Ротативная машина Советский патент 1924 года по МПК F01C1/12 

Предлагаемая ротативная машина предназначена, в качестве двигателя, для использования энергии находящихся под давлением газа, пара или воды и, обратно, для нагнетания или сжимания последних в качестве насоса или компрессора. Для работы механизма, е качестве двигателя, используется, как и в поршневых машинах, статическое давление рабочего тела в камерах, увеличивающих свой обем; также, вследствие изменения обема камер, происходит всасывание или сжимание в двигателях, насосах и компрессорах. Изменение обема рйбочих камер происходит только вследствие вращательного движения механизма, а не возвратно поступательного с последующим преобразованием во вращательное. На фиг. 1 и 2 изображены продольный и поперечный разрезы примерной формы механизма в применении к двигателю внутреннего горения. Общая схема механизма следующая: Неподвижный кожух охватывает с возможно малым зазором эксцентрическо-колыдеобразное пространство. в котором помещается несколько зубчатых или волнистых колец равной ширины, вращающихся каждое около своего центра и находящихся, последовательно, во внутреннем зацеплении друг с другом (на поперечном разрезе примерной формы механизма - крайние 1кольца 2 и 3 и несколько промежуточных). Точки касания начальных окружностей, зацепляющихся колец находятся с одной и той же стороны от центров колец и расположены на одной прямой линии или могут, в частном случае, совпадать. Профиль волн или зубцов может быть выбран под условием получения достаточной длины линии зацепления таким образом, чтобы в зацеплении находились все зубья, как показано на чертеже, ИЛИ- по большей части окружности. При этом волнистые или зубчатые кольца могут получаться равномерной или неравномерной толщины. Зубья или волны колец образуют ряд камер различного обема, ограниченных с боков стенками кожуха. Наибольший обем камеры получают в месте наибольшего расхождения колец, наименьший - при сжатии колец. Крайние наружные и внутренние кольца (напр., 2 и 3) имеют в механизме определенные оси, вращение около которых определяется тем или иным способом, не нарушающим герметичности камер. Положение промежуточных колец определяется геометрически тем, что каждое кольцо находится в зацеплении с внешним и внутренним, по отношению К нему, кольцами. Впуск или выпуск рабочего тела (газа, пара или жидкости) происходит через окна, соответственным образом расположенные в стенках кожуха. Как видно из поперечного разреза, при вращении механизма в каком-либо направлении, напр., против часовой стрелки, - камеры, расположенные справа, постепенно увеличивают свой обем, а камеры слева, наоборот, уменьшают. В силу этого, при работе в вышеуказанном направлении, например, двигателей паровых, внутреннего горения или гидравлических, рабочими камерами служат те, которые расположены в данный момент справа. В эти камеры на части окружности производится впуск рабочего тела, находящегося под давлением. Камеры, расположенные слева, могут служить, смотря по назначению механизма, для выталкивания отработавших пара или жидкости, или для предварительного сжатия рабочего воздуха в двигателях внутреннего горения. В насосах и компрессорах, при том же направлении вращения, камеры, расположенные в данный момент справа, служат для всасывания рабочего тела и камеры слева - для нагнетания или сжимания. Осуществление того или иного рабочего процесса зависит, главным образом, от расположения впус,кных и выпускных окон, определяющих начало и конец периодов впуска и выпуска. В дополнение к общей схеме механизма, изображенная на чертеже примерная форма механизма представляет собою частный случай выполнения общей схемы. Из продольного разреза видно, что двигатель составлен из двух элементов, с одинаковым устройством движущихся частей; первый из них, расположенный cлeiBia, представляет воздушный насос или компрессор, второй, справа - собственно двигатель. Рабочий механизм обоих совершенно одинаков; в равной мере он может быть применен в качестве основного механизма других двигателей - паровых и гидравлических. Кожух /, охватывающий систему вращающихся волнистых колец, делается раземным по плоскости, перпендикулярной оси. Движение колец определяется дисками 7 и 8, проходящими с малым зазорсм в кольцевом прорезе кожуха /. Диск 7, закрепленный на валу б, соединен с наружным кольцом 2, так что кольцо 2 вращается вместе с валом 6. Два внутренние кольца 3, расположенные по обе стороны диска 7, соединены с дисками 8 и свободно вращаются на оси, эксцентричной по отнощению к валу 6. Все остальные волнистые кольца помещаются с обеих сторон диска 7 между кольцами 2 и 3. Диск 7 по окружности имеет отверстия, соединяющие камеры по обе стороны диска. Указанные камеры составляют по направлению оси как бы продолжение одна другой. Размеры колец по направлению оси с одной стороны диска 7 могут быть равными или неравными, таковым же размерам колец, по другую сторону диска; в частности, кольца с одной стороны могут отсутствовать, и тогда диск 7 примыкает к боковой стенке кожуха. Уменьшение потери давления достигается, с одной стороны, возможно малым зазором между неподвижными и движущимися частями, с другой - вследствие применения лабиринтного уплотнения, которое образуется