Роторный двигатель Советский патент 1993 года по МПК F01C1/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к. роторным двигателям внешнего сгорания.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности роторного двигателя.

На фиг.1 изображен роторный двигатель, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - схема взаимодействия дисков с двуплечими рычагами; на фиг.4 - схема движения рабочего тела в двигателе.

Роторный двигатель содержит корпус 1, Полости 2 и 3, лопасти 4-7. концентричные Валы 8 и 9, механизм синхронизации движения лопастей 4-7, размещенных на валах 8 и 9 с образованием в полости 2 рабочих камер 10-13, а в полости 3 рабочих камер 14-17. В полостях выполнены каналы впуска 18 и выпуска 19. Механизм синхронизации содержит выходной вал 20, дифференциальный механизм 21, два диска 22 и 23,элементы фиксации дисков, выполненных в виде двуплечих рычагов 24 и 25. Выходной вал 20 кинематически связан посредством дифференциального механизма 21 с концентричными валами 8 и 9. Диски 22

и 23 каждый имеют на окружной поверхности по две дорожки 26, 27 и 28, 29 соответственно. Дорожка 26 на диске 22 и дорожка 28 на диске 23 имеют на окружной поверхности по две диаметрально противоположные канавки. Дорожка 27 на диске 22 и дорожка 29 на диске 23 имеют на окружной поверхности по два диаметральных противоположных выступа. Диски 22 и 23 размещены на концентричных валах 8 и 9 оппозитно друг другу и по разные стороны дифференциального механизма 21. На периферийных участках двуплечих рычагов 24 и 25 размещены ролики 30-33. Двуплечий рычаг 2-4 размещен в корпусе 1 с возможностью качания вокруг оси 34 и одновременного взаимодействия роликов 30 и 31 с дисками 23 и 22 по дорожкам 28 и 26 соответственно. Двуплечий рычаг 25 размещен в корпусе 1 возможностью качания вокруг оси 35 и одновременного взаимодействия роликов 32 и 33 с дисками 23 и 22 по дорожкам 29 и 27 соответственно. Вал 9 в полости 2 соединяется с аналогичным валом 9 в полости 3 через сателлиты 36 и 37. НаСП

С

00

со

00

о со

1GJ

греватель 38, холодильник 39 через вентили 40 и рекуператор 41 соединяются с каналами впуска 18 и выпуска 19.

Роторный двигатель работает следующим образом.

Вращение лопастей передается через концентричные валы 8 и 9, дифференциальному механизму 21 к дискам 22, 23. Один из роликов например 30 рычага 24 западает в канавку на дорожке 28 диска 23. Другой ролик 31 окатывается по окружной поверхности дорожки 26 диска 22. При этом лопасти 4 и 5, размещенные на валу 8, неподвижны относительно корпуса 1, а лопасти 6, 7, размещенные на валу 9. враща- ются. Одновременно на другом двуплечем рычаге 25 ролик 32 попадает на выступ дорожки 29 диска 23, а другой ролик 33 окатывается по окружной поверхности дорожки 27 диска 22. При попадании ролика 31 в канавку на дорожке 26 ролик 33 накатывается на выступ дорожки 27 диска 22. При этом диск.22 затормаживается. Торможение передается через дифференциальный механизм 21 диску 23, заставляя его вращаться в ту же сторону что и диск 22. При попадании ролика 31 в канавку дорожки 26 и ролика 33 на выступ дорожки 27 происходит смена движения лопастей. Таким образом, механизм синхронизации обеспечивает попере- менное движение лопастей 4-7, при котором периодически синхронно изменяются объемы рабочих камер 10-13 и 14-17 в полостях 2 и 3. Объем полости 2 больше объема полости 3. Рабочая среда нагнетает- ся в рабочие камеры 14, 15 и 10, 11 из каналов впуска 18 и выходит из камер 17- 16 и 13, 12 через каналы выпуска 19. В исходном состоянии при равной температуре в камерах двигателя подвижные лопа- сти 7 и 8 располагаются перпендикулярно неподвижным лопастям 4,.5 фиг.4. Это достигается за счет того, что объемы попарно соединенных через нагреватель 38 камер 16, 17 и 10, 11 равны объемам камер 14, 15 и 12, 13 попарно соединенными через холодильник 39. Давление,действующее с противоположных сторон подвижных лопастей уравновешено. При нагреве рабочей среды в нагревателе 38 и охлаждении второй части рабочей среды в холодильнике давление в камерах 10, 11 полости 2 будет возрастать, а в камерах 12,13 уменьшаться. На подвижной лопасти 7 появится вращательный момент, пропорциональный разности тем-

ператур в нагревателе 38 и холодильнике 39. Первая часть рабочей среды содержащаяся в камерах 10, 11 и 14, 15 будет стремиться занять максимально возможный объем. Это достигается тем, что рабочая среда из сокращающихся камер 16, 17 вытесняется через нагреватель в объемы камер 10, 11. Вторая часть рабочей среды, охлаждаясь, из камер 13,12 полости 2 переходит в камеры 17,16 полости 3. Общий объем второй части рабочей среды сокращается. Проходя по инерции мертвую зону рабочие лопасти перекрывают впускные 18 и выпускные 19 каналы, препятствуя смешиванию рабочей среды обеих частей. Далее обе части рабочей среды меняют свое положение - нагретая часть охлаждается, а охлажденная нагревается. Весь цикл повторяется. При этом рабочие среды проходят через камеры, нагреватель, рекуператор и холодильник по замкнутому контуру в одном направлении. Полость 3 выполняет функцию, компрессора, а полость 2 пневмодвигателя. Вентили 40 регулируют скорость прохождения рабочей среды через нагреватель, плавно изменяют вращательный момент выходного вала.

Предлагаемый двигатель может работать в качестве газотурбинного двигателя, при этом камера внешнего сгорания (нагреватель) заменяется на камеру внутреннего сгорания по типу газотурбинных двигателей, а холодильник заменяется свободным выходом газов.

Формула изобретения Роторный двигатель, содержащий корпус, две полости с размещенными в них на концентричных валах лопастями с образованием рабочих камер, механизм синхронизации движения лопастей, включающий выходной вал, кинематически связанный посредством дифференциального механизма с концентричными валами, два диска, каждый из которых имеет на окружной поверхности две диаметрально противоположные канавки, и элементы фиксации дисков, выполненные в виде двуплечего рычага с роликами на периферийных участках, отличающийся тем, что на дисках выполнены дополнительные дорожки с диаметрально противоположными выступами, имеющие, как минимум, два механизма фиксации, расположенные оппозитно друг другу.

IN

А-А

Сущность изобретения: в двух полостях размещены на концентричных валах лопасти с образованием рабочих камер. Механизм синхронизации движения лопастей содержит выходной вал, кинематически связанный дифференциальным механизмом с концентричными валами. Каждый из двух дисков имеет на окружной поверхности две диаметрально противоположные канавки. Элементы фиксации дисков выполнены в виде двуплечего рычага с роликами на периферийных участках. На дисках выполнены дополнительные дорожки с диаметрально противоположными выступами, имеющие два механизма фиксации, расположенные оппозитно друг другу. 4 ил.

CpLLZ 2

фиг 3

ff

3913