ITBO20120381A1

ITBO20120381A1 - ROTARY ENGINE

Info

Publication number: ITBO20120381A1
Application number: IT000381A
Authority: IT
Inventors: Nicola Zanarini
Original assignee: Nicola Zanarini
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-01-13

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

"MOTORE ROTATIVO" "ROTARY MOTOR"

La presente invenzione è relativa ad un motore rotativo. The present invention relates to a rotary engine.

In particolare, la presente invenzione trova applicazione particolarmente vantaggiosa nel settore dei motori rotativi a combustione interna, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità. In particular, the present invention finds particularly advantageous application in the field of internal combustion rotary engines, to which the following discussion will make explicit reference without thereby losing generality.

Nel settore dei motori rotativi a combustione interna è noto realizzare un motore rotativo comprendente un albero motore montato per ruotare attorno ad un proprio asse longitudinale; un corpo motore di forma toroidale estendentesi attorno all'albero motore coassialmente al citato asse longitudinale; ed almeno un pistone montato all'interno del corpo motore e collegato con l'albero motore per spostarsi lungo il corpo motore ed attorno all'asse longitudinale stesso. In the field of internal combustion rotary engines it is known to produce a rotary engine comprising a drive shaft mounted to rotate around its own longitudinal axis; a toroidal-shaped motor body extending around the motor shaft coaxially to the aforementioned longitudinal axis; and at least one piston mounted inside the motor body and connected to the motor shaft to move along the motor body and around the longitudinal axis itself.

Dal momento che il pistone viene spostato lungo il corpo motore con un moto alternato, i motori rotativi a combustione interna noti del tipo sopra descritto comportano di volta in volta l'arresto del pistone e l'inversione della sua direzione di avanzamento e presentano, quindi, un rendimento relativamente ridotto. Since the piston is moved along the motor body with a reciprocating motion, known internal combustion rotary engines of the type described above each time involve stopping the piston and reversing its direction of advancement and therefore have , a relatively low yield.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un motore rotativo che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione. The object of the present invention is to provide a rotary motor which is free from the drawbacks described above and which is simple and economical to implement.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un motore rotativo come rivendicato nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a rotary engine is realized as claimed in the attached claims.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

la figura 1 è una vista prospettica schematica, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione del motore rotativo della presente invenzione; Figure 1 is a schematic perspective view, with parts removed for clarity, of a preferred embodiment of the rotary engine of the present invention;

le figure 2 e 3 sono due viste prospettiche schematiche, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, del motore rotativo della figura 1 illustrato in due differenti posizioni operative; Figures 2 and 3 are two schematic perspective views, with parts in section and parts removed for clarity, of the rotary motor of Figure 1 illustrated in two different operating positions;

la figura 4 è una vista frontale di un particolare del motore rotativo della figura 1; e Figure 4 is a front view of a detail of the rotary motor of Figure 1; And

la figura 5 è una vista schematica in pianta, con parti asportate per chiarezza, del motore rotativo della figura 1. Figure 5 is a schematic plan view, with parts removed for clarity, of the rotary motor of Figure 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato, nel suo complesso, un motore rotativo comprendente un albero motore 2 montato per ruotare in modo continuo attorno ad un proprio asse 3 longitudinale sostanzialmente verticale (in senso antiorario nelle figure da 1 a 3 e 5). With reference to Figure 1, 1 denotes, as a whole, a rotary motor comprising a drive shaft 2 mounted to rotate continuously around its own substantially vertical longitudinal axis 3 (counterclockwise in Figures 1 to 3 and 5 ).

L'albero motore 2 supporta una pluralità di bracci 4 radiali di supporto (nella fattispecie due bracci 4), i quali sono uniformemente distribuiti attorno all'asse 3, sporgono radialmente verso l'esterno dall'albero motore 2, e si estendono trasversalmente all'asse 3 stesso. The motor shaft 2 supports a plurality of radial support arms 4 (in this case two arms 4), which are uniformly distributed around the axis 3, project radially outwards from the motor shaft 2, and extend transversely to the shaft 2. 3 axis itself.

