PL240858B1

PL240858B1 - Mechanism with rotating vanes

Info

Publication number: PL240858B1
Application number: PL421261A
Authority: PL
Inventors: Bogdan GROBELNY; Bogdan Grobelny
Original assignee: Bogdan Grobelny
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2022-06-20
Also published as: WO2018190738A1; PL421261A1; CN110546359A; US20200088034A1

Description

PL 240 858 B1PL 240 858 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm z obrotowymi łopatkami mający zastosowanie szczególnie korzystnie przy budowie silników spalinowych, silników hydraulicznych, silników pneumatycznych, pomp, sprężarek.The subject of the invention is a mechanism with rotating blades that is used particularly advantageously in the construction of internal combustion engines, hydraulic motors, air motors, pumps and compressors.

W dziedzinie napędu urządzeń zwłaszcza pojazdów samochodowych, jednostek pływających oraz urządzeń przenośnych bez dostępu do sieci elektrycznej dominującym źródłem napędu są silniki wewnętrznego spalania. W praktycznym zastosowaniu dominującą rolę odgrywają silniki dwusuwowy i czterosuwowy. Silnik czterosuwowy dominuje w motoryzacji, jest jednak dość skomplikowany w budowie, ma dużo elementów ruchomych w tym takich, które ze względów konstrukcyjnych wymagają ciągłego smarowania. Drugim pod względem rozpowszechnienia jest silnik dwusuwowy. Jest on prostszy w budowie - nie ma zaworów, nie potrzebuje więc mechanizmu rozrządowego, nie potrzebuje także oddzielnego układu smarowania. Do zalet silnika dwusuwowego należy także uzyskiwanie większych mocy z takiej samej pojemności, co przekłada się na dużo mniejszy ciężar takich silników. Mniejsza ilość ruchomych części zmniejsza także ich awaryjność. Mimo tych zalet, jedna wada silników dwusuwowych powoduje odchodzenie od ich stosowania Wadą tą jest niespalanie całości mieszanki paliwowej oraz częściowe spalanie dodawanego do paliwa oleju używanego do smarowania - powoduje to duże zanieczyszczanie środowiska. Kolejnym stosowanym w praktyce rozwiązaniem jest silnik Wankla. Jego zaletami są małe rozmiary, mały ciężar oraz dzięki ruchowi obrotowemu tłoka brak wibracji. Główne wady ograniczające jego wykorzystanie to duże zużycie paliwa, mała trwałość oraz trudność uszczelnienia. W ostatnich latach zaczęto konstruować także silniki z tłokiem obrotowym tzw. silniki Atkinsona. Konstrukcja tego silnika nie sprzyja jednak uzyskiwaniu dużych mocy. Znalazł on dotychczas zastosowanie jedynie w niektórych modelach samochodów hybrydowych. Konstruktorzy od lat tworzą projekty silników rotacyjnych. Do dnia dzisiejszego zgłoszono i uzyskano dziesiątki patentów na silniki z wirującymi dokami. Wśród nich są między innymi, rozwiązanie Andrzeja Kuczyńskiego „Maszyny roboczej z dokami obrotowymi” - patent nr 149586. Innym rozwiązaniem jest patent nr 170127 Jerzego Woźniaka na „Silnik z wirującym tłokiem”. Podobnym rozwiązaniem jest patent nr 175572 na „Obrotowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania”. Wśród patentów amerykańskich można wymienić chociażby patent US6739307 oraz wcześniejsze patenty US1482628, US1568951, US1579207, US1568052, US1821139, US1904892, US2182269, US2413589, US3396632, US3592571, US3645239,In the field of propulsion of devices, especially motor vehicles, watercrafts and portable devices without access to the electricity network, internal combustion engines are the dominant source of propulsion. In practical applications, two-stroke and four-stroke engines play a dominant role. The four-stroke engine dominates in the automotive industry, but it is quite complicated in construction, has many moving parts, including those which, for design reasons, require constant lubrication. The second most common is the two-stroke engine. It is simpler in construction - there are no valves, so it does not need a timing gear, nor does it need a separate lubrication system. The advantages of a two-stroke engine also include obtaining more power from the same capacity, which translates into a much lower weight of such engines. Fewer moving parts also reduce their failure rate. Despite these advantages, one disadvantage of two-stroke engines causes their use to be abandoned. This disadvantage is the non-combustion of the entire fuel mixture and the partial combustion of the lubricating oil added to the fuel - this causes a large amount of environmental pollution. Another solution used in practice is the Wankel engine. Its advantages are small size, low weight and no vibrations due to the rotational movement of the piston. The main disadvantages limiting its use are high fuel consumption, low durability and difficulty in sealing. In recent years, the so-called rotary piston engines have also been developed. Atkinson engines. However, the design of this engine is not conducive to obtaining high power. So far, it has been used only in some models of hybrid cars. Designers have been creating rotary engine designs for years. To date, dozens of patents have been filed and obtained for rotating dock engines. Among them are, among others, Andrzej Kuczyński's solution "Working machine with revolving docks" - patent no. 149586. Another solution is Jerzy Woźniak's patent no. 170127 for "Engine with a rotating piston". A similar solution is patent No. 175572 for "Rotary Internal Combustion Engine". Among the American patents one can mention, for example, patent US6739307 and earlier patents US1482628, US1568951, US1579207, US1568052, US1821139, US1904892, US2182269, US2413589, US3396632, US3592571, US3645239,

