ES2266192T3 - Motor de generador. - Google Patents
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Abstract
Un generador de motor unitario, que comprende: un motor de combustión interna que incorpora un rotor central accionado de manera rotatoria (H) que soporta una pluralidad de cilindros que se extienden radialmente, espaciados de manera precisa (I) que giran con dicho rotor (H) alrededor de un eje longitudinal central; un pistón (K) que puede moverse dentro de cada uno de dichos cilindros (I), una carcasa unitaria estacionaria (B, U) que aloja dicho motor coaxialmente respecto a dicho eje longitudinal central; un par de árboles de levas (30, 31) sin fin alineados de manera coincidente, similares, espaciados axialmente, formados integralmente con las paredes interiores opuestas de dicha carcasa (B, u); un par de rodillos de leva (2) asociados con cada uno de dichos pistones (K); cada rodillo de leva (2) está acoplado de manera operacional a uno de dichas árboles de levas adyacentes (30, 31); un medio en relación de soporte con el exterior de cada uno de dichos cilindros (T) para interconectar un par relacionado de dichos rodillos de leva (2) y un pistón asociado respectivamente (K), donde el accionamiento de la combustión de cada pistón (K) sirve para accionar dichos cilindros de leva (2) a lo largo de dichos árboles de leva (33, 31); caracterizado por un devanado de campo estacionario (c) unido a la periferia interior de dicha carcasa, rodeando concéntricamente dicho motor (H) y cilindros (I); y al menos una masa magnética (24) montada para moverse con dicho motor (H) para generar energía eléctrica como respuesta al movimiento orbital de dicha masa (24) pasado dicho devanado de campo (C).
Description
Motor de generador.
Esta invención se refiere a generadores
mecánicos/eléctricos y, más particularmente, a mejoras en
combinaciones mecánicas de generadores de motor de combustión
interna y generadores eléctricos para producir energía
eléctrica.
Desde la antigüedad, el hombre ha buscado las
mejores maneras y más fáciles para realizar sus tareas diarias, lo
cual requería alguna forma de energía. Antiguamente, el hombre
únicamente podía contar con su propia energía para realizar estas
tareas. Finalmente consiguió el fuego, después domesticó a los
animales, pronto aprendió a fabricar y usar el vapor y después
llegaron los motores de combustión interna. Poco después de esto
llego la electricidad. Desde el comienzo de la era eléctrica, el
hombre reconoció el poder de la electricidad, aunque no sabía que
hacer con ella. Aún usaba sus propias manos, las manos de sus
amigos, sus animales, motores de vapor y motores de combustión
interna que estaban aumentando en popularidad con cada día que
pasaba. La electricidad, como hemos aprendido, nos proporciona casi
cualquier cosa que necesitemos en el transcurso de nuestras vidas
desde que nacemos hasta que morimos. Sin electricidad, no habría
neveras, microondas, televisiones, radios, ordenadores o cualquier
otro instrumento eléctrico útil para el hombre. Únicamente hay que
experimentar un apagón eléctrico para apreciar fácilmente el amplio
conjunto de usos que tiene la electricidad. De hecho, el hombre
ahora se ha hecho casi completamente dependiente de la electricidad
para cada aspecto de la vida, tanto en el trabajo como en casa. Sin
ella estamos a oscuras, como lo estaban nuestros antepasados que
vivían en las cavernas y los fallos de energía son más frecuentes y
duraderos que nunca. Algunas compañías eléctricas han recurrido
incluso a la táctica de apagones estratégicos durante los peores
días de demanda eléctrica, particularmente en verano debido a la
alta demanda de los aires acondicionados conectados. Una respuesta
al problema de la escasez eléctrica es comprar más electricidad a
los productores cercanos de energía eléctrica, pero esa no es una
solución a largo plazo.
Actualmente hay más demanda de electricidad.
Todos los días se encuentran nuevos usos de la electricidad. Según
crece nuestra población, van apareciendo nuevas casas en todas
partes, se construyen más fábricas para fabricar más productos y
para suministrar trabajos para todos los nuevos trabajadores y para
todo ello se requiere incluso más electricidad. Aunque la
construcción de nuevas plantas de energía es relativamente poco
frecuente, la necesidad de generadores de energía eléctrica de
emergencia se ha hecho habitual. Aunque nunca ha sido mayor la
demanda de generadores de emergencia que sean económicos de usar,
fiables y razonables, esta demanda será aún mayor en el futuro.
Esta invención pretende satisfacer la demanda
mencionada anteriormente y la necesidad de un generador portátil
relativamente ligero, muy eficaz y económico, que utiliza un motor
de combustión interna para hacer funcionar una bobina
electromagnética para producir energía eléctrica.
Esta invención se refiere a una fuente de
energía eléctrica estacionaria o portátil mejorada que emplea una
combinación de motor de combustión interna y generador y, más
específicamente, comprende un nuevo motor de combustión interna
rotatorio que integra un generador eléctrico con un rotor de motor.
Los cilindros de combustión del motor y los pistones se desplazan a
lo largo de trayectorias sin fin de doble leva y preferiblemente,
en general, funcionan de manera similar a un motor de dos ciclos a
velocidades relativamente fijadas para proporcionar un motor de
combustión interna muy eficaz y de alta potencia, pequeño y de peso
ligero, con un diseño flexible capaz de funcionar de manera eficaz
cuando se usa una amplia serie de combustibles de hidrocarburo y
que al mismo tiempo mantiene un bajo coste eficaz de producción.
Un objeto de esta invención es proporcionar un
motor de combustión interna que tiene una flexibilidad de diseño
mucho mayor para todas las facetas de combustión infinitamente
variable y la posterior conversión de energía.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
motor de combustión interna que tiene un tiempo de parada
prolongado en la parte superior del recorrido de pistón, con lo que
se permite que la mezcla aire/combustible encendida en el cilindro
se queme más completamente mientras que el pistón es sustancialmente
estacionario respecto a su posición en un cilindro relacionado.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna que tiene un tiempo de
parada prolongado en la parte superior de la carrera de pistón, con
lo que se permite que la mezcla aire/combustible encendida en el
cilindro se expanda más completamente para proporcionar un medio
para generar una presión del cilindro interna mucho mayor mientras
que el pistón esta sustancialmente estacionario respecto a su
posición en un cilindro relacionado.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna que no requiere de
ninguna forma de junta de estanqueidad de cabeza que limitaría la
capacidad de los motores para soportar presiones del cilindro
extremadamente altas.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna que tenga una
configuración de árbol de levas infinitamente variable de manera
que se pueda conseguir la transformación más eficaz del movimiento
lineal de un pistón en el movimiento rotatorio del rotor del
motor/generadores.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
motor de combustión interna que tenga un tiempo de parada
prolongado en la parte inferior de la carrera del pistón, con lo que
se consigue el escape de los gases agotados mientras el pistón está
sustancialmente estacionario respecto a su posición en un cilindro
relacionado.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna en el que haya un tiempo
de parada prolongado en la parte inferior de una carrera de pistón,
de manera que cada cilindro que lleva un pistón pueda limpiarse o
purgarse de todos los gases agotado mientras el pistón esta
generalmente estacionario respecto a su cilindro.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un tiempo de parada prolongado en la parte inferior de
la carrera del pistón en un motor de combustión interna
multicilindro, con lo que cada cilindro se limpia, se purga y el
aire se enfría internamente mientras que las válvulas de escape se
mantienen abiertas en una posición sustancialmente estacionaria
prolongada.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna de dos ciclos, de
múltiples cilindros y pistones, en el que cada pistón tiene un
periodo de parada prolongado, de manera que una válvula de escape
del cilindro relacionado esté en un estado completo de cierre antes
de la introducción de combustible en el cilindro.
