RU2135778C1

RU2135778C1 - Rotary machine

Info

Publication number: RU2135778C1
Application number: RU98110321A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Соколов; С.А. Горбунов; О.В. Соколова
Original assignee: Соколов Виктор Евгеньевич; Горбунов Станислав Александрович
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: transport engineering and other branches of industry. SUBSTANCE: rotary machine has housing with cylindrical working and auxiliary chambers, rotor and wheels- dividers. Rotor is installed in working chamber with clearance relative to its cylindrical wall, thus forming a ring working channel, and is furnished equally spaced blades overlapping the working channel. Wheels-dividers are installed in auxiliary chambers for overlapping the working channel and are provided with cavities corresponding to blades. Opening is made in cylindrical wall of working channel to which low-pressure branch pipe is connected. Rotor has side walls limiting working channel. Ports are made at least in one wall on sections adjoining blade pressure surfaces. Openings are made in end face walls of working chamber corresponding to ports. High-pressure branch pipes are connected to openings. EFFECT: increased degree of expansion (compression) of working medium without use of change-over devices in machine. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может использоваться в качестве привода или нагнетателя в двигателях и технологических системах в промышленности и на транспорте. The invention relates to power engineering and can be used as a drive or supercharger in engines and technological systems in industry and transport.

Известна роторная машина, содержащая корпус, имеющий цилиндрическую рабочую камеру, сопряженную с ней вспомогательную камеру и размещенные в указанных камерах кинематически связанные между собой шестеренчатой передачей роторы. Один из роторов установлен в рабочей камере с зазором относительно ее цилиндрической стенки, образуя кольцевой рабочий канал, и оснащен перекрывающими рабочий канал равноотстоящими одна от другой двумя лопастями. Второй ротор установлен в сопряженной камере с перекрытием рабочего канала и в нем выполнены ответные лопастям выемки. Роторная машина имеет патрубки высокого и низкого давления для подвода и отвода рабочего тела, подключенные к рабочей камере в зонах ее сопряжения со вспомогательной камерой (см. патент США N 4747762, кл. 418/191, F 04 C 18/00, 29/00, 1988). Известная машина может использоваться только для работы с несжимаемыми жидкостями, что существенно ограничивает область ее применения. A rotary machine is known, comprising a housing having a cylindrical working chamber, an auxiliary chamber associated with it, and rotors kinematically connected to each other by gears housed in said chambers. One of the rotors is installed in the working chamber with a gap relative to its cylindrical wall, forming an annular working channel, and is equipped with two vanes equally spaced from the working channel. The second rotor is installed in the conjugate chamber with the overlapping of the working channel and reciprocal blades of the recess are made in it. The rotary machine has high and low pressure nozzles for supplying and discharging the working fluid connected to the working chamber in the areas of its interface with the auxiliary chamber (see US Pat. No. 4,747,762, CL 418/191, F 04 C 18/00, 29/00 1988). The known machine can only be used to work with incompressible liquids, which significantly limits the scope of its application.

Известна также роторная машина, содержащая корпус, имеющий цилиндрическую рабочую камеру, в которой установлены на одном валу два ротора с лопастями с возможностью поворота относительно друг друга, оснащенные дисками на противоположных торцах. В дисках выполнены отверстия, ориентированные определенным образом относительно лопастей и служащие для впуска и выпуска рабочего тела в рабочую камеру, а в торцевых стенках корпуса выполнены кольцевые и радиальные канавки, подключенные к золотникам, управляющим впуском и выпуском рабочего тела (см. патент РФ N 2003812, кл. F 01 C 1/00, 1993). В данной роторной машине лопасти одного из роторов в рабочей камере управляют переключением золотников на подачу или выпуск рабочего тела. Наличие большого количества подвижных относительно друг друга элементов усложняет конструкцию и требует очень точной подгонки роторов, чтобы уменьшить перетекание рабочего тела между их полостями. Also known is a rotary machine containing a housing having a cylindrical working chamber, in which two rotors with blades are mounted on one shaft with the possibility of rotation relative to each other, equipped with disks at opposite ends. Holes are made in the disks, oriented in a certain way relative to the blades and serving for the inlet and outlet of the working fluid into the working chamber, and in the end walls of the casing there are circular and radial grooves connected to the spools controlling the inlet and outlet of the working fluid (see RF patent N 2003812 Cl. F 01 C 1/00, 1993). In this rotary machine, the blades of one of the rotors in the working chamber control the switching of the spools to the supply or discharge of the working fluid. The presence of a large number of moving relative to each other elements complicates the design and requires very precise fitting of the rotors in order to reduce the flow of the working fluid between their cavities.

