NO165792B - Gittermateriale for trykningsformaal. - Google Patents

Description

Roterende forbrenningsmotor.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer roterende forbrenningsmotorer

av det slag som omfatter tre basiselementer, nemlig et hus med et arbeidsrom forsynt med to innbyrdes skjærende mantelflater,

av hvilke hver i et transversalplan stort sett folger en sirkelbue med sitt sentrum i den ene av to innbyrdes adskilte, parallelle akser, og et par samvirkende rotorer med forskjellig profil,hver .omfattende en bærende del og i det minste tre aksielt forlopende ribber med mellomliggende spor, hvilke rotorer er anordnet for rotasjon i huset omkring nevnte akser samt tettende samvirker med hverandre og med huset, idet den ene rotor utgjores av en primærrotor , hvis ribber og spor i det minste i det vesentlige ligger på den mot rotorens bærende del motsatte

side av rotorens delingssirkel , og den andre rotor utgjor en sekundaerrotor , hvis ribber og spor i det minste i det vesentlige ligger på samme side av rotorens delingssirkel som dennes bærende del, og at i det minste ett av nevnte basiselementer er forsynt med endevegger, hvilke sammen med nevnte mantelflater begrenser nevnte arbeidsrom, samt anordninger for tilforsel av bestanddelene til en brennbar blanding til arbeidsrommet og anordninger for bortforing av forbrenningsgass fra arbeidsrommet.

Hittil har forbrenningsmotorer for en vesentlig del vært utfort med frem- og tilbakegående stempel. Det kreves da enten to eller fire stempelslag for en fullstendig arbeidssyklus som kreves for å gi en kraftimpuls som virker på et stempel. Fra en slik motor er den maksimale utgangseffekt således den som kan utledes fra en kraftimpuls pr. stempel og omdreining av veivakselen eller et tilsvarende organ som forårsaker stemplets frem- og tilbakegående bevegelse. Denne maksimale hastighet av kraftproduk-sjon uttrykt ved motorturtallet kan bare oppnåes ved bruk av en totakts-syklus, som med mindre den fremmes ved trykkspyling, vanligvis er så meget mindre effektiv enn firetakts-syklusen at sistnevnte er den overveiende mest brukte motortype i dag, til tross for at den bare leverer en kraftimpuls til stemplet for hver annen omdreining av motorakselen som bevirker den frem-

og tilbakegående bevegelse.

Roterende motorer av direkte fortrengningstype, spesielt motorer av det slag som omfatter to eller flere samvirkende rotorer som enten direkte eller indirekte tilveiebringer forbrenningskamre for brennstoffet for energifrembringelse er imidlertid også kjent. Disse frembyr mange teoretisk gunstige losninger, hvor man ved å utnytte så lite som ett enkelt par samvirkende rotorer eller roterende stempler kan oppnå flere kraftimpulser for hver omdreining av en rotor eller annen kraftaksel som svarer til veivakselen for en frem- og tilbakegående stempelmotor. Disse teoretiske muligheter åpner veien for produksjon av roterende motorer av direkte fortrengningstype, som er de frem- og tilbakegående stempelmotorer langt overlegne hva angår storrelse, vekt, omkostninger m.v., sett i forhold til den oppnådde utgangseffekt. Dette teknikkens område frembyr også et meget stort antall forslag til mangfoldige typer, som skal utnytte og sikre de innlysende teoretiske fordeler ved roterende stempelmotorer, spesielt hva angår utgangseffekt kontra storrelse, vekt og omkostninger.

Videre er å bemerke at sammenlignet med en flersylindret frem-og tilbakegående motor med et sammenlignbart antall kraftimpulser pr. motoromdreining, er antallet aksel- og andre lagringer samt overflateområder i innbyrdes bevegelig friksjonsanlegg mange ganger storre i den frem- og tilbakegående motor enn i en motor ifolge prinsippene for foreliggende oppfinnelse. En motor av den roterende type vil således, selv om den ikke har bedre termisk virkningsgrad enn den frem- og tilbakegående type, være den sistnevnte overlegen, ikke bare av ovennevnte grunner, men også på grunn av sine langt mindre tap i såkalt friksjonsheste-kraft.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å tilveiebringe en roterende forbrenningsmotor av direkte fortrengningstype i en praktisk og enkel utformning, som er forholdsvis rimelig i produksjon og har forholdsvis få bevegelige deler, som lett og praktisk kan kjoles og smores ved kjente metoder, hvor bevegelige og andre deler, som er utsatt for slitasje, er forholdsvis få og av kraftig konstruksjon samt lett utskiftbare enten i sin helhet eller delvis eller er regulerbare for å kompensere slitasjen,

og hvor ingen del utsettes for stor eller hurtig slitasje. Oppfinnelsen vedrorer videre en slik motor, som er like tilpasbar til drift etter Otto- og Diesel-arbeidssyklus, som lett kan tilpasses for variabel hastighet og variabel belastning, likesom for konstant hastighet og konstant belastning, hvor styringen som bevirker variabel utgangseffekt ved forskjellige hastig-heter er enkel og uten den vesentlige forringelse av effektivi-teten av motorens drift, som videre er vel tilpasset for be-nyttelse av gode konvensjonelle typer av tenningssystemer, både elektriske og termiske likesom andre og nye tennings- og ten-ningsstyringsorganer, som omtalt nedenfor, ved hvilken man kan benytte seg av kjente metoder for tilforsel av forbrenningsluft eller forbrenningsgass-blandinger, normalt innsuget eller ved

overladetrykk, ved hvilken kjente systemer for trykkinnsproyt-ning av brennstoff lett kan anvendes og som kan måle seg med de foreliggende frem- og tilbakegående stempelmotorer, for ikke å si er disse overlegen hva angår termisk virkningsgrad og der-

av folgende brennstoff-forbruk.