US3909162, US3937187, US3990405, US4026249, US4035111, US4068985, US156S051,US3909162, US3937187, US3990405, US4026249, US4035111, US4068985, US156S051,

US1568053, US4169697, US5433179, US6446595, jednakże żadne z dotychczas opatentowanych rozwiązań nie doczekało się powszechnego zastosowania. Nieznane są w obecnym stanie techniki mechanizmy, które znalazłyby zastosowanie przy konstrukcji jednocześnie silników spalinowych, silników hydraulicznych i pneumatycznych, pomp i sprężarek, czy układów hamulcowych. Najwięcej zastosowań ma mechanizm zastosowany przy konstrukcji silnika dwusuwowego. Ten sam mechanizm stosowany jest też przy budowie pomp tłokowych i sprężarek.US1568053, US4169697, US5433179, US6446595, however, none of the so far patented solutions has been widely used. There are no known mechanisms in the current state of technology that could be used simultaneously in the construction of internal combustion engines, hydraulic and pneumatic motors, pumps and compressors, or braking systems. The mechanism used in the construction of a two-stroke engine has the most applications. The same mechanism is also used in the construction of piston pumps and compressors.

Istotą wynalazku jest stworzenie mechanizmu z dwoma współosiowymi wirnikami (1a, 1b), wraz z elementami je sprzęgającymi. Oba wirniki z jednej strony posiadają jednakowe równomiernie rozstawione minimum dwie łopatki (2). Łopatki obu wirników poruszają się w jednej przestrzeni będącej toroidą, której są wycinkami. Z drugiej strony wirników znajdują się połączone z wirnikami na stałe zębatki dwuprędkościowe (3), które wraz z zębatkami sterującymi (4) tworzą mechanizm przekładni koordynujący wzajemne położenie łopatek obu wirników. Zębatki sterujące usytuowane współosiowo ustawione są względem siebie z obrotem o 180°. Takie wzajemne ustawienie zębatek sterujących powoduje, że przy ich jednostajnym ruchu obrotowym wirniki obracają się z dwiema różnymi prędkościami, które naprzemiennie zmieniają się po każdym obrocie zębatek sterujących o kąt 180°. Ruch wirników z naprzemiennie zmieniającą się prędkością powoduje, że w przestrzeni, w której poruszają się łopatki powstają komory o zmieniającej się objętości. Ilość komór równa się ilości łopatek obu wirników.The essence of the invention is to create a mechanism with two coaxial rotors (1a, 1b) together with their coupling elements. On one side, both rotors have at least two equally spaced blades (2) equally spaced. The blades of both rotors move in one space, which is a toroid of which they are slices. On the other side of the rotors, there are two-speed racks (3) permanently connected to the rotors, which together with the control racks (4) form a gear mechanism coordinating the mutual position of the blades of both rotors. Coaxial control gears are positioned in relation to each other with a rotation by 180 °. Such mutual positioning of the control gears causes the rotors to rotate at two different speeds with their uniform rotation, which alternately change after each rotation of the control gears by an angle of 180 °. The movement of the rotors with alternately changing speed causes the formation of chambers of changing volume in the space in which the blades move. The number of chambers is equal to the number of blades of both rotors.

