RU2023888C1 - Heat rotor engine - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: rotor is mounted on a shaft within a case provided with coaxially or eccentrically mounted profiled working chambers and provided with spring-loaded separating plate received in a groove of the rotor. Decompression passage, that connects the groove with one of the chamber, is provided within the plate. Heating member is positioned in the case. Cooler is positioned for forming by-passing passage that interconnects the chambers. If rotor is mounted coaxially additional heating member and cooler are opposite within the case. Arc-like cooling space is provided within the case. EFFECT: improved design. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к двигателестроению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, изготавливающих и использующих роторные двигатели. The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to engine building, and can be used in all sectors of the economy that manufacture and use rotary engines.

Известен роторный двигатель, содержащий корпус с крышками, установленный в нем на оси с образованием рабочих полостей ротор, состоящий из ступиц, контактирующих между собой торцами, и по меньшей мере двух лопастей, закрепленных на ступицах, каналы подвода и отвода рабочей среды в оси и в ступицах, механизм распределения рабочей среды, сообщенный с каналами подвода и отвода, и механизмы фиксации лопастей относительно корпуса и оси. Каналы подвода выполнены в оси вокруг центрального отводного канала, механизм распределения рабочей среды выполнен в виде кольцевых канавок в торцах ступиц и на их внутренней цилиндрической поверхности, сообщенных с рабочими полостями, причем в торце каждой из ступиц выполнены с возможностью соединения с канавками на торце смежной ступицы каналы, связанные с каналами подвода, а отводной канал соединен сквозными каналами на внутренних цилиндрических поверхностях ступиц. Known rotary engine, comprising a housing with covers, mounted in it on the axis with the formation of the working cavities of the rotor, consisting of hubs in contact with each other, and at least two blades mounted on the hubs, channels for supplying and discharging the working medium in the axis and in hubs, the mechanism of distribution of the working medium, in communication with the channels of supply and removal, and mechanisms for fixing the blades relative to the body and axis. The supply channels are made in the axis around the central outlet channel, the distribution medium of the working medium is made in the form of annular grooves in the ends of the hubs and on their inner cylindrical surface in communication with the working cavities, moreover, in the end face of each of the hubs they are made with the possibility of connection with grooves on the end face of the adjacent hub channels associated with the supply channels, and the outlet channel is connected through channels on the inner cylindrical surfaces of the hubs.

Недостатками данного двигателя является сложность конструкции. The disadvantages of this engine is the design complexity.

Известна роторная машина, содержащая корпус, ротор с подвижными лопастями, размещенный в корпусе с образованием рабочих камер разделитель и кулачковый механизм перемещений лопастей. Ротор имеет поперечный кольцевой выступ с радиальными прорезями и размещен в корпусе с образованием между выступом, ротором и корпусом кольцевой полости, лопасти расположены в прорезях с возможностью перемещения вдоль оси ротора, кулачковый механизм установлен с возможностью осевого перемещения и кинематически связан с поршнем, последний расположен в кольцевой полости, и разделитель закреплен с возможностью его ввода в паз поршня, причем рабочие камеры образованы между радиальным выступом, ротором, корпусом и одним из торцов поршня, а между другим его торцом, ротором и корпусом образована камера регулирования, сообщенная с источником переменного давления. Known rotary machine comprising a housing, a rotor with movable blades, placed in the housing with the formation of the working chambers, the separator and cam mechanism for moving the blades. The rotor has a transverse annular protrusion with radial slots and is housed in the housing to form an annular cavity between the protrusion, rotor and the housing, the blades are arranged to move along the rotor axis, the cam mechanism is axially movable and kinematically connected to the piston, the latter is located in annular cavity, and the separator is fixed with the possibility of its introduction into the piston groove, and the working chambers are formed between the radial protrusion, the rotor, the housing and one of the ends of the piston, and between its other end face, rotor and housing, a control chamber is formed, which is in communication with a variable pressure source.

Недостатками машины являются сложность конструкции и ненадежность. The disadvantages of the machine are design complexity and unreliability.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является тепловой роторный двигатель, содержащий неподвижный корпус с профилированными рабочими камерами, выходной вал с ротором, нагревательный элемент и холодильник. The closest technical solution to the claimed is a thermal rotary engine containing a stationary housing with profiled working chambers, an output shaft with a rotor, a heating element and a refrigerator.