Med de forskjellige sider ved ovenstående generelle oppgave, likesom en rekke andre og mer spesielle hensikter for bye , foreslåes ifolge oppfinnelsen en motor av det forannevnte slag som kjennetegnes ved at rotorenes ribber og spor er utformet for inne i arbeidsrommet periodisk og i rekkefolge når rotorene roterer å danne to separate, lukkede og avtettede innlopskamre,

av hvilke det ene begrenses av flankene i et primærrotorspor og det andre av flankene i et sekundærrotorspor samt hvert dessuten av de derimot vendende deler av arbeidsrommets vegger, hvilke innlopskamre ved den fortsatte rotasjon går over i ett enkelt, lukket og avtettet operasjonskammer, som kontinuerlig minsker i volum under en forste fase , da nevnte mantelflater danner en del av kammerets begrensningsvegger, og en annen fase, da de efterfolgende ribber for de kammeret dannende spor samvirker tettende, i maksimalt inngrep med nevnte sekundærrotorspor, for å danne en komprimert, brennbar blanding, som antennes efter påbegynnelsen av nevnte andre fase og fortrinnsvis nær slutten av denne, hvorefter det lukkede og avtettede operasjonskammer kontinuerlig oker i volum, under ekspansjon av den i dette innesluttede forbrente gass, inntii ved maksimalt volum operasjons-kammeret oppdeles i to separate, lukkede og avtettede utlopskamre, hvert begrenset av flankene i et rotorspor og av de derimot vendende deler av arbeidsrommets vegger, og at tilforings-

og bortforingsanordningene omfatter porter beliggende således at de kommuniserer med de innlops- og. utlopskamrene dannende rotorspor i vinkelstillinger av rotorene umiddelbart for lukning resp. efter åpning av nevnte kamre.

Til belysning av den teknikkens stand på bakgrunn av hvilken nærværende oppfinnelse må sees , skal anfores at det i svensk patent 188 0I8 vises en ekspansjonsmaskin av skruerotortype,

hvor arbeidsmedium under hoyt trykk og hoy temperatur tilfores for ekspansjon i maskinen. Denne maskintype er derfor nærmest

å sammenligne med en gassturbin og kan ikke på noen måte be-traktes som en forbrenningsmotor omfattende fyllings-, kompresjons-, forbrennings-, ekspansjons- og utblåsningsfaser, efter-som kompresjon og forbrenning må skje ved hjelp av separate kompresjons- og forbrenningskammeranordninger.

Det amerikanske patent nr. 2.485.687 beskriver en maskin som er av prinsipielt samme type som beskrevet i nevnte svenske patent selv om også forsok er gjort for å tilveiebringe kompresjon ved hjelp av rotorene i ekspansjonsmaskinen. Forbrenningen skjer i hvert fall stadig i et separat forbrenningskammer anordnet utenfor selve maskinen. U.S. patent 3.237.613 viser et forslag til en roterende forbrenningsmotor. Som det spesielt fremgår av fig. 4 dannes imidlertid ingen kontinuerlig avtettede kompresjons- og ekspansjonskamre, hvilket i praksis innebærer at den viste maskin ikke kan arbeide i praksis. Det samme gjel-der stort sett for den anordning som beskrives i U.S. patent nr. 3.117.562. Den i det vesentlige sirkulære profil av primærrotorens ribber og sekundærrotorens spor kan ikke gi kontinuerlig avtettede kompresjons- og ekspansjonskamre.

I det folgende skal en rekke utforelseseksempler av en motor ifolge foreliggende oppfinnelse beskrives under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et lengdesnitt av et utforelseseksempel av en motor ifolge oppfinnelsen. Snittet er tatt etter linjen 1-1 i fig. 2.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser et bruddstykke av et snitt etter linjen 3-3 i fig.2.

Fig. 4 viser et tverrsnitt av motorens rotorer.

Fig. 5 er et diagram som viser arbeidsmediets stromning utenfor motorens arbeidsrom. Fig. 6 er et lengdesnitt gjennom en annen utforelsesform av oppfinnelsen, tatt etter linjen 6-6 i fig. 7.

Fig. 7 er et snitt etter linjen 7-7 i fig. 6.

Fig. 8 viser et bruddstykke av et snitt etter linjen 8-8 i fig. 7. Fig. 9 er et lengdesnitt av en tredje utforelsesform av oppfinnelsen . Fig. 10 er et tverrsnitt, som svarer til fig. 7 og 'viser et fjerde utforelseseksempel av oppfinnelsen etter linjen 10-10 i fig. 11. Fig. 11 viser et bruddstykke av et snitt etter linjen 11-11 i fig. 10. Den motor som er vist i fig. 1, 2, 3, 4 og 5 omfatter et hus 20, som omslutter et arbeidsrom 22 bestående av to sylindriske boringer 24,26 , som har parallelle akser og skjærer hverandre langs to rette aksialt forlopende linjer 28,30. Huset har to atskilte aksiale innlopskanaler 32, 34., en for hver boring 24, 26. Frisk luft for motorens spyling og lading tilfores gjennom begge innlopskanaler og ekshaustgass fjernes fra motoren gjennom nevnte utlopskanaler. En primærrotor 40 er avstottet i lagre 42, 44, slik at den er koaksialt montert i boringen 24, som står i forbindelse med kanalene 32 og 36. En sekundærrotor 46 er på samme måte koaksialt montert i boringen 26, som står i forbindelse med kanalene 34 og 38. Primærrotoren 40 har fire rette ribber 48 med mellomliggende spor 56. Hver ribbe 48 har to aksialt forlopende flanker 5 2, 54 og en mellomliggende kam 56. Hvert spor 50 har en dal 58 anordnet radialt utenfor rotorens delesirkel 60 (fig. 4). Flankenes 48 kammer 5 6 og sporenes 50 daler 58 er beliggende på sylindre med sirkulært tverrsnitt, som er koaksialt med rotoren 40. Sekundærrotoren 46 har åtte rette ribber 62 med mellomliggende spor 64. Hver ribbe 62 har to aksialt forlopende flanker 66, 68 for to ribber på rad går over i hverandre for å danne dalen for det mellomliggende spor 64. Ribbenes 62 kammer 70 er beliggende på en sylinder med sirkulært tverrsnitt, som er koaksialt med rotoren 46.

