RU2240431C2

RU2240431C2 - Jet compression propulsive device

Info

Publication number: RU2240431C2
Application number: RU2003101124/06A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Корнилов (RU); В.Д. Корнилов
Original assignee: Корнилов Виталий Дмитриевич
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines with rocking working members.

SUBSTANCE: according to proposed invention when nozzles connected with working chambers are opened, compressed air expands and compressed air reaction pulses execute equal to mechanical work of drive motor used for compressing the air. Reaction force pulses cause translational straight-line movement of propulsive device.

EFFECT: improved efficiency of propulsive device.

4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в качестве движителя с реактивной подвеской на легких наземных и водных транспортных средствах, летательных аппаратах.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a propulsion with a jet suspension on light land and water vehicles, aircraft.

Известны роторные двигатели внутреннего сгорания, в которых применены кинематические схемы ротора, совершающего вращательное движение и одновременно изменяющие объемы полостей между двумя клиновидными частями (патент Германии №4201993 С1, опуб. 1993 г).Known rotary internal combustion engines in which the kinematic schemes of the rotor are used, performing a rotational motion and simultaneously changing the volume of the cavities between the two wedge-shaped parts (German patent No. 4201993 C1, publ. 1993).

В известном реактивном роторном компрессионном движителе приводной двигатель приводит в движение системы, сжимает воздух в рабочих камерах, на что затрачивает механическую работу, количество энергии которой переходит во внутреннюю, потенциальную энергию сжатого воздуха. При открытии сопел, соединенных с рабочими камерами, происходит процесс расширения сжатого воздуха и совершается работа импульсов силы реакции сжатого воздуха, количественно равной механической работе приводного двигателя, затраченной на сжатие воздуха. Импульсы силы реакции вызывают поступательное прямолинейное движение систем движителя.In the known jet rotary compression mover, the drive motor drives the system, compresses the air in the working chambers, which expends mechanical work, the amount of energy of which is transferred to the internal, potential energy of the compressed air. When the nozzles connected to the working chambers are opened, the process of expansion of the compressed air takes place and the pulses of the reaction force of the compressed air work, quantitatively equal to the mechanical work of the drive motor spent on compressing the air. Impulses of the reaction force cause translational rectilinear motion of the propulsion systems.

Недостатком аналога являются повышенные механические потери.The disadvantage of an analogue is increased mechanical loss.

Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.The technical result is to increase the efficiency of the engine.