Недостатками прототипа являются малый срок службы вследствие повышенного износа ротора при работе на загрязненной рабочей среде и сложность конструкции. The disadvantages of the prototype are the short service life due to increased wear of the rotor when working on a contaminated working environment and the complexity of the design.

Технической задачей изобретения является повышение надежности, упрощение конструкции и увеличение долговечности. An object of the invention is to increase reliability, simplify the design and increase durability.

Технический результат достигается тем, что роторный двигатель содержит неподвижный корпус с профилированными рабочими камерами, выходной вал с цилиндрическим ротором, в радиальных пазах которого установлены подпружиненные разделительные пластины с расположенными внутри сквозными декомпрессионными каналами. Корпус содержит камеру нагрева и охлаждающую полость, причем в последней диаметрально противоположно установлены два охлаждающих элемента, а в камере нагрева расположен нагревательный элемент. Пластины разделяют рабочие камеры на расширительно-вытеснительные камеры. Рабочие камеры образованы между радиальным выступом корпуса, ротором и корпусом. The technical result is achieved by the fact that the rotary engine comprises a stationary housing with profiled working chambers, an output shaft with a cylindrical rotor, in the radial grooves of which spring-loaded separation plates are installed with through decompression channels located inside. The housing comprises a heating chamber and a cooling cavity, wherein two cooling elements are diametrically opposed in the latter, and a heating element is located in the heating chamber. The plates divide the working chambers into expansion and displacement chambers. The working chambers are formed between the radial protrusion of the housing, the rotor and the housing.

Расположение в камере нагрева нагревательного элемента (например, форсунки) создает идеальные условия для горения топлива с наименьшим содержанием CO в продуктах сгорания и использования любого вида топлива без изменения конструкции двигателя. The location in the heating chamber of a heating element (for example, a nozzle) creates ideal conditions for burning fuel with the lowest CO content in the combustion products and using any type of fuel without changing the design of the engine.

На фиг. 1 показан роторный двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вариант с тремя разделительными пластинами; на фиг. 3 - то же, вариант с эксцентрично расположенным ротором и с одной разделительной пластиной. In FIG. 1 shows a rotary engine, cross section; in FIG. 2 - the same version with three dividing plates; in FIG. 3 - the same version with an eccentrically located rotor and with one dividing plate.

Роторный двигатель содержит неподвижный корпус 1 с профилированными рабочими камерами 2 и 3. На выходном валу (на чертежах не показан) установлен цилиндрический ротор 4, в радиальных пазах 5 и 6 которого размещены подпружиненные разделительные пластины 7 и 8 с расположенными внутри сквозными декомпрессионными каналами 9 и 10 для уравнивания давления воздуха в надлопаточных пространствах, прижимающиеся к корпусу 1 пружинами 11 и 12. В корпусе 1 расположена камера нагрева 13 и охлаждающая полость 14, по которой протекает охлаждающая жидкость. В полости 14 диаметрально противоположно установлены два охлаждающих элемента 15 и 16 (например, холодильники). Камера нагрева 13 содержит нагревательный элемент 17 (например, форсунка). Рабочие камеры 2 и 3 образованы между радиальными выступами 18 и 19 корпуса 1, ротором 4 и корпусом 1. Пластины 7 и 8 разделяют рабочие камеры 2 и 3 на расширительно-вытеснительные камеры 20, 21, 22 и 23. Пластины 7 и 8 покрыты слоем твердой смазки (например, графитодисульфидмолибденовая композиция). The rotary engine contains a stationary housing 1 with profiled working chambers 2 and 3. A cylindrical rotor 4 is installed on the output shaft (not shown in the drawings), in the radial grooves 5 and 6 of which spring-loaded separation plates 7 and 8 are located with through-hole decompression channels 9 and located inside 10 to equalize the air pressure in the suprascapular spaces, pressed against the housing 1 by the springs 11 and 12. In the housing 1 there is a heating chamber 13 and a cooling cavity 14 through which the cooling fluid flows. In the cavity 14, two cooling elements 15 and 16 are diametrically opposed (for example, refrigerators). The heating chamber 13 comprises a heating element 17 (for example, a nozzle). The working chambers 2 and 3 are formed between the radial protrusions 18 and 19 of the housing 1, the rotor 4 and the housing 1. The plates 7 and 8 divide the working chambers 2 and 3 into the expansion and displacement chambers 20, 21, 22 and 23. The plates 7 and 8 are coated with a layer solid lubricants (e.g., graphitodisulfide-molybdenum composition).

