Claims (14)
1. Двигатель прерывистого горения по Антони циклу, содержащий, по крайней мере один каскадный обменник давлением (волновой ротор), системы подачи топлива, зажигания, пуска, контроля, управления, например охлаждения, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере один каскадный обменник давлением внутреннего сгорания, включающий корпус, в котором установлен с возможностью вращения ротор, с выполненными по окружности ротора параллельно валу (аксиально), или радиально, или диагонально, либо осерадиально каналами, со стороны впускных и выпускных отверстий каналов к торцам ротора с минимальным зазором, например с возможностью его регулирования и/или, например с возможностью выполнения каких-либо уплотнений зазора, примыкают стенки корпуса, в которых образованы порты (окна) с возможностью подвода в каналы ротора и отвода из них рабочих тел, каскадный обменник давлением внутреннего сгорания интегрирован в двигатель, например таким образом, что рабочее тело низкого давления, например воздух из атмосферы, из вентилятора, или из компрессора низкого или среднего, или высокого давления, либо после части ступеней низкого давления компрессора высокого давления, подведено к порту подвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания с одной стороны ротора, а с противоположной стороны ротора, например напротив, в корпусе выполнен порт отвода рабочего тела низкого давления, например продуктов сгорания и/или смеси воздуха и продуктов сгорания, например, в атмосферу (во второй контур двухконтурного двигателя), или в турбину низкого или среднего давления, далее, по ходу вращения ротора, со стороны подвода или со стороны отвода рабочего тела низкого давления (или с обеих сторон), в стенке корпуса выполнены порты подвода топлива, в которых вмонтированы, например топливные форсунки, с возможностью впрыскивать жидкое или закачивать газообразное (или пылевидное) топливо под давлением в каналы ротора, а например далее по ходу вращения ротора выполнены отверстия, в которых установлены свечи зажигания, и/или инициаторы детонации, далее, по ходу вращения ротора выполнен порт отвода рабочего тела высокого давления, который может быть подключен к турбине, например высокого давления, при этом в роторе могут быть выполнены, например вдоль радиуса ротора, несколько рядов каналов, по крайней мере два ряда, например со смещением каналов в одних рядах относительно каналов в других рядах, стенки корпуса, расположенные между портами, выполнены с возможностью перекрытия, например, с минимальным зазором, при вращении ротора, впускных и выпускных отверстий, по крайней мере, одного канала в каждом ряду каналов ротора, например поочередно, также, по ходу вращения ротора, после и перед портом отвода рабочего тела низкого давления, или с противоположной стороны ротора после и перед портом подвода рабочего тела низкого давления, выполнен, по крайней мере один или ряд портов (окон), соединенных перепускными (массообменными) каналами таким образом, что порты, выполненные, например после порта отвода рабочего тела низкого давления по ходу вращения ротора соединены с портами, выполненными перед портом отвода рабочего тела низкого давления по ходу вращения ротора, с возможностью последовательного повышения давления в каналах ротора, по мере удаления каналов от порта отвода рабочего тела низкого давления, при вращении ротора, а порты, выполненные по ходу вращения ротора, перед портом отвода рабочего тела низкого давления, выполнены с возможностью последовательного снижения давления рабочего тела в каналах ротора, при его вращении, по мере приближения каналов к порту отвода рабочего тела низкого давления, например при этом соединены перепускными каналами между собой порты, равноудаленные с одной и с другой стороны от порта подвода или отвода рабочего тела низкого давления.1. Intermittent combustion engine according to the Anthony cycle, containing at least one cascade pressure exchanger (wave rotor), fuel supply, ignition, start-up, control, control, for example, cooling, characterized in that it contains at least one cascade exchanger internal combustion pressure, including a housing in which the rotor is installed for rotation, with channels made along the circumference of the rotor parallel to the shaft (axially), or radially, or diagonally, or axially, from the side of the inlet and outlet openings of the channels to the ends of the rotor with a minimum clearance, for example, with the possibility of its regulation and/or, for example, with the possibility of performing any gap