RU2377414C2 - Rotor-type cone-screw engine - Google Patents
Rotor-type cone-screw engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377414C2 RU2377414C2 RU2007139509/06A RU2007139509A RU2377414C2 RU 2377414 C2 RU2377414 C2 RU 2377414C2 RU 2007139509/06 A RU2007139509/06 A RU 2007139509/06A RU 2007139509 A RU2007139509 A RU 2007139509A RU 2377414 C2 RU2377414 C2 RU 2377414C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- elements
- working surface
- engine
- conical screw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, а именно к тепловым двигателям роторного типа с непараллельными осями, и может найти применение как источник механической энергии в транспортных средствах и различного рода энергетических установках, а в частичном виде как компрессор газа, либо газовый двигатель.The invention relates to mechanical engineering, mainly to engine building, namely to rotary-type heat engines with non-parallel axes, and can be used as a source of mechanical energy in vehicles and various power plants, and in partial form as a gas compressor or gas engine.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен газотурбинный двигатель внутреннего сгорания, газодинамического типа, работающий с подводом теплоты при постоянном давлении и состоящий из компрессора, камеры сгорания, а также турбины привода компрессора и силовой турбины. Рабочее тело (воздух) сжимается компрессором, поступает в камеру сгорания, где нагревается при постоянном давлении за счет реакции горения топлива, подаваемого в камеру сгорания, и далее, расширяясь и ускоряясь, совершает работу, сообщая крутящий момент и вращательное движение турбине привода компрессора и силовой турбине. Взаимодействие рабочего тела с лопатками турбин и компрессора основывается на аэродинамических явлениях, возникающих при обтекании газами профилированных поверхностей. К преимуществам данного двигателя относятся высокая удельная (по массе) мощность, компактность, полная уравновешенность, низкая токсичность, многотопливность, плавная работа с отсутствием пульсаций момента, оптимальный вид внешней скоростной характеристики, высокая продолжительность интервалов между обслуживанием. Повышение КПД на данном двигателе достигается увеличением давления, развиваемого компрессором, повышением температуры газов на выходе камеры сгорания, а также частичной регенерацией остаточной теплоты отработавших газов. Весь комплекс перечисленных мероприятий требует усложнения конструкции включением новых устройств и ведет к общему утяжелению конструкции, а в сочетании с необходимостью применения самых современных материалов и технологий приводит к значительному удорожанию готовых изделий. Кроме того, к недостаткам данного двигателя можно отнести неудовлетворительную работу в переходных и неустановившихся режимах, сравнительно высокий удельный расход топлива, приведенный к энергии, снимаемой с силовой турбины, узость рабочего диапазона, обеспечивающего максимум КПД, неприменимость в маломощных установках.Known gas turbine internal combustion engine, gas-dynamic type, working with the supply of heat at constant pressure and consisting of a compressor, a combustion chamber, as well as a compressor drive turbine and a power turbine. The working fluid (air) is compressed by the compressor, enters the combustion chamber, where it is heated at constant pressure due to the combustion reaction of the fuel supplied to the combustion chamber, and then, expanding and accelerating, it does the job, reporting torque and rotational movement of the compressor drive turbine and power turbine. The interaction of the working fluid with the blades of the turbines and the compressor is based on the aerodynamic phenomena that occur when gases flow around profiled surfaces. The advantages of this engine include high specific (by weight) power, compactness, complete balance, low toxicity, multi-fuel, smooth operation with no ripple in the torque, optimal appearance of external speed characteristics, high duration of service intervals. An increase in efficiency on this engine is achieved by increasing the pressure developed by the compressor, increasing the temperature of the gases at the exit of the combustion chamber, and also by partially regenerating the residual heat of the exhaust gases. The whole complex of these measures requires design complexity by the inclusion of new devices and leads to a general weighting of the structure, and in combination with the need to use the most advanced materials and technologies, it leads to a significant increase in the cost of finished products. In addition, the disadvantages of this engine include unsatisfactory operation in transient and transient modes, a relatively high specific fuel consumption, reduced to energy taken from a power turbine, a narrow operating range that provides maximum efficiency, and inapplicability in low-power installations.
Кроме описанного, известны нагнетающие устройства объемного типа, такие как Wankel, Zoller и Powerplus, нагнетатели конструкций Лисхольма, Рутса, G-образный фирмы Фольксваген, а также героторные насосы Муано.In addition to the described, volumetric type discharge devices are known, such as Wankel, Zoller and Powerplus, Lysholm, Roots, Volkswagen G-shaped blowers, as well as Muano gerotor pumps.
Нагнетание в перечисленных устройствах происходит за счет образования и наполнения газом объемных полостей (капсул), ограниченных движущимися телами и корпусом, с их последующей изоляцией от впускного тракта и вытеснением газа из указанных капсул в выходную нагнетательную полость за счет геометрического уменьшения объема капсулы, заключенного между вытесняющими телами. Наличие ограниченного количества изолированных капсул при их последовательном открытии в нагнетательную полость обуславливают возникновение в последней пульсации давления, степень которой может различаться от одного устройства к другому и зависит от их конструктивных особенностей. В силу предварительного сжатия капсул перед их открытием в нагнетательную полость, наименьшей пульсацией давления отличается спиральный нагнетатель фирмы Фольксваген G-Lader и винтовые компрессоры Лисхольма.The injection in these devices occurs due to the formation and filling with gas of volume cavities (capsules), limited by moving bodies and the body, with their subsequent isolation from the inlet tract and the displacement of gas from these capsules into the outlet pressure cavity due to the geometric reduction of the volume of the capsule enclosed between the expelling bodies. The presence of a limited number of isolated capsules during their successive opening into the injection cavity causes the appearance of pressure in the last pulsation, the degree of which can vary from one device to another and depends on their design features. Due to the preliminary compression of the capsules before opening them into the injection cavity, the Volkswagen G-Lader spiral compressor and Liskholm screw compressors are characterized by the least pressure pulsation.