Un objeto adicional de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna de dos ciclos que
incorpora medios productores de un tiempo de parada prolongado en
la parte inferior de cada carrera de pistón de manera que se
consiga la carga de un cilindro con combustible para la siguiente
combustión mientras el pistón generalmente está estacionario
respecto a su cilindro.
Otro objeto adicional de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna que emplea levas gemelas
sin fin opuestas para regular el movimiento del pistón,
proporcionando las levas gemelas una carrera de compresión
infinitamente variable para cada pistón con el fin de optimizar la
combustión de un combustible selectivamente adecuado.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor rotatorio de tipo de dos ciclos que incorpora
medios de leva capaces de imponer múltiples encendidos de cada
cilindro para cada revolución completa del rotor del
motor.
motor.
Otro objeto más de esta invención es
proporcionar un motor de combustión interna diseñado para uso en un
motor/generador unitario que incorpora las características de los
objetos indicados anteriormente.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
medio mecánico/eléctrico para generar energía eléctrica utilizando
un motor de combustión interna, de manera que la masa rotatoria de
un conjunto de rotor de motor sea la armadura de la unidad
generadora.
Un objeto general de esta invención es
proporcionar un medio compacto, de peso ligero que proporcione una
fuente altamente eficaz de energía eléctrica portátil y
estacionaria, y que sea fiable en el uso, económico de fabricar y
ecológico.
Habiendo descrito esta invención, para los
especialistas en la técnica serán evidentes los objetos anteriores
y otros objetos, características y ventajas de la misma a partir de
la siguiente descripción detallada de una realización preferida
ilustrada en los dibujos adjuntos.
La presente invención proporciona un generador
de motor unitario, que comprende:
un motor de combustión interna que incorpora un
rotor central accionado de manera rotatoria que soporta una
pluralidad de cilindros que se extienden radialmente, espaciados de
manera precisa, rotatorios con dicho rotor alrededor de un eje
central longitudinal; un pistón que puede moverse dentro de cada uno
de dichos cilindros; una carcasa unitaria estacionaria que aloja
dicho motor coaxialmente respecto a dicho eje longitudinal central;
un par de árboles de leva sin fin separados axialmente, similares,
alineados de forma registrada, formados integralmente con paredes
interiores opuestas de dicha carcasa; un par de rodillos de leva
asociados con cada uno de dichos pistones; estando cada rodillo de
leva enganchado de manera operativa a uno de dichos árboles de leva
adyacentes; un medio en relación de soporte con el exterior de cada
uno de dicho cilindros para interconectar un par relacionado de
dichos rodillos de leva y un pistón asociado respectivamente, con lo
que la acción de combustión de cada pistón sirve para dirigir
dichos rodillos de leva a lo largo de dichos árboles de leva;
caracterizado por un devanado de campo estacionario sujeto a la
periferia interior de dicha carcasa, que rodea concéntricamente
dicho rotor y cilindros; y al menos una masa magnética montada para
que se mueva con dicho rotor para generar energía eléctrica como
respuesta al movimiento orbital de dicha masa que pasa por dicho
devanado de campo.
En los dibujos:
La Fig. 1 es una vista despiezada de un
motor/generador que muestra las piezas principales del
motor/generador al que se hace referencia posteriormente en la
descripción de esta invención;
la Fig. 1A es una vista en sección transversal
ampliada del conjunto de válvula denominado N en la Fig. 1;
la Fig. 2 es una vista en alzado de la unidad
ensamblada ilustrada en la Fig. 1 de la que se ha retirado el
bastidor del extremo frontal de la misma y que muestra ciertos
cilindros y pistones del motor en un alzado completo y otros en
sección transversal;
la Fig. 2A es una vista en sección transversal
completa tomada sustancialmente a lo largo de la lineal
2A-2A de la Fig. 2, aunque ensamblada con el
bastidor de extremo retirado de la Fig. 2 para ilustrar la
disposición ensamblada de las piezas en su interior;
la Fig. 3 es una vista en alzado final con el
bastidor del extremo frontal retirado, similar a la Fig. 2, que
muestra rodillos de leva y bujías no mostradas en la Fig. 2;
la Fig. 3A es una vista en sección transversal
completa con el bastidor del extremo frontal ensamblado similar a
la Fig. 2A, tomada sustancialmente a lo largo de la línea
3A-3A de la Fig. 3 y que mira en la dirección de
las fechas de la misma;
la Fig. 4 es otra vista en alzado final con el
bastidor del extremo frontal retirado como en las Figs. 2 y 3 y que
ilustra una mitad del medio de levas gemela y la relación de los
rodillos de leva de la misma;
la Fig. 4A es una vista en sección transversal
completa similar a las Figs. 2A y 3A tomadas sustancialmente a lo
largo de la línea 4A-4A de la Fig. 4 y que mira en
la dirección de las fechas de la misma incluyendo el bastidor del
extremo frontal en el montaje de piezas;
la Fig. 5 es otra vista en alzado final similar
a las Figs. 2, 3 y 4 que muestra la disposición de electrodos
aislados que se montan en el bastidor del extremo frontal
retirado;
la Fig. 5A es una vista en sección transversal
completa tomada sustancialmente a lo largo de la línea
5A-5A de la Fig. 5, que muestra el bastidor del
extremo frontal ausente en el montaje, y que mira en la dirección
de las flechas de la misma, de manera similar a las Figs 2A, 3A y
4A;
la Fig. 6 es una ilustración gráfica
diagramática de movimientos de pistón y funciones que tienen lugar
durante dos ciclos de combustión para una vuelta completa de 360º
del rotor del motor;
la Fig. 7 es una ilustración grafica del trazado
del árbol de levas en el que se indican de una manera particular
las funciones de leva relacionadas ilustradas en el gráfico de la
Fig. 6;
la Fig. 8 es una vista en alzado final similar a
las Figs. 2-5 con el bastidor del extremo frontal
retirado, que ilustra la relación de las piezas durante el
encendido del cilindro doble y, con fines de aclaración, que
muestra piezas que normalmente son estacionarias como rotacionales y
piezas que normalmente rotan como estacionarias;
la Fig. 8A es una vista en sección transversal
tomada sustancialmente a lo largo de la línea 8A-8A
de la Fig. 8, que mira en la dirección de las flechas de la misma y
que muestra el motor/generador de la Fig. 8 ensamblado con su
bastidor del extremo frontal en posición montada;
la Fig. 9 es una vista en alzado similar a la
Fig. 8 que muestra el motor/generador con el bastidor del extremo
frontal retirado y que ilustra la posición de las piezas al final
del tiempo de parada de combustión;
la Fig. 9A es una vista en sección transversal
tomada sustancialmente a lo largo de la línea 9A-9A
de la Fig. 9, que muestra el motor/generador con el bastidor del
extremo frontal retirado en posición montada;
la Fig. 10 es una vista en alzado final similar
a la Fig. 9, con el bastidor del extremo frontal retirado y que
ilustra el final de la carrera de combustión para dos de los
pistones;
la Fig. 10A es una vista en sección transversal
tomada sustancialmente a lo largo de la línea
10A-10A de la Fig. 10A y que mira en la dirección
de las flechas de la misma;
la Fig. 10B es una vista parcial ampliada del
área central de la Fig. 10A, que ilustra los puertos de
refrigeración y las vías de paso de escape y que indica el flujo
del gas de escape:
la Fig. 11 es otra vista en alzado final más
similar a la Fig. 9, con el bastidor del extremo frontal retirado,
que ilustra el rotor del motor a 90º de rotación;
La Fig. 11A es una vista en sección transversal
tomada sustancialmente a lo largo de la línea
11A-11A de la Fig. 11 que muestra el
motor/generador de la Fig. 11 con el bastidor frontal montado;
la Fig. 11B es una porción central ampliada de
la vista en sección transversal mostrada en la Fig. 11A, que
ilustra la purga del cilindro interno y la actividad de
refrigeración;
la Fig. 12 es otra vista en alzado final,
similar a la Fig. 11, con el bastidor de extremo final retirado,
que muestra el motor/generador en la admisión de combustible;
la Fig. 12A es una vista en sección transversal
similar a la Fig. 11A, tomada sustancialmente a lo largo de la
línea 12A-12A de la Fig. 12 y que mira en la
dirección de las flechas de la misma con el bastidor del extremo
frontal retirado en posición ensamblada;
la Fig. 13 es otra vista en alzado final del
motor/generador con el bastidor del extremo frontal retirado,
similar al las Figs. 11 y 12; que muestra el comienzo del ciclo de
compresión.
