Роторный двигатель Советский патент 1993 года по МПК F02C1/02 

Изобретение относится к механике и может быть использовано в отраслях промышленности занятых производством силовых установок.

Цель изобретения - повышение КПД роторного двигателя.

При этом КПД повышается за счет следующих конструкционных приемов: в канале рабочая среда преобразует кинетическую энергию движения не только посредством взаимодействия со стенками рабочего канала, но главное посредством периодического торможения потока за счет установленных в канале лопаток, которые соединены последовательно между собой посредством троса или иной тяги. Кроме того, в прототипе рабочая среда, покидая рабочий канал, вытекает навстречу движению ротора, чем его тормозит. В предложенной конструкции двигателя ротор рабочей среды, вытекая из выходного устройства, разворачивается за счет профиля канала как минимум на 90° относительно оси канала, что позволяет реализовать остаточную энергию рабочей среды как в обычной реактивной турбине. Это является приемом повышения КПД и мощности двигателя.

Далее если прототип технологически сложен в изготовлении, то предложенный двигатель более прост за счет того, что рабочий канал выполняется путем навивки на ротор трубки. При этом двигатель может быть выполнен вообще без корпуса, а ротор состоять только из рабочего канала

На чертеже изображен роторный пнев- мо(гидро)двигатель в разрезе вдоль осевой линии.

Изображенный на чертеже роторный пневмо(гидро)двигатель состоит из: корпуса 1, выполненного из металла или пластика. В отдельных конструкциях корпус может отсутствовать. Корпус 1 оборудован двумя крышками 2,3, в центре которых выполнены отверстия для выхода рабочего вала Отверстия оборудованы подшипниками и сальниками. Рабочий вал 4 закреплен в центральной части ротора 5, выполненного из металла или иного материала Ротор 5

Ё

00 N3 СЛ 00 VI (X

может быть совмещен с маховиком для повышения стабильности двигателя при работе с импульсными нагрузками. На наружной поверхности ротора 5 навит рабочий канал 6 в виде трубки из металла или иного материала в зависимости от рабочей среды и ее параметров. Рабочий канал 6 выполнен в виде цилиндрической спирали. В отдельных конструкциях рабочий канал может быть выполнен внутри ротора. Внутри рабочего канала 6, частично перекрывая его просвет, установлены лопатки 7, закрепленные между собой посредством троса 8. Начало троса 8 крепится во входном канале 9 рабочего канала 6. Крепление возможно путем сварки или иным способом. Рабочий канал 6 имеет также выходное устройство.состоящее из выходного канала 10, соединенного с каналом 11, ось которого развернута на 90° относительно оси канала. Это необходимо для того, чтобы выходящий из рабочего канала поток рабочей среды не тормозил вращение ротора, а посредством изменения вектора движения приращивал импульс силы, ускоряющий вращение ротора. Выходное устройство кроме перечисленных элементов включает также канал 12 посредством которого рабочая среда вытекает во вне двигателя. Этот канал может быть связан с отводным трубопроводом для сбора рабочей среды с целью повторного использования или защиты окружающей среды. Рабочий вал 4 имеет упорный подшипник 13, служащий для стабилизации ротора в корпусе 1. Полость корпуса 1 разделена на две части посредством бортика 15, размещенного на роторе 6, входящего в кольцевую проточку 14. Бортик 15 и кольцевая проточка 14 образуют подвижный герметичный контакт соединение. Это соединение разделяет область высокого давления рабочей среды и полость ротора, которая может быть с целью снижения потерь на вращение вакуумирована. Внутри корпуса 1 в районе крышки 3 размещено входное устройство, состоящее из тороидальной камеры 16, в которую через патрубок 18 поступает под давлением рабочая среда С целью устранения утечки рабочей среды рабочий вал 4 имеет сальник 17, совмещенный с подшипником.

Устройство работает следующим образом.

При подаче рабочей среды в патрубок 18 она под давлением поступает в тороидальную камеру 16 и затем поступает во входной канал 9, двигаясь по рабочему каналу, рабочая среда расширяется и повышает свою скорость. Этот скоростной поток рабочей ч;реды взаимодействует с первой

установленной в рабочем канале б лопаткой 7, тормозя ее. Давление, действующее на переднюю часть лопатки, растет. Скорость потока падает. Но поскольку лопатка 7 перекрывает только часть просвета рабочего

канала 6, то рабочая среда обтекает лопатку, увеличивая при этом свою скорость. Давление при этом в струе рабочей среды падает. После лопатки 7 давление падает. Разница давлений перед лопаткой и после рождает

неуравновешенную силу, которая посредством троса 8 взаимодействует с ротором б, приводит его во вращение вокруг оси. Про- цесс повторяется на каждой из последующих лопаток. Поток рабочей среды постепенно уменьшает свою энергию, передавая ее ротору 6, скорость вращения которого возрастает. Одновременно кинетическая энергия потока рабочей среды преобразует энергию и путем взаимодействия со стенками рабочего канала. Пройдя весь рабочий канал 6 поток рабочей среды выходит через отверстие 10 в канал 11, при этом разворачивается на 90° и отдает оставшуюся энергию ротору выходя во вне через

отверстие 12.

Формула изобретения Роторный двигатель, содержащий корпус, расположенный внутри него ротор с

плоским спиральным рабочим каналом, входное и выходное устройство.о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что. с целью повышения КПД. двигатель снабжен лопатками, соединенными между собой тросами и установленными

в канале, а спиральный канал выполнен в виде трубки, навитой на наружной поверхности ротора и соединенной через входное устройство с источником рабочей среды, причем ось выходного устройства развернута на 90 относительно оси канала.

15

/J

#

-Ю

Использование1 в силовых установках. Сущность изобретения- роторный двигатель снабжен лопатками, соединенными между собой тросами и установленными в канале, выполненном в виде трубки, навитой по наружной поверхности ротора и соединенной, через входное устройство с источником рабочей среды, причем ось выходного устройства развернута на 90° относительно оси канала. 1 иг..