har stor ydelse i forhold til vægt og størrelse, som går jævnt og har relativ høj ydelse selv ved lave omdrejninger, og som kan arbejde med højt kompressionsforhold.

5

Dette opnås ved en rotationsforbrændingsmotor af den indledningsvist angivne art, hvilken motor ifølge opfindelsen er særegen ved de foranstaltninger, der fremgår af den kendetegnende del af krav 1.

10

Underkravene angiver foranstaltninger, hvis hensigtsmæssighed fremgår af den efterfølgende beskrivelse.

Et eksempel på udformningen af opfindelsen er vist skematisk 15 på den medfølgende tegningen, hvor:

Fig. 1 viser et tværsnit gennem en rotationsforbrændingsmotor ifølge opfindelsen, langs linien A-A i fig. 2, og 20 fig. 2 viser et længdesnit gennem samme motor langs linien B-B i fig. 1.

På tegningerne angiver henvisningsnummeret 1 et cylindrisk rotorhus med endeplader 2, 3. I rotorhusets 1 endeplader 2, 3 er 25 en rotor 4 ekscentrisk lejret i lejer 5, 6. I fig. 1 er centrum for rotorhuset 1 betegnet med 7, og rotorens 4 centrum er betegnet med 8. I fig. 2 er rotorhusets 1 centerlinie betegnet med 71, og rotorens 4 centerlinie er betegnet med 8'. På hver ende af rotoren 4 er monteret tandhjul 9, 10 til at drive en 30 oliepumpe og en brændstofpumpe, som ikke er vist på tegningen.

Rotoren 4 er konstrueret med tre radiale, cylindriske boringer 11 med samme gensidige vinkelafstand. I hver af disse boringer 11 er der monteret en glidende cylinderforing 12, som er luk-35 ket i sin yderende, der vender ud mod den cirkulærcylindriske inderside af rotorhuset 1. Ved den inderste åbne ende af cylinderforingen 12 er der fastgjort to akseltappe 13, 14, som

3 DK 161398 B

udenfor cylinder foringen 12 i den ene ende er lejret i et led 15 henholdsvis 16, som i den anden ende lejres af en tap 17 henholdsvis 18, der er fastgjort ekscentrisk og blivende til et endedæksel 19 henholdsvis 20, der er boltet til endeplader-5 ne 2 henholdsvis 3 på rotorhuset 1 på en sådan måde, at tappene 17, 18 ligger koncentrisk i rotorhuset 1. Tre led 15 er således ophængt i tappen 17, og tre led 16 er ophængt i tappen 18.

10 Et glidende stempel 21 er anbragt i hver cylinderforing 12 og fastgjort til den ene ende af en stang 22. Den anden ende af stangen 22 er fastgjort med en pind 23 til et fælles støttenav 24. Støttenavet 24 er med skruebolte 25 fastgjort til den cylindriske væg i et indre centralt navhus 26 i rotoren 4. Ro-15 torhuset 1 såvel som rotoren 4 er konstrueret med gennemgange 27 til at cirkulere kølemedie.

I hver cylinderforing 12 er der anbragt en radial indløbsåbning 28 for en gasblanding, som driver motoren. Når rotoren 4 20 roterer, vil indløbsåbningen 28 under en given fase af hver omdrejning stå i forbindelse med en indsugningsåbning 29, som findes i rotoren 4. Under denne omdrejningsfase står indsugningsåbningen 29 også i forbindelse med en manifoldkanal 30 og en karburatoråbning 31, der er udformet i rotorhusets 1 ende-25 plade 2, og endvidere med en ikke vist karburator, som kan boltes på et rørstykke 32, som står i forbindelse med karburatoråbningen 31 og er fastgjort til endepladen 2.

Endvidere findes der i hver cylinderforing 12 en afgangsåbning 30 33 for selvantændt brændstof. Når rotoren 4 roterer, vil af gangsåbningen 33 under en given fase af hver omdrejning stå i forbindelse med en tilhørende gennemgangsåbning 34, som findes i rotoren 4 ved hver cylinderforing 12. Gennemgangsåbningen 34 fører ud til rotorens 4 periferi, og hver gennemgangsåbning 34 35 har således hele tiden åben forbindelse med et kammer 35, henholdsvis 35' og 35'', hvis volumen ændrer sig hele tiden, idet rotoren 4 roterer, og hvilke kamre er begrænset af to cylin-

4 DK 161398 B

derforinger 12, rotorens 4 periferiske flade mellem de to nævnte cylunderforinger 12, den cirkulærcylindriske indvendige væg mellem de to cylinderforinger 12 og endepladerne 2 og 3 på rotorhuset 1.