la Fig. 13A es una vista en sección transversal
completa tomada sustancialmente a lo largo de la línea
13A-13A de la Fig. 13, con el bastidor del extremo
frontal en posición ensamblada.
En la siguiente descripción se indicarán las
características de una realización preferida actualmente de esta
invención y, más específicamente, se describirán las características
de un motor/generador mecánico que utiliza un motor de tipo de dos
ciclos, de 6 cilindros, de levas gemela, de pistón rotatorio,
diseñado para que funcione a unas rpm o velocidad fijada relativa y
para producir 220 voltios de corriente alterna trifásica. Esta no
es la única forma que puede tomar el motor/generador de esta
invención, ni es la única forma de energía eléctrica que puede
producir. Sin embargo, la forma aquí descrita e ilustrada de esta
invención es el mejor modo contemplado en la actualidad para
permitir a los especialistas en la técnica llevar a la práctica esta
invención.
Como se ha indicado, Fig. 1 es una vista
despiezada del generador de motor de esta invención que ilustra sus
diversas piezas principales a las que se hará referencia de vez en
cuando en la descripción de esta invención que se proporciona a
continuación.
Se observará que las porciones elementales del
motor/generador ilustrado en la Fig. 1 están marcadas con las
letras del alfabeto para facilitar la localización de dichas piezas
en las figuras siguientes.
Como muestran las diversas piezas, a
continuación se muestra el número requerido y la denominación de
letras de cada uno:
| Letra | Requerido | \hskip2cm Descripción |
| A | 2 | Electrodos aislados para proporcionar la energía de encendido a las bujías |
| B | 2 | Un bastidor de extremo frontal que constituye una mitad de la carcasa del |
| motor | ||
| C | 1 | Bovina eléctrica estacionaria del generador |
| D | 1 | Engranaje de anillo frontal |
| E | 6 | Aislantes de bujías |
| F | 6 | Bujías |
| G | 1 | Soportes de empuje frontales |
| H | 1 | Rotor de motor |
| I | 6 | Cilindros |
| J | 6 | Manguitos de cilindros |
| K | 6 | Muñequillas |
| L | 12 | Rodillos de leva |
| M | 12 | Conjuntos de rodillos de leva |
| N | 6 | Conjuntos de válvula |
| O | 1 | Engranaje del anillo posterior |
| P | 1 | Soporte principal |
| Q | 1 | Eje principal |
| R | 1 | Tubo de escape |
| S | 2 | Soportes de empuje posteriores |
| T | 1 | Anillo de leva de la válvula de escape |
| Letra | Requerido | \hskip2cm Descripción |
| U | 1 | Bastidor de extremo posterior |
| V | 6 | Vástago de válvula |
| W | 6 | Cuerpos de válvula |
| X | 6 | Guías de válvula |
| Y | 6 | Resortes de válvula |
| Z | 6 | Rodillos de leva de la válvula de escape |
Volviendo ahora a la Fig. 2 de los dibujos, se
entenderá que con motivos de aclaración, el bastidor del extremo
frontal B del motor no se muestra en esta vista o en las siguientes
Figs. 3-5. Sin embargo, se muestra el bastidor del
extremo posterior U, así como los (12) orificios de perno de
ensamblaje 20 y seis (6) clavijas de alineación (21). Se observará
también a partir de esta Fig. que los seis (6) cilindros se muestran
de tres maneras diferentes, es decir, con una línea continua
representativa, una línea continua con líneas discontinuas y una
vista en sección completa tomada a lo largo del centro de dos
conjuntos del cilindro opuestos (I) 1 y (I) 4, teniendo cada uno un
pistón (K), un manguito de cilindro (J), una muñequilla (L) y una
cámara de combustión asociada 22 (véase la Fig. 2A).
En la Fig. 2A, se muestra la relación de
ensamblaje de las diversas piezas mostradas en las Fig. 2, así como
los miembros de bastidor frontal y posterior (B) y (U) de la carcasa
del motor. Se observará también que el rotor (H), como se muestra
en la Fig. 2, lleva seis (6) imanes permanentes con forma arqueada
24 montados alrededor de su periferia y localizados entre el pistón
adyacente y los conjuntos de cilindro.
En la vista en sección transversal completa de
la Fig. 2A que muestra el conjunto de piezas para el
motor/generador, se observará que el motor es similar en muchos
aspectos al contenido y a la descripción de un motor de 4 tiempos
en mi patente anterior de Estados Unidos número 4.653.438 expedida
el 31 de marzo de 1987, titulada "Rotary Engine". Pueden
encontrarse ciertas excepciones al motor rotatorio de esa patente en
los conjuntos de cilindro que emplean cilindros desmontable de
manera roscada (I), manguitos de cilindro (J), pistones (K),
muñequillas (L) y rodillos de leva (M), que se describen
específicamente en mi patente de Estados Unidos anterior, número
5.636.599, expedida el 10 de junio de 1997, titulada "Improved
Cylinder Assembly".
De manera similar, cada conjunto de válvula de
asiento cónico modular que incorpora los artículos (V), (W), (X),
(Y) y (Z), mostrado en (N) en la Fig. 1 y la vista de conjunto
ampliada 1A también, se describe con más detalle en mi patente de
Estados Unidos número 5.701.930 expedida el 30 de diciembre de 1997,
titulada "Modular Valve Assembly". Los aspectos específicos de
la presente estructura de motor, mostrados en las diversas patentes
mencionadas anteriormente no se describirán adicionalmente en este
documento, sólo se describirá en este documento con gran detalle la
relación del generador y el motor y los resultados funcionales de la
misma.
En general, debe entenderse que la porción de
motor del motor/generador comprende un miembro rotor (H, en la Fig.