Ciascun braccio 4 supporta un pistone 5, il quale presenta la forma di un disco circolare, ed è fissato ad una estremità libera del braccio 4 perpendicolarmente ad una direzione di avanzamento dell'albero motore 2 attorno all'asse 3. Each arm 4 supports a piston 5, which has the shape of a circular disk, and is fixed to a free end of the arm 4 perpendicular to a direction of advancement of the driving shaft 2 around the axis 3.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1 e 5, i pistoni 5 sono impegnati in maniera scorrevole all'interno di un corpo motore 6 di forma toroidale, il quale si estende attorno all'albero motore 2 coassialmente all'asse 3, presenta un asse 7 longitudinale perpendicolare ai pistoni 5, ha una sezione trasversale di forma circolare, e presenta, inoltre, un raggio RI interno ed un raggio R2 esterno misurati a partire dall'asse 3 stesso. As illustrated in Figures 1 and 5, the pistons 5 are slidingly engaged inside a toroidal-shaped motor body 6, which extends around the motor shaft 2 coaxially to the axis 3, has a longitudinal axis 7 perpendicular to the pistons 5, it has a cross section of circular shape, and also has an internal radius R1 and an external radius R2 measured starting from the axis 3 itself.

Il corpo motore 6 comprende una pluralità di settori 8 toroidali (nella fattispecie due settori 8), i quali sono pari in numero al numero dei pistoni 5, e presentano, ciascuno, una rispettiva feritoia 9 circolare affacciata radialmente all'albero motore 2 ed impegnata in maniera scorrevole dai bracci 4. The motor body 6 comprises a plurality of toroidal sectors 8 (in this case two sectors 8), which are equal in number to the number of pistons 5, and each have a respective circular slot 9 facing radially to the motor shaft 2 and engaged sliding from the arms 4.

Le feritoie 9 e, quindi, il corpo motore 6 sono chiusi a tenuta di fluido da una guarnizione 10 anulare, la quale è fissata alle estremità dei bracci 4 coassialmente all'asse 3, si estende tra l'albero motore 2 ed il corpo motore 6, e presenta una altezza, misurata parallelamente all'asse 3, maggiore dell'altezza delle feritoie 9 anch'essa misurata parallelamente all'asse 3. The slots 9 and, therefore, the motor body 6 are closed in a fluid-tight manner by an annular gasket 10, which is fixed to the ends of the arms 4 coaxially to the axis 3, extending between the motor shaft 2 and the motor body 6, and has a height, measured parallel to axis 3, greater than the height of the slots 9 also measured parallel to axis 3.

Ciascuna estremità libera di ciascun settore 8 è collegata con ciascun settore 8 adiacente tramite l'interposizione di un otturatore il comprendente un disco 12 piano di forma circolare, il quale è montato tra i due settori 8 adiacenti perpendicolarmente all'asse 7, e presenta un asse 13 longitudinale, che è sostanzialmente complanare ad un piano di simmetria del corpo motore 6 perpendicolare all'asse 3, ed è, inoltre, sostanzialmente tangente al corpo motore 6 in corrispondenza del raggio R2. Each free end of each sector 8 is connected to each adjacent sector 8 by means of the interposition of an obturator 1 comprising a flat circular disk 12, which is mounted between the two adjacent sectors 8 perpendicular to the axis 7, and has a longitudinal axis 13, which is substantially coplanar to a plane of symmetry of the motor body 6 perpendicular to the axis 3, and is, moreover, substantially tangent to the motor body 6 at the radius R2.

Il disco 12 presenta, inoltre, un diametro sostanzialmente pari al doppio del diametro della sezione trasversale del corpo motore 6, ed è montato in modo da risultare sostanzialmente tangente al corpo motore 6 in corrispondenza del raggio RI. The disc 12 also has a diameter substantially equal to double the diameter of the cross section of the motor body 6, and is mounted so as to be substantially tangent to the motor body 6 at the radius R1.

Con riferimento alla figura 4, il disco 12 è provvisto di un foro 14, il quale è sostanzialmente tangente all'asse 13, presenta un diametro approssimante per eccesso il diametro di un pistone 5, ed è radialmente aperto verso l'esterno in corrispondenza di una apertura 15 ricavata attraverso un bordo perimetrale del disco 12 stesso. With reference to Figure 4, the disc 12 is provided with a hole 14, which is substantially tangent to the axis 13, has a diameter which approximates upwards the diameter of a piston 5, and is radially open towards the outside at an opening 15 obtained through a perimeter edge of the disc 12 itself.