5

Hver af de tre cyUnderforinger 12 er på ydersiden af den y-derste, lukkede ende forsynet med to langsgående tætninger 36, som tætner mod endepladerne 2 henholdsvis 3 i rotorhuset 1, og en tværgående tætning 37, som tætner mod den cirkulærcylin-10 driske indervæg i rotorhuset 1. Der er ligeledes anbragt pakninger 38 mellem rotoren 4 og endepladerne 2 og 3 i rotorhuset 1.

Et antal udstødningsporte 39 gennem rotorhusets 1 endeplade 3 15 fører til et udstødningsrør 40 for motoren. Omtrent direkte o-ver for udstødningsportene 39 er der i rotorhusets 1 endeplade 2 indrettet et antal skylleluttporte 41, som forsynes med luft fra en blæser 42 via en kanal 43. Blæseren 42 er monteret på den ene ende af en blæseraksel 44, som er lejret 45 i endedæk-20 slet 19. På den anden ende af blæserakslen 44 er der monteret et tandhjul 46, som trækkes fra en indvendig fortandet tandring 47, som er fastgjort til rotoren 4 i dennes indvendige, centrale navhus 26.

25 Kraften fra motoren udtages fra en drivaksel 48, som er lejret 49, 50 i endedækslet 20 henholdsvis en konsol 51 boltet til endedækslet 20.

Henvisningsnumrene 52 og 53 betegner monteringskonsoller for 30 motoren, og 54 betegner et tændrør indrettet til ved kold motorstart at antænde gasblandingen, før den begynder at selvantænde .

Eftersom cylinderforingerne 12 via akseltappene 13, 14, ledde-35 ne 15, 16 og tappene 17, 18 er koncentrisk lejret i rotorhuset 1, medens stemplerne 21 via stang 22, pind 23 og støttenav 24 er koncentrisk lejret i rotoren 4, vil cylinderforingerne 12 -

5 DK 161398 B

når rotoren 4 roterer - dreje omkring rotorhusets 1 centerlinie 7', med tætningen 37 i kontakt med rotorhusets 1 cirkulærcylindriske indervæg hele tiden, samtidig med at cylinderforingerne 12 glider ind og ud i de radiale, cylindriske borin-5 ger 11 i rotoren 4, og samtidig med at stemplerne 21 roterer omkring rotorens 4 centerlinie 8’ og glider ind og ud af cylinderforingerne 12, uden at cylinder foringerne 12 og stemplerne 21 udfører nogen hen- og tilbagegående bevægelse.

10 Rotoren arbejder på følgende måde, idet den startes af en på tegningerne ikke vist startmotor, som drejer drivakslen 48 og dermed rotoren 4 i pilens retning, og idet vi følger den cylinderforing 12, som er i stillingen x mærket i fig. 1: Hulrummet over toppen af stemplet 21 vil forøges i volumen med en 15 tilsvarende forøgelse af vakuumet. Gradvis, efterhånden som rotoren 4 drejer, vil indløbsåbningen 28 for gasblandingen i cylinderforingen 12 komme i kontakt med indsugningsåbningen 29, som findes i rotoren 4, og, da indsugningsåbningen 29 under denne omdrejningsfase står i forbindelse med en karburator 20 via en manifoldkanal 30, en karburatoråbning 31 og et rørstykke 32, som forklaret ovenfor, vil hulrummet over stemplets 21 top blive fyldt med brændbar gas, når cylunderforingen 12 har nået positionen mærket y i fig. 1, på hvilket tidspunkt hulrummet over toppen af stemplet 21 har nået sin maksimumstør-25 relse.

Når rotoren 4 og dermed cylinderforingen 12 drejer forbi position y, vil cylinderforingen 12 bevæge sig indad i sin boring 11 i rotoren 4, og forbindelsen mellem indløbsåbningen 28 i 30 cylinder foringen 12 og indsugningsåbningen 29 i rotoren 4 vil blive lukket. Indsugningsåbningen 29 vil altså bevæge sig bort fra manifoldkanalen 30. Endvidere vil hulrummet over toppen af stemplet 21 formindskes i volumen med en tilsvarende forøgelse af kompressionen, og den indsugede gas vil blive komprimeret 35 og selvantænde.