Vi vil nå beskjeftige oss med profilet for primær- og sekun-dærrotorenes flanker, sett i det plan som er vist i fig. 4,

dvs. et plan perpendikulært på rotorenes akser. Forlopende radialt innover fra de ytterste punkter 74, 76 til nærliggende spors 50 dal 58, folger "hver flanke 52, 54 for primærrotoren en planethjulbane som frembringes av de ytterste punkter 80, 78 på tilsvarende flanker 68, 66 på sekundærrotoren 46. På samme måte omfatter hver flanke 66, 68 for en ribbe 62 på sekundærrotoren 46, for.lopende radialt innover fra de ytterste punkter 78, 80, et ytre buet parti, som forloper til et punkt 82, 84, idet det folger en planethjulbane, som dannes av det ytterste punkt 82, 84 til et punkt 86, 88 i en rett linje parallell med en radius fra rotorens 46 midtpunkt og trukket sentralt gjennom ribben 62, hvilken rette linje danner en tangent mot det ytre buete parti 78, 82; 80, 84 ved punkt 82, 84 og et indre buet parti fra punkt 86, 88, som forloper i en sirkulær bue, som strekker seg over en vinkel på 67,5° og har sitt sentrum på en midtlinje gjennom nærliggende spor 64 og er beliggende ved et slikt punkt at den rette linje 82, 86; 84, 88 danner en tangent mot det indre buete parti i punktet 86, 88. Det fremgår således at en sekundærrotors sporparti mellom punktene 86 og 88

er en sirkulær bue over en vinkel på 135°.

For at avtetningen skal forbedres anordnes fortrinnsvis tetninger i kamkantene på rotorribbenes flanker, begrenset av punktene 74, 76, 78, 80 for glidekontakt med tilsvarende flan-keparti på den annen rotor. Av samme grunn er det fordelaktig å anordne lignende tetninger for tetning av klaringene mellom rotorenes 40, 46 ender og arbeidsrommets 22 endevegg.

Innlops- og utlopskanalene 32, 34, 36, 38 i huset 20 står i forbindelse med arbeidsrommet 22 gjennom porter med en radial utstrekning som svarer til sporenes 50, 64 i den samvirkende rotor. Hver port begrenses i omkretsretsretning av kanter hvis form i det vesentlige svarer til formen på de samvirkende rotor-flanker 52, 54, 66, 68. Kantene av utlopskanalenes 36, 38 porter er anordnet i slik vinkelposisjon med henblikk på linjene 28, 3o mellom boringene 24, 26 at det område av arbeidsrommets endevegg som gjenstår mellom kanten og tilsvarende skjæringslin-je svarer til tverrsnittsområdet for et spor 5o, 64 i den samvirkende rotor 4o, 46. Portkantene i innlopskanalene 32, 34 er anordnet i slik vinkelstilling at de som er anordnet nær skjæringslinjen 28 og således bestemmer innlopskamrene går i flukt med tilsvarende kanter på utlopsportene, mens de kanter som er anordnet nær skjæringslinjen 3o og således bestemmer begynnelsen av spylefasen befinner seg i vinkelavstand fra tilsvarende kanter for utlopskanalportene i en slik grad at ekshaustgass-strom-men fra tilsvarende rotorspor som folge av overtrykk i ekshaust-gassen er avsluttet for spyling tar til.

Som vist i fig. 3, er de to rotorer 4o, 46 utstyrt med synkroniserende tannhjul 9o, 92, som er anordnet utenfor arbeidsrommet 22 og delesirklene for disse synkroniserende tannhjul har radier som svarer til en bestemt del av radiene for de tilsvarende rotorers 4o, 46 delesirkler 6o, 72. I den motor som er vist i fig. 1-5 er de maksimale diametre av tannhjulene 9o, 92 ikke storre enn tilsvarende rotors fotsirkel. De to tannhjul 9o, 92 utgjor det forste og fjerde tannhjul av en rekke på fire tannhjul i huset 2o. Det annet og tredje tannhjul av tannhjuls-rekken er betegnet 94, 96 og disse tannhjul holder rotorene 4o, 46 i et onsket innbyrdes vinkelforhold for å unngå direkte meka-nisk kontakt mellom dem. I fig. 3 er tannhjulet 9o ikke dreibart fastkilt på primærrotoren 4o, mens tannhjulet 92 kan regu-leres i forhold til sekundærrotoren 46 i enhver onsket stilling ved hjelp av en tapp, som er antydet ved 93. Selvsagt kan tannhjulet 92 være fastkilt på rotorens 46 aksel og regulering oppnåes ved hjelp av en tapp, som 9 3, mellom tannhjulet 9o og primærrotorens 4o aksel.