1) que gira con un soporte principal (P en la Fig. 1) soportado
sobre un eje principal central (Q) que tiene varias aberturas de
puerto y vías de paso internas para el flujo de aire y combustible a
los cilindros individuales y conjuntos de pistón (habiendo seis (6)
en la realización particular de esta invención), y el escape final
del combustible agotado y los gases a través de una tubería de
escape (R)(R) que se extiende coaxialmente desde un extremo del eje
principal (Q). El funcionamiento de los diversos conjuntos de
cilindro de pistón (I) está de acuerdo con el diseño dictado de un
par de superficies de árbol de levas gemelas opuestas separadas
radialmente 30 y 31, como se describirá con mayor detalle
posteriormente en este documento.
Como respuesta al encendido y explosión de un
combustible seleccionado en una cámara de combustión 22 asociada
(véanse las Figs. 2 y 2A) en el extremo radialmente más interno de
cada cilindro, un pistón asociado K se mueve radialmente hacia
afuera a lo largo del interior de un cilindro relacionado. Las
muñequillas (L) que se extienden hacia afuera a través de ranuras
alargadas 25 en las paredes de cada cilindro (I) unen cada pistón
(K) con su miembro de manguito (J) asociado; circulando este último
por el exterior de su cilindro asociado. Los conjuntos de rodillo
de leva (M) (véase la Fig. 4), que pueden engancharse con los
árboles de leva opuestos formados en las dos mitades de la carcasa
o bastidores (B) y (U), regulan movimientos radiales de los pistones
dentro de sus cilindros respectivos y respecto al eje principal (Q)
para accionar de manera rotatoria y eficaz el rotor alrededor del
eje principal Q. Esta relación descrita generalmente esta de acuerdo
con la disposición de las piezas y el funcionamiento descrito con
más detalle en mi patente anterior número 4.653.438, aunque el
motor de esta patente es de tipo de 4 tiempos y por lo tanto difiere
materialmente del presente motor, particularmente en cuanto a los
movimientos del pistón y la inversión del pistón dictada por el
medio de levas gemelas del presente motor.
En lo que respecta al diseño del motor actual
para que tenga seis (6) cilindros, se observará en la Fig. 2, por
ejemplo, que los conjuntos de cilindro y pistón opuestos se
encienden simultáneamente, con lo que los pistones en estos
cilindros se mueven en direcciones opuestas simultáneamente a las
posiciones opuestas diametralmente. Esto sirve para equilibrar
fuerzas desde el encendido y la explosión del combustible en
cilindros opuestos. En este aspecto, se observara en la Fig. 2A en
particular que el encendido y quemado real de combustible tiene
lugar en cámaras de combustión 22 diferentes dispuestas entre los
conjuntos de válvula (N) y las bujías (F) que invaden las cámaras
de combustión de una manera conocida.
Las Figs. 3 y 3A son bastante similares a las
Figs. 2 y 2A, aunque las bujías (F) están marcadas de una manera
visible en la Fig. 3. En la vista en sección 3A, se muestra el
vástago de válvula (V) y se marca como tal mientras que el rodillo
de leva de la válvula de escape (Z) y las bujías (F) se muestran
todas claramente en esta figura.
Examinado tanto la Figs. 3 como la Fig. 3A, se
entenderá que un pistón (K) con un cilindro (I)4 y su
manguito de cilindro asociado (J) montado alrededor del exterior
del cilindro, están interconectados por la muñequilla (L) que pasa
a través de las ranuras 25 en lados diametralmente opuestos de las
paredes del cilindro. El manguito del cilindro (J) se forma con los
muñones coaxiales exteriores cilíndricos 26 que se extienden desde
lados diametralmente opuestos sobre los que se montan de manera
rotatoria los soportes de rodillo de leva (M). Es evidente que los
seis conjuntos de cilindro están equipados con pistones (K),
manguitos (J), muñequillas (L) y soportes de rodillo de leva (M)
como se ha indicado anteriormente.
Como se muestra mejor en las Figs. 4 y 4A, los
soporte de rodillo de leva (M) controlan de manera operativa y
sujetan los movimientos de los pistones (K) en sus cilindros
respectivos. Esta actividad se consigue mediante árboles de levas
gemelos estacionarios 30 y 31 (véase la Fig. 4A), que se forman en
registro opuesto en la pared interior de las dos secciones de
carcasa de bastidor externo (B) y (U). Durante el funcionamiento,
los soportes del rodillo (M) (excepto en el encendido del motor,
cuando se engancha brevemente con la superficie de la leva 31)
permanecen en contacto constante con la pared externa o superficie
30 del árbol de levas estacionario externo; siendo los dos árboles
de leva de suficiente anchura para proporcionar el despeje entre los
soporte de rodillo de leva y la superficie de pared más interna
radialmente 31 del árbol de levas opuesto.
Como se muestra en la Fig. 4, cada árbol de
levas 30 y 31 es asimétrico para cada mitad o 180º de rotación del
rotor durante la que tiene lugar un ciclo de combustión completo.
Este ciclo se repite después de nuevo en los 180º opuestos de
rotación del rotor. Este diseño de leva gemela permite que cada
cilindro se encienda dos veces por cada vuelta del rotor y, por lo
tanto, el motor de 6 cilindros de la realización ilustrada, si
funciona por ejemplo a 1200 rpm, produce 14.400 ciclos de combustión
completos por minuto. Matemáticamente, este resultado se calcula
multiplicando seis cilindros por dos encendidos por revolución, lo
cual equivale a 12 combustiones completas por vuelta. Este número
multiplicado por 1200 hace un total de 14.400 combustiones
completas por minuto. Eso es igual a la potencia de encendido
producida por un motor convencional de 24 cilindros de cuatro
tiempos que funciona a la misma velocidad o a un motor convencional
de doce 12 cilindros de dos tiempos a la misma velocidad. Este
resultado puede conseguirse también mediante un motor convencional
de seis cilindros de cuatro tiempos, por ejemplo, tal como los que
se
encuentran habitualmente en los automóviles más convencionales que se usan hoy en día que funcionan a 4800 rpm.
encuentran habitualmente en los automóviles más convencionales que se usan hoy en día que funcionan a 4800 rpm.
En la vista en alzado de la Fig. 4 se muestra el
anillo de leva de válvula de escape anular (T) que se monta de
manera segura en el bastidor final estacionario (U) (véase Fig. 4A).
La leva (T) es responsable para abrir las válvulas de escape de
asiento cónico y mantenerlas abiertas mientras los rodillos de leva
de la válvula de escape (Z) pasan sobre el anillo de leva como
respuesta al movimiento rotacional del rotor (H). En la descripción
normal de la vista en alzado de la Fig. 4, el anillo de leva de la
válvula de escape (T) no podría mostrarse u observarse. Se muestra
en su totalidad en la Fig. 4, sin embargo, es de ayuda para un mejor
entendimiento de este motor.
Volviendo ahora a las Fig. 5 y 5A se reconocerá
que los electrodos aislados (A) se muestran en la Fig. 5 aunque se
monten realmente en el bastidor frontal ausente (B) como se muestra
mejor en la Fig. 5A de los dibujos. Se entenderá que los electrodos
(A), los árboles de leva y el anillo de leva de válvula de escape
(T) habitualmente no se ilustrarían en esta vista en alzado de la
Fig. 5 cuando el bastidor de extremo frontal (b) está retirado. Sin
embargo, estos artículos se muestran en su totalidad en la Fig. 5
para promover el entendimiento del funcionamiento del
motor/generador.