Нагнетающие устройства, применяемые в современном машиностроении, можно классифицировать следующим образом:Pumping devices used in modern engineering can be classified as follows:
1. Газодинамического типа:1. Gas-dynamic type:
1.1. Аэродинамические вентиляторного типа:1.1. Aerodynamic fan type:
1.1.1. Осевые лопаточные:1.1.1. Axial scapular:
1.1.2. Центробежные:1.1.2. Centrifugal:
1.2. Энергообменные (Comprex);1.2. Energy exchange (Comprex);
2. Объемного типа:2. Volumetric type:
2.1. Поршневые;2.1. Piston;
2.2. Шиберные (Zoller, Powerplus, Shorrock, Pierburg, Bendix);2.2. Shibernye (Zoller, Powerplus, Shorrock, Pierburg, Bendix);
2.3. Роторные:2.3. Rotary:
2.3.1. Однороторные (Wankel);2.3.1. Single rotor (Wankel);
2.3.2. Двуроторные с параллельными роторами шестеренчатого типа (Roots);2.3.2. Two-rotor with parallel gear type rotors (Roots);
2.3.3. Двуроторные с параллельными роторами винтового типа (Lisholm);2.3.3. Two-rotor with parallel rotors of screw type (Lisholm);
2.3.4. Двухроторные с вложенными роторами винтового типа (героторные насосы Муано);2.3.4. Twin-rotor with nested rotors of screw type (Murano gerotor pumps);
2.4. Спиральные нагнетатели фирмы Фольксваген (G-Lader).2.4. Volkswagen Spiral Blowers (G-Lader).
Любое нагнетающее устройство может быть обращено в двигатель, но в силу конструктивных причин, а также ввиду незначительности развиваемых эффективных рабочих давлений в настоящее время подобные конструкции устройств роторного типа не вышли за рамки макетов и экспериментальных образцов, примеры коммерческого применения автору не известны.Any pumping device can be turned into an engine, but due to design reasons, and also due to the insignificance of the developed effective working pressures, at present such constructions of rotor-type devices have not gone beyond the scope of prototypes and experimental samples, examples of commercial application are not known to the author.
Кроме описанных выше устройств известен роторно-волновой двигатель объемного типа конструкции Седунова И.П. (RU, патент 2155272 С1, кл. F02В 55/00, 53/08), содержащий ротор, установленный в корпусе, включающем впускное и выпускное окно, компрессорный и расширительный отсеки и камеру сгорания, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде обращенных навстречу вершинами и лежащих на одной оси пары винтовых конусов подобно поверхности ротора, установленного под углом к оси корпуса, и не менее двух опорных узлов, при этом любая точка на винтовой линии ротора, кроме центральной, в которой частота и амплитуда колебаний равна нулю, выполнена с возможностью совершать равные угловые колебания относительно осевой линии корпуса, а в целом - обеспечения ротору возможности вращения с одновременным планетарным перекатыванием по внутренним огибающим корпуса. К достоинствам описываемого двигателя можно отнести:In addition to the above-described devices, a rotary-wave engine of a volume type of a design is also known. (RU, patent 2155272 C1, class F02B 55/00, 53/08), comprising a rotor installed in a housing including an inlet and an outlet window, a compressor and expansion compartments, and a combustion chamber, characterized in that the inner surface of the housing is made in the form facing the vertices and lying on the same axis, a pair of screw cones like the surface of a rotor installed at an angle to the axis of the housing, and at least two support nodes, with any point on the helix of the rotor, except for the center, in which the frequency and amplitude of oscillation is zero, performed with the ability to make equal angular oscillations relative to the axial line of the housing, and in general to provide the rotor with the possibility of rotation with simultaneous planetary rolling along the inner envelope of the housing. The advantages of the described engine include:
1. Возможность реализации продолженного расширения рабочего тела, которое ведет к повышению КПД, снижает шумность работы и позволяет отказаться от глушителей.1. The possibility of realizing the continued expansion of the working fluid, which leads to an increase in efficiency, reduces the noise level and eliminates the need for silencers.
2. Полную общую уравновешенность двигателя.2. Complete overall engine balance.
3. Плавность работы за счет равномерного крутящего момента.3. Smooth operation due to uniform torque.
ПрототипPrototype
Исходя из общности основного геометрического принципа формирования и преобразования объемных полостей (капсул), наиболее близким к предлагаемому является роторно-волновой двигатель конструкции Седунова (RU, патент 2155272 С1, кл. F02В 55/00, 53/08). В этой связи указанный двигатель выбран в качестве прототипа.Based on the generality of the basic geometric principle of the formation and transformation of volumetric cavities (capsules), the closest to the proposed one is the Sedunov wave-rotary engine (RU, patent 2155272 C1, class F02B 55/00, 53/08). In this regard, the specified engine is selected as a prototype.
К недостаткам данного двигателя можно отнести наличие сложного планетарно-перекатывающегося движения ротора, которое ограничивает максимальные обороты двигателя, а значит и его мощность, а также требует дополнительных уравновешивающих элементов (противовесов). Кроме того, для обеспечения сложного характера движения ротора в опорном узле применены крейцкопфные и поводковые механизмы, являющиеся сферическими аналогами бесшатунных механизмов, запатентованных еще Фрэнком Кери в патенте US №441932 от 2 декабря 1890 г. и тщательно доработанных и развитых Баландиным С.С. Наличие избыточной связи предъявляет повышенные требования к точности изготовлении и культуре сборки бесшатунных устройств. Даже при незначительных неточностях изготовления избыточные связи могут проявить себя источником весьма существенных напряжений в зонах контакта подвижных элементов, что способствует дополнительным механическим потерям и быстрому износу.The disadvantages of this engine include the presence of a complex planetary-rolling motion of the rotor, which limits the maximum engine speed, and therefore its power, and also requires additional balancing elements (balances). In addition, to ensure the complex nature of the movement of the rotor in the support node, crosshead and pull mechanisms are used, which are spherical analogues of rodless mechanisms, patented by Frank Carey in US patent No. 441932 dated December 2, 1890 and carefully developed and developed by S. S. Balandin. Existence of excessive communication places high demands on the accuracy of manufacturing and the assembly culture of rodless devices. Even with minor manufacturing inaccuracies, excess bonds can prove to be a source of very significant stresses in the contact areas of the movable elements, which contributes to additional mechanical losses and rapid wear.
Необходимо также отметить, что применение крейцкопфного опорно-синхронизирующего механизма позволяет реализовать устройство только с количеством заходов навивки n1=1 для винтовой рабочей поверхности ротора и n2=2 для винтовой рабочей поверхности корпуса.It should also be noted that the use of a crosshead support-synchronizing mechanism allows the device to be realized only with the number of winding entries n 1 = 1 for the screw working surface of the rotor and n 2 = 2 for the screw working surface of the housing.
Цель изобретенияThe purpose of the invention
Целью настоящего изобретения является при сохранении всех достоинств прототипа обеспечить:The aim of the present invention is, while maintaining all the advantages of the prototype to provide:
1. Повышение надежности;1. Improving reliability;
2. Повышение максимальных оборотов;2. Increase the maximum speed;
3. Полное уравновешивание двигателя без участия специальных механических элементов;3. Complete balancing of the engine without the participation of special mechanical elements;
4. Улучшение мощностных и массогабаритных характеристик;4. Improving power and weight and size characteristics;
5. Реализацию устройства с количествами заходов навивки рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов n1>1 и n2>2;5. The implementation of the device with the number of approaches of winding the working surfaces of the conical screw elements n 1 > 1 and n 2 >2;
6. Упрощение конструкции двигателя.6. Simplification of engine design.