En innsproytningsdyse 98 (fig. 2) for tilforsel av brennstoff

i form av et forbrennbart fluidum fra en trykkfluidumkilde som ikke er vist til arbeidsrommet 22 er anordnet i huset 2o på et slikt sted at fluidumet innsproytes i et spor 64 i sekundærrotoren 46 etter at nevnte spor 64 er fort ut av forbindelse med tilsvarende innlopskanal 34 og for den samvirkende ribbe 48 på primærrotoren 4o går inn i sporet 64.

Et organ i form av en tennplugg 100 for tenning av den forbrenn-bare blanding er anordnet i det minste i en endevegg av huset 20 og er anbragt innenfor et område av endevegger hvor det frie rom av sporet 64 i sekundærrotoren 46, sett i et plan på tvers av rotoraksene, bare begrenses av flankene 68, 66 og av flankene 52, 5 4 av den samvirkende ribbe 48 på primærrotoren 4o. Fortrinnsvis er tennpluggen 100 anordnet i et område av endeveggen som begrenses av flankene 68, 66, 5 4, 5 2 , når de samvirkende spor og ribber enten er i eller nær sin maksimale inngreps-stilling.

Primærrotoren 40 har også en ytre akselende 102 for kraftover-føring til og fra motoren.

Huset 20 (fig. 1 og 2) er utformet med indre kanaler 104 for sirkulasjon av kjolevæske, f.eks. vann, som tilfores gjennom en innlopsåpning 106 og fores bort gjennom en utlopsåpning 108.

Hver rotor 40, 46 har også et innvendig kjolesystem (fig. 1 og 2). En innsproytningsdyse 110, 112 er montert i huset 20 koaksialt med hver rotors 40, 46 aksel og hver dyse 110, 112 står i forbindelse med tilsvarende rotors innvendige kjolesystem. I primærrotoren 4o innsproytes kjolemediet, fortrinnsvis en væske og spesielt smoreolje, gjennom dysen 110 i et ror 114, som er sentralt montert i rotoren 40. Roret 114 står i forbindelse med et forste rom 116 anordnet sentralt i rotoren. Rommet 116 står i sin tur i forbindelse med et andre rom 118 i rotoren via et antall kanaler 120, som hver er anordnet i en ribbe 48 for rotoren 40 for at kjolemediet skal kunne sirkulere gjennom ribben. Rommet 118 står i forbindelse med et kammer 124 utformet i huset 20. Forbindelsen opprettes via en sentral kanal 122 som omgir roret 114. Kamret 124 har et utlop 126 for å lede kjolemediet bort fra motoren.

Utlopskanalene 36, 38 fra arbeidsrommet 22 står i forbindelse med en turbin 128, som drives av ekshaustgassene. Turbinen 128 står i forbindelse med en vifte 13o som virker som spylepumpe og har forbindelse med innlopskanalene 32, 34 til arbeidsrommet 22. (fig. 5).

Turbin-vifte-enheten 128, 13o er bare vist som et eksempel. Spylingen kan gjennomfores på flere andre måter, f.eks. ved hjelp av en vifte som drives av motorakselen 102 eller ved hjelp av en injektor som drives av ekshaustgass.

Nedenfor skal driften av en motor som vist i fig. 1-5 beskrives. For igangsetting er rotorene 40, 46 dreibare ved hjelp av ytre, ikke viste organer. Luft tilfores av viften 130 gjennom innlopskanalene 32, 34 til arbeidsrommet 22. Under en begrenset begynnelsesfase av rotorenes. 40, 46 rotasjon fylles et spor 50

i primærrotoren 40 og et tilsvarende spor 50 i sekundærrotoren med frisk luft. Ved den videre rotasjon av rotorene 40, 46 bringes sporene 50, 64 ut av forbindelse med sine respektive innlopskanaler 32, 34 og danner to atskilte innlopskamre, som hvert omfatter et ubehindret spor 50, 64 som begrenses av veg-gene i arbeidsrommet 22 og er helt fylt med frisk luft. Ved denne rotorstilling begynner innsproyting av brennstoff ved hjelp av innsproytningsorganet 98 til sporet 64 i sekundærrotoren 46. Når rotorene fortsetter sin dreining vil kanten 76 av den forste flanke 54 av sporet 50 passere skjæringslinjen 28 mellom boringene 24, 26 og samtidig vil den forreste kant på den forreste ribbe 62 for sekundærrotorens 46 spor 64 passere skjæringslinjen 28 og komme i avtettende nærhet til den forreste flanke 54 av primærrotorens 40 spor 50 og sekundærrotorens 46 flanke 62 vil begynne å tre inn i sporet 50, slik at sporets 50 frie volum reduseres og kompresjon av den der innelukkede luft tar til, Når den bakre kant 80 av den forreste ribbe 62 for sekundærrotorens 46 spor 64 passerer linjen 28, bringes sporene 50, 64 i forbindelse med hverandre og danner et felles kompresjonskammer.

Som folge av at den periferiske utstrekning av kammen 70 mellom kantene 78 og 80 på sekundærrotorens ribbe 62 er meget begrenset, er kompresjonen i primærrotorens 40 spor 50 ved hjelp av ribben 62 meget liten for forbindelse opprettes mellom de to spor 50 og