Роторный двигатель работает следующим образом. Rotary engine operates as follows.

В рабочих камерах 2 и 3 находится воздух или другой газ. Во время работы нагревательного элемента 17 воздух в камере 20 нагревается через стенку между камерой нагрева 13 и камерой 20 и начинает расширяться. Давление в камере 20 возрастает, воздух разделительной пластиной 7 выталкивается в камеру 21 и ротор 4 начинает вращаться по часовой стрелке. Из камеры 21 разделительной пластиной 7 воздух выталкивается через охлаждающий элемент 15 в камеру 22. В охлаждающую полость 14 подается охлаждающая жидкость. Через стенки корпуса 1 воздух в камере 22 охлаждается и давление в ней будет меньше, чем в камере 21. Из камеры 23 через охлаждающий элемент 16 разделительной пластиной 7 воздух выталкивается в камеру 20. Вследствие последующего охлаждения воздуха давление в камере 23 будет еще меньше, чем в камере 20. Через стенку между охлаждающей полостью 14 и рабочей камерой 3 воздух охлаждается дополнительно. Таким образом, давление в области нагрева (рабочая камера 2) будет всегда больше, чем в области охлаждения (рабочая камера 3), и ротор 4 будет вращаться. In the working chambers 2 and 3 there is air or other gas. During operation of the heating element 17, the air in the chamber 20 is heated through the wall between the heating chamber 13 and the chamber 20 and begins to expand. The pressure in the chamber 20 increases, the air of the separation plate 7 is pushed into the chamber 21 and the rotor 4 begins to rotate clockwise. From the chamber 21, the separation plate 7 pushes air through the cooling element 15 into the chamber 22. Coolant is supplied to the cooling cavity 14. Through the walls of the housing 1, the air in the chamber 22 is cooled and the pressure in it will be less than in the chamber 21. From the chamber 23, through the cooling element 16 by the dividing plate 7, the air is pushed into the chamber 20. Due to the subsequent cooling of the air, the pressure in the chamber 23 will be even less than in the chamber 20. Through the wall between the cooling cavity 14 and the working chamber 3, the air is additionally cooled. Thus, the pressure in the heating region (working chamber 2) will always be greater than in the cooling region (working chamber 3), and the rotor 4 will rotate.

Claims (3)

1. ТЕПЛОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус с профилированными рабочими камерами, ротор, установленный на валу, нагревательный элемент и холодильник, отличающийся тем, что ротор установлен в корпусе соосно или эксцентрично и снабжен по крайней мере одной подпружиненной разделительной пластиной, размещенной в пазу ротора, при этом в пластине выполнен декомпрессионный канал, сообщающий паз с одной из рабочих камер, нагревательный элемент установлен в корпусе, а холодильник размещен с возможностью образования перепускного канала, сообщающего рабочие камеры между собой. 1. THERMAL ROTARY ENGINE, comprising a housing with profiled working chambers, a rotor mounted on the shaft, a heating element and a refrigerator, characterized in that the rotor is mounted coaxially or eccentrically and is equipped with at least one spring-loaded separation plate placed in the groove of the rotor, at the same time, a decompression channel is made in the plate, which communicates a groove from one of the working chambers, the heating element is installed in the housing, and the refrigerator is placed with the possibility of the formation of a bypass channel, with communicating working chambers among themselves. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что при соосной установке ротора двигатель снабжен дополнительными нагревательным элементом и холодильником, оппозитно размещенными в корпусе. 2. The engine according to claim 1, characterized in that when the rotor is coaxially mounted, the engine is equipped with an additional heating element and a refrigerator, which are opposite in the housing. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что при соосной установке ротора двигатель снабжен дополнительным холодильником, оппозитно размещенным в корпусе относительно первого, при этом в корпусе выполнена дугообразная охлаждающая полость. 3. The engine according to claim 1, characterized in that when the rotor is coaxially mounted, the engine is equipped with an additional refrigerator, opposed to the first relative to the housing, while the housing has an arcuate cooling cavity.

Images