Известна также роторная машина, содержащая корпус с цилиндрическими рабочей и сопряженными с ней вспомогательными камерами, и размещенные в указанных камерах кинематически связанные между собой через шестеренчатый редуктор ротор и колеса-разделители. Ротор установлен в рабочей камере с зазором относительно ее цилиндрической стенки, образуя кольцевой рабочий канал, и оснащен перекрывающими рабочий канал равноотстоящими одна от другой лопастями. Колеса-разделители установлены в сопряженных камерах с перекрытием рабочего канала и в них выполнены ответные лопастям выемки. Корпус имеет патрубки высокого и низкого давления для подвода и отвода рабочего тела, подключенные к рабочей камере в зонах ее сопряжения со вспомогательными камерами. Проемы для подачи и отвода рабочего тела выполнены в наружной цилиндрической стенке рабочей камеры (см. патент РФ N 2027862, кл. F 01 C 1/08, 1995). В известной конструкции для прекращения подачи рабочего тела (пара) в рабочий канал расстояние между смежными лопастями делают меньше расстояния между проемами для подачи и отвода рабочего тела, что приводит к нерациональному использованию объема рабочего канала, так как часть его постоянно исключена из работы. При этом уменьшается степень расширения (сжатия) рабочего тела, что снижает эффективность роторной машины. Поэтому данная роторная машина может эффективно использоваться только при работе на несжимаемом рабочем теле. A rotary machine is also known, comprising a housing with cylindrical working and auxiliary chambers associated with it, and a rotor and spacer wheels kinematically connected to each other through kinetic gears located in these chambers. The rotor is installed in the working chamber with a gap relative to its cylindrical wall, forming an annular working channel, and is equipped with overlapping vanes equally spaced from one another. The separator wheels are installed in the mating chambers with the overlapping of the working channel and reciprocal blades of the recess are made in them. The housing has nozzles of high and low pressure for the inlet and outlet of the working fluid connected to the working chamber in the areas of its interface with auxiliary chambers. The openings for supplying and discharging the working fluid are made in the outer cylindrical wall of the working chamber (see RF patent N 2027862, class F 01 C 1/08, 1995). In the known design for stopping the supply of the working fluid (steam) to the working channel, the distance between adjacent blades is made smaller than the distance between the openings for supplying and removing the working fluid, which leads to irrational use of the volume of the working channel, since part of it is constantly excluded from work. This reduces the degree of expansion (contraction) of the working fluid, which reduces the efficiency of the rotary machine. Therefore, this rotary machine can be used effectively only when working on an incompressible working fluid.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является роторная машина, содержащая корпус с цилиндрическими рабочей и сопряженными с ней вспомогательными камерами, ротор и колеса-разделители, размещенные в указанных камерах и кинематически связанные между собой. Машина имеет патрубки высокого и низкого давления для подвода и отвода рабочего тела, подключенные к рабочей камере в зонах сопряжения ее со вспомогательными камерами. Ротор установлен в рабочей камере с зазором относительно ее цилиндрической стенки, образуя кольцевой рабочий канал, и оснащен перекрывающими рабочий канал равноотстоящими одна от другой лопастями с эвольвентной боковой поверхностью. В сопряженных камерах колеса-разделители установлены с перекрытием рабочего канала и в них выполнены ответные лопастям выемки, а в цилиндрической стенке рабочего канала выполнен проем, к которому подключен патрубок низкого давления. В торцевых стенках рабочего канала в зонах, прилегающих к колесам-разделителям, выполнены канавки, обеспечивающие при вращении ротора перетекание рабочей жидкости из полости между напорной поверхностью лопасти и колесом-разделителем в полость за лопастью, предотвращая чрезмерное повышение давления в указанной полости при работе на несжимаемой жидкости (см. патент РФ N 2074987, кл. F 04 C 2/08, 1997). В данной конструкции для предотвращения прямого перетекания рабочей жидкости между патрубками высокого и низкого давления дуговое расстояние между лопастями ротора меньше соответствующего размера между окнами подвода и отвода рабочей жидкости. Данная конструкция рациональна при работе на несжимаемой жидкости, но не обеспечивает высокой эффективности при работе на паре, газах и продуктах сгорания высокого давления, так как не позволяет полностью использовать потенциальную энергию сжатого газа и пара. Closest to the claimed invention in terms of essential features is a rotary machine comprising a housing with cylindrical working and associated auxiliary chambers, a rotor and spacer wheels housed in these chambers and kinematically connected to each other. The machine has nozzles of high and low pressure for the supply and removal of the working fluid connected to the working chamber in the zones of its interfacing with auxiliary chambers. The rotor is installed in the working chamber with a gap relative to its cylindrical wall, forming an annular working channel, and is equipped with vanes overlapping the working channel and equally spaced from one another with an involute side surface. In the associated chambers, the separator wheels are installed with the working channel overlapping and reciprocal blades are made in them, and an opening is made in the cylindrical wall of the working channel to which a low pressure pipe is connected. Grooves are made in the end walls of the working channel in the areas adjacent to the separator wheels, which, when the rotor rotates, the working fluid flows from the cavity between the pressure surface of the blade and the separator wheel into the cavity behind the blade, preventing an excessive increase in pressure in this cavity when working on an incompressible liquids (see RF patent N 2074987, CL F 04 C 2/08, 1997). In this design, to prevent direct flow of the working fluid between the nozzles of high and low pressure, the arc distance between the rotor blades is less than the corresponding size between the inlet and outlet of the working fluid. This design is rational when working on an incompressible fluid, but does not provide high efficiency when working on steam, gases and high-pressure combustion products, as it does not allow the full use of the potential energy of compressed gas and steam.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание роторной машины (привода или нагнетателя), с более эффективным преобразованием потенциальной энергии рабочего тела высокого давления (газа или пара) в механическую работу или механической работы в потенциальную энергию газа высокого давления путем изоляции рабочего канала при расширении или сжатии рабочего тела от патрубков высокого и низкого давления без применения переключающих золотников и других подобных устройств для управления впуском и выпуском рабочего тела. The task to which the invention is directed is to create a rotary machine (drive or supercharger), with a more efficient conversion of the potential energy of a high pressure working fluid (gas or steam) into mechanical work or mechanical work into the potential energy of a high pressure gas by isolating the working channel when expanding or compressing the working fluid from the nozzles of high and low pressure without the use of switching spools and other similar devices for controlling the inlet and outlet Static preparation of the body.

