ES1237025U - Motor rotativo de combustión interna - Google Patents

Abstract

1. Motor rotativo de combustión interna del tipo que utiliza dos o más cámaras cilíndricas, en cuyo interior giran unos rotores cilindro elípticos o cilíndricos, que consiste en dos o más cámaras cilíndricas intercomunicadas entre sí, en cuyo interior giran unos rotores cilíndrico elípticos, o cilíndricos con lóbulos o dientes los cuales engranan o machihembran interrelacionados con los rotores, o con los lóbulos o dientes de los rotores, contiguos o con unas cavidades dispuestas alrededor de los mismos, pero manteniendo una separación entre ellos y sus carcasas de entre 0.2 y 3 mm.

Description

DESCRIPCIÓN

Motor rotativo de combustión interna.

Campo de la invención

En motores térmicos que usan combustibles fósiles, biocombustibles, hidrógeno o mixtos, etc. Útiles en vehículos híbridos por su sencillez, bajo peso y tamaño, pudiendo usar el motor eléctrico solo en la ciudad.

Estado de la técnica

Está documentado que hasta el 1910 se habían patentado más de 2000 motores rotativos, habiendo destacado parcialmente con éxito solamente el motor Wankel, el cual a pesar de sus ventajas como rotativo presenta dificultades de diseño, fabricación, mantenimiento, alto coste, gran consumo de aceite y es afectado por el desgaste, produciéndose pérdida de estanqueidad con el tiempo, necesitan una sincronización de aplicación del combustible muy estricta o delicada y los rotores y elementos giratorios excéntricos generan vibraciones u oscilaciones. Su velocidad de giro está limitada a unas 9000 rpm. Posteriormente han sido estudiados principalmente por Audi, Curtís Wright, Daimler-Benz, Ford, General Motors, John Deere, Mazda, NSU, Nissan y Rotary Power Internacional entre otros.

Descripción de la invención

Objetivo de la invención

Obtener un motor rotativo útil en todo tipo de vehículos en aviación, marina, ferrocarril, carretera y en general en toda la industria, el cual mejora las características de los motores existentes. Al utilizar una pequeña separación entre la carcasa y los dientes o lóbulos de los rotores, y altas o medias rpm, no se producen fugas ostensibles, ni se necesita lubricación en dicha zona interna, pudiendo considerarse este motor como un híbrido, combinación o paso intermedio entre los motores alternativos y las turbinas de gas, aportando y mejorando la mayoría de las ventajas de ambos: Sencillez, pocos elementos, economía, resistencia, fiabilidad, alta relación de compresión, elevada relación potencia/peso, gran potencia, alto rendimiento, alta eficiencia termodinámica (relación consumo/peso), altas revoluciones, buen aprovechamiento del combustible, la recuperación energía gases escape es muy simple, sin solape entre la admisión y el escape, evita la mezcla de los gases con el aire de admisión, con una mejor, más perfecta y ecológica combustión y bajas emisiones, de fácil o nula refrigeración, que admite grandes y muy pequeñas dimensiones, por su sencillez, usando el eje y el rotor como una sola pieza solo se necesitarían dos piezas dentro de las cámaras Fig. 2. Al no utilizar válvulas, paletas, levas, elementos alternativos, ni elementos giratorios excéntricos, no se producen oscilaciones, vibraciones, golpeteos ni rozamientos permitiendo muy altas rpm y el uso de materiales cerámicos, magnesio y aleaciones de aluminio con anodizados duros. A estas ventajas se añaden otras propias de los motores rotativos. Las parejas de rotores girando en sentido contrario contrarrestan los efectos giroscópicos, evitando la precesión giroscópica y vibraciones. Incluso en el motor Wankel los rotores y otras piezas giran excéntricamente. En la mayoría de las ventajas o propiedades mencionadas este motor es único y difícil de superar.

Problemas a resolver

Los motores actuales son ruidosos, producen vibraciones, tienen muchas pérdidas, son pesados, necesitan muchas piezas y mantenimiento, producen mucha contaminación y por lo tanto son poco ecológicos. Los rotativos como el Wankel son muy afectados por el desgaste y producen vibraciones.

