РЕАКТИВНО-РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СИСТЕМА ЕГО ПИТАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02K11/00 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к реактивным-роторным двигателям и может широко применяться во всех отраслях народного хозяйства, взамен поршневых двигателей.

Известен воздушно-реактивный роторный двигатель, содержащий статор, установленный на валу ротор с камерами сгорания и выхлопными соплами, системы дозированной подачи воздуха и топлива, систему зажигания. [1].

Недостатком данного двигателя является его сложная принципиальная схема приготовления, дозирования и подачи топливовоздушной смеси.

Известен реактивный двигатель, состоящий из полого корпуса, ротора, установленного с возможностью вращения в подшипниковых опорах, камеры сгорания, системы приготовления и подачи топливовоздушной смеси, зажигания, [2].

Недостатком данного двигателя является: сложная, ненадежная конструкция приготовления и подачи в камеру сгорания топливовоздушной смеси, ее зажигание и выбрасывание реактивной струи из камеры сгорания в сопло.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является реактивно-роторный двигатель, содержащий полый статор с установленным в нем на подшипниковых опорах ротором с воздушно-реактивным двигателями с воздухозаборниками, камерами сгорания, с соплами, выходящими в выхлопной коллектор, систему зажигания и систему питания [3].

Недостатком данного двигателя являются: его конструктивная непредназначенность для работы в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств, например, на легковом автотранспорте, его сложная конструкция, большие габаритные размеры, отсутствие регенератора и т.д.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании простого, надежного реактивно-роторного двигателя для транспортных средств.

Поставленная задача решается тем, что статор двигателя выполнен кольцеобразной полой формы с кольцевым выхлопным коллектором по внешнему своему периметру, который снабжен регенератором, выполненным в виде кожуха выхлопного коллектора, с окнами в виде отверстий по всему периметру для забора воздуха из атмосферы, причем сечения этих окон могут регулироваться кольцевой заслонкой, а забираемый воздух может очищаться воздухоочистителем или просто сеткой, и с окнами по всему периметру в полом кольцевом корпусе статора, выполненными по сторонам выхлопного коллектора для прохода этого воздуха в полость статора к ротору двигателя, который установлен в этой полости статора с возможностью свободного вращения в подшипниковых опорах и выполнен в виде блока по меньшей мере двух воздушно-реактивных двигателей, например, под сто восемьдесят градусов друг от друга, смонтированных между внутренним и внешним кольцами лабиринтного уплотнения ротора двигателя к статору, и каждый из которых работает автономно и содержит воздухозаборник, который является крепежной деталью между внешним и внутренним кольцами лабиринтного уплотнения, а также и для других деталей, выполнен в виде усеченного конуса, кожух камеры сгорания выполнен в виде стакана с глухим донышком, камеру сгорания цилиндрической формы с телескопическим компенсатором температурного расширения - расположены в полой части статора двигателя, а выхлопное сопло у которых выходит в выхлопной коллектор через тело внешнего кольца лабиринтного уплотнения.

Зажигание в камеру сгорания подается свечой, например, калильного действия, топливо также подается в каждую камеру сгорания форсункой, автономно работающим, например, от бортовой электросети насосом с редукционным клапаном через магистральный трубопровод, на котором последовательно установлены приборы дозирования и регулирования его подачи, на всех режимах работы двигателя - редуктор-акселератор с педалью управления им и эксцентриковым включателем для холостого хода двигателя, клапан холостого хода двигателя с регулируемым по сечению иглой каналом холостого хода двигателя и с диафрагмой работы двигателя в режимах нагрузки, электромагнитный клапан, работающий как запорное устройство.

