RU2177554C2 - Rotary internal combustion engine - Google Patents
Rotary internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2177554C2 RU2177554C2 RU99126239/06A RU99126239A RU2177554C2 RU 2177554 C2 RU2177554 C2 RU 2177554C2 RU 99126239/06 A RU99126239/06 A RU 99126239/06A RU 99126239 A RU99126239 A RU 99126239A RU 2177554 C2 RU2177554 C2 RU 2177554C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- annular cavity
- cavity
- rotor
- smaller
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для преобразования тепловой энергии, выделяемой при сгорании жидких и газообразных углеводородов, в механическую энергию вращения вала как в стационарных энергетических установках, так и в транспортных средствах. The invention relates to the field of rotary internal combustion engines and can be used to convert thermal energy released during the combustion of liquid and gaseous hydrocarbons into mechanical energy of rotation of the shaft both in stationary power plants and in vehicles.
Наиболее близкой по конструкции и достигаемому результату является гидравлическая машина [1] , содержащая цилиндрический корпус с входными и выходными окнами, секторными выступами с направляющими и пазами, расположенными в двух кольцевых полостях, ротор, в отверстия которого установлены оси, на концах которых попарно, жестко и взаимно-перпендикулярно закреплены разделительные лопасти с возможностью поворота на 90o в прямом и обратном направлениях и свободного прохода в пазах выступов, и вал.The closest in design and the achieved result is a hydraulic machine [1], containing a cylindrical body with inlet and outlet windows, sector protrusions with guides and grooves located in two annular cavities, a rotor, in the openings of which there are axes, at the ends of which are rigidly and dividing blades mutually perpendicularly fixed with the possibility of rotation by 90 o in the forward and reverse directions and free passage in the grooves of the protrusions, and the shaft.
Реализация такой гидравлической машины в виде двигателя внутреннего сгорания, использующего в качестве окислителя воздух, возможна только путем подачи его в машину в сжатом виде от внешнего источника. Очевидно, что это обстоятельство препятствует созданию передвижного автономного двигателя по изложенному принципу действия. The implementation of such a hydraulic machine in the form of an internal combustion engine using air as an oxidizing agent is possible only by supplying it to the machine in a compressed form from an external source. Obviously, this circumstance prevents the creation of a mobile autonomous engine according to the stated principle of operation.
Целью изобретения является создание компактного, передвижного, автономного роторного двигателя внутреннего сгорания. The aim of the invention is to provide a compact, mobile, autonomous rotary internal combustion engine.
Цель достигается тем, что площадь поперечного сечения и диаметр одной кольцевой полости меньше другой, соответственно размеры лопастей одной кольцевой полости меньше разделительных лопастей другой кольцевой полости, полость выхода малой кольцевой полости сообщена с полостью входа большой кольцевой полости, оси разделительных лопастей расположены в одной плоскости и размещены в сквозных радиальных отверстиях ротора, и в точке взаимного пересечения разведены друг с другом путем выполнения их в этом месте в виде колена или перехода П-образной формы. The goal is achieved in that the cross-sectional area and the diameter of one annular cavity is smaller than the other, respectively, the sizes of the blades of one annular cavity are smaller than the dividing blades of the other annular cavity, the exit cavity of the small annular cavity is in communication with the entrance cavity of the large annular cavity, the axes of the dividing blades are located in the same plane and placed in the through radial holes of the rotor, and at the point of mutual intersection divorced with each other by performing them in this place in the form of a knee or transition P-about different shapes.
На фиг. 1 представлен общий вид одного из вариантов конструкций двигателя, продольный разрез плоскостью, проходящей через рабочий участок и паз секторного выступа; на фиг. 2 дан поперечный разрез двигателя, его малой кольцевой полости; на фиг. 3 дан продольный разрез двигателя плоскостью, проходящей через полость входа и полость выхода; на фиг. 4 для описания работы двигателя схематично представлены большая и малая кольцевые полости; на фиг. 5 также для описания работы двигателя показаны схематично в развернутом виде сечения цилиндрическими поверхностями большой и малой кольцевых полостей. In FIG. 1 shows a General view of one of the options for the design of the engine, a longitudinal section of a plane passing through the work area and the groove of the sector ledge; in FIG. 2 shows a cross section of the engine, its small annular cavity; in FIG. 3 shows a longitudinal section of the engine with a plane passing through the inlet cavity and the exit cavity; in FIG. 4 to describe the operation of the engine schematically presents a large and small annular cavity; in FIG. 5 also, to describe the operation of the engine, are shown schematically in an expanded form the sections of the cylindrical surfaces of the large and small annular cavities.