La Fig. 5 muestra también los seis imanes
permanentes arqueados 24 dispuestos entre los extremos externos de
cilindros adyacentes, como se ha observado anteriormente. La bobina
estacionaria (C), que se mantiene y se extiende axialmente entre
los bastidores de carcasa (U) y (B), como se muestra en la Fig. 5A
junto con sus cables de bobina de salida 33, observados en la Fig.
5.
Las tuberías de aceite del eje principal 34 y el
colector de suministro de aceite 35 en el extremo interno del eje
principal (Q) se muestran también en la Fig. 5A.
La Fig. 5, al igual que las Figs. 2, 3 y 4,
muestra la situación de las piezas del motor a 0º de rotación para
el rotor. La mezcla aire-combustible en los
cilindros, como se muestra en la vista seccional de la Fig. 5A, ya
se ha encendido y los pistones (K) mostrados con líneas continuas en
sus cilindros respectivos (I)1 de (I)4 por ejemplo,
permanecen o se mantienen estacionarios mediante la superficie de
leva 30 para los siguientes 10º de rotación, no moviéndose
radialmente o hacia dentro o hacia fuera de manera apreciable
respecto a la línea central del motor. Este periodo de parada
estática único permite que la mezcla
aire-combustible encendida se queme más
completamente provocando de esta manera presiones en el cilindro que
alcanzan un potencial máximo antes del movimiento del pistón. Dicha
acción sola proporciona una eficacia y una salida en caballos de
vapor mucho mayores comparadas con el mismo volumen de combustible
consumido en un motor convencional.
Habiendo establecido el carácter y el
funcionamiento de los mecanismos básicos del motor, se dirige ahora
la atención a lo que ocurre durante una única vuelta del rotor del
motor para cuyo propósito se dirige la atención inicialmente a la
Fig. 6 de los dibujos. Se entenderá que la Fig. 6 ilustra el
carácter inusual del movimiento del pistón y está relacionado
también con los diversos sucesos y funciones que tienen lugar
durante dicho movimiento.
Empezando a 0º en el lado izquierdo del gráfico
de la Fig. 6, el periodo de parada de combustión está indicado por
la línea 1 que se extiende de 0º a 10º de rotación del rotor. Como
se ha mencionado anteriormente en este documento, cada pistón se
mantiene durante este periodo en una posición relativamente
estacionaria en su cilindro. En este estado, se permite que la
mezcla aire-combustible encendida se queme más
completamente, lo que produce presiones del cilindro de potencial
máximo antes de permitir que el pistón se mueva.
De los 10º a los 48º se permite que el pistón
salga radialmente hacia fuera; como se muestra mediante la línea 2.
Esta caída del pistón es muy rápida y pronunciada y produce un par
muy alto a muy pocas revoluciones por minuto, un estado que sin
embargo no siempre es deseable. En el motor/generador actual, hay un
estado que es bastante deseable ya que no hay engranajes exteriores
de los que preocuparse. Todo el par alto producido por el motor es
absorbido de manera uniforme por todo el cárter en la acción de
crear electricidad. El cárter, por lo tanto, puede hacerse mucho
más ligero sin temor al fallo provocado por cargas pesadas
distribuidas de manera no uniforme aplicadas al mismo a partir de
las fuerzas rotacionales externas.
A los 3º antes del final de la caída del pistón,
como se indica mediante la línea 2, el ciclo de escape se inicia
como se muestra mediante la línea 5, empezando el periodo de parada
de escape al final de la caída del pistón. La expresión "periodo
de parada de escape" no es necesariamente precisa cuando se
refiere al periodo de tiempo que el pistón es relativamente
estacionario en el fondo de su carrera como se indica mediante la
línea 3. Como se muestra, hay mucho más recorrido que simplemente el
escape del cilindro. El periodo de parada de escape empieza a los
48º, mientras que el escape empieza a los 45º con una purga del
cilindro y un inicio de la secuencia de refrigeración interna que
empieza a los 70º. Estas operaciones están indicadas por las líneas
5 y 6. El ciclo de escape termina a 110º, cuando la válvula de
escape se cierra completamente. Por lo tanto, la compresión (línea
7) comienza a 110º mientras que la purga del cilindro y el puerto de
refrigeración aún están abiertos. A los 113º empieza un ciclo de
precompresión y carga (véase línea 8). Mientras la purga y
refrigeración del cilindro (línea 6) continúa para bombear aire
fresco al cilindro hasta los 120º donde el puerto de purga se
cierra, lo que ayuda a cargar el cilindro rápidamente. A 135º
termina el tiempo de permanencia (línea 3).
A 135º la elevación del pistón (línea 4) mueve
el pistón radialmente hacia dentro hacia el centro del
motor/genera-
dor, y la precompresión y carga (línea 8) continúa hasta que se alcanzan los 150º de rotación mientras se cierra el puerto de admisión presurizado. La compresión final (línea 9) comienza a 150º de rotación y continúa hasta 180º, aunque la mezcla de aire comprimido-combustible se enciende a 175º. El encendido en este punto en el ciclo es 5º antes del siguiente periodo de parada que comienza a 180º; el siguiente periodo de parada de combustión (línea 1) hace comenzar de nuevo toda la secuencia de combustión descrita anteriormente.
dor, y la precompresión y carga (línea 8) continúa hasta que se alcanzan los 150º de rotación mientras se cierra el puerto de admisión presurizado. La compresión final (línea 9) comienza a 150º de rotación y continúa hasta 180º, aunque la mezcla de aire comprimido-combustible se enciende a 175º. El encendido en este punto en el ciclo es 5º antes del siguiente periodo de parada que comienza a 180º; el siguiente periodo de parada de combustión (línea 1) hace comenzar de nuevo toda la secuencia de combustión descrita anteriormente.
Se observará que en las funciones descritas de
indicadas en la Fig. 6 de los dibujos en forma de gráfico se
muestran de nuevo en co-relación con el trazado del
árbol de levas ilustrado en la Fig. 7 de los dibujos.
Con referencia a la Fig. 7, la mitad superior de
esta figura refleja los datos del gráfico mostrado en la Fig. 6,
mientras que la mitad inferior de esta figura se refiere a la
posición del árbol de levas y los pistones respecto al centro del
eje principal del motor/generador (Q). El anillo de leva de la
válvula de escape (T) se muestra en el centro del trazado. Se cree
que el lector encontrará que la Fig. 7 es
auto-explicativa particularmente cuando se toma
junto con la Fig. 6 de los dibujos. Se observará adicionalmente en
la mitad inferior de la Fig. 7 se muestra la posición de los
rodillos de leva (M) respecto a la línea central del eje principal
del motor/generador. Esto se indica mediante la dimensión
A-A en cada una de las seis posiciones de los
rodillos de leva ilustradas. B-B se muestra como la
distancia desde la cara de leva externa del centro del eje;
C-C es la distancia desde la cara del pistón a la
parte inferior del cilindro y D-D es la longitud de
la carrera del pistón a la siguiente posición numerada.