El motor rotativo de combustión interna de la invención, consiste en utilizar dos o más cámaras cilindricas intercomunicadas entre sí, en cuyo interior giran unos rotores cilindricos elípticos, o cilindricos con lóbulos o dientes elípticos, semielípticos, circulares, semicirculares, o bien lóbulos elípticos, semielípticos, circulares o semicirculares cuya zona periférica más externa tiene una curvatura igual a la de la carcasa, trapeciales o trapeciales con sus caras laterales curvas, parcialmente anulares o a modo de levas, los cuales engranan o machihembran interrelacionados con los rotores, o con los lóbulos o dientes de los rotores, contiguos o con unas cavidades dispuestas alrededor de los mismos, pero manteniendo una separación entre ellos y sus carcasas de entre 0,2 y 3 mm aproximadamente, accionados sincronizados mediante unos engranajes, correas dentadas o cadenas, ubicados en una caja de engranajes contigua e independiente externa a las cámaras cilíndricas. Con los cojinetes cónicos, axiales o mixtos, ejes escalonados de soporte, y retenes entre las uniones de las carcasas y de estas con los ejes. Los rotores o los lóbulos de los rotores cilíndricos arrastran y comprimen el aire aspirado y atrapado entre dichos rotores o lóbulos y la carcasa de la cámara principal, descargándolo en la cámara de combustión. Los ejes pueden formar una única pieza con sus rotores.

Los dientes de los rotores parcialmente anulares engranan en cavidades también parcialmente anulares de los rotores contiguos cuyas caras de avance y/o de retroceso tienen una curvatura cóncava o convexa, la de los dientes de un engranaje convencional, la curvatura invertida a la de los dientes de dichos engranajes convencionales, forma de gancho o garra, de esquina de cola de milano o de segmento de círculo.

Los motores pueden estar constituidos por:

Una o más parejas de cámaras cilíndricas, de igual o distinto tamaño con dos rotores accionados por dos engranajes o correas dentadas, una o más parejas de admisióncompresión, que pueden proporcionar altas presiones, que descargan en una o más parejas de expansión escape, estando dichas parejas interconectadas: a) Por un tabique (29) con un orificio pasante entre ambas caras (29a), que sirve para alojamiento y/o trasvase del fluido comprimido y para determinar el momento de su desfasaje y descarga en la pareja siguiente. Una cara porta el orificio de entrada y la otra el de salida de dicho orificio o cámara de alojamiento. Los tabiques pueden estar formados por dos mitades en cuyo interior porta la cámara hueca con un orificio de entrada y otro de salida, b) Por conductos externos enviando flujo continuo Fig. 9-14 y c) Una abertura o comunicación entre sendas cámaras por su zona central o similar al motor de la figura 1, 1, 12, etc. Una variante porta solo una pareja de cámaras, figuras 2 y 3, no existe tabique, las dos mitades o porciones superiores producen la admisión y compresión de la mezcla o aire y al final de la compresión se aplica a las dos mitades o porciones inferiores de expansión y escape en el momento de la explosión y cuando inician la expansión. En el de la figura 2 el gancho derecho produce la admisión y el derecho siguiente la compresión.

De forma parecida en la mitad inferior un gancho proporciona la expansión y el otro el escape. En este caso por ser los rotores de un solo lóbulo se vacía y compensa interiormente.

Pueden utilizarse rotores cilíndrico elípticos o cilíndricos con uno o dos lóbulos periféricos o cilíndricos con unos rotores con lóbulos parcialmente anulares que machihembran con otros rotores lobulares o con cavidades periféricas Fig. 1 y 9 a la 14.

Los rotores de cada dos parejas de rotores utilizan dos ejes comunes a las mismas.

El aire a presión se puede enviar mediante un conducto a un carburador o cámara de mezcla a una presión alta o media procedente de la cámara de compresión, descargándolo en la cámara de combustión a través de una cámara intermedia que actúa de válvula. Preferentemente se utilizarán parejas de rotores de distinto tamaño. Las dos parejas de cada motor pueden ser de tipo distinto entre sí.

La descarga del fluido a presión desde la primera pareja de rotores se hace a través de uno de los rotores que hace de válvula, abre al coincidir o pasar la cavidad periférica de uno de los rotores sobre la boca del conducto de salida. La segunda pareja está desfasada para que coincida la cámara de expansión-escape inicial con la salida de flujo de máxima compresión de la primera. También puede tener una válvula selectora entre ambas parejas, o puede regularse el momento de descarga a través de un canal realizado en uno de los rotores de la segunda pareja, el cual permitirá la descarga cuando la cámara de combustión-expansión es de mínimas dimensiones.

En todos los casos el aire o mezcla comprimida puede almacenarse en una cámara externa desde la cual se descarga en la cámara de combustión en el momento en que esta se crea o es desobturada por el rotor.