Ciascun otturatore 11 è mobile, sotto la spinta dell'albero motore 2 o di un dispositivo di azionamento indipendente dall'albero motore 2 stesso, attorno al relativo asse 13 secondo un angolo di 180° tra una posizione di apertura (figura 2), in cui l'otturatore 11 si dispone con il foro 14 in posizione sostanzialmente coassiale all'asse 7 e con l'apertura 15 allineata alle feritoie 9 per consentire il passaggio dei pistoni 5, ed una posizione di chiusura (figura 3), in cui il foro 14 viene spostato all'esterno del corpo motore 6 per consentire all'otturatore 11 di definire, unitamente ad uno dei pistoni 5 ed al corpo motore 6 stesso, una camera 16 di espansione (figura 5). Each obturator 11 is movable, under the thrust of the motor shaft 2 or of an actuation device independent of the motor shaft 2 itself, around the relative axis 13 according to an angle of 180 ° between an opening position (figure 2), in which the shutter 11 is arranged with the hole 14 in a substantially coaxial position to the axis 7 and with the opening 15 aligned with the slots 9 to allow the passage of the pistons 5, and a closed position (figure 3), in which the hole 14 is moved outside the motor body 6 to allow the shutter 11 to define, together with one of the pistons 5 and the motor body 6 itself, an expansion chamber 16 (Figure 5).

Il motore rotativo 1 comprende, inoltre, un dispositivo 17 di alimentazione per alimentare ciascuna camera 16 con un gas in pressione. The rotary motor 1 also comprises a feeding device 17 for feeding each chamber 16 with a gas under pressure.

Nella fattispecie, il dispositivo 17 comprende, per ciascuna camera 16, un rispettivo foro 18 di alimentazione, il quale è ricavato attraverso il corpo motore 6 in prossimità del relativo otturatore 11, ed è collegato con un serbatoio di combustibile (non illustrato), ed una rispettiva unità di accensione (non illustrata) per innescare il combustibile di volta in volta alimentato all'interno della camera 16 e generare un gas in pressione. In this case, the device 17 comprises, for each chamber 16, a respective supply hole 18, which is obtained through the motor body 6 near the relative shutter 11, and is connected to a fuel tank (not shown), and a respective ignition unit (not shown) for igniting the fuel fed from time to time inside the chamber 16 and generating a gas under pressure.

Il corpo motore 6 è provvisto, inoltre, di due aperture 19 di scarico per scaricare all'esterno del corpo motore 6 i prodotti di combustione generati all'interno delle camere 16. Ciascuna apertura 19 è ricavata attraverso un relativo settore 8 in prossimità di un relativo otturatore 11, è disposta da banda opposta del corrispondente foro 18 rispetto all'otturatore 11 stesso, ed è collegata con un condotto di scarico (non illustrato) tramite l'interposizione di una valvola di mandata (non illustrata) mobile tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura del condotto di scarico (non illustrato) stesso. The engine body 6 is also provided with two exhaust openings 19 to discharge the combustion products generated inside the chambers 16 outside the engine body 6. Each opening 19 is formed through a relative sector 8 in proximity to a relative obturator 11, is arranged on the opposite side of the corresponding hole 18 with respect to the obturator 11 itself, and is connected to an exhaust duct (not shown) through the interposition of a delivery valve (not shown) movable between a position of opening and closing position of the exhaust duct (not shown) itself.

Il funzionamento del motore rotativo 1 verrà ora descritto con riferimento alle figure 2, 3, e 5 ed a partire da un istante in cui (figure 3 e 5): The operation of the rotary motor 1 will now be described with reference to Figures 2, 3, and 5 and starting from an instant in which (Figures 3 and 5):

i due otturatori 11 (nel seguito indicati con Ila e llb) sono disposti nelle loro posizioni di chiusura; e the two shutters 11 (hereinafter referred to as 11a and 11b) are arranged in their closed positions; And

i due pistoni 5 (nel seguito indicati con 5a e 5b) sono disposti uno anteriormente all'otturatore Ila e l'altro anteriormente all'otturatore llb nella direzione di avanzamento dell'albero motore 2 in modo da definire le due camere 16 (nel seguito indicate con 16a e 16b). the two pistons 5 (hereinafter referred to as 5a and 5b) are arranged one in front of the shutter 11a and the other in front of the shutter 11b in the direction of advancement of the drive shaft 2 so as to define the two chambers 16 (hereinafter indicated with 16a and 16b).