64 og tapene på grunn av re-ekspansjon i sporet 64 blir således minimale. Ved rotorenes 40, 46 videre dreining vil ribben 62

for sekundærrotoren mer og mer redusere det frie volum i primærrotorens 40 spor 50, idet den forreste kant 78 på ribben 62 forst folger den forreste flanke 5 4 for sporet 50, hvorpå kammen 70

på ribben 62 ruller og glir langs dalen 58 i sporet 50. Når primær-

rotorens bakerste flanke 5 2 begynner å tre inn i sekundærrotorens 46 spor 62, begynner også det frie volum i dette spor å minske. Når kanten 74 på den bakre kant 52 av primærrotorens 40 spor 50 passerer skjæringslinjen 28, er kompresjonskamrets hele frie volum i sekundærrotorens 46 spor 64. Fra den vinkelstilling av rotorene, hvor den bakre kant 76 av kammen 5 6 på den bakre ribbe 48 av primærrotorens spor 50 likesom kanten 78 av den bakre flanke 66 for sekundærrotorens 46 spor 64 passerer skjæringslinjen 28, består kompresjonskamret, sett i et tverrplan på rotoraksene, av en del av sekundærrotorens 46 spor 64, begrenset bare av flankene 68, 66 for sporet 64 og av partier av flankene 52, 5 4 for ribben 48 på primærrotoren 40, som går inn i nevnte spor 64. Ribben 48 virker således som et stempel som trer inn i kamret i form av sporet 64. Deretter reduseres kamrets volum ytterligere, inntil rotorene oppnår en vinkelstilling, hvor ribben 48 er i sin maksimale inngrepsstilling med sporet 64. I denne maksimale inngrepsstilling samvirker kantene 78, 76 på flankene 68, 66 for sporet 64 med flankene 52, 5 4 for primærrotorens 40 ribbe 48 langs linjer som er radialt i samme avstand fra primrærotorens 40 akse. I samtlige rotorenes vinkelstillinger, fra den stilling hvor kompresjonen begynner, som nevnt ovenfor, til den maksimale inngrepsstilling, er det område av flanken 52 på primærrotoren som vender mot vedkommende kammer og som er sporets 50 bakre flanke eller ribbens 48 forreste flanke, storre enn det område av flanken 5 4 som vender mot nevnte kammer, dvs. den forreste flanke for sporet 50 og den bakre flanke på ribben 48. Under dette om-dreiningsparti, kompresjonsfasen, overforer primærrotoren kraft til den gass som er innesluttet i kamret. Under i det vesentlige hele kompresjonsfasen vender overflatene av flankene 68, 66 for sekundærrotorens 46 spor 64 mot vedkommende kammer og folgelig er sekundærrotoren praktisk talt ikke utsatt for noe vridnings-moment under kompresjonsfasen.

På grunn av den begrensede hastighet av tenningsforplantningen

i luft-brennstoff-blandingen, tennes blandingen av tennpluggen 100 ved en vinkelstilling av rotorene noe for rotorenes maksimale, gjensidige inngrespstilling.

Etter at rotorene 40, 46 har passert den' vinkelstilling som svarer til maksimalt inngrep mellom primærrotorens 40 ribbe 48

og sekundærrotorens 46 spor 64, hvor det kammer som omslutter sporets 64 frie volum er minimalt, oker kamrets volum igjen og den deri innesluttede gass ekspanderer. Dette ekspansjonskammer er, sett i et tverrplan mot rotoraksene, bare begrenset av flankene 68, 66 for sekundærrotorens 46 spor 64 og av de deler av flankene 52, 5 4 for primærrotorens 40.ribbe 48 som rager inn i sporet 64 inntil rotorene er kommet i den vinkelstilling hvor kanten 74 på ribbens 48 forreste flanke 5 2 passerer skjæringslinjen 30 mellom arbeidsrommets 22 boringer 24, 26. Ved rotorenes dreining vil kanten 78 av sporets 64 bakre flanke 66 forst folge ribbens 48 bakre flanke 54, deretter vil kammen 70 på sporets 64 bakre ribbe rulle og gli langs dalen 58 i ribbens 48 bakre spor 50, og til slutt vil den bakre kant 80 på kammen 70 for sporets 64 bakre ribbe 62 folge den bakre flanke 5 2 av ribbens 48 bakre spor 50. Når kanten 78 på sporets 64 bakre flanke 66 passerer skjæringslinjen 30, avskjæres forbindelsen mellom sekundærrotorens 46 spor 64 og primærrotorens 40 spor 50 og ekspansjonen av den gass som er innesluttet i sporet 46 er fullfort og sporet 46 danner et forste utlopskammer. Ekspansjonen av den gass som er innesluttet i sporet 50 fortsetter imidlertid inntil rotorene når den vinkelstilling hvor den bakre kant 80 på kammen 70 for sporets 64 bakre ribbe og kanten 74 på sporets 50 bakre flanke 52 passerer skjæringslinjen 30 og sporet 50 danner et andre utlopskammer. I alle rotorenes vinkelstillinger fra den stilling hvor inngrepet er maksimalt til den stilling hvor ekspansjonen er fullfort, er den flate av flanken 54 på primærrotoren som vender mot vedkommende kammer, dvs. den bakre flanke av ribben 48 eller den forreste flanke av sporet 50, storre enn den flate av flanken 52 som vender mot nevnte kammer, dvs. den forreste flanke av ribben 48 hhv. den bakre flanke av sporet 50. Under denne del av rotasjonen, ekspansjonsfasen, absorberer primærrotoren således kraft fra den gass som er innesluttet i kamret. Under tilnærmet hele ekspansjonsfasen vil overflatene av flankene 68, 66 for sekundærrotorens 46 spor 64 vende mot vedkommende kammer og sekundærrotoren utsettes folgelig praktisk talt ikke for noe vridningsmoment.

Etter ekspansjonsfasens avslutning bringes de utlopskamre som dannes av sporene 50 og 64 i forbindelse med utlopskanalene 36 hhv. 38 og motorens ekshaustgass, som har et betydelig overtrykk, ledes til den ekshaustdrevne turbin 128 og deretter ut i fri luft. Turbinen 128 driver viften 130, som leyerer lett komprimert luft til innlopskanalene 32, 34, hvorfra luften ledes til sporene 50, 64 i rotorene 40,46 for spyling og fylling. Motorens syklus gjentas deretter.