Двигатель состоит из двух собранных на одном валу гидравлических машин, одинаковых по конструкции, разных по габаритам и образующих две кольцевые полости - большую и малую. Каждая гидравлическая машина в свою очередь состоит из сборного корпуса 1 ( фиг. 1), ротора, собранного из двух полуосей 2, 3, переходника 4, двух пар дисков 5, 6 и 7, 8, образующих в корпусе большую и малую кольцевые полости, восьми разделительных лопастей 9 большой кольцевой полости, восьми разделительных лопастей 10 малой кольцевой полости и крепежных деталей, лопасти выполнены за одно целое с осями 11, 12 (фиг. 2) и расположены взаимно перпендикулярно. Оси разделительных лопастей размещаются в сквозных радиальных отверстиях ротора и в точках пересечения разведены друг с другом путем выполнения их в этом месте в виде колена или перехода П-образной формы, и имеют возможность поворачиваться на 90o в прямом и обратном направлениях при скольжении разделительных лопастей по направляющим 13, 14 (фиг. 3, 5), причем если одна из пары лопастей, взаимодействуя с направляющей, поворачивает ось на 90o в одном направлении, то другая поворачивает ее в обратном направлении, и это исключает круговое вращение осей и делает возможным совмещение в одной плоскости нескольких пересекающихся в одной точке осей. Каждая кольцевая полость состоит из рабочего участка, образованного секторными выступами 15, 16 и 17, 18 (фиг. 1), паза, образованного секторными выступами 19, 20 и 21, 22, полости входа I (фиг. 2, 4, 5) с входным окном 23, занимающей часть объема от паза до рабочего участка по ходу ротора, и полости выхода II с выходным окном 24, занимающей часть объема от рабочего участка до паза по ходу ротора.The engine consists of two hydraulic machines assembled on the same shaft, identical in design, different in size and forming two annular cavities - large and small. Each hydraulic machine in turn consists of a prefabricated housing 1 (Fig. 1), a rotor assembled from two half shafts 2, 3, an adapter 4, two pairs of disks 5, 6 and 7, 8, forming a large and a small annular cavity in the housing, eight dividing blades 9 of the large annular cavity, eight dividing blades 10 of the small annular cavity and fasteners, the blades are made in one piece with the axes 11, 12 (Fig. 2) and are mutually perpendicular. The axes of the separation blades are located in the through radial holes of the rotor and at the intersection points are divorced with each other by making them in this place in the form of a knee or U-shaped transition, and have the ability to rotate 90 ° in the forward and reverse directions when sliding the separation blades along
На фиг. 4, 5 показана полость входа III большой кольцевой полости с входным окном 25 и полость выхода IV с выходным окном 26. In FIG. 4, 5, the inlet cavity III of the large annular cavity with the
Направляющие 13, 14 (фиг. 3, 5) имеют форму клина и примыкают своим острым концом к секторам 16, 18 рабочих участков и широким концом к секторам 20, 22. The
Лопасти 9, 10 в рабочем участке занимают положение поперек кольцевой полости, а находясь в пазу, располагаются вдоль кольцевой полости. Все зазоры между сопрягающимися поверхностями ротора и корпуса двигателя, через которые возможно сообщение между полостями входа и выхода, должны быть минимальными. Направление вращения ротора указано на фиг. 4 и 5 стрелками. The blades 9, 10 in the working section occupy a position across the annular cavity, and while in the groove, they are located along the annular cavity. All gaps between the mating surfaces of the rotor and the motor housing, through which communication between the input and output cavities is possible, should be minimal. The direction of rotation of the rotor is indicated in FIG. 4 and 5 arrows.
Размеры кольцевых полостей и ротора таковы, что при вращении ротора рабочие участки и пазы обеих кольцевых полостей в любой момент времени перекрыты хотя бы одной разделительной лопастью, обеспечивая тем самым герметичность между полостями входа и выхода. Фиксация разделительных лопастей в рабочем участке в положении поперек кольцевой полости осуществляется другой лопастью данной пары, находящейся в этот момент на противоположном конце оси в пазу секторного выступа. The dimensions of the annular cavities and the rotor are such that during rotation of the rotor the working sections and grooves of both annular cavities are blocked at any time by at least one dividing blade, thereby ensuring tightness between the inlet and outlet cavities. Fixation of the separation blades in the working area in a position across the annular cavity is carried out by another blade of this pair, which is at this moment on the opposite end of the axis in the groove of the sector protrusion.