seals, the housing walls are adjacent, in which ports (windows) are formed with the possibility of supplying working fluids to and from the rotor channels, the cascade internal combustion pressure exchanger is integrated into engine, for example in such a way that a low-pressure working fluid, such as air and from the atmosphere, from a fan, or from a low or medium or high pressure compressor, or after a part of the low pressure stages of the high pressure compressor, is connected to the low pressure working medium supply port of the cascade internal combustion pressure exchanger on one side of the rotor, and on the opposite side of the rotor , for example, on the contrary, in the housing there is a port for the removal of a low-pressure working fluid, for example, combustion products and / or a mixture of air and combustion products, for example, into the atmosphere (into the second circuit of a bypass engine), or into a low or medium pressure turbine, further downstream of rotation of the rotor, from the side of inlet or outlet of the low-pressure working medium (or from both sides), fuel supply ports are made in the housing wall, in which, for example, fuel injectors are mounted, with the ability to inject liquid or pump gaseous (or pulverized) fuel under pressure into the channels of the rotor, and for example, further along the direction of rotation of the rotor are made from holes in which spark plugs and / or detonation initiators are installed, then, in the direction of rotation of the rotor, a high-pressure working fluid outlet port is made, which can be connected to a turbine, for example, high pressure, while the rotor can be made, for example, along the radius rotor, several rows of channels, at least two rows, for example, with the channels in some rows offset relative to the channels in other rows, the walls of the housing located between the ports are made with the possibility of overlapping, for example, with a minimum clearance, when the rotor rotates, inlet and outlet openings of at least one channel in each row of channels of the rotor, for example, in turn, also, in the direction of rotation of the rotor, after and before the port for the discharge of the low pressure working fluid, or on the opposite side of the rotor after and before the port for supplying the working fluid of low pressure, is made , at least one or a number of ports (windows) connected by bypass (mass transfer) channels in such a way that the port s, made, for example, after the low-pressure working fluid outlet port along the rotor rotation, are connected to ports made before the low-pressure working fluid outlet port along the rotor rotation direction, with the possibility of successively increasing pressure in the rotor channels, as the channels move away from the working fluid outlet port. bodies of low pressure, during the rotation of the rotor, and the ports made along the rotation of the rotor, in front of the port of removal of the working medium of low pressure, are made with the possibility of successively reducing the pressure of the working medium in the channels of the rotor, during its rotation, as the channels approach the port of removal of the working medium low pressure, for example, at the same time, ports are connected to each other by bypass channels, equidistant from one side and the other from the port for supplying or discharging the working fluid of low pressure.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что вслед за портом подвода топлива и отверстиями со свечами зажигания и/или с инициаторами детонации, по ходу вращения ротора, со стороны, противоположной порту отвода рабочего тела высокого давления, выполнен порт отвода рабочего тела в напорную полость (канал), затем, по ходу вращения ротора, выполнен порт подвода рабочего тела в каналы ротора из напорной полости, выполненный напротив (возможно с некоторым смещением) порта отвода рабочего тела высокого давления.2. The engine according to claim 1, characterized in that after the fuel supply port and holes with spark plugs and / or detonation initiators, in the direction of rotation of the rotor, from the side opposite to the high-pressure working fluid outlet port, the working fluid outlet port is made into the pressure cavity (channel), then, in the course of rotation of the rotor, there is a port for supplying the working fluid to the channels of the rotor from the pressure cavity, made opposite (possibly with some displacement) the port for removing the high-pressure working fluid.