Una volta alimentato il combustibile nelle camere 16a, 16b attraverso i relativi fori 18 di alimentazione, l'innesco del combustibile da parte delle citate unità di accensione (non illustrate) genera un volume di gas in pressione all'interno di ciascuna camera 16a, 16b, la cui espansione genera, a sua volta, una spinta sui pistoni 5a, 5b ponendo in rotazione l'albero motore 2 attorno all'asse 3. Once the fuel has been fed into the chambers 16a, 16b through the relative feed holes 18, the ignition of the fuel by the aforementioned ignition units (not shown) generates a volume of gas under pressure inside each chamber 16a, 16b , the expansion of which generates, in turn, a thrust on the pistons 5a, 5b, causing the crankshaft 2 to rotate around the axis 3.

A seguito della rotazione dell'albero motore 2 attorno all'asse 3, i pistoni 5a, 5b si spostano verso gli otturatori llb e, rispettivamente, Ila, i quali vengono mantenuti nelle loro posizioni di chiusura. Quando i pistoni 5a, 5b raggiungono gli otturatori llb e, rispettivamente, Ila, gli otturatori Ila, llb vengono spostati in primo luogo nelle loro posizioni di apertura per consentire il passaggio dei pistoni 5b e, rispettivamente, 5a e quindi nuovamente nelle loro posizioni di chiusura per consentire al corpo motore 6, al pistone 5b, ed all'otturatore Ila di definire la camera 16a ed al corpo motore 6, al pistone 5a, ed all'otturatore llb di definire la camera 16b. Following the rotation of the drive shaft 2 around the axis 3, the pistons 5a, 5b move towards the shutters 11b and 11a, respectively, which are kept in their closed positions. When the pistons 5a, 5b reach the obturators 11b and 11a respectively, the obturators 11a, 11b are first moved to their open positions to allow the passage of the pistons 5b and 5a respectively and then back to their opening positions. closing to allow the motor body 6, the piston 5b, and the shutter 11a to define the chamber 16a and the motor body 6, the piston 5a, and the shutter 11b to define the chamber 16b.

La sequenza operativa appena descritta viene a questo punto ripetuta per mantenere il moto di rotazione dell'albero motore 2 attorno all'asse 3. The operating sequence just described is then repeated to maintain the rotational motion of the motor shaft 2 around the axis 3.

Durante il successivo spostamento del pistone 5a dall'otturatore llb all'otturatore Ila, i prodotti di combustione generati dalla precedente fase di combustione e contenuti nel corpo motore 6 tra il pistone 5a e l'otturatore Ila vengono scaricati dal pistone 5a all'esterno del corpo motore 6 attraverso l'apertura 19 (nel seguito indicata con 19a) disposta a monte dell'otturatore Ila nella direzione di avanzamento dell'albero motore 2. During the subsequent movement of the piston 5a from the shutter 11b to the shutter 11a, the combustion products generated by the previous combustion phase and contained in the motor body 6 between the piston 5a and the shutter 11a are discharged by the piston 5a outside the motor body 6 through the opening 19 (hereinafter referred to as 19a) arranged upstream of the shutter 11a in the direction of advancement of the motor shaft 2.

Analogamente, durante il successivo spostamento del pistone 5b dall'otturatore Ila all'otturatore llb, i prodotti di combustione generati dalla precedente fase di combustione e contenuti nel corpo motore 6 tra il pistone 5b e l'otturatore llb vengono scaricati dal pistone 5b all'esterno del corpo motore 6 attraverso l'apertura 19 (nel seguito indicata con 19b) disposta a monte dell'otturatore llb nella direzione di avanzamento dell'albero motore 2. Similarly, during the subsequent movement of the piston 5b from the shutter 11a to the shutter 11b, the combustion products generated by the previous combustion phase and contained in the engine body 6 between the piston 5b and the shutter 11b are discharged from the piston 5b to the of the motor body 6 through the opening 19 (hereinafter referred to as 19b) arranged upstream of the shutter 11b in the direction of advancement of the motor shaft 2.

