РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2009 года по МПК H02N11/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в роторных двигателях для преобразования энергии постоянных магнитов в механическую энергию.

Наиболее близким техническим решением является роторный двигатель, содержащий полый статор и расположенный в полости статора ротор (RU 2074967 С1, МПК F02B 53/00, опубликованный 10.03.1997).

Недостатком известного устройства являются сложная конструкция и необходимость использовать топливо, сгорание которого ухудшает экологическое состояние окружающей среды.

Задачей изобретения является упрощение конструкции двигателя и обеспечение улучшения экологического состояния окружающей среды.

Поставленная задача достигается за счет того, что роторный двигатель, содержащий полый статор и расположенный в полости статора ротор, снабжен постоянными магнитами, по меньшей мере, по одному установленными в статоре и в роторе и обращенными друг к другу одноименными полюсами, защитными экранами, неподвижно закрепленными на магнитах статора, набором экранирующих заслонок и системой автоматического открытия заслонок, включающей закрепленные на оси ротора весы и расположенный на магните ротора крючок, снабженный колесиком.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен роторный двигатель (вид сверху), а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На неподвижном статоре 1 цилиндрической формы закреплены один или несколько постоянных магнитов 2. Вращающаяся часть состоит из расположенного в полости статора 1 ротора 3, на котором закреплены один или два постоянных магнита 4. Все магниты обращены друг к другу одноименными полюсами. Двигатель содержит защитные экраны 5, которые могут частично закрывать магниты статора 1 и ту часть магнита ротора 3, которая приближается к магниту статора 1, и экранирующие заслонки 6, которые изготавливаются из того же материала, что и защитные экраны 5. Причем экраны 5 неподвижно закреплены на магнитах 4 статора 1, а заслонки 6 могут подниматься и опускаться с помощью весов 7, которые закреплены на оси ротора 3 и уравновешены находящимися на концах заслонками 6. Крючок 8, расположенный на магните 4 ротора, открывает заслонку 6. На конце крючка 8 расположено колесико (условно не показано), которое уменьшает силы трения при открытии заслонки 6. В случае когда на роторе 3 закреплен один магнит 4, на другом конце ротора 3 устанавливается противовес 10, изготавливаемый из диамагнетика.

Геометрическая форма экранирующих заслонок 6 и экранов 5 зависит от формы магнитов, а их толщина зависит от силы взаимодействия одноименных полюсов используемых в двигателе магнитов ротора 3 и статора 1. В качестве материала для защитных экранов 5 и экранирующих заслонок 6 может быть выбран один из следующих вариантов: ферромагнетик, диамагнетик, магнитный материал, т.е. постоянный магнит или комбинации вышеперечисленных материалов.

Сопротивление экранирующей заслонки 6 магнитам 4 статора 1 и ротора 3 при ее открывании будет намного меньше силы взаимного отталкивания этих магнитов и тем самым будет обеспечено беспрепятственное движение магнита ротора к магниту статору.

Двигатель работает следующим образом.

Принцип работы двигателя основан на возникновении сил отталкивания между одноименными полюсами магнитов ротора 3 и статора 1. Двигатель запускается за счет сообщения ротору 3 начальной угловой скорости. После запуска двигателя ротор начинает вращаться.

При приближении постоянного магнита 4 ротора 3 к ближайшему магниту 4 статора 1 заслонка 6 магнита статора остается закрытой, чтобы исключить действие сил отталкивания в противоположную движению сторону и позволить магниту ротора беспрепятственно приблизиться к магниту статора. После того как магнит 4 ротора 3 проходит путь от начала магнита 4 статора 1, равный половине его длины, крючок 8 начинает открывать заслонку 6. Крючок 8 зацепляется за выступ (верхний угол выступа) заслонки 6 за счет вращения ротора, от верхнего угла идет к нижнему углу выступа и начинает поднимать заслонку 6. Для уменьшения трения между заслонкой 6 и крючком 8 на конце последнего установлено колесико (условно не показано). Открывается часть площади магнита 4 статора 1 и одноименные полюса магнитов статора 1 и ротора 3 начинают взаимодействовать, что придает ротору 3 дополнительный угловой момент в направлении начального вращения. При этом, пройдя половину длины магнита статора 1, при небольшом открытии заслонки ротор 3 начинает отталкиваться от магнита статора, а заслонка 6 продолжает подниматься, открывая еще большую площадь магнита статора. Чем больше открывается магнит статора, тем сильнее становится взаимодействие между магнитами, и ротор набирает большую угловую скорость, приближаясь при этом к другому магниту статора. В то время когда магнит статора становится открытым, находящийся напротив другой магнит статора 1 закрывается заслонкой 6, т.е. создаваемое им магнитное поле не действует на ротор 3.

Открытие заслонок 6 осуществляется при помощи весов, на которых на мягкой сцепке и закреплены экранирующие заслонки. Эти заслонки служат друг другу противовесом и легко открываются и закрываются, так как весы уравновешены.

По прошествии времени угловая скорость ротора 3 становится меньше требуемой рассчитываемой, что может быть определено различными средствами, например оптическими, механическими, электронными и т.д. (условно не показано). Тогда ротору вновь сообщается начальная угловая скорость различными средствами в зависимости от конкретного варианта выполнения двигателя и условий эксплуатации. Средства контроля скорости ротора и средства сообщения ротору угловой скорости могут быть связаны электронной системой управления, включающей соответствующие датчики и блок сравнения (условно не показано).

Таким образом, роторный двигатель с использованием постоянных магнитов является экологически чистым устройством, имеющим малый расход энергии на вращение, и может быть использован в качестве привода вращения в различных отраслях промышленности.

Двигатель предназначен для использования в двигателестроении. Двигатель содержит полый статор и расположенный в полости статора ротор, постоянные магниты, по меньшей мере, по одному установленные в статоре и в роторе и обращенные друг к другу одноименными полюсами; также имеются: защитные экраны, неподвижно закрепленные на магнитах статора, набор экранирующих заслонок и система автоматического открытия заслонок, включающая закрепленные на оси ротора весы и расположенный на магните ротора крючок, снабженный колесиком; причем на роторе диаметрально противоположно постоянному магниту закреплен противовес. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции двигателя и улучшение экологического состояния окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Роторный двигатель, содержащий полый статор и расположенный в полости статора ротор, отличающийся тем, что он снабжен постоянными магнитами, по меньшей мере, по одному установленными в статоре и в роторе и обращенными друг к другу одноименными полюсами, защитными экранами, неподвижно закрепленными на магнитах статора, набором экранирующих заслонок и системой автоматического открытия заслонок, включающей закрепленные на оси ротора весы и расположенный на магните ротора крючок, снабженный колесиком.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на роторе диаметрально противоположно постоянному магниту закреплен противовес.