En los dibujos restantes 8-13 se
ilustran los sucesos principales que ocurren dentro del
motor/generador durante una secuencia de combustión completa. Con
propósitos de claridad todos estos dibujos muestran piezas que
normalmente son estacionarias como rotatorias y piezas que
normalmente son rotatorias como estacionarias.
Haciendo referencia inicialmente a la Fig. 8 de
los dibujos en los que ocurre el encendido, el rotor (H) está en
una posición de 355º (o 5º antes del periodo de parada de combustión
a 0º de la rotación del rotor). Como se ha mencionado
anteriormente, el combustible se enciende pronto para proporcionar
las presiones adicionales necesarias para evitar que los soportes
de rodillo de leva (M) se lancen hacia la cara externa 30 del árbol
de levas en la parte superior de la carrera del pistón. Los
electrodos aislados (A) en el bastidor frontal (B) están alineados
con los aislantes de bujías (E) incluidos en el rotor (H). Como se
muestra mejor en la Fig. 8A, una bujía 37 se empuja a través del
hueco entre los electrodos (A) y los aislantes (E) y simultáneamente
a la cámara de combustión 22; se entiende que los dos cilindros
opuestos (I)1 y (I)4 ilustrados, equilibran las
fuerzas opuestas sobre el eje principal (Q) después del encendido de
la mezcla aire/combustible fresca en los cilindros como se ha
descrito.
El final del periodo de parada de combustión se
ilustra en las Figs. 9 y 9A que muestra el rotor del motor a 10º
grados de rotación al final del periodo de parada de combustión
(véase la Fig. 6). El combustible se ha encendido realmente 15º
antes del final del periodo de parada de combustión y el pistón
permanece relativamente estacionario en su posición en el cilindro
durante este tiempo de permanencia. Mientras, la mezcla
aire/combustible quemada ha tenido un tiempo suficiente para
conseguir su presión óptima dentro de la cámara de combustión 22.
Los soportes del rodillo de leva (M) están a punto de empezar su
camino descendente en la cara de leva externa 30 del árbol de
levas. Como la acción de los dos cilindros opuestos a 180º está
realizando las mismas funciones simultáneamente el efecto
vibracional se elimina sustancialmente en el motor.
Las Figs. 10 y 10A ilustran el estado y la
posición de las piezas al final de una carrera de combustión con el
rotor 48º de la rotación del rotor. Cada pistón (K) en los dos
cilindros (I)1 y (I)4 está tan lejos del centro del
motor/generador del eje principal (Q) como sea posible. Los rodillos
de leva de la válvula de escape (Z) entran en contacto con la
secciones elevadas 41 del anillo de leva de válvula de escape
estacionaria (T) tres grados (3º) antes y los vástagos de válvula
(V) se mueven lejos de su asientos en los cuerpos de válvula (W).
Estas válvulas no se abrirán completamente durante otros 11º de
rotación del motor, aunque los gases agotados que salen ya de los
cilindros pasan por la válvulas parcialmente abiertas dentro del
anillo de colector de escape 42 que se encuentra en el perímetro
exterior del eje principal (Q). Los gases de escape se desplazan a
lo largo del anillo de colector de escape hasta que alcanzan los
puertos que conectan el anillo del colector de escape con la
tubería de escape (R)/(R). Estos puertos de escape se muestran mejor
en la Fig. 12A de los dibujos en los números 43 y 44.
Haciendo referencia a la Fig. 10A, los gases de
escape pueden observarse saliendo del motor/generador en 45 a
través de la tubería de escape (R).
Se entenderá que la Fig. 10B es una porción
ampliada de la sección 10A-10A de la sección
transversal de la Fig. 10A teniendo en cuenta que todas las piezas
que normalmente son estacionarias se muestran como rotatorias. Se
entenderá que dos puertos de refrigeración del eje principal 46 se
muestran en el eje principal (Q). La tubería de escape (R) está
únicamente en contacto con el eje principal donde se une de manera
roscada a (Q) como se indica en 50. Para el resto de su longitud a
través del eje principal y el bastidor final (U) se proporciona la
tubería (R) con despeje circunferencial para permitir el flujo libre
del aire refrigerante 51 que se aspira desde el exterior del
motor/generador, pasada la parte inferior del bastidor final (U) y
la porción inferior del eje principal, para que fluya alrededor del
diámetro externo de la tubería de escape y a través de dos puerto
de refrigeración 46 hasta la parte frontal del motor. Como el
extremo posterior f del motor tiende a estar más caliente debido al
escape y la parte frontal del motor tiende a estar más fría, debido
a la admisión de la mezcla reciente de aire/combustible, el
diferencial de temperatura tiene un efecto ecualizador sobre el eje
principal.
Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 10 se
observará que la presente posición de los electrodos aislados (A) y
los dos manguitos del cilindro (J) muestran con líneas continuas y
discontinuas en (I)3 e (I)6 está solo a 7º del inicio
de su secuencia de combustión, mientras que los electrodos aislados
(A) se alinean con sus aislantes de bujía respectivos (E).
La Figs. 11 y 11A muestran el motor/generador de
esta invención a 90º de rotación del rotor en cuya posición el
ciclo de escape ha estado activo durante 45º de rotación y se diseña
para continuar durante otros 20º antes que el vástago de válvula
(V) que está totalmente abierta, como se muestra en la Fig. 11A, se
cierre rápidamente.
Es importante destacar, que el ciclo de purga
del cilindro empieza 20º antes y continúa otros 30º de rotación.
Ambas operaciones se completan cuando los pistones (K) están aún en
la misma posición estacionaria relativa respecto a los cilindros
cuando están en el final de su carrera de combustión 42º antes. De
hecho, desde este punto, los pistones permanecen relativamente
estacionarios durante otros 45º de rotación. Los rodillos de la
válvula de escape (Z) (véase la Fig. 11A) están elevados
completamente en las placas elevadas extendidas 41 del anillo de
leva de la válvula de escape estacionaria (T). Como resultado, los
vástagos de la válvula (V) se abren completamente y se han
mantenido completamente abiertos durante 31º en esta etapa. Dichos
vástagos de válvula continuarán manteniéndose completamente
abiertos durante otros 6º. También, obsérvese que la purga del
cilindro del eje principal (K) y los puertos de refrigeración 53 no
se muestran.
Debe observarse que la presente posición de los
dos manguitos de cilindro (I)3 y (I)6, mostrados con
líneas continuas y discontinuas, están a 30º de rotación justo
ligeramente pasado el medio camino a través de sus carreras de
combustión. Ambos cilindros están produciendo cantidades tremendas
de fuerza rotacional sobre el rotor (H). También, en este momento
los dos manguitos de cilindro (I)2 y (I)5, que se
muestran con líneas continuas sin líneas discontinuas están justo
iniciando su ciclo de combustión final y están únicamente a 25º de
su siguiente encendido y a 30º de su siguiente periodo de parada de
combustión.
En la Fig. 11B, que es una ampliación de la
porción central de la sección cruzada de la Fig. 11A, las dos
purgas y puertos de refrigeración del cilindro 53 se observan
claramente. La forma triangular de las aberturas del puerto real en
el cilindro pueden observarse en la vista en alzado de la Fig. 11 en
54. En la Fig. 11B pueden observarse los ángulos compuestos del
puerto de refrigeración 55 según se alinea con la cámara de
combustión.