В соответствии с изобретением цели достигаются передачей несущих функций от неподвижного наружного конусно-винтового элемента, который в прототипе выполняет роль корпуса, третьему элементу, при этом и наружный конусно-винтовой элемент и внутренний приобретают возможность совершать вращательное движение в подшипниках неподвижного третьего элемента - корпуса вокруг непараллельных осей, имеющих общую точку. Такая компоновка основных элементов конструкции позволяет иметь только вращательные движения внутреннего и наружного конусно-винтовых элементов и таким образом избавиться от конусного планетарно-перекатывающегося движения ротора внутри корпуса в прототипе, что способствует повышению максимальных оборотов рабочих элементов, а значит и повышению максимальной мощности двигателя. Синхронизация вращения конусно-винтовых элементов может быть обеспечена либо конусной зубчатой передачей внутреннего зацепления, либо самостоятельным взаимным самоустановлением конусно-винтовых элементов, винтовые рабочие поверхности которых изначально имеют принципиальное сходство с упомянутой передачей. Устранение крейцкопфного и поводкового механизмов синхронизации, создающих избыточные связи, позволяет избавиться от паразитных сил, что положительным образом сказывается на надежности и долговечности двигателя. В отсутствие крейцкопфного механизма, накладывающего ограничение на количество заходов навивки винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов, становится возможным реализовать многозаходные формы винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов с передаточным отношением, отличным от 1:2.In accordance with the invention, the goals are achieved by transferring bearing functions from a fixed external conical screw element, which in the prototype acts as a housing to the third element, while the external conical screw element and the internal one are able to rotate in the bearings of the stationary third element - the housing around non-parallel axes having a common point. This arrangement of the main structural elements allows you to have only the rotational movement of the internal and external conical screw elements and thus get rid of the conical planetary-rolling motion of the rotor inside the housing in the prototype, which helps to increase the maximum speed of the working elements, and therefore increase the maximum engine power. The rotation synchronization of the conical screw elements can be provided either by a bevel gear internal gearing, or by independent mutual self-installation of the conical screw elements, the screw working surfaces of which initially have a fundamental similarity to the mentioned transmission. Elimination of the crosshead and driver synchronization mechanisms that create redundant connections allows you to get rid of spurious forces, which positively affects the reliability and durability of the engine. In the absence of a crosshead mechanism that imposes a limit on the number of windings of the screw working surfaces of the conical screw elements, it becomes possible to implement multi-start forms of screw working surfaces of the conical screw elements with a gear ratio other than 1: 2.
Для достижение цели изобретения роторный конусно-винтовой двигатель, содержащий расположенные под углом друг к другу внутренний и наружный конусно-винтовые элементы, каждый из которых имеет нагревательную секцию, а также нагнетательную и расширительную секции, имеющие винтовые рабочие поверхности, которыми элементы соприкасаются друг с другом по замкнутым в пространстве линиям, образуя ряд изолированных друг от друга винтообразно пузыревидных полостей, объем и положение которых изменяются при рабочем изменении взаимного положения элементов, количество заходов винтовой рабочей поверхности в нагнетательной секции любого из элементов равняется количеству заходов винтовой рабочей поверхности в его расширительной секции, количество заходов n2 винтовой рабочей поверхности наружного элемента на единицу превышает количество заходов n1 винтовой рабочей поверхности внутреннего элемента, отличается тем, что внутренний и наружный конусно-винтовые элементы расположены в неподвижном корпусе, опираются на него через подшипники и имеют возможность совершать взаимосвязанное одностороннее вращение, синхронизация вращения конусно-винтовых элементов осуществляется посредством зубчатой передачи, направление навивки винтовой рабочей поверхности в нагнетательной секции любого из конусно-винтовых элементов совпадает с направлением навивки винтовой рабочей поверхности в его расширительной секции, навивки винтовых рабочих поверхностей внутреннего и наружного конусно-винтовых элементов совпадают по направлению, сферические сечения винтовых рабочих поверхностей, имеющие общую центральную точку, представляют собой образующие, масштабированные и повернутые вокруг осей соответствующих конусно-винтовых элементов, навивка винтовой рабочей поверхности нагнетательной секции наружного конусно-винтового элемента содержит не менее одного полного оборота, навивка винтовой рабочей поверхности расширительной секции наружного конусно-винтового элемента содержит не менее одного полного оборота.In order to achieve the object of the invention, a rotary cone-screw engine comprising angled inner and outer cone-screw elements, each of which has a heating section, as well as a discharge and expansion section, having screw working surfaces with which the elements are in contact with each other along lines closed in space, forming a series of helical vesicular cavities isolated from each other, the volume and position of which change with a working change in the relative position elements, the number of entries of the screw working surface in the discharge section of any of the elements is equal to the number of entries of the screw working surface in its expansion section, the number of entries n 2 of the screw working surface of the outer element is one greater than the number of entries n 1 of the screw working surface of the inner element, characterized in that the inner and outer conical screw elements are located in a fixed housing, rely on it through bearings and have the ability to make interconnected e one-way rotation, synchronization of rotation of the conical screw elements is carried out by means of a gear transmission, the direction of winding the screw working surface in the discharge section of any of the conical screw elements coincides with the direction of winding the screw working surface in its expansion section, the winding of screw working surfaces of the inner and outer conical screw elements coincide in direction, spherical sections of screw work surfaces having a common central point, representing constitute, scaled and rotated around the axes of the corresponding conical screw elements, winding the screw working surface of the discharge section of the external conical screw element contains at least one full revolution, winding the screw working surface of the expansion section of the outer conical screw element contains at least one full revolution .
Таким образом, предлагаемые изменения компоновки и кинематики значительно упрощают конструкцию двигателя в целом. При этом сохраняется основной геометрический принцип образования объемных полостей (капсул), служащих для преобразований параметров рабочего тела.Thus, the proposed changes in layout and kinematics greatly simplify the design of the engine as a whole. At the same time, the basic geometric principle of the formation of volumetric cavities (capsules) that serves to transform the parameters of the working fluid is preserved.
Описание иллюстрацийDescription of illustrations
Графические пояснения конструктивных принципов и принципов работы предлагаемого механизма представлены на иллюстрациях:Graphic explanations of the design principles and principles of the proposed mechanism are presented in the illustrations:
Фиг.1. Корпус двигателя (вид спереди).Figure 1. Engine housing (front view).
Фиг.2. Корпус двигателя (вид сзади).Figure 2. Engine housing (rear view).
Фиг.3. Корпус двигателя сечение А-А (вид слева).Figure 3. Engine housing section AA (left view).