Når cylinderforingen 12 har nået positionen z i fig. 1, er af-

6 DK 16139 8 B

gangsåbningen 33 for komprimeret og selvantændt gasblanding lige ved at komme i kontakt med gennemgangsåbningen 34 i rotoren 4. I denne position har kammeret 35 nået sit minimumsvolumen. Når rotoren 4 har drejet cylunderforingen 12 noget forbi 5 position z, kommer afgangsåbningen 33 i kontakt med gennemgangsåbningen 34, og den komprimerede og selvantændte gasblanding over stemplet 21 i cylinderforingen 12 overføres til kammeret 35, som allerede er fyldt med luft med en temmelig lav kompression. Den nye gasblanding antændes af tændrøret 54, 10 hvis gasblandingen over stemplet 21 i cylinderforingen 12 ved kold motorstart ikke har selvantændt, og trykket i kammeret 35 forøges voldsomt og tvinger rotoren 4 videre rundt, eftersom den påvirkede sideflade på cylinderforingen 12 i positionen lige efter x er større end den påvirkede sideflade på cylin-15 derforingen 12 i positionen lige efter z, og eftersom den første cylinderforings påvirkede sideflade forøges hele vejen til position y, medens den anden cylinderforings påvirkede sideflade formindskes, indtil en position midtvejs mellem stillingerne z og x er nået, hvorefter denne cylinder forings 12 på-20 virkede sideflade begynder at blive større.

Når udstødningsgasserne har tvunget cylinderforingen 12 hen til en position lige efter position y, passerer denne cylinderforing 12 først udstødningsportene 39 og derefter skylle-25 luftportene 41, og udstødningsgasserne og skylleluften kan undslippe gennem motorens udstødningsrør 40. Udskylningen af udstødningsgasserne finder sted, indtil den pågældende cylinderforing 12 har nået en position lige efter positionen z. På det tidspunkt er den næste cylinder foring 12 i færd med at 30 passere først udstødningsportene 39 og så skylleluftportene 41, hvorved kammeret 35'' bliver fyldt med skylleluft, som så komprimeres, indtil kammeret 35'1 har antaget den position, der er vist for kammeret 35, hvorefter den komprimerede selvantændte gasblanding over stemplet 21 i cylunderforingen 12, 35 der er i positionen lige efter z, overføres til kammeret 35, som tidligere forklaret.

7 DK 161398 B

Som det fremgår af ovenstående, yder motoren ifølge opfindelsen følgende: a) indsugning af gasblanding og indblæsning af luft, 5 b) komprimering af gasblanding og luft, c) forbrænding, og 10 d) udskylning af udstødningsgasser tre gange pr. omdrejning.

Ifølge opfindelsen er det lykkedes at frembringe en rotationsforbrændingsmotor med rotationsmotorens fordele i forhold til en stempelmotor samtidig med, at rotationsmotoren indeholder 15 cylindre med stempler, men uden at nogle af delene i motoren udfører en hen- og tilbagegående bevægelse, hvorved stempelmotorens fordele, specielt med hensyn til komprimering af udstødningsgasser, opnås. Samtidigt er motoren ifølge opfindelsen forholdsvis vibrationsfri og støjfri, derved at 20 den ikke har bevægelige ventiler, og ved at udstødningsgasserne bliver ledet ud i komprimeret og dermed opvarmet luft i kammeret 35.

I udførelseseksemplet, som er forklaret ovenfor, er motoren i-25 følge opfindelsen konstrueret som en benzinmotor. Det er umiddelbart indlysende, at motoren ifølge opfindelsen også uden videre kan konstrueres som en dieselmotor.

Endvidere er det umiddelbart indlysende, at motoren ifølge op-30 findelsen kan betragtes som en sektion af en motor, og at flere sektioner, som hver indeholder to eller flere cylinderforinger 12, med visse modifikationer kan sammensættes til at udgøre en større motor.

Claims (6)

1. Rotationsforbrændingsmotor med indretninger for tilførsel og fjernelse af udstødningsgasser og med et rotorhus (1) med 5 endeplader (2, 3) og endedæksler (19, 20), i hvilke der eks-centrisk er lejret en rotor (4), hvilken er konstrueret med fortrinsvis tre radiale boringer (11) med gensidig ens vinkelafstand, hvor der i hver af boringerne (11) er monteret en glidende cylinderforing (12), som er lukket i yderenden, som 10 vender udad mod den cirkulærcylindriske indervæg af rotorhuset (1), kendetegnet ved, at hver cylinderforing (12) ved sin indre åbne ende er drejeligt fastgjort ved hjælp af fastgørelsesmidler (13, 14, 15, 16, 17, 18) til rotorhusets (1) endedæksler (19, 20), så cylinderforingerne (12) under ro-15 torens (4) rotation drejer koncentrisk omkring rotorhusets (1) centerlinie (7'), hvorved cylinderforingerne (12) ved hjælp af tætninger (36, 37) tætner mod endepladerne (2, 3) og den cirkulærcylindriske indervæg i rotorhuset (1), at et glidende stempel (21) er anbragt i hver cylinderforing (12), hvilke 20 stempler ved hjælp af fastgørelsesmidler (22, 23, 24, 25) er drejeligt fastgjort til rotoren (4), så hvert stempel (21) har samme afstand fra rotorens (4) centerlinie (8’)/ at der i hver cylinder foring (12) på i og for sig kendt måde er anbragt en radial indløbsåbning (28) for gasblandingen til drift af moto-25 ren, så når rotoren (4) roterer, vil indløbsåbningen (28) under en given fase af hver omdrejning stå i forbindelse med en indsugningsåbning (29), som er udformet i rotoren (4), hvilken indsugningsåbning (29) endvidere under denne omdrejningsfase står i forbindelse med en manifoldkanal (30) og en karburator-30 åbning (31), der er udformet i rotorhusets (1) endeplade (2), til hvilken endeplade der er forbundet en karburator, at der i hver cylinderforing (12) på i og for sig kendt måde er udformet en afgangsåbning (33) for komprimeret og eventuelt antændt gasblanding, således at når rotoren (4) roterer, vil afgangs-35 åbningen (33) under en given fase af hver omdrejning stå i forbindelse med en tilhørende gennemgangsåbning (34) udformet i rotoren (4) ved hver boring (11), hvilken gennemgangsåbning