3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что порты подвода топлива и расположенные за ними далее по ходу вращения ротора отверстия, в которых установлены свечи зажигания, выполнены напротив части рядов каналов, по крайней мере напротив одного ряда каналов, например расположенного в средних рядах каналов, при этом со стороны порта отвода рабочего тела высокого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания этот ряд (эти ряды) каналов перекрыт стенкой корпуса, притом что выпускные отверстия каналов в другом ряду (в других рядах) подключены к порту отвода рабочего тела высокого давления, а с противоположной стороны впускные отверстия всех рядов каналов ротора открыты в напорную полость, соединяющую между собой все впускные отверстия всех выходящих в нее каналов.3. The engine according to claim 1, characterized in that the fuel supply ports and the holes located behind them in the direction of rotation of the rotor, in which the spark plugs are installed, are made opposite part of the rows of channels, at least opposite one row of channels, for example, located in the middle rows of channels, while on the side of the outlet port of the high-pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger, this row (these rows) of channels is blocked by the wall of the housing, while the outlet openings of the channels in the other row (in other rows) are connected to the outlet port of the high-pressure working fluid , and on the opposite side, the inlet holes of all rows of channels of the rotor are open into the pressure cavity, which connects all the inlet holes of all channels going into it.
4. Двигатель по п. 2 или 3, отличающийся тем, что напорная полость соединена дополнительным перепускным (массообменным) каналом с дополнительным портом подвода рабочего тела в каналы ротора, по крайней мере в один ряд каналов ротора, выполненном по ходу вращения ротора перед сектором стенки корпуса, за которым выполнены порты подвода топлива, например с этой же стороны корпуса.4. The engine according to claim 2 or 3, characterized in that the pressure cavity is connected by an additional bypass (mass transfer) channel with an additional port for supplying the working fluid to the rotor channels, at least in one row of rotor channels, made along the rotor rotation in front of the wall sector housing, behind which fuel supply ports are made, for example, on the same side of the housing.
5. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в корпусе обменника перед и за портом подвода топлива и отверстиями со свечами зажигания и/или с инициаторами детонации, по ходу вращения ротора, например со стороны, противоположной порту отвода рабочего тела высокого давления, выполнены по одному порту, соединенные между собой перепускным каналом.5. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that in the body of the exchanger in front of and behind the fuel supply port and holes with spark plugs and / or detonation initiators, along the direction of rotation of the rotor, for example, from the side opposite to the outlet port of the working fluid of high pressure, are made in one port, interconnected by a bypass channel.
6. Двигатель по п. 2 или 3, отличающийся тем, что порт отвода рабочего тела высокого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания подключен, по крайней мере к одному устройству подвода тепла, например к регенеративному или рекуперативному теплообменному аппарату и/или к камере сгорания, выход из которой подключен к турбине, например высокого давления, при этом система охлаждения, по крайней мере, турбины, по крайней мере высокого давления также может быть подключена к порту отвода рабочего тела высокого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания, при этом сторона теплообменного аппарата, в части подвода тепла к рабочему телу высокого давления, может быть присоединена с возможностью отвода от тепла от рабочего тела низкого давления, например к каналу, подключенному к порту отвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания.6. The engine according to claim 2 or 3, characterized in that the high-pressure working fluid outlet port of the cascade internal combustion pressure exchanger is connected to at least one heat supply device, for example, to a regenerative or recuperative heat exchanger and / or to a combustion chamber, the outlet of which is connected to a turbine, for example high pressure, while the cooling system of at least the turbine, at least high pressure, can also be connected to the outlet port of the high pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger, while the side of the heat exchanger, in terms of heat supply to the high-pressure working fluid, it can be connected with the possibility of removing heat from the low-pressure working fluid, for example, to a channel connected to the outlet port of the low-pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger.
7. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по крайней мере один перепускной (массообменный) канал соединяет между собой порты (окна), выполненные в стенке корпуса каскадного обменника давлением внутреннего сгорания со стороны порта подвода топлива.7. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that at least one bypass (mass transfer) channel connects the ports (windows) made in the wall of the cascade internal combustion pressure exchanger housing from the side of the fuel supply port.
8. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что порт отвода рабочего тела высокого давления подключен, по крайней мере к одному соплу активного потока, по крайней мере одного эжектора, по крайней мере одноступенчатого, а отвод рабочего тела низкого давления может быть подключен ко входу пассивного потока этого эжектора (или эжекторов), выход из которого может быть подключен к турбине.8. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet port of the high-pressure working fluid is connected to at least one active flow nozzle of at least one ejector, at least one-stage, and the outlet of the low-pressure working fluid can be connected to the passive flow inlet of this ejector (or ejectors), the output of which can be connected to a turbine.
9. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вал ротора каскадного обменника давлением внутреннего сгорания подключен к приводу, например от газотурбинного или электрического двигателя, с возможностью регулирования оборотов ротора и/или ротор выполнен с возможностью самовращения, например посредством специальных сопел (каналов), выполненных в отдельных портах подвода рабочего тела в каналы ротора, например также с возможностью регулирования оборотов ротора, при этом корпус каскадного обменника давлением внутреннего сгорания может быть выполнен герметичным.9. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor shaft of the cascade internal combustion pressure exchanger is connected to a drive, for example, from a gas turbine or electric engine, with the ability to control the rotor speed and / or the rotor is made with the possibility of self-rotation, for example, through special nozzles (channels) made in separate ports for supplying the working fluid to the channels of the rotor, for example, also with the ability to control the speed of the rotor, while the housing of the cascade internal combustion pressure exchanger can be made airtight.
10. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между устройствами сжатия рабочего тела, например воздуха, например между компрессорами, и/или в газоходе, соединенном с портом подвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания, выполнено, по крайней мере одно устройство отвода тепла, например конвективный промежуточный охладитель или система впрыска под давлением воды (конденсата).10. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that between the devices for compressing the working fluid, for example air, for example between compressors, and / or in the gas duct connected to the low-pressure working fluid supply port of the cascade internal combustion pressure exchanger, according to at least one heat dissipation device, such as a convective intercooler or pressurized water (condensate) injection system.
11. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что, по крайней мере отвод рабочего тела высокого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания соединен с реактивным соплом первого контура воздушно-реактивного двигателя, при этом перед этим соплом может быть выполнена форсажная камера, а отвод рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания может выходить во второй контур воздушно-реактивного двигателя, в котором поток газа из воздухозаборника может быть активным потоком по отношению к газу из отвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания и может быть пассивным потоком по отношению к активному потоку рабочего тела из первого контура двигателя.11. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that at least the outlet of the high-pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger is connected to the jet nozzle of the primary circuit of the air-jet engine, while an afterburner can be made in front of this nozzle, and the outlet of the low pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger can go to the second circuit of the air-jet engine, in which the gas flow from the air intake can be an active flow in relation to the gas from the outlet of the working fluid of low pressure of the cascade internal combustion pressure exchanger and can be passive flow in relation to the active flow of the working fluid from the primary circuit of the engine.
12. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит дополнительный каскадный обменник давлением, порт подвода рабочего тела низкого давления которого подключен к компрессору, также подключенному порту подвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания, порт отвода рабочего тела низкого давления дополнительного обменника давлением соединен с турбиной, например среднего давления, порт подвода рабочего тела высокого давления дополнительного обменника подключен к порту отвода рабочего тела высокого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания, например через эжектор, вход пассивного потока которого подключен к порту отвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением внутреннего сгорания, а порт отвода рабочего тела высокого давления дополнительного каскадного обменника давлением подключен к камере сгорания, соединенной с турбиной, например высокого давления, при этом перед портом отвода рабочего тела высокого давления дополнительного каскадного обменника давлением может быть выполнен дополнительный порт подвода рабочего тела из камеры сгорания, например высокотемпературной, вход которой подключен к части отвода из порта отвода рабочего тела высокого давления дополнительного каскадного обменника давлением.12. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that it contains an additional cascade pressure exchanger, the low-pressure working fluid inlet port of which is connected to the compressor, the low-pressure working fluid inlet port of the cascade internal combustion pressure exchanger is also connected, the low-pressure working fluid outlet port pressure of the additional pressure exchanger is connected to the turbine, for example, medium pressure, the high-pressure working fluid inlet port of the additional exchanger is connected to the outlet port of the high-pressure working fluid of the cascade internal combustion pressure exchanger, for example, through an ejector, the passive flow inlet of which is connected to the outlet port of the low-pressure working fluid cascade internal combustion pressure exchanger, and the outlet port of the high-pressure working fluid of the additional cascade pressure exchanger is connected to the combustion chamber connected to the turbine, for example, high pressure, while before the outlet port of the high-pressure working fluid pressure of the additional cascade pressure exchanger, an additional port for supplying the working fluid from the combustion chamber, for example, a high-temperature one, the inlet of which is connected to the outlet part from the outlet port of the high-pressure working fluid of the additional cascade pressure exchanger, can be made.
13. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что порты подвода и отвода рабочего тела низкого давления каскадного обменника давлением, по крайней мере внутреннего сгорания, выполнены с возможностью частичного вытеснения, например половины продуктов сгорания в порт отвода рабочего тела низкого давления, а другой части, например половины - в порт отвода рабочего тела высокого давления, при этом окна (порты), соединенные перепускными каналами, по крайней мере большая их часть, выполнены со стороны отвода рабочего тела высокого давления, а, например, порт подвода топлива выполнен со стороны, противоположной порту отвода рабочего тела высокого давления.13. The engine according to claim. 1 or 2, characterized in that the ports for supplying and discharging the low pressure working fluid of the cascade pressure exchanger, at least internal combustion, are made with the possibility of partial displacement, for example, half of the combustion products into the outlet port of the low pressure working fluid, and the other part, for example, half - to the outlet port of the high-pressure working fluid, while the windows (ports) connected by bypass channels, at least most of them, are made on the side of the outlet of the high-pressure working fluid, and, for example, the fuel supply port is made from the side opposite to the high-pressure working fluid outlet port.
14. Двигатель по п. 2 или 3, отличающийся тем, что содержит два ротационных обменника давлением внутреннего сгорания, последовательно установленных по ходу движения рабочего тела, первый из которых выполнен в виде мотор-компрессора и содержит порты подвода топлива напротив только части рядов каналов ротора, а второй содержит порты подвода топлива, например, напротив всех рядов каналов ротора, при этом порт отвода рабочего тела высокого давления первого ротационного обменника давлением внутреннего сгорания, выступающего в качестве мотор-компрессора, соединен с портом подвода рабочего тела низкого давления второго ротационного обменника давлением внутреннего сгорания каналом, который может содержать конвективный промежуточный охладитель, или систему впрыска воды (конденсата), порт отвода рабочего тела высокого давления второго ротационного обменника давлением подключен к турбине высокого давления, а порт отвода рабочего тела низкого давления второго ротационного обменника давлением подключен, например к турбине среднего давления, при этом порт отвода рабочего тела низкого давления мотор-компрессора подключен, например к турбине низкого давления.14. The engine according to claim 2 or 3, characterized in that it contains two rotary internal combustion pressure exchangers installed in series in the direction of movement of the working fluid, the first of which is made in the form of a motor-compressor and contains fuel supply ports opposite only part of the rows of rotor channels , and the second contains ports for supplying fuel, for example, opposite all rows of channels of the rotor, while the outlet port of the high-pressure working medium of the first rotary internal combustion pressure exchanger, acting as a motor-compressor, is connected to the inlet port of the low-pressure working medium of the second rotary pressure exchanger internal combustion chamber, which may contain a convective intercooler, or a water (condensate) injection system, the high pressure working fluid outlet port of the second rotary pressure exchanger is connected to the high pressure turbine, and the low pressure working fluid outlet port of the second rotary pressure exchanger is connected yuchen, for example, to a medium pressure turbine, while the outlet port of the low pressure working fluid of the motor-compressor is connected, for example, to a low pressure turbine.