Роторный двигатель внешнего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внешнего сгорания содержит по меньшей мере два ротора (1, 2, 3, 4). Два ротора (1, 2) представляют собой соединенные центрами две половины цилиндров разного диаметра и одинаковой высоты, где обе стороны большего полуцилиндра имеют форму эвольвенты до окружности малого цилиндра, позволяющей роторам быть в постоянном контакте при взаимном вращении с одинаковой угловой скоростью либо плоскостями, находящимися на окружностях полуцилиндров, либо эвольвентами, заключены внутри статора (5) и образуют роторную пару. Две роторные пары образуют роторный блок. Вращаясь, роторы образуют между собой и статором поочередно полости изменяющейся конфигурации, заполненные рабочим газом, которые соединены друг с другом каналами в корпусе. Передача тепловой энергии рабочему газу происходит через стенки корпуса и статоров (5, 6). Открытие и закрытие отверстий в каналах производится стенками самих роторов (1, 2, 3, 4). Технический результат заключается в обеспечении возможности использования различных видов топлива при атмосферном давлении и снижении шума при работе двигателя. 5 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внешнего сгорания.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту на изобретение RU №2749935 “РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА В КАМЕРУ СГОРАНИЯ - SNS”, опубликован 21.06.2021г. Сущность изобретения заключается в том, что помещенные в корпус, со специальными отверстиями, камерами и коллекторами, четыре одинаковых ротора определенной формы при их взаиморасположении и синхронном вращении выполняют все необходимые функции для работы двигателя (за исключением функций свечи зажигания и форсунки подачи топлива). При этом двигатель легко уравновешивается и не имеет ни одной детали с возвратно-поступательным движением.
Недостатком этого изобретения и других двигателей внутреннего сгорания является необходимость использования строго определенного топлива, сгорание топлива внутри движущихся частей двигателя, взрывные нагрузки внутри камер сгорания, повышенное давление при сгорании топлива и, как следствие, образование большого количества токсичных веществ в выхлопе, наличие впускных и выпускных клапанов.
Предлагаемое изобретение позволит использовать любое топливо, сжигать его при атмосферном давлении, сделает работу двигателя практически бесшумной.
Суть изобретения заключается в следующем: два ротора, каждый из которых представляет собой соединенные центрами две половины цилиндров разного диаметра и одинаковой высоты, где обе стороны большего полуцилиндра имеют форму эвольвенты до окружности малого цилиндра, позволяющей роторам быть в постоянном контакте при взаимном вращении с одинаковой угловой скоростью, заключены внутри статора и образуют роторную пару. Две роторные пары образуют роторный блок. Вращение роторов в блоке синхронизируется при помощи, например, шестерни так, что все роторы вращаются с одинаковой угловой скоростью.
При вращении роторы в своих парах находятся в постоянном контакте либо плоскостями, находящимися на окружностях полуцилиндров, либо эвольвентами.
Вращаясь, роторы образуют между собой и статором поочередно полости изменяющейся конфигурации, заполненные рабочим газом, которые соединены друг с другом каналами в корпусе таким образом, что при нагревании этого газа в какой-либо полости, в ней создаётся повышенное давление, а при охлаждении - пониженное.
Две роторные пары в корпусе с каналами образуют роторный блок.
Двигатель может состоять из неограниченного количества блоков.
Сущность предлагаемого изобретения роторного двигателя внешнего сгорания поясняется чертежами, на которых показаны рабочие такты и вариант конструкции двигателя с одним роторным блоком (без изображения корпуса), где нагревание и охлаждение рабочего газа происходит через стенки корпуса и статоров.
Обозначения:
1, 2, 3, 4 – роторы,
5, 6 – статоры.
На фиг.1 показано исходное состояние двигателя, где роторы в паре касаются другу друга эвольвентами и образуют по две полости. К нижней части статоров подводится тепло, верхняя охлаждается. Для запуска производится поворот роторов. Ротор 1 и 4 вращаются против часовой стрелки, 3 и 2 - по часовой.
На фиг.2 показано состояние при повороте на 45 градусов. Газ из полости А через канал поступает без изменения температуры в полость Д. Полость Е охлаждается, соединена с полостью Г, газ, снижая давление, заставляет ротор 4 вращаться. Полость В нагревается, соединена с полостью Б, газ, повышая давление, вращает ротор 1. Роторы 3 и 2 вращаются за счёт синхронизации с роторами 1 и 4.
На фиг.3 показано состояние при повороте на 135 градусов. Газ из полости А заканчивается и переходит в полость Д. Температура полости Е подходит к минимальной и втягивает остатки газа из полости Г. Температура полости В подходит к максимальной, газ в полости Б приближается к максимальному объёму.
На фиг.4 показано состояние при повороте на 180 градусов. Газ из полости А полностью перешёл в полость Д, а канал между этими полостями закрылся. Газ из полости Г за счёт уменьшения давления полностью втянут в полость Е, канал между полостями закрылся. Газ из полостей В и Б увеличился в объёме в 2 раза.
На фиг.5 показано состояние при повороте на 225 градусов. Конфигурация полостей изменилась. Газ в полости Б, максимально расширенный на предыдущем такте, начал охлаждаться и втягивать газ из полости В, обеспечив дальнейшее вращение ротора 2, охлажденный газ из полости Д начал нагреваться и через канал поступает в полость Г, заставляя вращаться ротор 3, газ из полости Е без изменения температуры через канал поступает в полость А.
Повернувшись на 360 градусов, роторы вернутся на исходную позицию, завершив цикл, и продолжат его совершать до тех пор, пока с одной стороны тепло будет подводиться, а с другой отводиться.
Каналы между полостями могут быть реализованы, например, посредством трубок, исходящих из корпуса и расположенных таким образом, что открытие и закрытие отверстий в них производится стенками самих роторов.
Предложенное техническое решение не известно из доступных источников информации о машиностроении. Может быть практически реализовано в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности.
Роторный двигатель внешнего сгорания, содержащий по меньшей мере два ротора, отличающийся тем, что два ротора, каждый из которых представляет собой соединенные центрами две половины цилиндров разного диаметра и одинаковой высоты, где обе стороны большего полуцилиндра имеют форму эвольвенты до окружности малого цилиндра, позволяющей роторам быть в постоянном контакте при взаимном вращении с одинаковой угловой скоростью либо плоскостями, находящимися на окружностях полуцилиндров, либо эвольвентами, заключены внутри статора и образуют роторную пару, две роторные пары образуют роторный блок, вращаясь, роторы образуют между собой и статором поочередно полости изменяющейся конфигурации, заполненные рабочим газом, которые соединены друг с другом каналами в корпусе таким образом, что при нагревании этого газа в какой-либо полости в ней создаётся повышенное давление, а при охлаждении - пониженное, передача тепловой энергии рабочему газу происходит через стенки корпуса и статоров, открытие и закрытие отверстий в каналах производится стенками самих роторов.