Ротор опирается на два подшипника 27, 28. Корпус двигателя собран из двух полых цилиндров и трех фланцев с помощью шпилек. Вал ротора уплотнен двумя сальниками 29, 30. The rotor is supported by two bearings 27, 28. The motor housing is assembled from two hollow cylinders and three flanges using studs. The rotor shaft is sealed with two seals 29, 30.
Перед входным окном большой кольцевой полости имеется форсунка 31 (фиг. 4) для распыления горючего и запальное устройство 32 для поджигания топливно-воздушной смеси во время пуска двигателя. In front of the entrance window of the large annular cavity there is a nozzle 31 (Fig. 4) for spraying fuel and an
Двигатель работает следующим образом. В исходном положении ротор находится в покое, запальное устройство 32 (фиг. 4) выключено, кран подачи горючего в форсунку 31 закрыт. Для запуска двигателя вначале включают запальное устройство, затем в форсунку подают горючее в количестве, соответствующем количеству воздуха в зоне горения. С воспламенением топлива увеличивается давление в полости входа III большой кольцевой полости (фиг. 4, 5) и в сообщенной с ней полости выхода II малой кольцевой полости, равнодействующая сил давления на разделительные лопасти 9, находящиеся в рабочем участке большой кольцевой полости, и на разделительные лопасти 10, находящиеся в рабочем участке малой кольцевой полости, будет направлена из полости входа III большой кольцевой полости в сторону полости выхода IV в направлении, указанном стрелками, на валу двигателя возникает крутящий момент, ротор начинает вращаться, при этом лопасти 10 малой кольцевой полости, совершая рабочий ход в рабочем участке, подобно поршню сжимают и подают воздух к форсунке 31 в зону горения через полость выхода II и выходное окно 24 к входному окну 25 большой кольцевой полости и одновременно засасывают его через входное окно 23 в полость входа I. Совершив рабочий ход, лопасти 10 на выходе из рабочего участка вступают в контакт с направляющей 14, плавно поворачиваются на 90o, занимая положение вдоль кольцевой полости и готовясь войти в секторный паз, при этом вторые лопасти каждой пары, выйдя из секторного паза, поворачиваются, занимая положение поперек кольцевой полости и готовясь войти в рабочий участок для совершения рабочего хода.The engine operates as follows. In the initial position, the rotor is at rest, the ignition device 32 (Fig. 4) is turned off, the fuel supply valve to the
Кинематика разделительных лопастей в большой кольцевой полости аналогична приведенному описанию кинематики лопастей в малой кольцевой полости. The kinematics of the dividing blades in the large annular cavity is similar to the description of the kinematics of the blades in the small annular cavity.
Во время работы двигателя в большой кольцевой полости происходят процессы, присущие двигателю внутреннего сгорания, - это непрерывная подача под давлением в полость входа III горючего и воздуха и их горение; перемещение разделительных лопастей под действием давления газов в рабочем участке и выпуск выхлопных газов в атмосферу из полости выхода IV, при этом малая кольцевая полость своими разделительными лопастями, приводимыми в движение вращающимся ротором, обеспечивает подачу воздуха в зону горения, всасывая ее в полость входа I, сжимая в рабочем участке и вытесняя из полости выхода II к форсунке 31 в зону горения. During engine operation, processes inherent in the internal combustion engine occur in a large annular cavity - this is a continuous supply of fuel and air to the inlet cavity III of fuel and air under pressure and their combustion; the movement of the separation blades under the action of gas pressure in the working section and the release of exhaust gases into the atmosphere from the outlet cavity IV, while the small annular cavity with its separation blades driven by a rotating rotor provides air to the combustion zone, sucking it into the inlet cavity I, compressing in the working area and forcing it out of the outlet cavity II to the
Регулирование мощности двигателя и скорости вращения вала производят путем изменения количества подаваемого в зону горения горючего и воздуха. The engine power and shaft rotation speed are controlled by changing the amount of fuel and air supplied to the combustion zone.