Поставленная задача достигается тем, что реактивный компрессионный движитель содержит двигатель, который состоит из закрываемых с обоих торцов цилиндрического корпуса с осесимметрично установленным валом, в корпусе выполнены отверстия для подвода смеси топлива с воздухом, отверстия для установки свечей зажигания и отверстия для отвода отработавших газов, на валу внутри корпуса установлены две части, которые образуют ротор с четырьмя клиновидными камерами переменного объема. Согласно изобретению он состоит из двух систем и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса, двух боковых фланцев, ротора с механизмом привода и лопастями, перегородок, опорного вала, фазового диска с механизмом привода, воздушных сопел, крестовин, корпус с торцов закрыт фланцами, внутри корпуса установлены четыре перегородки с пластинчатыми клапанами, перегородки образуют четыре полости, ротор размещен на скользящих подшипниках, установленных внутри фланцев, внутри ротора установлены две кольцевые вставки с шариковыми подшипниками и опорный вал, ротор приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками, соединенными шестеренчатой передачей с опорным валом, кулачки воздействуют на ротор через упоры, выполненные на торце вставки ротора, четыре лопасти закреплены на роторе под углом 90 градусов друг к другу, каждая лопасть делит полость между перегородками в корпусе на две рабочие камеры изменяемого объема, опорный вал установлен внутри ротора на шариковых подшипниках и подшипнике в крестовине, фазовый диск установлен на опорном валу, приводится во вращение планетарной шестеренчатой передачей, на торце фазового диска выполнены восемь отверстий для вылета сжатого воздуха из сопел, при вращении опорного вала эксцентриковые кулачки через упоры ротора поворачивают на некоторый угол ротор, который совершает маятниковое движение, при повороте ротора по часовой стрелке лопасти занимают крайнее правое положение возле перегородок и сжимают воздух на величину степени сжатия, количество механической энергии приводного двигателя переходит в потенциальную энергию сжатого воздуха, в конце сжатия фазовый диск открывает воздушные сопла и воздух, находящийся под давлением, расширяется, вылетает - выстреливается наружу и совершает механическую работу, импульсы силы реакции вылетаемого воздуха передаются на корпус, вызывают поступательное, прямолинейное движение системы, при повороте ротора против часовой стрелки лопасти сжимают воздух возле левых сторон перегородок, в конце сжатия открываются сопла и воздух выстреливается наружу через сопла и процесс повторяется, одновременно с правой стороны лопастей воздух всасывается в правые камеры через пластинчатые клапаны перегородок, полость ротора и полость опорного вала, соединенной с воздухозаборником, в результате системы работают как нагнетательные насосы объемного типа, системы объединены в блок с приводным двигателем, силы инерции движущихся деталей двух систем взаимно уравновешиваются.The task is achieved in that the jet compression propulsion device includes an engine that consists of a cylinder that can be closed on both ends with an axisymmetrically mounted shaft; holes for supplying a mixture of fuel and air are made in the case, holes for installing spark plugs and holes for exhaust gases, the shaft inside the housing has two parts that form a rotor with four wedge-shaped chambers of variable volume. According to the invention, it consists of two systems and a drive motor, each system consists of a cylindrical body, two side flanges, a rotor with a drive mechanism and blades, partitions, a support shaft, a phase disk with a drive mechanism, air nozzles, crosspieces, the case with the ends closed by flanges , four partitions with plate valves are installed inside the case, the partitions form four cavities, the rotor is placed on sliding bearings installed inside the flanges, two ring inserts are installed inside the rotor with ball bearings and a support shaft, the rotor is driven by two eccentric cams connected by a gear transmission to the support shaft, the cams act on the rotor through stops made on the end face of the rotor insert, four blades are mounted on the rotor at an angle of 90 degrees to each other, each blade divides the cavity between the partitions in the housing into two working chambers of variable volume, the support shaft is installed inside the rotor on ball bearings and the bearing in the crosspiece, the phase disk is installed on the support shaft, when it is driven into rotation by a planetary gear drive, eight holes are made on the end of the phase disk for the release of compressed air from the nozzles, when the support shaft rotates, the eccentric cams through the rotor stops turn the rotor at a certain angle, which makes a pendulum movement, when the rotor turns clockwise, the blades occupy the extreme the right position near the partitions and compress the air by the value of the degree of compression, the amount of mechanical energy of the drive motor passes into the potential energy of the compressed air ha, at the end of compression, the phase disk opens the air nozzles and the air under pressure expands, flies out - shoots out and performs mechanical work, impulses of the reaction force of the emitted air are transmitted to the body, cause translational, rectilinear movement of the system, when the rotor rotates counterclockwise the blades compress the air near the left sides of the partitions, at the end of compression the nozzles open and the air shoots out through the nozzles and the process repeats, simultaneously the air is on the right side of the blades it is sucked into the right chambers through the plate valves of the partitions, the rotor cavity and the cavity of the support shaft connected to the air intake, as a result of the system they work as positive displacement pumps, the systems are combined into a block with a drive motor, the inertia forces of the moving parts of the two systems are mutually balanced.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated using the drawings.

на фиг.1 представлен продольный разрез двигателя;figure 1 presents a longitudinal section of the engine;

на фиг.2 - поперечный разрез;figure 2 is a transverse section;

на фиг.3 - поперечный разрез по соплам;figure 3 is a transverse section through the nozzles;

на фиг.4 - вариант компоновки двигателя из двух систем.figure 4 is a variant of the layout of the engine from two systems.