Los ejes son soportados de cada uno de sus extremos por un cojinete. Estos cojinetes se apoyan axialmente en los escalones de los ejes de los rotores y pueden sobresalir de las caras laterales de las cámaras o pueden ser interiores a las mismas.

La salida de gases de la cámara de escape se puede efectuar a) Directamente por unas lumbreras, b) A través del rotor que actúa de válvula durante su giro o c) Por un conducto y a través de la cámara intermedia de almacenaje integrada en el rotor.

Las cámaras secundarias pueden usar levas en vez de rotores cilíndricos con cavidades periféricas.

Los motores pueden usar unos fanes o turbinas en zona central interior descubierta de las cámaras y rotores, útiles para sustentar y/o propulsar las aeronaves, los alabes de los fanes hacen de soporte de los rotores, estando unidos a estos y a los ejes.

Se usan encendidos convencionales, electrónicos, láser o de bujía incandescente, en o junto a la cámara de combustión los cuales pueden ser obturados por el propio rotor dejándolos descubiertos en el momento en que se crea la cámara de combustión y/o se inyecta el combustible. En lugar de la bujía de filamento puede usarse un filamento cuyo material se mantiene incandescente como consecuencia de la combustión intermitente.

Pueden usarse materiales de bajo coeficiente de dilatación, invar, etc., y aleaciones de magnesio o de aluminio con pequeñas cantidades de cobre, silicio, magnesio y/o zinc a las cuales se les aplican anodizados duros de óxido de aluminio, de aproximadamente de 50 a 150 micras, dichos anodizados producen una mitad integrada con el material de aluminio y la otra mitad como capa externa, proporcionando además de su bajo peso, facilidad de fabricación y mecanizado, gran dureza, gran resistencia a la abrasión y válidos hasta temperaturas de 2000°K. Pueden usarse materiales cerámicos avanzados de alta temperatura, tenacidad y dureza como: La Alúmina (A²O³), Zirconia, (Z^rO²), Carburo de silicio (SiC), Titanato de Aluminio (ALTiO⁵), Nitruro de Silicio, (Si³N⁴), etc. aleaciones de estos con metales y para revestimientos. Se usarán por su abundancia y bajo coste el Aluminio, el Silicio e incluso el Zirconio. Los anodizados duros o los revestimientos cerámicos pueden reforzarse o ser de mayor grosor en las zonas de mayor temperatura.

A los rotores asimétricos o con un solo lóbulo se le aplican unos orificios, taladros o unos bulones de mayor densidad para la compensación o equilibrado interno, evitando oscilaciones o vibraciones, esto puede hacerse durante la fabricación.

Los engranajes generalmente helicoidales pueden ser de acero o de materiales termoplásticos y para mayores temperaturas plásticos termoestables reforzados y mezclados, o no, con fibras sintéticas, los cuales reducen el peso y los ruidos.

Los motores pueden utilizar una cámara sobrepresurizada entre los rotores y las carcasas, y/o añadir una válvula rotativa sobre la lumbrera de admisión y/o escape, reduciendo las fugas cuando las lumbreras están obturadas. Dicha cámara de sobrepresión es especialmente útil sobre el rotor y lumbrera de admisión.

Se pueden añadir unos anillos, resaltes o sobresalientes de metal o material semirrígido o polímero de alta temperatura alrededor de la lumbrera de admisión que actúan a modo de juntas, de los orificios en los extremos de los conductos de transvase del aire o mezcla comprimida, en los laterales y aristas tangenciales de los dientes o de los lóbulos de los rotores cilíndricos y en la proximidad de las aristas de los rotores, y en las generatrices de los rotores y radial o diametralmente en sus bases, embutidos en unos canales circulares o en forma de cola de milano. En el caso de rozar estos se desgastan sin producir deterioro de las zonas de roce. Estos resaltes pueden ser del mismo material de los rotores o conductos. Son muy útiles en elementos compresores y entre los extremos de los conductos y la superficie de los rotores en donde se puede permitir menor separación y ser ajustable manualmente desde el exterior haciéndolos móviles.

Los motores que utilizan una sola válvula o cámara periférica y pueden producir la admisióncompresión y la expansión-escape en ciclos alternos.

El alto aislamiento térmico permite un funcionamiento adiabático, sin transferencia de calor, con lo cual se aprovecha mejor el calor producido y no se necesita refrigeración o se reduce esta, consiguiéndose un mayor rendimiento.

También puede usarse refrigeración por líquido o por aire añadiendo unas aletas.