Фиг.4. Корпус двигателя (изометрический вид).Figure 4. Engine housing (isometric view).
Фиг.5. Наружный конусно-винтовой элемент двигателя (вид спереди).Figure 5. External conical screw element of the engine (front view).
Фиг.6. Наружный конусно-винтовой элемент двигателя (вид сзади).6. External conical screw element of the engine (rear view).
Фиг.7. Наружный конусно-винтовой элемент двигателя - сечение (вид слева).7. External cone-screw element of the engine - section (left view).
Фиг.8. Наружный конусно-винтовой элемент двигателя (вид слева).Fig. 8. External conical screw element of the engine (left view).
Фиг.9. Наружный конусно-винтовой элемент двигателя рассеченный (изометрический вид).Fig.9. The outer cone-screw element of the engine is dissected (isometric view).
Фиг.10. Внутренний конусно-винтовой элемент двигателя (вид спереди).Figure 10. Internal conical screw element of the engine (front view).
Фиг.11. Внутренний конусно-винтовой элемент двигателя (вид сзади).11. Internal conical screw element of the engine (rear view).
Фиг.12. Внутренний конусно-винтовой элемент двигателя - сечение (вид слева).Fig. 12. The internal conical screw element of the engine is a section (left view).
Фиг.13. Внутренний конусно-винтовой элемент двигателя (вид слева).Fig.13. Internal conical screw element of the engine (left view).
Фиг.14. Внутренний конусно-винтовой элемент двигателя (изометрический вид).Fig.14. Internal conical screw element of the engine (isometric view).
Фиг.15. Общий вид двигателя (вид спереди).Fig.15. General view of the engine (front view).
Фиг.16. Общий вид двигателя (вид сзади).Fig.16. General view of the engine (rear view).
Фиг.17. Общий вид двигателя (вид слева).Fig.17. General view of the engine (left view).
Фиг.18. Общий вид двигателя (изометрический вид).Fig. 18. General view of the engine (isometric view).
Фиг.19. Сечение двигателя без внутреннего конусно-винтового элемента (вид слева).Fig.19. Engine cross section without internal conical screw element (left view).
Фиг.20. Сечение двигателя с не рассеченным внутренним конусно-винтовым элементом (вид слева).Fig.20. Cross-section of an engine with a non-dissected internal conical screw element (left view).
Фиг.21. Сечение двигателя (вид слева).Fig.21. Engine cross section (left view).
Фиг.22. Образующие (вид спереди).Fig.22. Generators (front view).
Фиг.23. Образующие (вид слева).Fig.23. Generators (left view).
Фиг.24. Образующие (вид сверху).Fig.24. Generators (top view).
Фиг.25. Образующие (изометрический вид).Fig.25. Generators (isometric view).
Фиг.26. Винтообразно пузыревидная полость в контакте с винтовой рабочей поверхностью внутреннего конусно-винтового элемента (вид справа).Fig.26. A helical vesicular cavity in contact with the screw working surface of the internal conical screw element (right view).
Фиг.27. Винтообразно пузыревидная полость (вид справа).Fig.27. Helical vesicular cavity (right side view).
Фиг.28. Винтообразно пузыревидная полость в контакте с винтовой рабочей поверхностью внутреннего конусно-винтового элемента (вид сверху).Fig.28. A helical bubble-shaped cavity in contact with a screw working surface of an internal conical screw element (top view).
Фиг.29. Винтообразно пузыревидная полость (вид сверху).Fig.29. Helical vesicular cavity (top view).
Фиг.30. Винтообразно пузыревидная полость в контакте с винтовой рабочей поверхностью внутреннего конусно-винтового элемента (вид спереди).Fig.30. A helical bubble-shaped cavity in contact with a screw working surface of an internal conical screw element (front view).
Фиг.31. Винтообразно пузыревидная полость (вид спереди).Fig.31. Helical vesicular cavity (front view).
Фиг.32. Винтообразно пузыревидная полость в контакте с винтовой рабочей поверхностью внутреннего конусно-винтового элемента (изометрический вид).Fig. 32. A helical vesicular cavity in contact with a screw working surface of an internal conical screw element (isometric view).
Фиг.33. Винтообразно пузыревидная полость (изометрический вид).Fig. 33. Helical vesicular cavity (isometric view).
Фиг.34. Индикаторная диаграмма.Fig. 34. Indicator diagram.
Обозначения на иллюстрацияхDesignations in illustrations
1. Корпус в сборе.1. Housing assembly.
2. Элемент корпуса верхний.2. The upper body element.
3. Элемент корпуса нижний.3. The lower housing element.
4. Ступица передняя.4. The front hub.
5. Ступица задняя.5. The rear hub.
6. Конусно-винтовой элемент наружный.6. The conical screw element is external.
7. Нагнетательная секция наружного конусно-винтового элемента.7. The discharge section of the outer conical screw element.
8. Расширительная секция наружного конусно-винтового элемента.8. The expansion section of the outer conical screw element.
9. Нагревательная секция наружного конусно-винтового элемента с теплоизоляцией.9. The heating section of the outer conical screw element with thermal insulation.
10. Дисковая крышка передняя в сборе наружного конусно-винтового элемента.10. The front disc cover assembly of the outer conical screw element.
11. Дисковая крышка задняя наружного конусно-винтового элемента.11. Disc cover rear outer conical screw element.
12. Подшипник передний наружного конусно-винтового элемента.12. The front bearing of the outer conical screw element.
13. Подшипник задний наружного конусно-винтового элемента.13. The rear bearing of the outer conical screw element.
14. Шестерня наружного конусно-винтового элемента синхронизирующая.14. The gear of the outer conical screw element is synchronizing.
15. Конусно-винтовой элемент внутренний.15. The conical screw element is internal.
16. Нагнетательная секция внутреннего конусно-винтового элемента.16. The discharge section of the internal conical screw element.
17. Расширительная секция внутреннего конусно-винтового элемента.17. The expansion section of the internal conical screw element.
18. Нагревательная секция внутреннего конусно-винтового элемента с теплоизоляцией.18. The heating section of the internal conical screw element with thermal insulation.
19. Шестерня внутреннего конусно-винтового элемента синхронизирующая.19. The gear of the internal conical screw element synchronizing.
20. Ось внутреннего конусно-винтового элемента в сборе.20. The axis of the internal conical screw element assembly.
21. Подшипник передний внутреннего конусно-винтового элемента.21. The front bearing of the inner conical screw element.
22. Подшипник задний внутреннего конусно-винтового элемента.22. The rear bearing of the inner conical screw element.
23. Начальный конус наружного конусно-винтового элемента.23. The initial cone of the outer conical screw element.