Поставленная техническая задача решается тем, что в роторной машине, содержащей корпус с цилиндрическими рабочей и сопряженными с ней вспомогательными камерами, ротор и колеса-разделители, размещенные в указанных камерах и кинематически связанные между собой, и патрубки высокого и низкого давления для подвода и отвода рабочего тела, подключенные к рабочей камере в зонах сопряжения ее со вспомогательными камерами, при этом ротор установлен в рабочей камере с зазором относительно ее цилиндрической стенки, образуя кольцевой рабочий канал, и оснащен перекрывающими рабочий канал равноотстоящими одна от другой лопастями с эвольвентной боковой поверхностью, в сопряженных камерах колеса-разделители установлены с перекрытием рабочего канала и в них выполнены ответные лопастям выемки, а в цилиндрической стенке рабочего канала выполнен проем, к которому подключен патрубок низкого давления, согласно изобретению, ротор с лопастями оснащен ограничивающими рабочий канал боковыми стенками, по крайней мере в одной из которых на участках, прилегающих к напорным поверхностям лопастей, выполнены окна, а в торцевых стенках рабочей камеры выполнены ответные проемы, к которым подключены патрубки высокого давления. The stated technical problem is solved in that in a rotary machine containing a housing with a cylindrical working chamber and associated auxiliary chambers, a rotor and spacer wheels housed in said chambers and kinematically connected with each other, and high and low pressure nozzles for supplying and discharging the worker bodies connected to the working chamber in the zones of its interface with auxiliary chambers, while the rotor is installed in the working chamber with a gap relative to its cylindrical wall, forming an annular working channel , and equipped with overlapping vanes equally spaced from one another with an involute lateral surface, in the coupled chambers, the separator wheels are installed with the working channel overlapping and reciprocal vanes are made in them, and an opening is made in the cylindrical wall of the working channel to which the low pressure pipe is connected , according to the invention, the rotor with blades is equipped with side walls bounding the working channel, at least in one of which in areas adjacent to the pressure surfaces of the blades windows are made for it, and reciprocal openings are made in the end walls of the working chamber, to which high pressure pipes are connected.

Кроме этого, указанные окна и проемы могут быть выполнены в плане в форме прямоугольной трапеции. In addition, these windows and openings can be made in plan in the form of a rectangular trapezoid.

Целесообразно окна выполнить в обеих боковых стенках ротора напротив друг друга, а ответные им проемы выполнить в обеих торцевых стенках рабочей камеры и соединить между собой обводным каналом, охватывающим рабочий канал. It is advisable that the windows be made in both side walls of the rotor opposite each other, and the corresponding openings are made in both end walls of the working chamber and interconnected by a bypass channel covering the working channel.