La separación entre los rotores y sus carcasas puede fijarse según los materiales utilizados de modo que al aumentar la temperatura las separaciones se ajusten a los valores de entre 0,2 y 3 mm, para ello se pueden utilizar distintos materiales en los rotores y en sus carcasas o aplicando mayor refrigeración en ciertos puntos.

En los motores las parejas de rotores giran en sentido contrario, compensando o equilibrándose, y evitando o contrarrestando su efecto giroscópico.

Los cojinetes pueden colocarse en la zona externa de las cámaras principales separados por sellos, retenes o juntas de estanqueidad.

En los lóbulos o dientes de los rotores y de los engranajes que se machihembran las longitudes de sus arcos serán iguales, realizándose de acuerdo con el tratado de Artobolevski. De este modo aunque exista contacto no habrá rozamiento.

En la unión de los engranajes o correas dentadas con sus ejes o de los dientes o lóbulos con sus rotores pueden portar unos elementos colas de milano o chavetas fusibles, que se seccionan o fracturan en caso de agarrotamiento de los rotores u otros elementos.

Los conductos pueden portar una válvula de retención la cual abre al presionar el flujo presurizado sobre una bola, bulón o lengüeta, y cierra por el efecto de la fuerza centrífuga en lugar de un muelle, para ello es conveniente direccionar los conductos radialmente o con una pequeña inclinación respecto a dicha dirección radial.

El aire presurizado puede transferirse a la cámara de combustión a través del rotor y por el interior de los ejes.

En algunas zonas entre rotores y carcasas se pueden utilizar lubricantes semilíquidos o pastosos de alta temperatura.

Las lumbreras se sitúan periférica y radialmente o en los laterales de las cámaras.

La energía de los gases de escape se recupera con turbinas o turbocompresores.

Se pueden realizar motores de dos tiempos pero no es muy práctico ya que son muy sencillos los de cuatro tiempos utilizados en la presente invención. Puede añadir un volante de inercia. El sistema se puede aplicar a motores con rotores cilíndricos excéntricos, al motor Wankel y al de pistones o alternativos quitando segmentos, engrase, etc. pero no resulta útil ya que los motores de la invención son más sencillos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada del cuerpo de un motor con mejoras del sistema de la invención.

Las figuras 2 a la 3, 4, 5, y 9 a la 14 muestran vistas esquematizadas y parcialmente seccionadas de variantes de parejas de cámaras de admisión-compresión o expansión-escape. La figura 3a muestra una vista esquematizada y en perspectiva del motor de la figura 3.

Las figuras 6, 7 y 8 muestran vistas esquematizadas de diagramas de motores rotativos con circuitos de realimentación externos al mismo.

La figura 15 muestra una vista esquematizada y en alzado de una variante de motor formando parte de un fan.

La figura 16 muestra el ciclo de trabajo de uno de los motores.

Descripción más detallada de la invención

La figura 1 muestra un modo de realización de un motor de dos parejas de cámaras cada una con dos rotores cilíndricos con lóbulos y cavidades periféricas de machihembrado, una de admisión-compresión (1a y 1b) y la otra de explosión-expansión- escape, (1f y 1g), separadas por el tabique (29) con un orificio pasante entre ambas caras, entre el orificio de entrada (s) y el de salida (z) que sirve para alojamiento y/o trasvase del fluido comprimido y para determinar el momento de descarga en la pareja siguiente. Se usan como válvulas los rotores o lóbulos. La transferencia entre parejas también puede hacerse mediante conductos externos. Muestra la bujía (7) y el inyector (18). Los dos engranajes (4) que soportan los dos ejes de los cuatro rotores, portan la cubierta (87) y los cojinetes inferiores en la figura, están cubiertos con la carcasa (87a) y son válidos para todos los motores de dos cámaras o parejas de cámaras. Con dichas cubiertas puede ser necesario solo el retén (91). Los ejes portan los escalones (20) se soportan en los cojinetes (19) y estos en las cubiertas (87, 1f, 1g) evitando el desplazamiento axial de los rotores.

Para no repetir, en todos los motores los rotores, lóbulos o dientes de los rotores arrastran y comprimen el aire aspirado y atrapado entre los rotores o los lóbulos y la carcasa de la cámara principal, descargándolo en la cámara de combustión.