24. Начальный конус внутреннего конусно-винтового элемента.24. The initial cone of the internal conical screw element.
25. Начальная окружность наружного конусно-винтового элемента.25. The initial circumference of the outer conical screw element.
26. Начальная окружность внутреннего конусно-винтового элемента.26. The initial circumference of the inner conical screw element.
27. Образующая наружного конусно-винтового элемента.27. Generating an external conical screw element.
28. Образующая внутреннего конусно-винтового элемента.28. Generating an internal conical screw element.
29. Точка касания образующих.29. Point of contact of generators.
30. Форма винтообразно-пузыревидной полости.30. The shape of a helical vesicular cavity.
31. Линия касания рабочих поверхностей.31. The line of contact of the working surfaces.
Описание изобретенияDescription of the invention
Двигатель представляет собой два конусно-винтовых элемента. Внутренний конусно-винтовой элемент 15 (Фиг.20) располагается внутри наружного конусно-винтового элемента 6 (Фиг.19), вращающихся в подшипниках 21, 22, 12, 13 (Фиг.3) корпуса 1 в сборе (Фиг.4), вокруг осей, пересекающихся под определенным углом в центральной точке. Конусно-винтовые элементы образуют друг с другом ряд винтообразно пузыревидных полостей 30, Фиг.33. Винтообразно-пузыревидные полости заперты между винтовыми рабочими поверхностями и герметизированы по замыкающимся в пространстве линиям 31 касания винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов. Винтовые рабочие поверхности имеют взаимоогибающую геометрическую форму, то есть находятся в постоянном касании при любом взаимосвязанном повороте конусно-винтовых элементов. Наружный конусно-винтовой элемент состоит из трех секций: нагнетательной 7, расширительной 8 и соединяющей их нагревательной 9 (Фиг.7). Внутренний конусно-винтовой элемент также состоит из трех секций: нагнетательной 16, расширительной 17 и соединяющей их нагревательной 18 (Фиг.13). При работе двигателя конусно-винтовые элементы вращаются вокруг своих осей и подобно шнекам завинчивают пузыри газообразного рабочего тела своими винтовыми рабочими поверхностями в нагнетательной части двигателя. Далее рабочее тело поступает в пространство, заключенное между нагревательными секциями конусно-винтовых элементов, образующее нагревательную камеру, после нагрева в которой, совершает работу, свинчиваясь между винтовыми рабочими поверхностями расширительных секций конусно-винтовых элементов. При завинчивании газообразного рабочего тела между винтовыми рабочими поверхностями нагнетательных секций конусно-винтовых элементов, сжатие происходит за счет уменьшения геометрических размеров винтообразно пузыревидных полостей (капсул), заключенных между конусно-винтовыми элементами, по трем измерениям в пространстве. При вывинчивании винтообразно пузыревидных полостей между расширительными секциями конусно-винтовых элементов рабочее тело в них расширяется. Винтовые рабочие поверхности расширительных секций конусно-винтовых элементов испытывают давление газов, заключенных в винтообразно пузыревидных полостях. Результирующие сил давления газов на винтовые рабочие поверхности, перекрещиваясь с осями соответствующих конусно-винтовых элементов, вызывают на последних образование крутящих моментов. Часть моментов сообщается нагнетательным секциям на преодоление сил реакции сжимаемого газа, другая часть совершает работу, передавая вращение через трансмиссию к внешнему потребителю механической энергии. Синхронизация вращения конусно-винтовых элементов осуществляется конусными шестернями: шестерней 14 внутреннего зацепления (Фиг.7) и шестерней 19 (Фиг.13). Механизм синхронизации требуется, чтобы предотвратить непосредственный контакт между винтовыми рабочими поверхностями конусно-винтовых элементов, который может способствовать интенсивному износу.The engine consists of two conical screw elements. The inner conical screw element 15 (Fig. 20) is located inside the outer conical screw element 6 (Fig. 19), rotating in
Несмотря на компоновочное сходство конусно-винтового двигателя с обычным газотурбинным двигателем, рабочий процесс его более близок к рабочему процессу поршневого двигателя. Индикаторная диаграмма при установившемся режиме работы, представленная на Фиг.34, будет несколько отличаться от таковой для поршневого двигателя. Эту диаграмму можно условно разделить на пять участков. Первый участок описывается линией А-В и показывает процесс формирования винтообразно пузыревидной полости и наполнения ее рабочим телом. Давление на первом участке РAB несколько меньше атмосферного Ратм в силу сопротивления, оказываемого фильтрующими элементами впускного тракта. В момент, которому соответствует точка В (Фиг.34), когда винтообразно пузыревидная полость полностью сформировалась, приобрела объем VВП и герметически изолировалась (замкнулась), начинается второй участок индикаторной диаграммы, описываемый кривой линией В-С, на котором происходит предварительное сжатие рабочего тела в уменьшающейся винтообразно пузыревидной полости нагнетательной части двигателя. В момент, которому соответствует точка С (Фиг.34), когда винтообразно пузыревидная полость открывается в нагревательную камеру и имеет объем VСЖ и давление РС, начинается третий участок, описываемый линией С-С'-D. На третьем участке происходит выдавливание рабочего тела из расформировывающейся винтообразно пузыревидной полости нагнетательной части двигателя в нагревательную камеру и одновременное с ним формирование и заполнение рабочим телом винтообразно пузыревидной полости в расширительной части двигателя, поэтому объем на третьем участке индикаторной диаграммы можно считать постоянным, в то время как давление будет испытывать пульсации. Эти пульсации связаны с тем, что когда винтообразно пузыревидная полость нагнетательной части двигателя сообщается с нагревательной камерой, она содержит рабочее тело, которое еще не прогрето, поэтому его давление РС меньше, чем давление РD уже прогретого рабочего тела, находящегося в нагревательной камере. Часть газов из нагревательной камеры устремляется внутрь винтообразно пузыревидной полости, и давления их выравниваются до некоторого давления РС'. По мере прогрева газов, выдавливаемых из винтообразно пузыревидной полости нагнетательной части двигателя, давление повышается до значения PD, когда заканчивается формирование очередной винтообразно пузыревидной полости между винтовыми рабочими поверхностями расширительных секций конусно-винтовых элементов и происходит ее герметическая изоляция (замыкание), а также вскрытие в нагревательную камеру следующей винтообразно пузыревидной полости из нагнетательной части двигателя. Весьма важной особенностью двигателя является то, что при реализации многозаходных винтовых рабочих поверхностей с нагревательной секцией в одновременном сообщении, но в разных фазах находятся несколько винтообразно пузыревидных полостей нагнетательной части двигателя и несколько винтообразно пузыревидных полостей части расширительной. В момент, которому соответствует точка D (Фиг.34), когда полностью сформировалась винтообразно пузыревидная полость расширительной части двигателя и герметически изолировалась (замкнулась) от нагревательной камеры, начинается четвертый участок, описываемый линией D-E индикаторной диаграммы (Фиг.34). На этом участке рабочие газы, заключенные внутри расширяющейся винтообразно пузыревидной полости расширительной части двигателя, совершают механическую работу, оказывая давление на стенки расширительных секций конусно-винтовых элементов и отдавая определенную часть сообщенной им ранее энергии. Теоретически, расширение можно осуществлять полностью, то есть до атмосферного давления, и тогда будет использована практически вся энергия рабочего тела, доступная к извлечению в виде работы, однако по компоновочным соображениям реализация полного расширения представляется затруднительной, поэтому можно ограничиться неполным продолженным расширением. В момент, которому соответствует точка Е индикаторной диаграммы, когда объем расширяющейся винтообразно пузыревидной полости становится равным VВЫП, происходит ее вскрытие в выпускную систему двигателя, давление в ней резко снижается практически до атмосферного, что отражается пятым участком E-F индикаторной диаграммы. Весьма существенным представляется условие VВЫП>VВП, которое обеспечивает выполнение двигателем рабочего цикла с продолженным расширением, а следовательно, и повышение термодинамического КПД цикла. После вскрытия, винтообразно пузыревидная полость, расформировываясь и уменьшаясь в объеме до нуля, вытесняет остатки отработавших газов в систему выпуска двигателя под давлением РFG, которое несколько выше атмосферного Ратм, по причине сопротивления, оказываемого выпускным трактом, что отражается на шестом участке FG индикаторной диаграммы. Работа одной порции газа, прошедшей через двигатель в установившемся режиме, определяется разностью большой и малой площадей, заключенных внутри замкнутой петлевой фигуры, описанной линиями A-B-C-D-E-F-G-A индикаторной диаграммы (Фиг.34).Despite the layout similarity of a cone-screw engine with a conventional gas turbine engine, its working process is closer to the working process of a piston engine. The steady state indicator diagram shown in FIG. 34 will be slightly different from that for a reciprocating engine. This diagram can be conditionally divided into five sections. The first section is described by line AB and shows the process of forming a helical vesicular cavity and filling it with a working fluid. The pressure in the first section P AB is slightly less than atmospheric P atm due to the resistance exerted by the filtering elements of the intake tract. At the moment to which point B corresponds (Fig. 34), when the helical vesicular cavity is fully formed, has acquired the volume V of the EP and is hermetically isolated (closed), the second section of the indicator diagram begins, which is described by the curved line BC, on which the worker pre-compresses body in a decreasing helical vesicular cavity of the discharge part of the engine. At the moment to which point C corresponds (Fig. 34), when the helical vesicular cavity opens into the heating chamber and has a volume V SJ and pressure P C , the third section begins, described by line C-C'-D. In the third section, the working fluid is extruded from the screw-shaped bubble-shaped cavity of the engine’s discharge part into the heating chamber and, at the same time, the spiral-shaped bubble-shaped cavity is formed and filled with the working medium in the expansion part of the engine, therefore, the volume in the third section of the indicator diagram can be considered constant, while pressure will experience ripple. These pulsations are due to the fact that when the screw-like bubble-shaped cavity of the injection part of the engine communicates with the heating chamber, it contains a working fluid that has not yet been warmed up, therefore its pressure P C is less than the pressure P D of the already heated working fluid in the heating chamber. Part of the gases from the heating chamber rushes into the spiral-like vesicular cavity, and their pressures are equalized to a certain pressure P C ' . As the gases squeezed out from the screw-like vesicular cavity of the engine’s injection part are heated up, the pressure rises to the value of P D when the formation of the next screw-like vesicular cavity between the screw working surfaces of the expansion sections of the cone-screw elements and its hermetic isolation (closure) occurs, as well as opening into the heating chamber of the next helical vesicular cavity from the discharge part of the engine. A very important feature of the engine is that when implementing multi-helical helical working surfaces with a heating section in simultaneous communication, but in different phases, there are several screw-like bubble-shaped cavities of the discharge part of the engine and several spiral-like bubble-shaped cavities of the expansion part. At the moment to which point D corresponds (Fig. 34), when the helical vesicular cavity of the engine expansion part is completely formed and hermetically isolated (closed) from the heating chamber, the fourth section begins, which is described by the line DE of the indicator diagram (Fig. 34). In this section, the working gases enclosed inside the expanding helical bubble-shaped cavity of the engine’s expansion part perform mechanical work by exerting pressure on the walls of the expansion sections of the cone-screw elements and giving off a certain part of the energy previously communicated to them. Theoretically, the expansion can be carried out completely, that is, to atmospheric pressure, and then almost all the energy of the working fluid available for extraction in the form of work will be used, however, for layout reasons, the implementation of full expansion seems difficult, so you can limit yourself to incomplete continued expansion. At the moment that corresponds to point E of the indicator diagram, when the volume of the expanding screw-like vesicular cavity becomes equal to V SP , it is opened into the exhaust system of the engine, the pressure in it drops sharply to almost atmospheric, which is reflected by the fifth section EF of the indicator diagram. Very significant is the condition V SAT> V VI, which provides the operating cycle engine-expansion, and consequently an increase of the thermodynamic cycle efficiency. After opening, the helical vesicular cavity, having disbanded and decreasing in volume to zero, displaces the remaining exhaust gases into the engine exhaust system under pressure P FG , which is slightly higher than atmospheric P atm , due to the resistance exerted by the exhaust path, which is reflected in the sixth section of the FG indicator diagrams. The work of one portion of gas passing through the engine in steady state is determined by the difference between the large and small areas enclosed inside a closed loop figure described by the lines of the ABCDEFGA indicator diagram (Fig. 34).