Wirniki dwułopatkowe tworzą cztery komory, trzyłopatkowe sześć komór, czterołopatkowe osiem komór itd. Przy czym, podczas ruchu wirników połowa komór zwiększa swoją objętość a połowa zmniejsza.Two-blade rotors create four chambers, three-blade rotors six chambers, four-blade rotors eight chambers, etc. While the rotors move half of the chambers increase in volume and half decrease.

Wirniki obracają się naprzemiennie z dwoma prędkościami, gdy pierwszy wirnik (1a) obraca się z prędkością Vi, w tym samym czasie drugi wirnik (1 b) obraca się z prędkością V2. Po wykonaniu obrotu o kąt (α) wirnik (1 a) zmienia prędkość i obraca się z prędkością V2, jednocześnie wirnik (1b) po wykonaniu obrotu o kąt (α + β) zmienia prędkość na V1 i obraca się z tą prędkością o kąt (α). ZależnośćThe rotors alternate at two speeds when the first rotor (1a) rotates at speed V1, at the same time the second rotor (1b) rotates at speed V2. After rotating by the angle (α), the rotor (1 a) changes its speed and rotates at the speed V2, at the same time the rotor (1b), after rotating by the angle (α + β), changes its speed to V1 and rotates at this speed by the angle ( α). Dependence

PL 240 858 B1 między prędkościami można określić wzorem V2 = k Vi, gdzie współczynnik k określony jest wzorem k = (α + β)/α, a współzależność pomiędzy kątami α i β określona jest wzorem γ = 2α + β = 360°/n, gdzie n - oznacza liczbę łopatek na jednym wirniku, γ - kątową odległość między łopatkami, α - kątową wielkość wycinka toroidy tworzącego łopatkę, β - kątową maksymalną wielkość zmiennej komory roboczej między łopatkami, k - oznacza zależność między prędkościami wirników.PL 240 858 B1 between the speeds can be determined by the formula V2 = k Vi, where the coefficient k is defined by the formula k = (α + β) / α, and the relationship between the angles α and β is given by the formula γ = 2α + β = 360 ° / n , where n - the number of blades on one rotor, γ - angular distance between the blades, α - angular size of the toroid segment forming the blade, β - angular maximum size of the variable working chamber between the blades, k - relationship between the rotor speeds.

Wszystkie łopatki na obu wirnikach są jednakowe, a każda łopatka jest wycinkiem (α) toroidy o wielkości zależnej od przyjętej ilości łopatek oraz projektowanej wzajemnej prędkości obu wirników (k). Dodatkowo dla prawidłowego działania mechanizmu niezbędne jest wykonanie w bryle łopatek wcięcia (2a) po obu stronach stycznych płaszczyzn (2b), dzięki któremu w momencie zetknięcia się łopatek (2) w podczas zmiany prędkości wirników powstaje wolna przestrzeń (14).All blades on both rotors are the same, and each blade is a slice (α) of a toroid whose size depends on the assumed number of blades and the designed mutual speed of both rotors (k). In addition, for the correct operation of the mechanism, it is necessary to make an indentation (2a) in the body of the blades on both sides of the tangent planes (2b), thanks to which a free space (14) is created when the blades (2) meet when the rotors speed changes.