Каждая лопасть может быть выполнена в виде одиночного зуба, соединенного торцевыми поверхностями со стенками ротора. Each blade can be made in the form of a single tooth connected by end surfaces to the walls of the rotor.

Сущность изобретения заключается в том, что при наличии на роторе боковых стенок с окнами, прилегающими к напорным поверхностям лопастей, и ответных проемов в торцевых стенках рабочей камеры, к которым подключены патрубки высокого давления, при вращении указанного ротора окна в его боковых стенках кратковременно оказываются напротив проемов в торцевых стенках рабочей камеры, соединяя полость рабочего канала, прилегающую к напорной поверхности лопасти, с патрубком высокого давления и изолируя ее от указанного патрубка после перемещения окна за пределы проема. В зависимости от назначения роторной машины (привод или нагнетатель) рабочее тело в изолированной полости либо расширяется, производя работу, либо сжимается при подводе механической энергии к ротору. Степень расширения (сжатия) определяется длиной рабочего канала в окружном направлении и может широко изменяться, что позволяет более эффективно преобразовать потенциальную энергию рабочего тела высокого давления (газа или пара) в механическую работу или механическую работу в потенциальную энергию газа высокого давления, так как эффективность преобразования потенциальной энергии рабочего тела в механическую и наоборот зависит от степени расширения (сжатия) рабочего тела в роторной машине. При этом не требуется использование переключающих золотников и других подобных устройств для управления впуском и выпуском рабочего тела. The essence of the invention lies in the fact that if there are side walls on the rotor with windows adjacent to the pressure surfaces of the blades, and reciprocal openings in the end walls of the working chamber, to which the high pressure pipes are connected, when the said rotor rotates, the windows in its side walls are briefly opposite openings in the end walls of the working chamber, connecting the cavity of the working channel adjacent to the pressure surface of the blade with a high-pressure pipe and isolating it from the specified pipe after moving windows outside the opening. Depending on the purpose of the rotary machine (drive or supercharger), the working fluid in an isolated cavity either expands to produce work, or contracts when mechanical energy is supplied to the rotor. The degree of expansion (compression) is determined by the length of the working channel in the circumferential direction and can vary widely, which makes it possible to more efficiently convert the potential energy of a high-pressure working fluid (gas or steam) into mechanical work or mechanical work into the potential energy of a high-pressure gas, since the conversion efficiency The potential energy of the working fluid in the mechanical and vice versa depends on the degree of expansion (contraction) of the working fluid in the rotary machine. It does not require the use of switching spools and other similar devices to control the inlet and outlet of the working fluid.

При указанной форме окон и проемов уменьшается длина участка рабочего канала, занятого проемом за счет использования участка торцевой стенки, расположенного между ротором и колесом-разделителем, что позволяет увеличить степень расширения (сжатия) рабочего тела в роторной машине. With the specified shape of the windows and openings, the length of the section of the working channel occupied by the opening decreases due to the use of the section of the end wall located between the rotor and the separator wheel, which allows to increase the degree of expansion (compression) of the working fluid in the rotor machine.

Выполнение окон в обеих боковых стенках ротора напротив друг друга, и ответных им проемов в обеих торцевых стенках рабочей камеры с соединением проемов между собой обводным каналом, охватывающим рабочий канал, также позволяет увеличить степень расширения (сжатия) рабочего тела в роторной машине за счет уменьшения дуговых размеров окон и проемов. The implementation of the windows in both side walls of the rotor opposite each other, and the corresponding openings in both end walls of the working chamber with the connection of the openings between each other by the bypass channel covering the working channel, also allows you to increase the degree of expansion (compression) of the working fluid in the rotor machine by reducing arc sizes of windows and openings.

Выполнение лопасти в виде одиночного зуба, соединенного торцевыми поверхностями со стенками ротора, делает конструкцию более технологичной. The implementation of the blade in the form of a single tooth connected by the end surfaces to the walls of the rotor, makes the design more technological.

Заявителю неизвестны роторные машины с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". The applicant is not aware of rotary machines with the indicated combination of essential features and the claimed combination of essential features does not follow explicitly from the current level of technology, which confirms the compliance of the claimed invention with the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг. 1 изображена предлагаемая роторная машина, используемая в качестве привода, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - предлагаемая роторная машина, используемая в качестве нагнетателя, общий вид; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 5. In FIG. 1 shows the proposed rotary machine used as a drive, General view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 is a cross-section BB in FIG. 1; in FIG. 5 - the proposed rotary machine used as a supercharger, General view; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 5.