Fordi trykket i kamret (som danner kompresjons-, forbrennings-

og ekspansjonskamret, som nevnt ovenfor) oker meget sterkt under forbrenningsfasen, vil trykket i kamret ved et bestemt kammervolum være hoyere i ekspansjonsfasen enn i kompresjonsfasen ved samme kammervolum og den kraft som absorberes av primærrotoren 40 fra gassen vil under ekspansjonsfasen være storre enn den kraft som overfores fra rotoren 40 til gassen under kompresjonsfasen. Som nevnt ovenfor, er sekundærrotoren 46 praktisk talt ikke utsatt for vridnings-moment under kompresjons- og ekspansjonsfasene. Primærrotoren utsettes folgelig kontinuerlig for virksomt vridningsmoment,mens praktisk talt intet vridnings-moment overfores gjennom de synkroniserende tannhjul.

Den motor som er vist i fig.6,7 og 8 skiller seg fra den motor som er vist i fig. 1-5. Motoren ifolge fig. 6,7 og 8 omfatter i sitt

hus 20 organer for justering av primærrotorens vinkelstilling,når avstengning fra utlopskanalen 36 finner sted. Utlopskanalens 36

form i huset 20 er forandret. Synkroniseringsorganenes form er likeledes forandret.

Husets 20 endevegg, som omfatter utlopskanalen 36, 38 har et

spor 132, som forloper i ring rundt primærrotorens 40 akse. I

dette spor 132 er en vinkelregulerbar ventil 134 fastholdt aksialt i huset 20 ved hjelp av en ring 136. Ventilen 134 har en port 138, som svarer til utlopskanalens 36 aksiale åpning. Dessuten

har ventilen 134 omkretstenner 140, som samvirker med et vinkel-regulerbart drev 142, som er montert i huset og letter ventilens

134 vinkelregulering. Huset 20 omfatter også et radialt innsnevret (relieved) parti 144 i den sylindervegg som omgir primærrotoren 40. Det innsnevrete parti 144 har en vinkelutstrekning

som svarer til en del av vinkelutstrekningen av utlopskanalens

36 aksiale åpning og er anordnet ved den ende som forst forbin-des med sporet 50, som inneslutter den ekspanderte ekshaustgass. Et tilsvarende radialt innsnevret parti 146 er utformet i den sylindervegg av huset 20 som omslutter sekundærrotoren 46.

I den motor som er vist i fig. 6, 7 og 8 har primærrotoren 40

et konisk synkroniseringshjul 148 montert på rotorens aksel 102 ved hjelp av en kile 150 og en mutter 15 2. Sekundærrotoren 46 har likeledes et konisk synkroniseringshjul 15 4 i presspasning på rotorens aksel. Det koniske hjuls 15 4 presspasning kan opp-heves ved hjelp av trykkfluidum, som tilfores gjennom en kanal 156 i akselen, for å tillate vinkeljustering av hjulet 154 i forhold til rotoren 46 for justering av rotorenes 40, 46 synkronisering. Primærrotorens 40 koniske drev 148 samvirker med et forste mellomliggende konisk drev 158, som er ikke dreibart montert på en forste aksel 160, som er dreibart montert i huset 20 i en lagring 162. Sekundær-rotorens 46 koniske drev 15 4 samvirker med et andre mellomliggende drev 164, Som er montert på en annen aksel 166. Akselen 166 forloper koaksialt med akselen 15 6 og er dreibart monter i en lagring ]68 i huset 2o. De to

aksler 160, 166 er ikke dreibart og aksialt justerbart forbundet ved hjelp av en kobling 170, som omfatter en mutter 17 2, som er dreibar på akselen 166 og stoter mot akselen 160, for å regulere lengden av den kombinerte aksel 160, 166, og omfatter minst en bolt for å fastholde mutteren 172 i stilling.

Den motor som er vist i fig. 6-8 virker i det vesentlige på samme måte som den motor som er vist i fig. 1-5. Ved justering av ventilen 134 kan primærrotorens 40 spor 50 dog, etter å være bragt ut av forbindels med innlopskanalen 32, fortsatt bringes i forbindelse med utlopskanalen 36, slik at den luft som inne-sluttes i sporet mens rotorene utforer en del av sin omdreining, i stedet for å komprimeres kan stromme ut i utlopskanalen 36 uten nevneverdig kompresjon, slik at motorens utgangseffekt kan reduseres uten tap tilsvarende de strupningstap som oppstår ved en konvensjonell frem- og tilbakegående motor. De radialt inn-snevrede partier 144, 146 i huset 20 forbedrer ekshaustgassenes stromning ut fra sporene 50, 64, idet de sentrifugalkrefter som påvirker ekshaustgassene nå utnyttes for å fremme stromningen.

Den modifiserte anordning av koniske drev 148, 158, 164, 154

har den fordel fremfor anordningen av sylindriske synkroniserende drev 90, 94, 96, 92 , som vist i fig. 1-3, at inngrepspunktene mellom drevene reduseres fra tre til to, noe som medforer oket noyaktighet i rotorenes 40, 46 synkronisering.

Den motor som er vist i fig. 9 skiller seg fra den som er vist

i fig. 6-8 med henblikk på utformningen av den vinkel-justerbare ventil. Den motor som er vist i fig. 9 har en vinkel-justerbar ventil 176, som er utformet med en koaksial rorformet aksel 178, hvor den ytre kulebane av primærrotorens 40 lager 44 er anbragt. Et ringformet drev er festet til den ende av den rorformete aksel 178 som vender bort fra ventilen 176. Drevet 180 samvirker med et drev 182 for derved å tillate vinkeljustering av ventilen 176. Ventilen 176 omfatter en indre kjolekanal 184 for et kjolefluidum, som vann, og kjolekanalen 184 står i forbindelse med en ytre kjoler via en fleksibel innlopsledning 186 og en tilsvarende fleksibel utlopsledning.