La figura 2 muestra un motor similar al de la figura 1, difiere en que porta dos cámaras iguales (1m y 1n) y un rotor doble en cada una y sin tabique separador. El rotor de la izquierda consta del tramo cilíndrico superior (Rm1l) con el diente (2p) que engrana en el tramo superior del rotor derecho o contiguo (Rn1) entre ambos se crea la cámara de admisión compresión, y su tramo cilíndrico inferior (Rm2) en el cual engrana el diente (2q) del tramo inferior del rotor derecho o contiguo (Rn2) entre ambos se crea la cámara de expansión-escape. El aire comprimido en la cavidad por el diente pasa de la cámara de compresión a la de explosión o expansión por una abertura en zona central como en las figuras 10 y 15, con el correspondiente desfasaje.

La figura 3 porta solo una pareja de cámaras adjuntas, (1m y 1n) no existe tabique separador entre zonas admisión-compresión y expansión-escape, las dos mitades o porciones superiores (Rp1 y Rq1 producen la admisión y compresión de la mezcla o aire y al final de la compresión se aplica a las dos mitades o porciones inferiores de expansión y escape. El gancho junto a la cámara de admisión (Ca) produce la admisión y el opuesto del mismo rotor la compresión final (Fe) de la cámara de compresión (Ce). De forma parecida en la mitad inferior y con desfasaje respecto a los de admisión un gancho proporciona la expansión y el otro el escape. En este caso por ser los rotores de un solo lóbulo se compensan sus masas interiormente y se vacía para reducir peso o se realizan los orificios (30). Muestra la tobera de entrada (8) y la de salida (9) está en la zona de expansión escape. Los lóbulos pueden ser similares a los de la figura 2A, incluso sin los ganchos de sus extremos.

La figura 3a muestra la pareja de cámaras adjuntas, (1m y 1n) igualmente sin tabique separador, las dos mitades o porciones superiores (Rp1 y Rq1) producen la admisión y compresión de la mezcla o aire y al final de la compresión se aplica a las dos mitades o porciones inferiores Rp2 y Rq2). Muestra el desfasaje entre la parte de admisión compresión y la de expansión escape.

Los rotores de las figuras 2 a la 3 a pueden estar torsionados con el fin de variar el momento final de la compresión con el de la explosión o inicio de la expansión.

La figura 4 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras con los cojinetes en el interior de los rotores. La cámara de compresión es de mayores dimensiones o volumen que la de expansión escape, pero puede ser menor. El tabique de separación porta la entrada (s) y la salida (z) del conducto que pone en comunicación sendas parejas de rotores. Puede necesitar solo el retén (91).

La figura 5 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras con los cojinetes en el exterior de los rotores. La cámara de compresión (1a y 1b) es de mayor dimensión o volumen que la de expansión escape (1f y 1g). El tabique de separación porta la entrada (s) y la salida (z) del conducto que pone en comunicación sendas parejas de rotores. Los rotores (4) de la cámara de compresión actúan simultáneamente como engranajes impulsores y junto con sus ejes (3) sincronizan el movimiento de los cuatro rotores. Los cojinetes (19) están cubiertos por la carcasa (87a) y se apoyan en los escalones o topes (20) del eje. La pareja de rotores de la cámara de expansión escape pueden ser cualquiera de los utilizados en el resto de la patente. Añade la bujía (7) y el inyector (18). Estos necesitan engrase en los engranajes o rotores de las cámaras de compresión pero no son de alta temperatura.

La figura 6 muestra las cámaras cilíndricas de un motor (85) y la cubierta independiente (87) de los engranajes (4) de un motor cuyos gases de escape se aplican a la turbina centrífuga (81) por el conducto (80) y con el eje (3a) común a ambos, se realimentan recuperando la energía de los gases.

La figura 7 muestra las cámaras cilíndricas de un motor (85) y carcasa (87) de la correa dentada (24) de un motor cuyos gases de escape se aplican a la turbina axial (86) y mediante el eje (3a) común a ambos, se realimentan, recuperando la energía de los gases.

La figura 8 muestra las cámaras cilíndricas de un motor (85) y la cubierta (87) de los engranajes (4) los gases de escape (80) se aplican a un turbocompresor formado por turbina (81) que acciona el compresor (82), el cual envía aire presurizado por el conducto (83) a un cambiador de calor (84) y de este a la cámara de combustión o al carburador (72), la energía de los gases de escape comprime y envía el aire a la admisión del motor.