Zmianę prędkości obrotowej każdego z wirników z Vi na V2 i odwrotnie umożliwiają przekładnie złożone z połączonych na stałe z wirnikami (1a, 1b) zębatek dwuprędkościowych (3) przekazujących siły z i na zębatki sterujące (4), przy czym kształt zębatek dwuprędkościowych (3) składa się z zębatki o promieniu Ri powiększonym o kąt (α + β) do promienia R2 na wycinku kąta α. Daje to ilość wycinków o powiększonym promieniu równą ilości łopatek na wirniku. Z kolei zębatka sterująca (4) ma kształt połączonych połówek dwóch zębatek o promieniach odpowiednio - mniejsza R3 i większa R4, w miejscach zmiany promienia zębatki uzębienie ukształtowane jest w sposób pasujący do uzębienia zębatki dwuprędkościowej (3) przy czym zachowana jest zależność R1 + R4 = R2 + R3. Dzięki takiemu rozwiązaniu przy stałej prędkości zębatki sterującej (4) po jej obrocie o każde 180° zmienia się prędkość kątowa zębatki dwuprędkościowej (3).Changing the rotational speed of each rotor from Vi to V2 and vice versa is possible thanks to gears consisting of two-speed gears (3) permanently connected to the rotors (1a, 1b), which transmit forces to and from the control racks (4), with the shape of two-speed gears (3) consisting of from the rack with the radius Ri increased by the angle (α + β) to the radius R2 on the segment of the angle α. This results in a number of slices with an enlarged radius equal to the number of blades on the rotor. On the other hand, the control rack (4) has the shape of the joined halves of two racks with radii respectively - smaller R3 and larger R4, in places where the radius of the rack changes, the toothing is shaped in a way that matches the toothing of the double-speed rack (3), while the relationship R1 + R4 = R2 + R3. Thanks to this solution, at a constant speed of the control rack (4), after its rotation by each 180 °, the angular speed of the two-speed rack (3) changes.

Dla prawidłowego działania całego mechanizmu konieczna jest jednoczesna zamiana prędkości obrotowej wirników. Zapewnia to sprzęgnięcie zębatki sterującej (4) przenoszącej siły z i na zębatkę dwuprędkościową (3) wirnika (1a) z położoną współosiowo zębatką sterującą (4) przenoszącą siły z wirnika (1 b), przy czym sprzęgnięte zębatki sterujące są wzajemnie ustawione z obróceniem o kąt 180°. Sprzęgnięcie może być wykonane za pomocą wału napędowego (7), połączonego ze znajdującymi się na nim współosiowo zębatkami r-6 (6) o promieniu R6, które z kolei odbierają i przekazują siły na zębatki r-5 (5) o promieniu R5, które są na stałe połączone z zębatkami sterującymi (4) (fig. 6). Możliwe jest także połączenie zębatek sterujących (5) za pośrednictwem wałka sterującego (9) co pokazano na rysunku (fig. 7), lub połączenie w jedną grupę dwóch zębatek sterujących (4) z jedną (5) w przypadku gdy wał (8a) wirnika (1 a) znajduje się wewnątrz wału (8b) wirnika (1 b) wówczas cały układ sterujący ruchem wirników znajduje się po jednej stronie (fig. 8).For the proper operation of the entire mechanism, it is necessary to change the rotational speed of the rotors at the same time. This is ensured by the engagement of the steering rack (4) transmitting forces from and to the two-speed rack (3) of the rotor (1a) with the coaxially located control rack (4) transmitting the forces from the rotor (1b), with the coupled control racks being mutually oriented with an angle of rotation. 180 °. The coupling can be performed by means of the drive shaft (7) connected to the r-6 (6) gears with radius R6 coaxially located on it, which in turn receive and transmit forces to the r-5 gears (5) with radius R5, which they are permanently connected to the steering racks (4) (fig. 6). It is also possible to connect the control gears (5) via the control shaft (9) as shown in the figure (Fig. 7), or to combine into one group two control gears (4) with one (5) in the case when the rotor shaft (8a) (1 a) is inside the shaft (8b) of the rotor (1 b), then the entire system controlling the movement of the rotors is on one side (Fig. 8).