Реактивный компрессионный движитель состоит из двух систем Д и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса 1 с двумя торцевыми фланцами 5, ротора 2 с лопастями 3 и механизмом привода, опорного вала 4 с шариковыми подшипниками 17, перегородок 12 корпуса 1, фазового диска 6 с планетарной передачей, крестовин 9 корпуса 1, сопел 7, уплотнителей 8 ротора 2 и лопастей 3. Корпус 1 соединен фланцами 5, внутри корпуса 1 установлены четыре радиальные перегородки 12, которые разделяют внутреннюю часть корпуса 1 на четыре полости Н. Ротор 2 пустотелый, установлен на скользящих подшипниках 15 фланцев 5 и на проставке 16 и подшипнике 17 опорного вала 4, на роторе установлены четыре лопасти 3, расположенные в корпусе 1, и каждая лопасть 3 разделяет полость Н на две рабочие камеры изменяемых объемов, ротор 2 приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками 10 через упоры 11, кулачки 10 с шестернями 13 соединены с шестерней 14, установленной на опорном валу 4. Фазовый диск 6 установлен на опорном валу 4 на втулке 25, приводится во вращение планетарной шестерней 18, выполненной на фазовом диске 6, шестерни 19, установленной на опорном валу, и промежуточной шестерни 20, размещенной на крестовине 9. Опорный вал 4 пустотелый с наружными отверстиями для прохода воздуха "а", установлен внутри ротора 2 на подшипниках 17. Воздушные сопла 7 соединены с рабочими камерами и снаружи плотно закрыты торцевой плоскостью фазового диска 6 через кольцевые уплотнения 22. Крестовины 9 установлены с торцов корпуса 1 и обеспечивают его прочность.The compression jet engine consists of two systems D and a drive motor, each system consists of a cylindrical body 1 with two end flanges 5, a rotor 2 with blades 3 and a drive mechanism, a support shaft 4 with ball bearings 17, partitions 12 of the housing 1, phase disk 6 with a planetary gear, cross pieces 9 of the housing 1, nozzles 7, seals 8 of the rotor 2 and blades 3. The housing 1 is connected by flanges 5, four radial partitions 12 are installed inside the housing 1, which divide the inside of the housing 1 into four cavities N. Roto 2 is hollow, mounted on sliding bearings 15 of the flanges 5 and on the spacer 16 and the bearing 17 of the support shaft 4, four blades 3 are located on the rotor located in the housing 1, and each blade 3 divides the cavity H into two working chambers of variable volumes, the rotor 2 is driven in motion by two eccentric cams 10 through the stops 11, the cams 10 with gears 13 are connected to the gear 14 mounted on the support shaft 4. The phase disk 6 is mounted on the support shaft 4 on the sleeve 25, is driven by a planetary gear 18, made on a phase dis ke 6, gear 19 mounted on the support shaft, and an intermediate gear 20 located on the spider 9. The support shaft 4 is hollow with external holes for the passage of air "a", is installed inside the rotor 2 on bearings 17. Air nozzles 7 are connected to the working chambers and the outside is tightly closed by the end plane of the phase disk 6 through the O-rings 22. Crosses 9 are installed from the ends of the housing 1 and provide its strength.

Реактивный движитель работает следующим образом. При вращении опорного вала 4 от приводного двигателя (на чертеже не показан) шестерня 13 вращает шестерни 14 кулачков 10, которые поворачивают ротор 2 на некоторый угол и ротор 2 совершает маятниковое движение. При движении ротора 2 по часовой стрелке лопасти 3 занимают крайнее правое положение возле перегородок 12, воздух сжимается на величину установленной степени сжатия в рабочих камерах J, в это время фазовый диск 6 открывает воздушные сопла 7 и сжатый воздух, находящийся под значительным давлением, мгновенно вылетает-выстреливает наружу, импульсы силы реакции передаются на систему, вызывают ее поступательное прямолинейное движение. В период выстрела воздуха из сопла 7 движение ротора 2 замедляется и приостанавливается, происходит изменение направления движения ротора 2, затем лопасти 3 движутся влево против часовой стрелки и сжимают воздух в рабочих камерах возле левых перегородок 12 и процесс выстрела сжатого воздуха повторяется. Одновременно в правых камерах относительно лопастей 3 всасывается воздух через пластинчатые клапаны 21 с пружинами 23, расположенными в перегородках 12. Забор воздуха в рабочие камеры происходит через полость вала 4 в отверстия "а", отверстия "в" и полость С в роторе 2. В результате системы работают как нагнетатели воздуха объемного типа.Jet propulsion operates as follows. When the support shaft 4 is rotated by a drive motor (not shown in the drawing), the gear 13 rotates the gears 14 of the cams 10, which rotate the rotor 2 by a certain angle and the rotor 2 makes a pendulum movement. When the rotor 2 moves clockwise, the blades 3 occupy the extreme right position near the partitions 12, the air is compressed by the value of the set compression ratio in the working chambers J, at this time the phase disk 6 opens the air nozzles 7 and the compressed air under considerable pressure instantly flies out - shoots out, impulses of the reaction force are transmitted to the system, cause its linear progression. During the period of the air shot from the nozzle 7, the movement of the rotor 2 slows down and stops, the direction of movement of the rotor 2 changes, then the blades 3 move counterclockwise to the left and compress the air in the working chambers near the left partitions 12 and the process of shot of compressed air is repeated. At the same time, in the right chambers relative to the blades 3, air is sucked in through the plate valves 21 with springs 23 located in the partitions 12. The air is taken into the working chambers through the shaft cavity 4 into the holes "a", the holes "into" and the cavity C in the rotor 2. B As a result, the systems operate as volumetric air blowers.