9 DK 161398 B (34) løber ud til rotorens (4) periferi og således kan føre den komprimerede og eventuelt antændte gasblanding til et kammer (35), i hvilket gasblandingen kan antændes, hvis den ikke allerede har selvantændt, at der gennem rotorhusets (1) ende- 5 plade (3) er udformet en eller flere udstødningsporte (39) til fjernelse af motorens udstødningsgasser, og at der i endepladen (2) næsten direkte over for endepladens (3) udstødningsporte (39) er udformet en eller flere gennemgående skylleluft-porte (41), som kan forsynes med luft fra en blæser (42), der 10 drives af en motor, så udstødningsportene (39) lukkes før skylleluftportene (41), hvorved et kammer (35,f) fyldes med skylleluft, som derefter komprimeres og dernæst i komprimeret tilstand og sammen med eventuelt antændt gasblanding driver rotoren (4) indeni rotorhuset (1). 15

2. Rotationsforbrændingsmotor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der ved den inderste åbne ende af hver cylinderforing (12) er fastgjort to akseltappe (13, 14), som udenfor cylinderf oringen (12) er lejret i den ene ende af et 20 led (15 henholdsvis 16), som i den anden ende er lejret i en tap (17 henholdsvis 18), som er ekscentrisk og blivende fast gjort til endedækslet (19 henholdsvis 20), der er boltet på rotorhusets (1) endeplade (2 henholdsvis 3) på en sådan måde, at tappene (17, 18) er koncentrisk placerede i rotorhuset (1). 25

3. Rotationsforbrændingsmotor ifølge krav 1, kende tegnet ved, at hvert stempel (21) er fastgjort til den ene ende af en stang (22), hvis anden ende fortrinsvis er fastgjort med en pind (23) til et fælles støttenav (24), som 30 fortrinsvis er fastgjort med skruebolte (25) centralt i rotoren (4).

4. Rotationsforbrændingsmotor ifølge krav 1, kende tegnet ved, at såvel udstødningsportene (39) som skylle- 35 luftportene (41) er parallelt anbragt i forhold til hinanden i endepladerne (2 henholdsvis 3).

10 DK 161398 B SAMMENDRAG Ved rotationsforbrændingsmotorer med et rotorhus (1, 2, 19, 20), i hvilken der ekscentrisk er lejret en rotor (4), som er 5 konstrueret med fortrinsvis tre radiale boringer (11) med gensidig ens vinkelafstand. I hver af boringerne (11) er monteret en glidende cylinderforing (12), som er lukket i den yderende, som vender udad mod rotorhusets (1) cylindriske inderside. Cylinderforingen (12) er med en indre åben ende drejeligt fast-10 gjort til rotorhusets (1) endedæksler (19, 20), således at cylinderforingen (12) under rotorens (4) rotation drejer koncentrisk omkring rotorhusets (1) centerlinie (7')· Forskydeligt i hver cylinder foring (12) er der anbragt et stempel (21), der ved hjælp af fastgørelsesmidler (22, 23, 24, 25) er fastgjort 15 til rotoren (4), således at hvert stempel (21) har samme afstand fra rotorens (4) centerlinie (8') og roterer koncentrisk omkring denne. Når rotoren (4) roterer, opstår en relativ bevægelse mellem hver cylinderforing (12) og det tilhørende stempel (21), uden at nogle af delene er hen- og tilbagegåen-20 de. Cylinderrummet over stemplet (21) tilføres gasblanding, som komprimeres og slippes ud i rotorhuset (1), hvor gasblandingen antændes og driver rotoren (4) rundt. Udstødningsafløb er anbragt i rotorhusets (1) endeplade (3).