На фиг. 1 дана общая схема двигателя и его система питания; на фиг. 2 - схематичный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схематичный разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - продольный разрез клапана холостого хода.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Реактивно-роторный двигатель и его система питания содержат по меньшей мере один кольцеобразный, полый статор 1, выполненный с кольцевым выхлопным коллектором 2 по внешнему периметру, снабжен регенератором 3 выхлопного коллектора, выполненного в виде кожуха с окнами 4 по периметру для забора атмосферного воздуха, на который установлен воздухоочиститель, например, в виде сетки и регулятор забора воздуха в виде кольцевой заслонки 5, по сторонам от выхлопного коллектора в полом статоре выполнены окна 6 по всему периметру для прохода этого воздуха в полость статора к ротору 7 двигателя, выполненному в виде блока по меньшей мере двух воздушно-реактивных двигателей, между внутренним 8 и внешним 9 кольцами лабиринтного уплотнения ротора к статору, каждый из которых автономно работает, является элементом ротора и содержит воздухозаборник 10, кожух камеры сгорания 11, камеру сгорания 12 с компенсатором температурных расширений 13, с зоной подмеса 14 воздуха, завихритель воздуха 15, форсунку 16, зажигание 17 калильное или искровое и сопло 18, выходящее в выхлопной коллектор через внешнее кольцо лабиринтного уплотнения, кронштейн 19 крепления элементов ротора, зону горения 20, патрубок 21 для отвода отработанных газов в атмосферу. Ротор свободно вращается в подшипниковых опорах 22 на валу 23, полом с одной стороны для подводы топлива и зажигания к камерам сгорания и, например, со шпонкой с другой стороны для подключения нагрузки, ступица 24 ротора, спица 25. Система питания двигателя содержит топливный бак 26, фильтр 27 топлива, топливный насос 28 с автономным приводом 29 и редукционным клапаном 30, редуктор-акселератор 31 с педалью 32 для управления им и эксцентриковый включатель 33 для работы двигателя на холостых оборотах. Клапан 34 холостого хода двигателя, содержащий входной канал 35, входное отверстие 36 топлива под диафрагму 37, выходное отверстие 38 топлива из-под диафрагмы, выходной канал 39 топлива из клапана холостого хода двигателя, регулируемый иглой 40 по сечению канал 41 холостого хода двигателя, пружину 42 для поджатия диафрагмы, крышку 43, компенсационное отверстие 44, крепежные болты 45, электромагнитный клапан 46, работающий как запорное устройство и подключенный в электроцепь зажигания.

Реактивно-роторный двигатель и его система питания работает следующим образом.

Для пуска двигателя включают автономный привод 29 топливного насоса 28, который забирает топливо из бака 26 и через фильтр 27, с помощью редукционного клапана 30, поддерживая заданное давление, подает его в топливную магистраль двигателя, где топливо редуктором-акселератором 31 редуцируется включением эксцентрикового включателя 33 для холостого хода двигателя или дополнительным нажатием на педаль 32 редуцируется для работы двигателя в режимах нагрузки. Топливо в том и другом случае поступает в входной канал 35 клапана холостого хода 34, откуда часть его проходит через регулируемый по сечению иглой 40 канал холостого хода 41 и, дозируясь, выходит через выходной канал 39 и идет для работы двигателя на холостых оборотах, а другая часть топлива, которое редуцируется от нажатия педали 32 в большем объеме и под большим давлением из входного канала 35, через входное отверстие 36, поднимая диафрагму 37 и преодолевая усилие пружины 42, выходит через выходное отверстие 38 в выходной канал 39, откуда поступает на форсунку 16 для работы двигателя в режимах холостого хода, в режимах нагрузки и для обогащения топлива при пуске двигателя. При включении зажигания и стартера электромагнитный клапан 46 открывается, и топливо поступает на форсунку 16 в камеру сгорания 12, где разбрызгивается в поток воздуха, свеча зажигания 17 поджигает образованную топливовоздушную смесь, и расширяющиеся газы с большой скоростью выбрасываются через сопло 18 в выхлопной коллектор 2 и отталкивают ротор 7 двигателя в противоположную сторону, отработавшие газы патрубком 21 отводятся в атмосферу. Вращательное движение ротора 7 через его образующие детали передается валу 23 двигателя, опирающемуся на подшипники 22. Забор атмосферного воздуха в полость статора 1 производится через воздухоочиститель, например, в виде сетки установленного на заслонке 5 регулирования воздухозабора, затем воздух проходит через окна 4 регенератора 3 и, охлаждая выхлопной коллектор 2, сам подогревается и через окна 6 поступает в полость статора 1 к воздухозаборникам 10, где за счет скорости вращения ротора 7 между воздухозаборником 10 и кожухом камеры сгорания 11 происходит торможение воздушного потока и повышение его давления. С повышением давлением воздух поступает под кожух камеры сгорания 11, и противотоком, охлаждая стенки камеры сгорания 12, поступает в ее зону горения 20 и в зону подмешивания 14, форсунка 16 впрыскивает топливо, образовавшуюся топливовоздушную смесь поджигает свеча 17. Двигатель не имеет трущихся деталей, а следовательно, и системы смазки, что делает его экологически чистым двигателем для легкого автотранспорта, который заполнил города и залил их маслом. Для остановки двигателя выключают зажигание, электромагнитный клапан 46 перекрывает топливо, и двигатель останавливается, затем отключают топливный насос 28 и эксцентриковый включатель 33 редуктора-акселератора 31.