W zależności od tego jakie chcemy skonstruować urządzenie używamy dobieramy odpowiednią obudowę, sam mechanizm konstrukcyjnie jest identyczny. W obudowie (10) konstrukcji silników hydraulicznych i pomp, a także sprężarek znajdują się otwory wlotowe (12) i wylotowe (13) usytuowane nad każdą łopatką (2) obu wirników w miejscu obudowy, w którym łopatki (2) stykają się podczas zmiany prędkości, o takiej wielkości, że znajdujące się przy nich łopatki zakrywają te otwory całkowicie, przy tym otwory wlotowe stają się wylotowymi a wylotowe wlotowymi przy zmianie kierunku przepływu cieczy w przypadku silników hydraulicznych lub zmianą kierunku obrotów wału napędowego (7) w przypadku pomp i sprężarek (fig. 4).Depending on what we want to construct the device, we choose the appropriate housing, the mechanism itself is structurally identical. In the housing (10) of the construction of hydraulic motors and pumps, as well as compressors, there are inlet (12) and outlet (13) openings located above each blade (2) of both rotors in the place of the housing where the blades (2) meet during the speed change. , of such a size that the vanes located next to them completely cover these holes, the inlet holes become outlet and outlet inlet holes when the direction of liquid flow is changed in the case of hydraulic motors or when the direction of rotation of the drive shaft (7) is changed in the case of pumps and compressors ( Fig. 4).

W przypadku silnika spalinowego (fig. 5) by był możliwy „suw sprężania” i „suw pracy” w obudowie (11) konstrukcji silników spalinowych znajdują się na dole obudowy otwory wlotowe (12) i wylotowe (13) usytuowane nad łopatkami (2) obu wirników w miejscu obudowy, w którym łopatki (2) stykają się podczas zmiany prędkości, o takiej wielkości, że znajdujące się przy nich łopatki zakrywają te otwory całkowicie. Różnica w konstrukcji pomp i silników spalinowych polega na tym, że w przypadku minimum jednej pary łopatek w obudowie silnika spalinowego występują, tylko dwa otwory. Dodatkowo w obudowie silnika spalinowego jest wgłębienie (15) nad wolną przestrzenią (14) przy styku łopatek, w którym mieści się świeca zapłonowa w przypadku silników z zapłonem iskrowym, lub wtryskiwacz paliwa w przypadku silników z samozapłonem.In the case of an internal combustion engine (Fig. 5) to enable a "compression stroke" and a "power stroke" in the housing (11) of the internal combustion engine structure, there are inlet (12) and outlet (13) openings above the blades (2) at the bottom of the housing. of both rotors at the place of the housing where the blades (2) meet during the speed change, of such size that the blades adjacent to them completely cover these openings. The difference in the design of pumps and internal combustion engines is that in the case of at least one pair of blades, there are only two holes in the housing of the internal combustion engine. In addition, the housing of the internal combustion engine has a recess (15) above the free space (14) at the blade contact, which houses the spark plug in the case of spark ignition engines, or the fuel injector in the case of self-ignition engines.

Możliwe do osiągnięcia korzyści wynikające z zastosowania wynalazku to ze względu na brak części trących poprawa sprawności i trwałości urządzeń. Ruch obrotowy wirników z łopatkami i przekazywanie momentu pędu między wirnikami powoduje brak drgań i umożliwia pracę na bardzo wysokich obrotach. Duże ramię działającej siły w przypadku silników pozwala na uzyskiwanie bardzo dużych mocy z jednostki masy. Mała ilość, prostych w wykonaniu części powoduje znaczne obniżenie ciężaruThe achievable advantages of using the invention are, due to the lack of rubbing parts, an improvement in the efficiency and durability of the devices. The rotation of the rotors with blades and the transmission of the angular momentum between the rotors causes no vibrations and enables operation at very high speeds. The large force arm of the engines allows for very high power per weight unit. A small number of easy-to-make parts significantly reduces the weight