Den motor hvorav det er vist bruddstykker i fig. 10 og 11 er i det vesentlige av samme slag som den som er omtalt i forbindelse med figurene 1-9. I stedet for å benytte seg av brennstoff-innsproytning i arbeidsrommet, arbeider motoren ifolge fig. 10 og 11 med brennstofftilforsel ved hjelp av forgasser. Av denne grunn omfatter motoren ifolge fig. 10 og 11 atskilte innlopskanaler for spyleluft og for luft/brennstoff-blanding. Innlopskanalene 188, 190 for spyleluften står i forbindelse med utlopskanalene 36, 38 for ekshaustgassene. Forbrenningsluften tilfores gjennom en forgasser 192, fra hvilken luft/brennstoff-blandingen går til arbeidsrommet 22 gjennom aksiale innlopskanaler 194, 196. Innlopskanalene 194, 196 er i overensstemmelse med sirkulasjonskanaler 198, 200 i motsatt vegg av arbeidsrommet 22. En vifte 202 i sirkulasjonskanalene 198, 200 tjener til å sirkulere spyleluften i rotorenes spor til forgasseren 192. For å få de nodvendige vinkelrom for de forskjellige kanaler

188, 36, 194, 198, 190, 38, 196, 200 er motorens "porting" utfort for samvirke med en primærrotor med åtte spor og en sekundærrotor med tolv spor. Den nedre grense for antallet spor i rotorene er imidlertid ikke storre enn fire, selv om et storre

antall foretrekkes for å gi tilstrekkelig plass for hver port.

Den motor som er vist i fig. 10 og 11 virker i det vesentlige

på samme måte som de motorer som er vist i figurene 1-9. Etter at sporene er spylt, komprimeres den luft som er innelukket i sporene imidlertid ikke, men presses ut av sporene ved hjelp av viften 202 og erstattes av en forbrennbar luft/brennstoff-blan-

ding som tilfores fra forgasseren 192. Blandingen av luft og brennstoff komprimeres, tennes, ekspanderes og spyles på den måte som er omtalt ovenfor, bortsett fra at det ikke sproytes inn brennstoff under kompresjonen.

En motor av den type som er vist i fig. 10 og 11 kan selvsagt ut-

styres med en justeringsventil av den type som er vist i fig.

6 og 9 for justering av motoren under drift. For å forenkle fremstillingen har man dog unnlatt å vise en slik ventil.

Oppfinnelsen begrenser seg ikke til de viste utforelseseksempler,

men omfatter alt som faller innenfor påstandenes ramme.

Claims (14)

1. Roterende forbrenningsmotor omfattende tre basiselementer, nemlig et hus (2o) med et arbeidsrom (22) forsynt med to innbyrdes skjærende mantelflater, av hvilke hver i et transversalplan stort sett folger en sirkelbue med sitt sentrum i den ene av to innbyrdes adskilte, parallelle akser, og et par samvirkende rotorer (40, 46) med forskjellig profil, hver omfattende en bærende del og i det minste tre aksielt forlopende ribber (48, 62) med mellomliggende spor (50, 64), hvilke rotorer (40,

46) er anordnet for rotasjon i huset (20) omkring nevnte akser samt tettende samvirker med hverandre og med huset, idet den ene rotor utgjores av en primærrotor (40), hvis ribber (48) og spor (50) i det minste i det vesentlige ligger på den mot rotorens (40) bærende del motsatte side av rotorens delingssirkel (60), og den andre rotor utgjor en sekundærrotor (46) , hvis ribber (62) og spor (64) i det minste i det vesentlige ligger på samme side av rotorens delingssirkel (72) som dennes bærende del, og at i det minste ett av nevnte basiselementer (20, 40, 46) er forsynt med endevegger, hvilke sammen med nevnte mantelflater begrenser nevnte arbeidsrom (22), samt anordninger (32, 34, 98; 128 130, 188, 190, 192, 194, 196, 202) for tilforsel av bestanddelene til en brennbar blanding til arbeidsrommet (22) og anordninger (36, 38, 138, 144, 146) for bortforing av forbrenningsgass fra arbeidsrommet ( 22) , karakterisert ved at rotorenes (40, 46) ribber (48, 62) og spor (50, 64) er utformet for inne i arbeidsrommet (22) periodisk og i rekkefolge når rotorene (40, 46) roterer å danne to separate, lukkede og avtettede innlopskamre, av hvilke det ene begrenses av flankene (52, 54) i et primærrotorspor (50) og det andre av flankene (66, 68) i et sekundærrotorspor (64), samt hvert dessuten av de derimot vendende deler av arbeidsrommets (22) vegger, hvilke innlopskamre ved den fortsatte rotasjon går over i ett enkelt, lukket og avtettet operasjonskammer, som kontinuerlig minsker i volum under en forste fase, da nevnte mantelflater danner en del av kammerets begrensningsvegger, og en annen fase, da de efterfolgende ribber (48, 62) for de kammeret dannende spor (50, 64) samvirker tettende, inntil nevnte efterfolgende ribbe (48) på primærrotoren (40) er i maksimalt inngrep med nevnte sekundærrotorspor (64), for å danne en komprimert, brennbar blanding, som antennes efter påbegynnelsen av nevnte andre fase og fortrinnsvis nær slutten av denne, hvorefter det lukkede og avtettede operasjonskammer kontinuerlig oker i volum, under ekspansjon av den i dette innesluttede forbrente gass, inntil ved maksimalt volum operasjons-kammeret oppdeles i to separate, lukkede og avtettede utlopskamre, hvert begrenset av flankene (52, 54; 66, 68) i et rotorspor (50, 64) og av de derimot vendende deler av arbeidsrommets (22) vegger, og at tilforings- og bortforingsanordningene omfatter porter (32, 43, 194, 196; 36, 38, 138) beliggende således at de kommuniserer med de innlops- og utlopskamrene dannende rotorspor (50, 64) i vinkelstillinger av rotorene (40, 46) umiddelbart for lukning resp. efter åpning av nevnte kamre.