Aunque el vástago de válvula de escape (V) está
completamente abierto, como se indica en 56, la purga y el aire de
refrigeración se dirigen mediante la abertura del puerto parcial
angular 55, forzando de esta manera que el aire de refrigeración
pase a través del vástago de válvula completamente abierto 56, a
través de la cámara de combustión, pasada la bujía y dentro del
cilindro, a través de la parte superior del pistón y después de
nuevo hacia fuera del cilindro a través del conjunto de válvula de
escape abierta. Cuando esta purga y aire de refrigeración escapan
pasado el conjunto de válvula de escape abierta, refrigera también
los puerto de salida del rotor 58, los puertos de escape del
soporte principal 59, el anillo del colector de escape 42 en el eje
principal (Q), los puertos de escape en el eje principal 5 (véase 44
de la Fig. 12A y la tubería de escape (R) así como el motor
/generador de escape.
Esta acción descrita representa el segundo y
tercer sistemas para refrigerar el motor/generador; el primero se
ha observado en la Fig. 10B donde el aire exterior frío se extrae de
la parte trasera del motor/generador y se saca a través de los
puertos a través del eje principal 46. El aire
pre-calentado que se extrae de los puertos 46 en la
Fig. 10B se usa total o parcialmente en la purga del cilindro y los
puertos de refrigeración 53 en la Fig. 11B. Esto proporciona una
ventaja en el control más próximo de las temperaturas internas del
motor para unos mejores resultados de combustión. Cuando el motor se
enfría, este sistema es eficaz para mejorar la combustión
extrayendo aire frío alrededor de la tubería de escape (R) por el
despeje circunferencial 57 para precalentar dicho aire según pasa
sobre la tubería de escape (R) que se usa después para calentar las
cámaras de combustión del motor. A la inversa, es deseable cuando el
motor está en funcionamiento y caliente bajo una carga pesada o una
temperatura exterior extrema, usar aire fresco o una mezcla de aire
fresco y aire precalentado para conseguir las mejores temperaturas
de operación interna para el motor.
El tercer método de refrigeración de este motor
es por medio de aceite de lubricación que se pulveriza sobre los
cilindros y conjunto de rotor cerca de las cámaras de combustión
cuando el motor/generador está en funcionamiento.
En las Figs. 12 y 12A el motor/generador se
describe a una rotación de 120º. Las válvulas de escape se han
cerrado completamente durante una rotación de 10º, la purga y
puertos de refrigeración justo se han cerrado completamente y los
puertos de precompresión y carga del cilindro empezaron a abrirse 7º
antes a los 113º. Los pistones (K) en los cilindros (I)1 de
(I)4 permanecen sustancialmente estacionarios y permanecerán
de esta manera durante otros 15º mientras que los cilindros limpios
y purgados se cargan con una carga fresca de aire y combustible.
Puede observarse que el puerto de admisión 60 en el eje principal
(Q) se ramifica en dos puertos rectangulares diferentes 61, que son
los puertos de precompresión y carga de cilindro. Como estos
puertos se alinean con los puertos de la cámara de combustión 62 en
el rotor, los cilindros se llenan y se precomprimen con una mezcla
reciente/nueva aire-combustible. Los puertos de
escape 43 y 44 pueden observarse también según se conectan con el
anillo del colector de escape 42 a la tubería de escape. El puerto
de escape 43 se muestra de manera que se enfatiza su forma de
sección transversal circular o redonda. El puerto mostrado en 44
refleja mejor la vista real a través de la sección 12A aunque debe
entenderse que ambos puertos son del mismo diámetro que el eje
principal al mismo ángulo en imágenes especulares uno de otro.
Los gases de escape son visibles en el anillo de
colector de escape y puertos de escape (Fig. 12A) aunque que las
válvulas de escape y los cilindros mostrado en la Fig. 12A están
ambos cerrados. La razón para esto es que los cilindros (I)3
de (I)6 están en su ciclo de escape mientras que los
cilindros (I)2 de (I)5 están justo comenzando el
periodo de parada de combustión teniendo un encendido 5º antes como
puede observarse por la posición de los electrodos de aislamiento
(A) (Fig. 12).
Las Figs. finales 13 y 13A del motor/generador
están a 150º de la rotación del rotor. El rotor está en un ciclo de
compresión final durante el que las válvulas, por supuesto, están
cerradas a las cámaras de combustión. Los pistones (K) en los
cilindros (I)1 de (I)4 ilustrados en estas figuras
empezaron a moverse radialmente hacia dentro hacia su ciclo de
combustión 15º antes y durante los últimos 30º continuaron hacia el
centro del motor/generador. Esto está provocado por los soportes
del rodillo de leva (M) en contacto con la superficie del árbol de
levas que se inclina hacia fuera 30. Después de 25º de rotación las
bujías encenderán de nuevo la mezcla aire/combustible dentro de los
cilindros y el motor volverá a donde empezó en los primero dibujos
de esta serie (Fig. 8), aunque en el lado opuesto del motor. Los
cilindros (I)2 de (I)5 como se muestran en la Fig.
12, que estaban en el inicio de su periodo de parada de combustión
en la Fig. 12, se muestran ahora en la Fig. 13 aproximadamente a
medio camino hacia abajo en la pendiente descendiente de la cara del
árbol de levas 30 en el ciclo de combustión. En este momento ambos
cilindros (I)2 de (I)5 están produciendo y
transmitiendo grandes cantidades de fuerza rotacional al rotor
(H).
Se reconocerá que la explicación anterior
asociada con las Figs. 1-13A ha seguido los casos
que ocurren en la mitad de una vuelta completa del motor/generador.
Las Figs. 8-13 solo están implicadas una rotación de
180º. Durante esta trayectoria de 180º, cada uno de los 6 cilindros
entra en combustión una vez. Una persona familiarizada con trabajos
interiores de un motor típico debe reconocer que el motor descrito
en este documento representa un salto gigante hacia la búsqueda de
una fuente de energía densa, económica, seria y fiable de la
energía eléctrica útil para prácticamente todas y cada una de las
aplicaciones portátiles, así como estacionarias.
Claims (7)
1. Un generador de motor unitario, que
comprende:
un motor de combustión interna que incorpora un
rotor central accionado de manera rotatoria (H) que soporta una
pluralidad de cilindros que se extienden radialmente, espaciados de
manera precisa (I) que giran con dicho rotor (H) alrededor de un
eje longitudinal central;
un pistón (K) que puede moverse dentro de cada
uno de dichos cilindros (I),
una carcasa unitaria estacionaria (B, U) que
aloja dicho motor coaxialmente respecto a dicho eje longitudinal
central;
un par de árboles de levas (30, 31) sin fin
alineados de manera coincidente, similares, espaciados axialmente,
formados integralmente con las paredes interiores opuestas de dicha
carcasa (B, u);
un par de rodillos de leva (2) asociados con
cada uno de dichos pistones (K);
cada rodillo de leva (2) está acoplado de manera
operacional a uno de dichas árboles de levas adyacentes (30,
31);
un medio en relación de soporte con el exterior
de cada uno de dichos cilindros (T) para interconectar un par
relacionado de dichos rodillos de leva (2) y un pistón asociado
respectivamente (K), donde el accionamiento de la combustión de
cada pistón (K) sirve para accionar dichos cilindros de leva (2) a
lo largo de dichos árboles de leva (33, 31);
caracterizado por un devanado de campo
estacionario (c) unido a la periferia interior de dicha carcasa,
rodeando concéntricamente dicho motor (H) y cilindros (I); y
al menos una masa magnética (24) montada para
moverse con dicho motor (H) para generar energía eléctrica como
respuesta al movimiento orbital de dicha masa (24) pasado dicho
devanado de campo (C).