Secondo una variante non illustrata, le citate unità di accensione vengono eliminate ed i fori 18 del dispositivo 17 di alimentazione vengono collegati con un serbatoio di gas in pressione, la cui espansione all'interno delle camere 16a, 16b pone in rotazione l'albero motore 2 attorno all'asse 3. According to a variant not illustrated, the aforementioned ignition units are eliminated and the holes 18 of the supply device 17 are connected to a pressurized gas tank, the expansion of which inside the chambers 16a, 16b causes the crankshaft to rotate. 2 around axis 3.

Claims

CLAIMS 1.- Rotary motor comprising a driving shaft (2) mounted to rotate around its own longitudinal axis (3); a toroidal-shaped motor body (6) extending around said motor shaft (2) coaxially to said longitudinal axis (3); and at least one piston (5a, 5b) mounted inside the motor body (6) and connected with the motor shaft (2) to move along the motor body (6) and around the longitudinal axis (3); and characterized in that it further comprises at least one shutter (11a, 11b) movable between an opening position, in which the shutter (11a, 11b) is arranged substantially outside the motor body (6) to allow advancement of the piston (5a, 5b), and a closing position, in which the shutter (11a, 11b) is arranged inside the motor body (6) to define, together with the piston (5a, 5b) and the body motor (6) itself, an expansion chamber (16a, 16b); a feeding device (17) being provided to feed the expansion chamber (16a, 16b) with a pressurized gas capable of imparting to the drive shaft (2) a continuous rotary motion around said longitudinal axis (3). 2.- Rotary engine according to Claim 1, wherein the feeding device (17) comprises a source of the gas under pressure and, for each expansion chamber (16a, 16b), at least one respective inlet (18) obtained through the body motor (6) to connect the source of the gas under pressure with the expansion chamber (16a, 16b) itself. 3.- Rotary engine according to Claim 1, wherein the feeding device (17) comprises a fuel tank and, for each expansion chamber (16a, 16b), at least one respective inlet (18) obtained through the engine body ( 6) to connect the fuel tank with the relative expansion chamber (16a, 16b) and respective ignition means to ignite the fuel inside the relative expansion chamber (16a, 16b) and generate said gas under pressure. 4.- Rotary engine according to any one of the preceding claims and further comprising, for each expansion chamber (16a, 16b), at least one respective outlet (19a, 19b) of the gas under pressure from the expansion chamber (16a, 16b) itself . 5.- Rotary motor according to any one of the preceding claims, in which each piston (5a, 5b) is connected to the driving shaft (2) by means of a relative coupling arm (4) transversal to said longitudinal axis (3); the motor body (6) presenting a slot (9), which extends around the longitudinal axis (3), and is engaged in a sliding manner by the said coupling arm (4). 6.- Rotary motor according to Claim 5 and further comprising an annular sealing member (10) mounted coaxially to said longitudinal axis (3) to seal the slot (9) and, therefore, the motor body ( 6). 7. A rotary motor according to Claim 6, wherein the sealing member (10) is connected to the motor shaft (2) to rotate around said longitudinal axis (3). 8.- Rotary motor according to any one of the preceding claims, in which the shutter (11a, 11b) comprises a plate (12) provided with a passage hole (14) having a diameter which approximates in excess of the diameter of the piston (5a, 5b). 9.- Rotary motor according to Claim 8, in which the passage hole (14) is substantially coaxial to a longitudinal axis (7) of the motor body (6) when the shutter (11a, 11b) is arranged in its position of opening, and is arranged outside the motor body (6) when the shutter (11a, 11b) is arranged in its closed position. 10. A rotary motor according to Claim 8 or 9, wherein the plate (12) is substantially tangent to the motor body (6) at the side of the motor body (6) facing the motor shaft (2). 11.- Rotary motor according to any one of the preceding claims, in which the shutter (11a, 11b) is mounted to rotate between said opening and closing positions around an axis of rotation (13) transversal to the longitudinal axis ( 3). 12.- Rotary motor according to any one of the preceding claims, wherein the motor body (6) comprises a plurality of toroidal sectors (8) equal in number to the number of pistons (5a, 5b); each end of each toroidal sector (8) being connected to the adjacent toroidal sector (8) through the interposition of a relative said shutter (11a, 11b).