La figura 9 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión con la cámara principal (la) con un rotor cilíndrico con uno o dos lóbulos y estos las juntas semirrígidas (2p) y una menor o secundaria (1b) con un rotor que tiene una o dos cavidades periféricas donde se aloja el lóbulo del rotor de la cámara principal durante su giro. La mezcla o aire comprimido se descarga cuando el conducto de descarga queda descubierto mediante la cavidad periférica del rotor de la cámara (1b), desembocando en la segunda pareja de cámaras de explosión-expansión-escape, (1f y 1g), donde se produce encendido con la bujía (7). Los rotores se compensan con taladros (30).

La figura 10 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión (1a, 1b), con un rotor cilíndrico con dos lóbulos tipo gancho o garra en cámara (1a) con las juntas (2q) y el otro rotor con las cavidades complementarias a dichos ganchos. La mezcla o aire comprimido se descarga en la segunda pareja de cámaras de expansión-escape, (1f y 1g) donde ocurre el encendido mediante la bujía (7).

La figura 11 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión (1a, 1b), con un rotor cilíndrico con un lóbulo tipo gancho o garra en cámara (1a) con las juntas (2q) y el otro rotor con la cavidad complementaria a dicho gancho. La mezcla o aire comprimido se descarga en la segunda pareja de cámaras de expansión-escape, (1f y 1g) donde ocurre el encendido mediante la bujía (7).

La figura 12 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión con la cámara principal (la) con un rotor cilíndrico con un lóbulo semicircular y una menor o secundaria (1b) con un rotor con una cavidad periférica donde se aloja el lóbulo del rotor de la principal durante su giro. Puede usar dos lóbulos y dos cavidades, los lóbulos pueden portar las juntas semirrígidas (2r). Portan los orificios (30) de equilibrado. La mezcla o aire comprimido se descarga por (x) o por (y) cuando el conducto de descarga se abre mediante la cavidad periférica del rotor de la cámara (1b), desembocando en la segunda pareja de cámaras de explosión-expansión-escape, (1f y 1g). Es muy eficiente si la descarga se realiza en la cámara de combustión (Ce) mostrada entre el lóbulo y los rotores. Usa dos tipos diferentes de parejas de rotores.

En las figuras 9 a la 12, la salida del aire comprimido de la cámara compresora lo hace por la zona inferior izquierda de la cámara de la derecha para que el rotor derecho actúe como válvula de paso. Descargándolo sincronizado en la cámara de combustión.

La figura 13 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión (1a, 1b) con la cámara (1a) con un rotor cilíndrico con dos lóbulos parcialmente anulares, cada uno con las caras o extremos en forma de gancho o garra. El fluido comprimido se descarga en la segunda pareja de cámaras de explosión-expansión- escape, (1f, 1g), produciéndose el encendido con una bujía no mostrada en la figura.

La figura 14 muestra un motor formado por dos parejas de cámaras, la pareja de admisióncompresión de dos cámaras, una con un rotor de cuatro lóbulos y la otra con seis cavidades para alojamiento de los lóbulos de la primera, la principal o mayor (1a) y la menor (1b). La mezcla o aire comprimido se descarga desembocando en la segunda pareja de cámaras de explosión-expansión-escape, (1f y 1g), donde se produce el encendido mediante una bujía no mostrada en la figura.

Las parejas de cámaras de las figuras 13 y 14 son más típicas de motores de flujo continuo y pueden tener una cámara de compresión y almacenaje intermedia.

La figura 15 muestra un motor de dos cámaras (1r y 1t) similar al usado en la figura 1, cuyas zonas interiores están descubiertas y portan unos fanes (53) cuyos álabes forman parte de los rotores, estando unidos a estos y a los ejes, girando sobre sus ejes apoyados en los soportes (54). Es válido para sustentar y/o propulsar las aeronaves. Cámaras y engranajes están carenados.

La figura 16 muestra el ciclo de trabajo de estos motores en función de la presión y volumen aplicados a los mismos, después de la admisión se produce la compresión adiabática (tramo 60m), continuando la explosión y combustión de la mezcla aire-combustible aplicada (Qp) (tramo 60n), aumentando la presión a volumen constante y a continuación la expansión adiabática (tramo 60x) aplicando la fuerza motriz y/o trabajo al eje del rotor. En el escape (tramo 60s) cede en forma de calor parte de la energía que no ha sido utilizada (Qo). O bien se realimenta su energía a la admisión del motor mediante un turbocompresor o mecánicamente al eje mediante una turbina centrífuga o axial.

Algunos rotores excéntricos o asimétricos sin orificios de compensación llevan el equilibrado o la compensación interna, realizándose esto durante su fabricación.