2. Motor som angitt i krav 1, karakterisert ved at alle i tilforings- og bortfdringsanordningene inngå-ende porter (32, 34, 188, 19o, 194, 196; 36, 38, 138, 198, 200) er anordnet i huset (20) samt at nevnte anordninger omfatter porter ( 32, 3-4, 188, 190) for tilforsel av spyleluft til de rotorspor (50, 64) som danner utlopskammeret.

3. Motor som angitt i krav 2, karakterisert ved at profilene av flankene (52, 54) på primærrotorens (40) ribber (48) folger kurver generert av de radielt ytre deler på flankene (66, 68) på sekundærrotorens (46) ribber (62) for å tilveiebringe tetningslinjer mellom de med hverandre inngripende deler av rotorene (40, 46) , og at flankene (66, 68) på hvert spor (64)_ i sekundærrotoren (46) i det minste over en vesentlig del av nevnte flanker (66, 68) er skilt radielt innad fra de kurver, som representerer omhyllingen for en ribbe (48) på primærrotoren (40), når denne passerer inn i og ut av inngrep med nevnte spor (64).

4. Motor som angitt i krav 3, karakterisert ved at profilene av primærrotorens (40) ribber (48) er epi-cykloidkurver generert av toppunktene (78, 80) på sekundær-rotorens (46) ribber (62).

5. Motor som angitt i krav 2, karakterisert ved at diameteren på sekundærrotoren (46) er så meget mindre enn rotorens delingssirkel (72), at ingen del av sporenes (64) profiler tilsvarende omhyllingene generert av primærrotorens (40) ribber (48) ved passasjen inn i og ut av inngrep med sekundærrotoren (46) er periferielt videre enn ved sekundærrotorens (46) periferi, i den hensikt å begrense den periferielle utstrekning av toppene (70) for sekundærrotorens (46) ribber (62) for hver gitt kombinasjon av antall ribber (48, 62) og spor (50, 64) for et par samvirkende rotorer (40, 46).

6. Motor som angitt i krav 2, karakterisert ved at huset (20) er forsynt med endevegger og at de deler av dette, som bestemmer endene på de forskjellige boringer (24, 26), hver for seg er forsynt med porter (32, 34, 188, 190; 36, 38, 138 ) anordnet for å tilveiebringe aksial stromning av gass-formet spylefluidum i det minste gjennom primærrotorens (40) spor (50),

7. Motor som angitt i krav 6, karakterisert ved at ett eneste sett tilforselsporter (32, 34) er anordnet for hver boring (24, 26) og at luft tilfores til disse for spyling og fylling av nevnte spor (50, 64).

8. Motor som angitt i krav 7, karakterisert ved anordninger (98) for innsprbytning av brensel inn i et spor (50, 64) på i det minste den ene av rotorene (40, 46), fortrinnsvis sekundærrotoren (46), efterat nevnte spor (50, 64) er lukket for dannelse av et innlbpskammer.

9. Motor som angitt i krav 8, karakterisert ved at brenslet innsprbytes i sporet (64) i sekundærrotoren (46) .

10. Motor som angitt i krav 6, karakterisert ved at endeveggene for i det minste den ene av nevnte boringer (24, 26) er forsynt med to sett periferielt således adskilte porter (188, 190, 194, 196; 36, 38, 198, 200), at de efter hverandre står i forbindelse med et spor (50, 64) i den samvirkende rotor (40, 46), samt at de porter (188, 190; 36, 38) med hvilke sporet (50, 64) forst kommuniserer, tjener som spyle-porter, mens de porter, med hvilke sporet (50, 64) sist kommuniserer, (194, 196; 198, 200) tjener dels som tilforselsport (194, 196) for en brennbar gass, dels som avlbpsport (198, 200) for den spyleluft som befinner seg i sporet (50, 64).

11. Motor som angitt i krav lo, karakterisert ved anordninger (202) for å tvinge nevnte brennbare gass inn gjennom den med nevnte spor (50, 64) sist kommuniserende tilforselsport (194, 196) for å erstatte den spyleluft som tidlig-ere befinner seg i sporet (50, 64).

12. Motor som angitt i krav 11, karakterisert ved anordninger (198, 200, 202) for igjensirkulasjon av den erstattede spyleluft til nevnte tilforselsport (194, 196).

13. Motor som angitt i noen av kravene 6-12, karakterisert ved at den omfatter en synkroniserings-utveksling (90, 92, 94, 96; 148, 154, 158, 164) for å holde rotorene (40, 46) i vinkelstilling i forhold til hverandre, hvilken utveksling omfatter tannhjul (90, 92; 148, 154 ), som har en ytre diameter mindre enn rotsirkeldiameteren for den samvirkende rotor ( 40, 46) .

14. Motor som angitt i krav 2, karakterisert ved at omstillbare ventilanordninger (134, 176) er innsatt mellom huset (20) og i det minste den ene av rotorene (40, 46) for variasjon av stengestillingen for en med rotoren (40, 46) samvirkende port (136) i huset (20) i den hensikt å variere volumet av det i rotoren (40) dannede inn1opskammer.