Claims

Реактивный компрессионный движитель, содержащий двигатель, который состоит из закрываемых с обоих торцов цилиндрического корпуса с осесимметрично установленным валом, в корпусе выполнены отверстия для подвода смеси топлива с воздухом, отверстия для установки свечей зажигания и отверстия для отвода отработавших газов, на валу внутри корпуса установлены две части, которые образуют ротор с четырьмя клиновидными камерами переменного объема, отличающийся тем, что он состоит из двух систем и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса, двух боковых фланцев, ротора с механизмом привода и лопастями, перегородок, опорного вала, фазового диска с механизмом привода, воздушных сопел, крестовин, корпус с торцов закрыт фланцами, внутри корпуса установлены четыре перегородки с пластинчатыми клапанами, перегородки образуют четыре полости, ротор размещен на скользящих подшипниках, установленных внутри фланцев, внутри ротора установлены две кольцевые вставки с шариковыми подшипниками и опорный вал, ротор приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками, соединенными шестеренчатой передачей с опорным валом, кулачки воздействуют на ротор через упоры, выполненные на торце вставки ротора, четыре лопасти закреплены на роторе под углом 90° друг к другу, каждая лопасть делит полость между перегородками в корпусе на две рабочие камеры изменяемого объема, опорный вал установлен внутри ротора на шариковых подшипниках и подшипнике в крестовине, фазовый диск установлен на опорном валу, приводится во вращение планетарной шестеренчатой передачей, на торце фазового диска выполнены восемь отверстий для вылета сжатого воздуха из сопел, при вращении опорного вала эксцентриковые кулачки через упоры ротора поворачивают на некоторый угол ротор, который совершает маятниковое движение, при повороте ротора по часовой стрелке лопасти занимают крайнее правое положение возле перегородок и сжимают воздух на величину степени сжатия, количество механической энергии приводного двигателя переходит в потенциальную энергию сжатого воздуха, в конце сжатия фазовый диск открывает воздушные сопла и воздух, находящийся под давлением, расширяется, вылетает - выстреливается наружу и совершает механическую работу, импульсы силы реакции вылетаемого воздуха передаются на корпус, вызывают поступательное, прямолинейное движение системы, при повороте ротора против часовой стрелки лопасти сжимают воздух возле левых сторон перегородок, в конце сжатия открываются сопла и воздух выстреливается наружу через сопла и процесс повторяется, одновременно с правой стороны лопастей воздух всасывается в правые камеры через пластинчатые клапаны перегородок, полость ротора и полость опорного вала, соединенной с воздухозаборником, в результате системы работают как нагнетательные насосы объемного типа, системы объединены в блок с приводным двигателем, силы инерции движущихся деталей двух систем взаимно уравновешиваются.A jet compression propulsion device containing an engine, which consists of a cylindrical housing that can be closed at both ends with an axisymmetrically mounted shaft, holes for supplying a mixture of fuel and air are made in the housing, holes for installing spark plugs and holes for exhaust exhaust, two are installed on the shaft inside the housing parts that form a rotor with four wedge-shaped chambers of variable volume, characterized in that it consists of two systems and a drive motor, each system consists of an cylindrical housing, two side flanges, a rotor with a drive mechanism and blades, partitions, a support shaft, a phase disk with a drive mechanism, air nozzles, crosspieces, the housing from the ends is closed by flanges, four partitions with plate valves are installed inside the body, the partitions form four cavities, the rotor is placed on sliding bearings mounted inside the flanges, two ring inserts with ball bearings and a support shaft are installed inside the rotor, the rotor is driven by two eccentric cams the cams act on the rotor through the stops made on the end face of the rotor insert, four blades are mounted on the rotor at an angle of 90 ° to each other, each blade divides the cavity between the partitions in the housing into two working chambers of variable volume, the supporting shaft is mounted inside the rotor on ball bearings and the bearing in the crosspiece, the phase disk is mounted on the supporting shaft, driven by planetary gear transmission, eight holes are made at the end of the phase disk tions for the release of compressed air from the nozzles, when the support shaft rotates, the eccentric cams through the rotor stops rotate the rotor, which makes a pendulum movement, when the rotor rotates clockwise, the blades occupy the extreme right position near the partitions and compress the air by the amount of compression, quantity mechanical energy of the drive motor goes into the potential energy of compressed air, at the end of compression the phase disk opens the air nozzles and the air under pressure expands , flies out — shoots out and does mechanical work, impulses of the reaction force of the discharged air are transmitted to the body, cause translational, rectilinear movement of the system, when the rotor turns counterclockwise, the blades compress the air near the left sides of the partitions, nozzles open at the end of compression and the air shoots out through nozzles and the process is repeated, at the same time on the right side of the blades, air is sucked into the right chambers through the plate valves of the partitions, the cavity of the rotor and the cavity of the support shaft, connected to the air intake, as a result, the systems operate as positive displacement pumps, the systems are combined into a block with a drive motor, the inertia forces of the moving parts of the two systems are mutually balanced.