2. El generador de motor de la reivindicación
1, en el que dicho motor es un motor de dos tiempos de múltiples
cilindros con pistón rotatorio que funciona para encender cada
cilindro (I) múltiples veces durante cada revolución,
caracterizado por sólo dos inversiones direccionales de cada
pistón (K) por secuencia de combustión.
3. El generador de motor de la reivindicación
1, en el que dicho motor es del tipo de dos tiempos que comprende
una única válvula de tipo de asiento cónico (N) por cilindro (I) que
controla los ciclos de escape, purga y refrigeración mientras que
evita el escape de combustible no consumido de cada cilindro (I) a
la atmósfera.
4. El generador de motor de la reivindicación
1, en el que dichos árboles de levas (30, 31) se disponen en
relación de registro diametralmente opuesta en lados opuestos de
dichos cilindros (I) para controlar los movimientos operacionales
de dichos pistones (K).
5. El generador de motor de la reivindicación
4, en el que cada árbol de levas (30, 31) se forma como parte de
una única leva sin fin que define una órbita rotacional del rotor de
360º; cada una de dichas levas define secciones simétricas plurales
de dicha órbita con respecto a dicho eje y cada una de dichas
secciones define porciones asimétricas plurales de dicha órbita con
respecto a dicho eje.
6. El generador de motor de la reivindicación
1, en el que dichas árboles de levas (30, 31) se configuran para
proporcionar carreras de combustión del pistón variables para
optimizar la combustión de los combustibles seleccionados.
7. El generador de motor de la reivindicación
2, en el que dichos árboles de levas (30, 31) de dicho motor se
diseñan para proporcionar un periodo de parada prolongado en la
parte superior y en la parte inferior de cada carrera de pistón,
donde cada pistón (K) es sustancialmente estacionario respecto a su
cilindro asociado (I) durante ambos periodos de permanencia.
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| US20070137595A1 (en) * | 2004-05-13 | 2007-06-21 | Greenwell Gary A | Radial engine power system |
| US20050263112A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-01 | Wei Yu T | Rotational engine structure |
| US7984702B2 (en) * | 2008-06-20 | 2011-07-26 | Russell Energy Corporation | Plug-in-piston assembly and method of using the same |
| WO2009158701A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Cohen Kenneth J | Integrated combustion and electric hybrid engines and methods of making and use |
| US20100101534A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-04-29 | Tzu-Wei Yu | Multiple-fuel rotary engine |
| US7992386B2 (en) * | 2008-11-03 | 2011-08-09 | Cyclone Power Technologies, Inc. | Waste heat engine |
| US8113165B2 (en) | 2009-02-16 | 2012-02-14 | Russell Energy Corporation | Stationary block rotary engine/generator |
| US9467021B2 (en) * | 2010-02-16 | 2016-10-11 | Sine Waves, Inc. | Engine and induction generator |
| DE102010022012A1 (de) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Herbert Hüttlin | Aggregat, insbesondere Hybridmotor, Stromgenerator oder Kompressor |
| US8800501B2 (en) * | 2010-07-20 | 2014-08-12 | Sylvain Berthiaume | Rotating and reciprocating piston device |
| US8334604B1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-12-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integrated external combustion cam engine-generator |
| NZ588122A (en) * | 2010-09-30 | 2014-06-27 | Tggmc Ltd | An engine usable as a power source or pump |
| DE102011084891A1 (de) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Albert Magnus Thiel | Gleichraumverbrennungsmotor |
| US8461703B1 (en) * | 2011-04-22 | 2013-06-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integrated external combustion radial piston engine-generator |
| US9002552B2 (en) * | 2011-09-21 | 2015-04-07 | GM Global Technology Operations LLC | Compact electric range extender for an electric vehicle |
| GB2506893A (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-16 | Tristan Peter Cooper | Rotary radial two stroke internal combustion engine comprising intake and exhaust port timing control system |
| WO2015080763A1 (en) | 2013-11-27 | 2015-06-04 | George Konrad | Multi-piston motor/pump |
| EP3280890A4 (en) * | 2015-04-10 | 2018-08-29 | The Centripetal Energy Company II | Pressure differential engine |
| CN104819048A (zh) * | 2015-05-02 | 2015-08-05 | 周虎 | 一种燃烧室独立的内燃机 |
| US10527007B2 (en) | 2015-06-29 | 2020-01-07 | Russel Energy Corporation | Internal combustion engine/generator with pressure boost |
| CN104960410A (zh) * | 2015-07-04 | 2015-10-07 | 张齐广 | 磁力驱动装置 |
| GB201705274D0 (en) * | 2017-03-31 | 2017-05-17 | Upgrade Tech Eng Ltd | Combustion centre |
| CN111441865B (zh) * | 2020-04-03 | 2022-11-25 | 贺坤山 | 旋转活塞燃气轮发动机 |
| CN113047947A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-29 | 中国人民解放军国防科技大学 | 球形混合动力源 |
| JP7407314B1 (ja) * | 2023-01-13 | 2023-12-28 | 張世和 | 回転式エンジン |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR436702A (fr) * | 1911-10-09 | 1912-04-03 | Charles Clifton Cowan | Appareil producteur de force motrice |
| US2383996A (en) * | 1944-03-06 | 1945-09-04 | Stucke John | Power plant |
| US2665668A (en) * | 1949-03-22 | 1954-01-12 | Patrick C Ward | Engine |
| US2920611A (en) * | 1955-09-14 | 1960-01-12 | Casini Carlo Romano | Rotary internal combustion engine with radial cylinders and variable stroke |
| DE1147083B (de) * | 1959-12-29 | 1963-04-11 | Emma Ziegler Geb Schlegel | Geraeuscharme, umlaufende Gegenkolben-Brennkraftmaschine |
| DE1809564A1 (de) * | 1968-11-18 | 1970-07-23 | Bernhoeft Dr Hans | Kolben-Verbrennungsmotor |
| CH562391A5 (en) * | 1972-10-24 | 1975-05-30 | Ritter Gustav | Rotary piston engine with radially acting pistons - has piston housing chamber with lengthwise positioned concave bulges in its sides |
| NL7415906A (en) * | 1974-12-06 | 1976-06-09 | Jan Jacobus Reijnhoudt Hillevl | Three cylinder radially reciprocating rotary piston engine - has two, two-stroke cycles per revolution and uses diesel cycle |
| US4334506A (en) * | 1975-11-17 | 1982-06-15 | Albert Albert F | Reciprocating rotary engine |
| US4653438A (en) * | 1984-02-27 | 1987-03-31 | Russell Robert L | Rotary engine |
| US5701930A (en) * | 1995-05-01 | 1997-12-30 | Russell; Robert L. | Modular valve assembly |
| US5636599A (en) * | 1995-06-07 | 1997-06-10 | Russell; Robert L. | Cylinder assembly |
| US6148775A (en) * | 1995-09-15 | 2000-11-21 | Farrington; Michael C. R. | Orbital internal combustion engine |
-
1999
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