Формообразование винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов опирается на понятийный аппарат теории зубчатых передач, взятый из раздела формообразования конусных зубчатых передач, рассматривающего так называемые «начальные конусы», служащие для целей моделирования конусной передачи и при построениях геометрии зуба. Начальный конус 23 наружного конусно-винтового элемента и начальный конус 24 внутреннего конусно-винтового элемента представлены на-Фиг.25. Касательное перекатывание начальных конусов считается происходящим без проскальзывания. Множества точек, которые принадлежат начальным конусам и равноудалены от общей для конусов вершины (центральной точки), представляют собой две касающиеся друг друга «начальные окружности» 25 и 26, лежащие в разных плоскостях, радиусы которых соотносятся в пропорции, равной передаточному числу конической передачи. Геометрические построения образующих сечений зубьев кривых осуществляются от этих начальных окружностей с использованием методов сферической геометрии. Автором разработан математический алгоритм параметрического описания сферических кривых, образующих рабочие поверхности конусно-винтовых элементов. Алгоритм весьма пространен, поэтому в описании изобретения могут быть изложены только основные понятия и принципы построения образующих 27 и 28 (Фиг.22) и винтовых рабочих поверхностей.The shaping of helical working surfaces of cone-helical elements is based on the conceptual apparatus of the theory of gears, taken from the section of shaping of bevel gears, which considers the so-called "initial cones", which are used for modeling conical gears and in constructing tooth geometry. The
Множество точек винтовых рабочих поверхностей, равноудаленных от центральной точки, имеет вид двух сферических кривых лепестковой формы.(далее по тексту образующие винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов или просто образующие 27 и 28). Образующие 27 и 28, лежащие на одной сферической поверхности с центром в центральной точке, имеют следующие особенности:The set of points of helical working surfaces equidistant from the central point has the form of two spherical curves of a petal shape (hereinafter referred to as helical working surfaces of conical screw elements or simply forming 27 and 28).
1. Образующие являются замкнутыми в пределах одного оборота по поверхности сферы вокруг соответствующей конусно-винтовому элементу оси.1. Generators are closed within one revolution on the surface of the sphere around the axis corresponding to the conical screw element.
2. Образующие имеют угловую периодичность (количество периодов на один оборот равно количеству лепестков).2. Generators have angular periodicity (the number of periods per revolution is equal to the number of petals).
3. Один период образуется чередованием вогнутого и выпуклого участков.3. One period is formed by alternating concave and convex sections.
4. Образующие винтовых рабочих поверхностей конусно-винтовых элементов в одном и том же сферическом сечении имеют взаимоогибающую форму, то есть находятся в постоянном касании в точках 29 друг с другом, но друг с другом не пересекаются.4. The generatrices of the screw working surfaces of the conical screw elements in the same spherical section are mutually bending, that is, they are in constant contact at
5. Образующие не пересекаются сами с собой.5. Generators do not intersect with themselves.
6. Количество лепестков наружной образующей равно количеству n2 заходов винтовой рабочей поверхности наружного конусно-винтового элемента и на единицу больше, чем у образующей внутренней, количество лепестков которой равно количеству n1 заходов винтовой рабочей поверхности внутреннего конусно-винтового элемента.6. The number of petals of the outer generatrix is equal to the number n 2 entries of the screw working surface of the outer conical screw element and is one more than that of the generatrix of the inner one, the number of petals of which is equal to the number n 1 of inputs of the screw working surface of the inner conical screw element.
7. Образующие конусно-винтовых элементов в одном и том же сферическом сечении строятся методами сферической геометрии от начальных окружностей 25 и 26, соотносящихся диаметрами D1 и D2 в пропорции n1:n2.7. The generators of the cone-screw elements in the same spherical section are constructed using spherical geometry methods from the
8. Внутренняя образующая отсекает в наружной несколько изолированных замкнутых лоскутов (площадей) сферической поверхности, ограниченных участками образующих, заключенными между точками 29 их взаимного касания (Фиг.22) при любом взаимосвязанном повороте конусно-винтовых элементов.8. The inner generatrix cuts off several isolated closed flaps (areas) of the spherical surface in the outer one, limited by the parts of the generators enclosed between the
Винтовые рабочие поверхности получаются вытяжкой образующих кривых с непрерывным и монотонным поворотом и масштабированием вдоль осей соответствующих им конусно-винтовых элементов. Образование винтовых рабочих поверхностей подчиняется следующим принципам:Screw working surfaces are obtained by extracting the generating curves with continuous and monotonous rotation and scaling along the axes of their corresponding conical screw elements. The formation of helical work surfaces is subject to the following principles:
1. При непрерывном изменении в выбранную сторону удаления R (равного радиусу секущей сферы) образующие испытывают непрерывные преобразования гомотетии (подобия), пропорциональные величине удаления R, являющегося в данном случае. аргументом.1. With a continuous change in the selected direction of the removal of R (equal to the radius of the secant sphere), the generators experience continuous transformations of homothety (similarity), proportional to the value of the removal of R, which is in this case. an argument.
2. При непрерывном изменении аргумента R, образующие монотонно поворачиваются в одну и ту же сторону от стартового положения на углы, приращения которых Δϕ1 для внутреннего конусно-винтового элемента и Δϕ2 для наружного находятся в соотношении Δϕ2=(n1/n3)·Δϕ1.2. With a continuous change in the argument R, the generators monotonously rotate in the same direction from the starting position by angles whose increments Δϕ 1 for the inner conical screw element and Δϕ 2 for the outer are in the ratio Δϕ 2 = (n 1 / n 3 ) Δϕ 1 .
3. При непрерывном изменении аргумента R, образующие могут изменять форму только за счет изменения соотношения между угловыми участками вогнутости и выпуклости лепестков, но при этом количество лепестков всегда остается постоянным.3. With a continuous change in the argument R, the generators can change shape only by changing the ratio between the angular portions of the concavity and convexity of the petals, but the number of petals always remains constant.
4. Одна замкнутая винтообразно пузыревидная полость формы 30 (Фиг.27) может образовываться только в пределах одного полного оборота навивки винтовой рабочей поверхности наружного конусно-винтового элемента, при этом навивка винтовой рабочей поверхности внутреннего конусно-винтового элемента включает n2/n1 оборотов.4. One closed helical bubble-shaped cavity of form 30 (Fig. 27) can be formed only within one full revolution of winding the screw working surface of the outer conical screw element, while winding the screw working surface of the inner conical screw element includes n 2 / n 1 revolutions .