Источник информации
1. Патент Российской Федерации N 2020273, F 04 C 2/00, 10.09.92.Sourse of information
1. Patent of the Russian Federation N 2020273, F 04 C 2/00, 09/10/92.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99126239/06A RU2177554C2 (en) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Rotary internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99126239/06A RU2177554C2 (en) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Rotary internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99126239A RU99126239A (en) | 2001-09-10 |
| RU2177554C2 true RU2177554C2 (en) | 2001-12-27 |
Family
ID=20228076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99126239/06A RU2177554C2 (en) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Rotary internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2177554C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291312C1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Rotary engine |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1136976A (en) * | 1905-03-02 | 1915-04-27 | Frank Reaugh | Pump or motor. |
| FR596888A (en) * | 1925-04-18 | 1925-11-03 | Piston turbine | |
| GB874045A (en) * | 1958-04-28 | 1961-08-02 | Felix Rohsmann | Improvements in or relating to rotary engines or compressors |
| US3491728A (en) * | 1967-03-10 | 1970-01-27 | James C Ahlsten | Rotary fan internal combustion engine |
| CH591016A5 (en) * | 1974-02-21 | 1977-08-31 | Hall Charles R | IC engine with rotating piston - has spring loaded flow control radial valves in contact with piston to reduce number of working parts |
| SU1245265A3 (en) * | 1981-08-03 | 1986-07-15 | Мазда Мотор Корпорейшн (Фирма) | Rotary piston internal combustion engine (versions) |
| WO1992019844A1 (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-12 | Lew Hyok S | Revolting-rotating vane meter-motor-pump |
| RU2020273C1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-09-30 | Геннадий Иванович Бужаев | Hydraulic machine |
-
1999
- 1999-12-14 RU RU99126239/06A patent/RU2177554C2/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1136976A (en) * | 1905-03-02 | 1915-04-27 | Frank Reaugh | Pump or motor. |
| FR596888A (en) * | 1925-04-18 | 1925-11-03 | Piston turbine | |
| GB874045A (en) * | 1958-04-28 | 1961-08-02 | Felix Rohsmann | Improvements in or relating to rotary engines or compressors |
| US3491728A (en) * | 1967-03-10 | 1970-01-27 | James C Ahlsten | Rotary fan internal combustion engine |
| CH591016A5 (en) * | 1974-02-21 | 1977-08-31 | Hall Charles R | IC engine with rotating piston - has spring loaded flow control radial valves in contact with piston to reduce number of working parts |
| SU1245265A3 (en) * | 1981-08-03 | 1986-07-15 | Мазда Мотор Корпорейшн (Фирма) | Rotary piston internal combustion engine (versions) |
| WO1992019844A1 (en) * | 1991-05-07 | 1992-11-12 | Lew Hyok S | Revolting-rotating vane meter-motor-pump |
| RU2020273C1 (en) * | 1992-09-10 | 1994-09-30 | Геннадий Иванович Бужаев | Hydraulic machine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2291312C1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" (ТРТУ) | Rotary engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6659744B1 (en) | Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link | |
| US4168941A (en) | Rotary vane machine with roller seals for the vanes | |
| JP2012122484A (en) | Rotary combustion apparatus | |
| EP1812686A1 (en) | Balanced rotary internal combustion engine or cycling volume machine | |
| US3886732A (en) | Internal combustion engine having coaxially mounted compressor combustion chamber, and turbine | |
| US4028885A (en) | Rotary engine | |
| CA2296550A1 (en) | A vane type rotary engine | |
| US3453992A (en) | Rotary type device | |
| US4316439A (en) | Rotary engine with internal or external pressure cycle | |
| US4403581A (en) | Rotary vane internal combustion engine | |
| RU2043521C1 (en) | Rotor internal combustion engine | |
| RU2177554C2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| WO2009040733A2 (en) | Device for converting energy | |
| US5639208A (en) | Rotary turbine and rotary compressor | |
| WO2002097249A1 (en) | Operating method for a rotary engine and a rotary internal combustion engine | |
| US4454844A (en) | Four cycle rotary engine employing eccentrical mounted rotor | |
| JPH1068301A (en) | Vane rotation type volume changing device and internal combustion engine using the device | |
| US20030062020A1 (en) | Balanced rotary internal combustion engine or cycling volume machine | |
| JPH07502090A (en) | circular rotary engine | |
| RU2136891C1 (en) | Two-rotor engine | |
| WO1991005940A1 (en) | Pump or motor | |
| US7080623B1 (en) | Rotor for an axial vane rotary device | |
| US5520147A (en) | Rotary motor or engine having a rotational gate valve | |
| US4008013A (en) | Fluid rotative machine with variable displacement | |
| RU2172850C2 (en) | Multipurpose rotary internal combustion engine |