Использование: реактивно-роторный двигатель и система его питания предназначены для всех отраслей народного хозяйства. Реактивно-роторный двигатель содержит полый статор с установленным в нем с возможностью вращения в подшипниковых опорах ротор. Ротор выполнен в виде блока по меньшей мере двух воздушно-реактивных двигателей, имеющих камеры сгорания с кожухами, системы зажигания, сопла, выходящие в выхлопной коллектор. Статор снабжен кольцевым выхлопным коллектором, расположенным по его внешнему периметру, и кожухом. Кожух образует с выхлопным коллектором регенератор. По периметрам кожуха и корпуса, по сторонам от выхлопного коллектора последнего выполнены окна для забора и прохода воздуха к ротору двигателя. Блок воздушно-реактивных двигателей смонтирован между внутренним и внешним кольцами лабиринтного уплотнения. Сопла воздушно-реактивных двигателей выполнены выходящими в выхлопной коллектор через внешнее кольцо лабиринтного уплотнения. Система питания содержит систему зажигания и систему подачи топлива с расположенной в камере сгорания форсункой, автономный насос, магистральный трубопровод с установленными на нем двумя клапанами, электромагнитным и редукционным, система питания снабжена клапаном холостого хода с регулируемым по сечению иглой каналом холостого хода двигателя и с диафрагмой работы двигателя в режимах нагрузки. Редуктор выполнен как редуктор-акселератор с педалью управления им и с эксцентриковым включателем холостого хода. Такое выполнение двигателя упрощает его конструкцию. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Реактивно-роторный двигатель, содержащий полый статор с установленным в нем с возможностью вращения в подшипниковых опорах ротором, выполненным в виде блока по меньшей мере двух воздушно-реактивных двигателей, имеющих воздухозаборники, камеры сгорания с кожухами, системы зажигания, сопла, выходящие в выхлопной коллектор, отличающийся тем, что статор снабжен кольцевым выхлопным коллектором, расположенным по его внешнему периметру, и кожухом, образующим с выхлопным коллектором регенератор, по периметрам кожуха и корпуса по сторонам от выхлопного коллектора последнего выполнены окна для забора и прохода воздуха к ротору двигателя, блок воздушно-реактивных двигателей смонтирован между внутренним и внешним кольцом лабиринтного уплотнения, а сопла воздушно-реактивных двигателей выполнены выходящими в выхлопной коллектор через внешнее кольцо лабиринтного уплотнения. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кольцевой заслонкой и воздухоочистителем, установленным на окнах кожуха для забора воздуха. 3. Система питания, содержащая систему зажигания и систему подачи топлива с расположенной в камере сгорания форсункой, автономным насосом, магистральным топливопроводом с установленными на нем двумя клапанами, отличающаяся тем, что система снабжена клапаном холостого хода с регулируемым по сечению иглой каналом холостого хода двигателя и с диафрагмой работы двигателя в режимах нагрузки, редуктор выполнен как редуктор-акселератор с педалью управления им и с эксцентриковым включателем холостого хода двигателя, один клапан выполнен электромагнитным, а другой - редукционным.