МЕХАНИЗМ РЕВЕРСИРОВАНИЯ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК F01C21/16 

Изобретение относится к роторным двигателям объемного типа с внешним подводом тепла, как у двигателя Стирлинга.

Известен двигатель Стирлинга - объемный поршневой двигатель с внешним подводом тепла с ромбовидным приводом, содержащий пространство расширения, буферную зону, цилиндров, взаимодействующие с поршнями, взаимодействующие с шатунами, регенератор и холодильник.

Основные недостатки - большая масса с габаритами, конструкция весьма сложная, состоящая из большого числа движущихся, трущихся частей. Рабочее тело, находящееся в замкнутом пространстве, в каждом цикле резко охлаждается и нагревается, соответственно затрачивая тепловую энергию снижая КПД. На охлаждение теряется до 50% тепловой энергии.

Известен газораспределительный цилиндрический кран роторного двигателя, содержащий полый корпус, вал с ротором, разделительные подпружиненные заслонки, средства газообмена и подачи рабочего тела, рычаг управления кинематически связанный с указанными средствами.

Недостатки: канал для прохода рабочего тела делит заслонку на две половины - на верхний торец левой половины давит пружина с силой Р', а на ее нижний торец давит рабочее тело с силой P''. При удельном давлении рабочего тела Р = 255 кгс/см² (ист. 3, стр. 8 - заявка), давление рабочего тела составит P'' = P₁˙S = P₁˙ L ˙b = 255 ˙10 ˙1 = 2550 кг, (где L - длина, b - ширина, S - площадь заслонки). Пружину с давлением P'= = 2550 кг невозможно поместить на площадку 10 см². Следовательно, под давлением рабочего тела заслонка станет в верхнее положение, а ее нижний торец не сможет контактировать с поверхностью ротора, поэтому ротор не будет вращаться.

На фиг. 1 изображена одна секция двигателя, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, ротор вращается по часовой стрелке; на фиг. 3 - то же, против часовой стрелки; на фиг. 4 - узел стопора.

Механизм реверсирования роторного двигателя содержит корпус с осью О, закрывающимися крышками 2, цилиндрический ротор 3 с осью О', насаженный на полый вал - топки 4. На корпусе 1 выполнена камера 5 с боковыми стенками 6, закрытой крышкой 7, выполненный с отверстием. В камеру 5, разделенную пополам по оси О''-О'' помещаются сопряженными между собой две заслонки 8 и 9, взаимодействующими с пружинами 10 и 11. Заслонки 8 и 9 выполнены со скосами, направленными в сторону, противоположную соседней заслонке, в каждой из которых выполнено цилиндрическое гнездо 12 со скосом 13, направленным в сторону пружины, взаимодействующим со стопором 14, взаимодействующим с отверстием 15, выполненным в боковой стенке 6. На концах стопоров 14 закреплены оси 16. Рычаг управления выполнен вильчатым с двумя ответвлениями 17 и 18, в которых выполнены овальные отверстия 19 и 20, и вилка оканчиваются с рычагами 21 и 22. На вертикальном рычаге 23 вилки выполнено отверстие, взаимодействующее с осью 24, установленной на кронштейне 25, закрепленном на крышке 7. Имеются тарельчатые клапаны 26 и 27 со стержнями 28 и пружинами 29 выхлопных патрубков 30 и 31, связанных с рабочей камерой 32, и дозаторы-форсунки 33 и 34.

Работа механизма реверсирования роторного двигателя заключается.

Для вращения ротора 3 по часовой стрелке рычаг 23, взаимодействующий с осью 24, закрепленный на кронштейне 25, установленный на крышку 7, поворачивается влево. При этом вилки 17 и 18 с овальными отверстиями 19 и 20, взаимодействующими с осями 16, закрепленными на стопоры 14, взаимодействующие с отверстиями 15 и 12, рычаг 21 благодаря пружине 29 закрывает клапан 26, выполненный со стержнем 28, а рычаг 22 открывает клапан 27. Полый вал-топку 4, ротор 3, корпус 1 с крышками 2 нагревают факелом. После нагрева дозатором-форсункой 34 впрыскивают нагретую до 100^оС воду или насыщенный пар в нагретую рабочую камеру 32. Нагретая вода или насыщенный пар, попадая в рабочую камеру 32, превращаясь в перегретый пар, под высоким давлением вращает вал-топку 4. На правой стороне от заслонки 8 идет рабочий ход, а на левой стороне - через тарельчатый клапан 27, патрубок 31 идет выхлоп.

Для вращения ротора 3 против часовой стрелки, рычаг 23 ставится вправо и при повороте (фиг. 3) ротора 3, его выступающая часть поднимает заслонку 8, поджимая пружину 10, а стопор 14, взаимодействуя со скосом 13, входит в отверстие 12, после чего заслонка застопоривается.

Левый стопор 14 выходит из отверстия 12 заслонки 9, и она под давлением пружины 11, взаимодействуя со стенкой 6 камеры 5, опускается до контакта с поверхностью ротора 3. Как только из дозатора-форсунки 33 произойдет впрыск насыщенного пара в рабочую камеру 32, ротор 3 начнет вращаться против часовой стрелки, производя выхлоп через тарельчатый клапан 26 патрубок 30.

Механизм реверсирования роторного двигателя содержит полый корпус, вал с ротором, разделительные подпружиненные заслонки, средства газообмена и подачи рабочего тела, рычаг управления, кинематически связанный с указанными средствами. Механизм дополнительно снабжен стопорами с осями. Заслонки выполнены сопряженными между собой и со скосами, направленными в сторону, противоположную соседней заслонке, в каждой из которых выполнено цилиндрическое гнездо со скосом, направленным в сторону пружины. Рычаг управления выполнен вильчатым с двумя ответвлениями, с овальными отверстиями, в которых размещены оси стопоров. Стопоры установлены в отверстиях корпуса с возможностью взаимодействия с цилиндрическими гнездами заслонок и их скосами. Средства газообмена выполнены в виде тарельчатых клапанов, кинематически связанных с отверстиями рычага управления, а средства подачи рабочего тела - в виде управляемых форсунок. 4 ил.

МЕХАНИЗМ РЕВЕРСИРОВАНИЯ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий полый корпус, вал с ротором, разделительные подпружиненные заслонки, средства газообмена и подачи рабочего тела, рычаг управления, кинематически связанный с указанными средствами, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен стопорами с осями, заслонки выполнены сопряженными и со скосами, направленными в сторону, противоположную соседней заслонке, в каждой из которых выполнено цилиндрическое гнездо со скосом, направленным в сторону пружины, рычаг управления выполнен вильчатым, с двумя ответвлениями, с овальными отверстиями, в которых размещены оси стопоров, стопоры установлены в отверстиях корпуса с возможностью взаимодействия с цилиндрическими гнездами заслонок и их скосами, средства газообмена выполнены в виде тарельчатых клапанов, кинематически связанных с отверстиями рычага управления, а средства подачи рабочего тела - в виде управляемых форсунок.