PL 240 858 B1 urządzeń oraz zmniejsza koszty produkcji. Wynalazek umożliwia także konstruowanie urządzeń o cechach niemożliwych do uzyskania przy obecnie znanym stanie techniki. W przypadku konstrukcji pompy może ona zmieniać kierunek pompowania zmieniając kierunek obrotu wału napędowego. Jednocześnie jeśli podłączymy do pompy przewód pod ciśnieniem urządzenie zmieni się w silnik hydrauliczny.Equipment and reduces production costs. The invention also enables the construction of devices with features that are impossible to achieve with the currently known state of the art. In the case of a pump design, it can change the direction of pumping by changing the direction of rotation of the drive shaft. At the same time, if we connect a pressurized hose to the pump, the device will change into a hydraulic motor.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania pokazano na figurach rysunku przy założeniu, że prędkości wirników wynoszące Vi, V2 charakteryzują się zależnością V2= 2Vi, co dla wirników dwułopatkowych daje wielkość kątową łopatki α = 60° (fig. 11), dla wirników trzyłopatkowych α = 40° (fig. 12), zaś dla wirników czterołopatkowych α = 30° (fig. 13), przyjęto także, że promienie Rs = Ri i R5 = R4.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the figures on the assumption that the rotor speeds Vi, V2 are characterized by the dependence V2 = 2Vi, which for two-blade rotors gives the blade angular size α = 60 ° (Fig. 11), for three-blade rotors α = 40 ° (Fig. 12), and for the four-blade rotors α = 30 ° (Fig. 13), it was also assumed that the radii Rs = Ri and R5 = R4.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania pokazano na rysunku fig. 1 mechanizm z wirnikami dwułopatkowymi - aksonometria, fig. 2 mechanizm z wirnikiem trzyłopatkowym - aksonometria (połowa mechanizmu), fig. 3 mechanizm z wirnikiem czterołopatkowym - aksonometria (połowa mechanizmu), fig. 4 przekrój poprzeczny - pompy z mechanizmem z wirnikami dwułopatkowymi, fig. 5 przekrój poprzeczny - silnika spalinowego z mechanizmem z wirnikami dwułopatkowymi, fig. 6 przekrój podłużny mechanizmu uwidocznionego na rysunku fig. 1, fig. 7 przekrój podłużny mechanizmu z wałkiem sterującym, fig. 8 przekrój podłużny mechanizmu z przekładniami po jednej stronie, fig. 9 przekładnia sterująca mechanizmu z wirnikami dwułopatkowymi, fig. 10 przekładnia odbierająca mechanizmu z wirnikami dwułopatkowymi, fig. 11 wielkości i odstęp łopatek dla V2 = 2Vi - mechanizm z wirnikami dwułopatkowymi, fig. 12 wielkości i odstęp łopatek dla V2 = 2Vi - mechanizm z wirnikami trzyłopatkowymi, fig. I3 wielkości i odstęp łopatek dla V2 = 2Vi - mechanizm z wirnikami czterołopatkowymi.The subject of the invention in the exemplary embodiment is shown in Fig. 1 a mechanism with two-blade rotors - axonometry, Fig. 2 a mechanism with a three-blade rotor - axonometry (half of the mechanism), Fig. 3 a mechanism with a four-blade rotor - axonometry (half of the mechanism), Fig. 4 a section cross-section - pumps with a mechanism with two-blade impellers, fig. 5 cross-section - internal combustion engine with a mechanism with two-blade impellers, fig. 6 longitudinal section of the mechanism shown in fig. 1, fig. 7 longitudinal section of the mechanism with a control shaft, fig. 8 cross-section longitudinal gear mechanism with gears on one side, fig. 9 control gear of the mechanism with two-blade rotors, fig. 10 receiving gear of the mechanism with two-blade rotors, fig. 11 sizes and blade spacing for V2 = 2Vi - mechanism with two-blade rotors, fig. 12 sizes and blade spacing for V2 = 2Vi - mechanism with three-blade impellers, Fig. I3 sizes and blade spacing tek for V2 = 2Vi - mechanism with four-blade rotors.