Las cámaras de comprensión de los motores de las figuras 9 a la 14 pueden ser de distintas dimensiones o volúmenes que los de expansión escape, y en las de flujo continuo no necesitan estar sincronizados los rotores, pueden tener una cámara intermedia y el conducto de salida de la compresión por sus reducidas dimensiones facilita la compresión.

El aire se trasfiere de la cámara de máxima compresión a la de combustión o de mínimo volumen de la cámara de expansión escape, y sus lumbreras o bocas de salida y entrada se aplican indistintamente en la cara frontal o en la lateral de los motores.

Los motores utilizan dos engranajes iguales. La velocidad angular debe ser la misma.

Para reducir ruidos por fugas las toberas de entrada y salida se pueden cubrir con una carcasa atenuadora. Un ajuste manual puede reducir la aproximación en las zonas críticas de los rotores. Los rotores pueden ser huecos para reducir el peso de los motores.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Motor rotativo de combustión interna del tipo que utiliza dos o más cámaras cilindricas, en cuyo interior giran unos rotores cilindro elípticos o cilíndricos, que consiste en dos o más cámaras cilíndricas intercomunicadas entre sí, en cuyo interior giran unos rotores cilíndrico elípticos, o cilíndricos con lóbulos o dientes los cuales engranan o machihembran interrelacionados con los rotores, o con los lóbulos o dientes de los rotores, contiguos o con unas cavidades dispuestas alrededor de los mismos, pero manteniendo una separación entre ellos y sus carcasas de entre 0,2 y 3 mm.

2. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los dientes de los rotores son parcialmente anulares y engranan con cavidades también parcialmente anulares de los rotores contiguos y sus caras de avance y/o de retroceso tienen la curvatura cóncava o convexa, la de los dientes de un engranaje convencional, la curvatura invertida a la de los dientes de dichos engranajes convencionales, forma de gancho o garra, de esquina de cola de milano o de segmento de círculo.

3. Motor según reivindicación 1, caracterizado por utilizar dos cámaras cilíndricas principales con dos rotores cilíndricos con uno o dos lóbulos o dientes parcialmente anulares, dos engranajes o correas dentadas, dos lumbreras, transfiriendo el aire o mezcla comprimida mediante un conducto externo y la actuación de los rotores como válvulas, descargando por un extremo en unas cavidades que tienen los rotores en un extremo de las cámaras de compresión y combustión-expansión-escape.

4. Motor según reivindicación 1, caracterizado por utilizar parejas de cámaras las cuales se interconectan con conductos externos, y con el desfasaje apropiado usando como válvulas unos rotores o lóbulos, unas levas externas o mediante conductos externos enviando flujo continuo.

5. Motor según reivindicación 1, caracterizado por utilizar una pareja de cámaras adjuntas (1m y 1n) y dos rotores, uno consta de un tramo cilíndrico superior (Rm1) con un diente (2p) que engrana en el tramo de rotor superior contiguo (Rn1) proporcionando entre ambos la cámara de admisión compresión, y su tramo cilíndrico inferior (Rm2) en el cual engrana un diente (2q) del tramo inferior del rotor contiguo (Rn2) proporcionando entre ambos la cámara de expansión-escape, la mezcla o el aire comprimido pasa de la cámara de compresión a la de explosión o expansión por una abertura en la zona central.

6. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque utiliza solo una pareja de cámaras adjuntas, (1m y 1n) no existe tabique, las dos mitades o porciones superiores (Rp1 y Rq1) producen la admisión y compresión de la mezcla o aire y al final de la compresión se aplica a las dos mitades o porciones inferiores de expansión y escape (Rp2 y Rq2) en el momento de la explosión y cuando inician la expansión, un gancho junto a la cámara de admisión (Ca) produce la admisión y el opuesto del mismo rotor la compresión final (Fc) de la cámara de compresión (Cc), de forma parecida en la mitad inferior y con desfasaje respecto a los de admisión un gancho proporciona la expansión y el otro el escape, en los rotores de un solo lóbulo se compensan sus masas interiormente y se vacían para reducir peso.

7. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque la salida de los gases de escape se efectúa por lumbreras periféricas radiales o en las caras laterales de las cámaras cilíndricas

8. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque la salida de los gases de escape desde la cámara de expansión-escape al exterior se efectúa mediante el rotor que actúa de válvula obturando el paso durante su giro.

9. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque la salida de los gases de escape desde la cámara de expansión-escape al exterior se hace por un conducto y a través de una cámara intermedia de almacenaje.

10. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los motores usan unos fanes o turbinas en zona interior descubierta de las cámaras y rotores útiles para sustentar y/o propulsar las aeronaves.

11. Motor según reivindicación 10, caracterizado porque los álabes de los fanes o turbinas de los motores hacen de soporte de los rotores, estando unidos a estos y a los ejes.

12. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque a los rotores con un solo lóbulo se les aplican orificios o taladros de equilibrado.

13. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los motores utilizan una cámara sobrepresurizada entre los rotores y las carcasas.

14. Motor según reivindicación 1, caracterizado por añadir unos anillos, resaltes o sobresalientes del mismo material o material semirrígido, o polímero de alta temperatura alrededor de las lumbreras, de los orificios en los extremos de los conductos de transvase del aire o mezcla comprimida, en los laterales y aristas tangenciales de los dientes o de los lóbulos de los rotores cilíndricos, en la proximidad de las aristas de los rotores, y en las generatrices de los rotores y radial o diametralmente en sus bases, embutidos en unos canales circulares o en forma de cola de milano que hacen de juntas.

15. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque en la unión de los engranajes con sus ejes o de los dientes o lóbulos con sus rotores portan unos elementos, chavetas o colas de milano que actúan de fusibles.

16. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque en las zonas entre rotores y carcasas se utilizan lubricantes o pastas de alta temperatura.

17. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los motores tienen dos conductos que comunican secuencialmente con una cámara intermedia de uno de los rotores de modo que actúa de válvula y separa la cámara de compresión y expansión.

18. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los gases de escape se aplican a una turbina (81 y 86) y mediante un eje (3a) común a ambos se realimenta la energía de los gases de escape al motor.

19. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los gases de escape se aplican a una turbina (81) que acciona un compresor (82), enviando el aire presurizado por un conducto (83) a un cambiador de calor (84) y de este al carburador o a la cámara de combustión.

20. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque se envía aire a presión mediante un conducto a un carburador o cámara de mezcla a una presión alta o media procedente de la cámara de compresión, descargándolo en la cámara de combustión a través de una cámara intermedia que actúa de válvula.

21. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los motores son de materiales de bajo coeficiente de dilatación, invar y/o aleaciones de magnesio o de aluminio con pequeñas cantidades de cobre, silicio, magnesio y/o zinc a las cuales se les aplican anodizados duros de aproximadamente 50 a 150 micras, o por utilizar materiales cerámicos: Alúmina (A²O³), Zirconia, (Z^r0²), Carburo de silicio (SiC), Titanato de Aluminio (AI²TO⁵), Nitruro de Silicio, (SͳN⁴), sus aleaciones y/o revestimientos de los mismos, reforzados o engrosados en zonas de mayor temperatura.

22. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los cojinetes se colocan externos a las cámaras principales separados por retenes, sellos y/o juntas.

23. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los lóbulos o dientes de los rotores y de los engranajes machihembrados tienen las longitudes de sus arcos iguales.

24. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los lóbulos o dientes de los rotores son elípticos, semielípticos, circulares o semicirculares.

25. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los lóbulos o dientes son elípticos, semielípticos, circulares o semicirculares cuya zona periférica más externa tiene unas curvaturas iguales a la de la carcasa, trapeciales o trapeciales con sus caras laterales curvas, parcialmente anulares o a modo de levas.

26. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de transmisión entre ejes son: engranajes, correas dentadas o cadenas ubicados en una caja de engranajes contigua e independiente externa o interna a las cámaras cilíndricas.

27. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los rotores tienen sus ejes escalonados y soportados con cojinetes cónicos, axiales o mixtos.

28. Motor según reivindicación 1 y 27, caracterizado porque entre las uniones de las carcasas y de estas con los ejes, se colocan unas juntas de estanqueidad y retenes.

29. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los lóbulos de los rotores cilindricos arrastran y comprimen el aire aspirado y atrapado entre dichos lóbulos, la carcasa de la cámara principal y el rotor, descargándolo en la cámara de combustión donde se aplica un encendido convencional, electrónico o láser, pasando a continuación a la cámara de expansión y escape.

30. Motor según reivindicación 1, caracterizado porque los rotores cilindrico elípticos arrastran y comprimen el aire aspirado y atrapado entre dichos rotores y la carcasa de la cámara principal, descargándolo en la cámara de combustión donde se aplica un encendido convencional, electrónico o láser, pasando a continuación a la cámara de expansión y escape.