В целях оптимального использования пространства и сохранения угла наклона ручья навивки постоянным на всем протяжения формообразования винтовой рабочей поверхности, для угла ϕ поворота образующей от стартового положения, необходимо обеспечить выполнение условия dϕ/dR·R=const, которое отражает необходимость уменьшения шага навивки, пропорционального уменьшению аргумента R. Интегрирование этого выражения дает логарифмическую зависимость угла поворота образующей соответствующего конусно-винтового элемента от аргумента R. Зависимости будут иметь вид ϕ2=LogКнар(R)+ϕ02 и ϕ1=LogКвн(R)+ϕ01, где Кнар и Квн - некие взаимосвязанные коэффициенты, определяющие требуемые углы наклона ручьев навивки винтовых рабочих поверхностей. Параметрическое описание изменения удаления и соответствующих ему углов поворота образующих может быть описано уравнениями; ϕ2(t)=ϕ02+2·π·t, ϕ1(t)=ϕ01+2·π·t·n2/n1, R(t)=R0·(k)^t, где ϕ1 - угол поворота образующей внутреннего конусно-винтового элемента, ϕ2 - угол поворота образующей наружного конусно-винтового элемента, ϕ01 - начальный угол поворота образующей внутреннего конусно-винтового элемента, ϕ02 - начальный угол поворота образующей наружного конусно-винтового элемента, R0 - начальный радиус сферы, несущей образующую (удаление), k - коэффициент уменьшения удаления, соответствующий одному полному обороту образующей наружного конусно-винтового элемента, t - параметр, соответствующий количеству полных оборотов образующей наружного конусно-винтового элемента. Зависимости углов поворота можно переписать в виде: ϕ2(t)=ϕ02+k2·t, ϕ1(t)=ϕ01+k1·t, где k2 - коэффициент угла поворота образующей винтовой рабочей поверхности наружного элемента, k1 - коэффициент угла поворота образующей винтовой рабочей поверхности внутреннего конусно-винтового элемента. k12=2·π·n2/n1, k2=2·π и таким образом k1 и k2 связаны соотношением k1/k2=n2/n1 или k1=k2·n2/n1.In order to optimally use the space and keep the angle of inclination of the winding stream constant over the entire shaping of the screw working surface, for the angle ϕ of rotation of the generatrix from the starting position, it is necessary to satisfy the condition dϕ / dR · R = const, which reflects the need to reduce the winding pitch proportional to the decrease of the argument R. Integration of this expression gives the logarithmic dependence of the angle of rotation of the generatrix of the corresponding conical screw element on the argument R. Dependencies ut have the form ϕ 2 = Log Knar (R) + ϕ 02 and ϕ 1 = Log Kvn (R) + ϕ 01 , where K nar and K ext are some interrelated coefficients that determine the required angles of inclination of the winding streams of screw working surfaces. A parametric description of the change in removal and the corresponding rotation angles of the generators can be described by equations; ϕ 2 (t) = ϕ 02 + 2 · π · t, ϕ 1 (t) = ϕ 01 + 2 · π · t · n 2 / n 1 , R (t) = R 0 · (k) ^ t, where ϕ 1 is the angle of rotation of the generatrix of the internal conical screw element, ϕ 2 is the angle of rotation of the generatrix of the external conical screw element, ϕ 01 is the initial angle of rotation of the generatrix of the internal conical screw element, ϕ 02 is the initial angle of rotation of the generatrix of the external conical screw element , R 0 is the initial radius of the sphere carrying the generatrix (removal), k is the coefficient of reduction of the removal corresponding to one full revolution of the generatrix of the outer conical screw element, t is the parameter, with corresponding to the number of full revolutions of the generatrix of the outer conical screw element. The dependences of the rotation angles can be rewritten in the form: ϕ 2 (t) = ϕ 02 + k 2 · t, ϕ 1 (t) = ϕ 01 + k 1 · t, where k 2 is the coefficient of rotation of the generatrix of the helical working surface of the outer element, k 1 - the coefficient of rotation of the generatrix of the screw working surface of the inner conical screw element. k 12 = 2 · π · n 2 / n 1 , k 2 = 2 · π and thus k 1 and k 2 are related by the relation k 1 / k 2 = n 2 / n 1 or k 1 = k 2 · n 2 / n 1 .
Подвод тепла к газообразному рабочему телу в нагревательной части двигателя можно осуществлять различными способами. Это может быть и сжигание топлива в смеси с воздухом в камере сгорания, и лучистый подвод теплоты от солнечных концентраторов к внутренним теплообменникам, и использование энергии ядерного распада в сменных тепловых кассетах. При любых вариантах подвода теплоты возможно повышение удельной мощности устройства подъемом давления циркулирующего через него рабочего тела, в первом случае за счет турбонаддува, во втором и третьем - за счет повышения давления в замкнутом газовом контуре.Heat can be supplied to the gaseous working fluid in the heating part of the engine in various ways. This can be the burning of fuel mixed with air in the combustion chamber, and the radiant supply of heat from solar concentrators to internal heat exchangers, and the use of nuclear decay energy in replaceable heat cassettes. With any options for supplying heat, it is possible to increase the specific power of the device by raising the pressure of the working fluid circulating through it, in the first case due to turbocharging, in the second and third - by increasing the pressure in a closed gas circuit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139509/06A RU2377414C2 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Rotor-type cone-screw engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139509/06A RU2377414C2 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Rotor-type cone-screw engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007139509A RU2007139509A (en) | 2009-04-27 |
| RU2377414C2 true RU2377414C2 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41018638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139509/06A RU2377414C2 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Rotor-type cone-screw engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2377414C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9057373B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-06-16 | Vilter Manufacturing Llc | Single screw compressor with high output |
| RU181360U1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-11 | Владислав Григорьевич Карасев | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007139509/06A patent/RU2377414C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9057373B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-06-16 | Vilter Manufacturing Llc | Single screw compressor with high output |
| RU181360U1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-11 | Владислав Григорьевич Карасев | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007139509A (en) | 2009-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6164263A (en) | Quasiturbine zero vibration-continuous combustion rotary engine compressor or pump | |
| RU2446313C2 (en) | Axial displacement compressor and gas turbine engine | |
| US2804260A (en) | Engines of screw rotor type | |
| US4844708A (en) | Elliptical-drive oscillating compressor and pump | |
| JPS5821082B2 (en) | Rotating engines and pumps with gearless rotor guides | |
| US20090133665A1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
| JPH05503334A (en) | rotary internal combustion engine | |
| US20070062482A1 (en) | Orbital engine/pump with multiple toroidal cylinders | |
| Ivlev et al. | Calculated and experimental characteristics of a scroll machine operating in the air motor mode | |
| US3966371A (en) | Rotary, positive displacement progressing cavity device | |
| RU2377414C2 (en) | Rotor-type cone-screw engine | |
| KR20020020737A (en) | A gear and fluid machine with a pair of gears | |
| JPS60209631A (en) | Method of power transmission and apparatus for the same | |
| JP2003522889A (en) | Device with cooperating helical blade | |
| US20070264147A1 (en) | Method of Transforming Energy in a Rotary Screw Machine of Volumetric Type | |
| US20090148323A1 (en) | Rotary Machine and Combustion Engine | |
| US5375987A (en) | Rotary vane mechanical power system utilizing positive displacement | |
| RU2699845C1 (en) | Apparatus for rotary movement and method of its operation | |
| US3728049A (en) | Positive displacement compressor/turbine | |
| RU2547211C2 (en) | Dry screw compressor | |
| JPH0494423A (en) | Rotary engine | |
| CN210422765U (en) | Energy conversion device based on fluid volume change | |
| RU227569U1 (en) | Double rotor machine | |
| CN210422767U (en) | Energy conversion device based on fluid volume change | |
| CN210422766U (en) | Fluid energy conversion device and rotary engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091121 |