Na fig. rysunku elementy mechanizmu oznaczono następującymi oznaczeniami odsyłającymi:In the figure, the elements of the mechanism are marked with the following reference symbols:

- pierwszy wirnik (1a), - drugi wirnik (1b);- a first rotor (1a), - a second rotor (1b);

- łopatka wirnika (2), - wcięcia w łopatkach (2a), - płaszczyzna styczna łopatki (2b),- rotor blade (2), - indentations in the blades (2a), - tangential plane of the blade (2b),

- zębatka dwuprędkościowa wirnika dwułopatkowego (3), - zębatka dwuprędkościowa wirnika trzyłopatkowego (3a), - zębatka dwuprędkościowa wirnika czterołopatkowego (3b), - zębatka sterująca (4), - zębatka - r-5 (5), - zębatka - r-6 (6),- two-speed rack of the two-blade rotor (3), - two-speed rack of the three-blade rotor (3a), - two-speed rack of the four-blade rotor (3b), - steering rack (4), - rack - r-5 (5), - rack - r-6 (6),

- wał napędowy (7), - wał (8a) wirnika (1a), - wał (8b) wirnika (1b),- drive shaft (7), - rotor shaft (8a) (1a), - rotor shaft (8b) (1b),

- wałek sterujący (9), - obudowa konstrukcji silników hydraulicznych i pomp (10) - obudowa konstrukcji silników spalinowych (11) - otwory wlotowe (12) - otwory wylotowe (13)- control shaft (9), - housing of hydraulic motors and pumps (10) - housing of internal combustion engines (11) - inlet openings (12) - outlet openings (13)

- wolne przestrzenie między zetkniętymi łopatkami (14)- voids between touched blades (14)

- wgłębienie na świecę zapłonową w obudowie silnika spalinowego (15).- spark plug recess in the housing of the internal combustion engine (15).

Mechanizm wykazuje się dużą elastycznością konstrukcji - dowolnie można określić średnicę wału, co wpływa na ramię działających sił, dowolnie można dobierać kształt i wielkość toroidy stanowiącej komorę roboczą, dowolnie można przyjmować ilość łopatek. Ilość łopatek wpływa na ilość cykli pracy na jeden obrót wału. Dość cykli na jeden obrót wału można także dodatkowo regulować zmieniając średnice zębatek (5 i 6). Dodatkową zaletą jest możliwość umieszczenia na jednym wale kilku urządzeń. Urządzenia oparte na mechanizmie podczas obrotu wykonują jednocześnie wszystkie fazy pracy. Pompy i sprężarki zasysając medium do komór zwiększających swoją objętość jednocześnie wypychają to medium z komór, które w tym samym czasie zmniejszają swoją objętość. W przypadku silników spalinowych jednocześnie odbywają się cztery „suwy”. „Suw ssania” w komorze roboczej zwiększającej swoją objętość z otworem wlotowym, „suw sprężania” w komorze bez otworów zmniejszającej swoją objętość, „suw pracy” w komorze bez otworów zwiększającej swoją objętość oraz „suw wydechu” w komorze z otworem wylotowym zmniejszającej swoją objętość. Taki układ pracy silnika opartego na jednym mechanizmie dwułopatkowym odpowiada pracy typowego silnika 4-ro cylindrowego. Tak duża elastyczność w kształtowaniu parametrów urządzeń daje możliwość doboru właściwego modelu do napędu praktycznie wszystkich urządzeń - od ręcznych pił spalinowych, poprzez kosiarki, motocykle, wszelkie pojazdy mechaniczne aż do statków pełnomorskich.The mechanism is highly flexible in design - you can freely define the diameter of the shaft, which affects the arm of the acting forces, you can freely choose the shape and size of the toroid constituting the working chamber, you can freely choose the number of blades. The number of blades affects the number of work cycles per revolution of the shaft. Quite cycles per one shaft revolution can also be additionally adjusted by changing the diameters of the gears (5 and 6). An additional advantage is the possibility of placing several devices on one shaft. Devices based on the mechanism during rotation perform all phases of work simultaneously. Pumps and compressors, sucking the medium into the chambers increasing their volume, simultaneously push the medium out of the chambers, which at the same time reduce their volume. In the case of internal combustion engines, there are four "strokes" at the same time. "Suction stroke" in the working chamber expanding its volume with an inlet, "compression stroke" in the chamber without holes to reduce its volume, "work stroke" in the chamber without holes to increase its volume and "exhaust stroke" in the chamber with the outlet to reduce its volume . Such a system of operation of the engine based on one two-bladed mechanism corresponds to the operation of a typical 4-cylinder engine. Such great flexibility in shaping the parameters of the devices makes it possible to choose the right model to drive virtually all devices - from manual petrol saws, through mowers, motorcycles, all motor vehicles to seagoing ships.