большим количеством отдельных камер с постепенно падающим давлением. Для той же цели служат выступы на кольцах 2 и 3. Кольца 4 вкладываются с зазором в наружное кольцо 2, кольца 5 охватывают внутренние кольца 3 с зазор: м или без него; таким образом, обеспечивается деформация от действия центробежной силы и, следовательно, кольца не испытывают добавочного нажатия друг на друга. Предварительное нажатие может иметь место, если волнистые кольца ставятся на место и немного пружинят. Кольца уравновешены от радиального давления, так как давление в камерах, ;расположенных в радиальном направлении, одно и то же. Для большего обеспечения этого, кольца имеют отверстия, соединяющие камеры в радиальном направлении. Такие же отверстия в кольцах 2 и 3 выравнивают давление с o6&i сторон колец, вследствие чего уменьшаются давления на оси вращения. Впуск или выпуск рабочего тела (газа, пара или жидкости) происходит через окна, соответственным образе м расположенные в боковых стенках кожуха. Устройство кожуха и передачи вращения от системы колец к валу позволяет соединить последовательно несколько описанных выше элементов для получения двигателей многократного расширения или компрессоров с несколькими ступенями давления и для других целей. Применение описанного выше механизма для получения двигателя внутреннего горения с быстрым или постепенным сгоранием и схема работы двигателя представляются в следующем виде: двигатель работает, как двухтактный, с продувкой воздухом от воздушного насоса. Рабочими циклами могут быть циклы быстрого или постепенного сгорания; последнее обстоятельство зависит от положения впускного окна. На чертеже представлен, как примерный, двигатель быстрого сгорания. Как и раньше, направление вращения указано на поперечном разрезе протиВ часовой стрелки. В каждой камере происходит следующий процесс: при положении камеры слева, она заполнена рабочим воздухом, который сжимается до тех пор, пока камера не дойдет до окна, сообщающего рабочую камеру с камерой сгорания //. В последнюю непрерывно вспрыскивается, через форсунку, механически или сжатым воздухом распыливаемое горючее, сгорающее в рабочем воздухе. Давление в рабочей камере сразу повышается до давления в камере горения. После прохода рабочей камерой окна, в ней происходит расширение продуктов горения. Затем, камера проходит к окну 70, через которое производится выпуск газов в выхлопную трубу. Пройдя небольшой угол, камера сообщается посредством окна 9 также и с воздушным резервуаром 12, в котором находится воздух под давлением. Продувка камер происходит через окна 9 и 70 в выхлопную трубу. После прохода окон 9 и 70 начинается снова сжатие воздуха. Воздушный насос 74, нагнетающий воздух в воздушный резервуар 12, имеет окна: для впуска на стороне всасывания, сообщающееся с атмосферой, и на стороне сжатия, соединяющееся с резервуаром 72. Зажигание горючей смеси может происходить посредством свечи, запальной трубки и т. п. При достаточном предварительном сжатии может быть применено самозажигание. Цикл быстрого сгорания получится в том случае, когда окно, сообщающее рабочие камеры с камерой сгорания 77, расположено, как показано на чертеже, симметрично относительно вертикальной оси. Если же окно продолжено в сторону расширения больше, чем в сторону сжатия, то получится процесс более или менее приближающийся к циклу постепенного сгорания. С другой стороны, если начало выхлопа расположено ближе к вертикали, чем начало сжатия, то рабочий ход получится длиннее сжимающего. Таким образом, осуществляется цикл с продолженным расширением. Впуск рабочего топлива посредством форсунки или другим способом может происходить также непосредственно в рабочие камеры с сжатым воздухом в любом месте сжимающего хода, или в рабочий воздух до сжатия. Может быть также применена карбюрация воздуха, всасываемого воздушным насосом. ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА. 1. Ротативная машина, могущая служить в качестве двигателя, насоса или компрессора, характеризующаяся применением кожуха 7 с рабочею кольцевюю полостью, заключающею волнистый барабан 2, закрепленный на рабочем валу 6 посредством составляющего одно целое или присоединенного к барабану диска 7, помещенного между двух дисков 8, своими ступицами свободно вращающихся на эксцентричных относительно еала 6 втулках кожуха 7 и составляющих одно целое или соединенных с двумя волнистыми барабанами 3, обхватываемыми волнистыми кольцами 5, между коими и барабаном 2 помещаются волнистые кольца 4, могущие перемещаться вместе с барабанами и сцепляться между собою и с барабанами IB суженной части рабочей кольцевой полости. 2. Форма выполнения охарактеризованной в п. 1 машины в применении в качестве рютативного двигателя - двигателя внутреннего го1рения, характеризующаяся тем, что кожух /, 13 снабжается двумя рабочими кольцевыми полостями, заключающими указанные в п. 1 волнистые барабаны и кольца, и из коих одна полость снабжается окнами 15, 10 и 9 - для сообщения с камерой горения 11, с выхлопной трубой и с воздушн 1м резервуаром 12, в который нагнетается через соответственно расположенные каналы воздух из другой рабочей полости, принадлежащей воздушному насосу 14.

Типо-литография «Красный Печатник. Ленинград, Международный, 75. 4/

.|. / V/