Claims

PL 240 858 B1

Patent claims

1. Mechanism with rotating rotors (1a, 1b) and their coupling elements, characterized in that both rotors on one side have at least two equally spaced blades (2), on the other side of the rotors, two-speed gears permanently connected to the rotors (3), which together with the control racks (4) form the gear mechanism coordinating the movement of the rotors.

2. Mechanism according to claim 1, characterized in that the rotors have at least two blades (2) evenly spaced at angular intervals defined by the formula γ = 360 ° / n, where n - means the number of blades on one rotor, the rotor blades (2) themselves being a segment of a toroid with an angle (α) additionally have an indentation (2a) on both sides of the tangent planes (2b), and the position of the rotors in the mechanism is such that the blades of both rotors are located inside one toroid of which they are a cutout.

3. The mechanism according to p. 2. The method of claim 1, characterized in that the gear mechanism consists of two-speed racks (3) permanently connected to the shafts (1a, 1b) which transmit forces to and from the control racks (4), the shape of the two-speed racks (3) consisting of a rack with radius Ri increased by the angle (α + β) to the radius R2 on the segment of the angle α, this gives the number of sections with an enlarged radius equal to the number of blades on the rotor, while the control rack (4) has the shape of two halves of gears with radii respectively - smaller R3 and larger R4, while the relationship Ri + R4 = R2 + R3 is maintained and the number of teeth on the two-speed rack (3) on the segment with the diameter Ri corresponds to the number of teeth on the control rack (4) on the segment with the diameter R4, analogically the number of teeth on the two-speed rack (3) on the R2 section corresponds to the number of teeth on the steering rack (4) on the R3 diameter section.

4. The mechanism according to p. 3. The method of claim 1, characterized in that the control racks (4) transmitting forces from and to the two-speed rack (3) of the rotor (1a) cooperate with a coaxially located control rack (4) transmitting the forces from the rotor (1b), they are mutually oriented with an angle of 180 °, and their coupling can be made by means of the drive shaft (7), which is connected to the r-6 (6) coaxial gears with radius R6, which in turn receive and transmit forces to the r-5 gears (5 ) with radius R5, which are permanently connected to the control racks (4), it is also possible to connect the r-5 racks (5) of both rotors (1a, 1b) via the control shaft (9), or to combine two racks into one group controls (4) with one (5), if the rotor (1a) shaft (8a) is inside the rotor (8b) shaft (1b), then the entire gear mechanism is on one side of the rotors.

Mechanism according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the housing (10) of the construction of the hydraulic motors and pumps has inlet (12) and outlet (13) openings located above each blade (2) of the two rotors at the location of the housing where the blades (2) are located during variations in velocity of such a size that the vanes adjacent to them completely cover the openings.

Mechanism according to p. The engine housing according to claim 1, characterized in that in its housing (11) of internal combustion engines there is an inlet (12) and an outlet (13) opening for each pair of blades located above the blades (2) of both rotors at the place of the housing where the blades (2) meet during the change of speed, with the size of the holes that their blades completely cover these holes, and in the housing for each pair of blades there is a recess (15) in which the spark plug or fuel injection is located.