Роторная машина содержит корпус 1 с цилиндрическими рабочей 2 и сопряженными с ней двумя вспомогательными камерами 3 и 4. В рабочей камере 2 с зазором относительно ее цилиндрической стенки 5 размещен ротор 6 с образованием рабочего канала 7. Ротор имеет две лопасти 8, перекрывающие рабочий канал, боковые стенки 9, ограничивающие рабочий канал, и выходной вал 10. Во вспомогательных камерах 3 и 4 размещены колеса-разделители 11 и 12, перекрывающие рабочий канал между боковыми стенками 9 и кинематически связанные шестеренчатой передачей 13 с выходным валом. В колесах-разделителях выполнены ответные лопастям 8 выемки 14. Каждая лопасть выполнена в виде одиночного зуба с эвольвентной боковой поверхностью, соединенного своими торцевыми поверхностями с боковыми стенками 9. The rotor machine comprises a housing 1 with a cylindrical working 2 and two auxiliary chambers 3 and 4 associated with it. A rotor 6 is placed in the working chamber 2 with a gap relative to its cylindrical wall 5 to form the working channel 7. The rotor has two blades 8 overlapping the working channel, side walls 9, limiting the working channel, and the output shaft 10. In the auxiliary chambers 3 and 4, spacer wheels 11 and 12 are placed, overlapping the working channel between the side walls 9 and kinematically connected by a gear gear 13 with the output shaft scrap. In the separator wheels, the recesses 8 corresponding to the blades 8 are made. Each blade is made in the form of a single tooth with an involute lateral surface connected by its end surfaces to the side walls 9.

В одной из боковых стенок 9 на участках 15, прилегающих к напорным поверхностям 16 лопастей 8, выполнены окна 17 и 18. В торцевых стенках 19 рабочей камеры 2 выполнены ответные окнам 17 и 18 проемы 20 и 21, к которым подключены входные патрубки 22 высокого давления для подвода рабочего тела в рабочую камеру. Проемы 20 и 21 расположены в торцевой стенке рабочей камеры в зонах 23 сопряжения ее со вспомогательными камерами 3 и 4. Окна и проемы имеют в плане форму прямоугольной трапеции. Заостренная часть проемов расположена на участке торцевой стенки 19 между ротором и колесами-разделителями. Windows 17 and 18 are made in one of the side walls 9 in sections 15 adjacent to the pressure surfaces 16 of the blades 8. Mating holes 20 and 21 are made in the end walls 19 of the working chamber 2 and openings 20 and 21 are connected to them, to which high-pressure inlet pipes 22 are connected for supplying the working fluid to the working chamber. The openings 20 and 21 are located in the end wall of the working chamber in the zones 23 of its conjugation with the auxiliary chambers 3 and 4. The windows and openings have the shape of a rectangular trapezoid. The pointed part of the openings is located on the section of the end wall 19 between the rotor and the spacer wheels.

В цилиндрической стенке 5 рабочей камеры 2 выполнены проемы 24 и 25, к которым подключены патрубки 26 низкого давления для отвода отработавшего рабочего тела. Проемы 24 и 25 выходят непосредственно в рабочий канал 7, что позволяет поддерживать постоянное давление в полости рабочего канала, примыкающей к тыльной поверхности лопасти 8, препятствуя повышению давления в ней выше атмосферного. Между ротором 6 и колесами-разделителями 11 и 12 поддерживается минимальный зазор. In the cylindrical wall 5 of the working chamber 2, openings 24 and 25 are made, to which low pressure pipes 26 are connected to exhaust the spent working fluid. The openings 24 and 25 go directly to the working channel 7, which allows you to maintain a constant pressure in the cavity of the working channel adjacent to the back surface of the blade 8, preventing it from rising above atmospheric pressure. Between the rotor 6 and the spacer wheels 11 and 12, a minimum clearance is maintained.

При использовании в качестве привода роторная машина работает следующим образом. Во входной патрубок 22 высокого давления подается рабочее тело, например, парогазовая смесь с высокой рабочей температурой. При совпадении окна 17 с проемом 20 парогазовая смесь поступает в рабочий канал 7 и заполняет полость между лопастью 8 и ротором 11. Под действием перепада давления лопасть перемещается в направлении выходного патрубка 26, поворачивая ротор 6. Одновременно с поворотом ротора 6 окно 17 перемещается относительно проема 20 и выходит за пределы указанного проема, отсекая рабочий канал 7 от входного патрубка 22. Поступившая в рабочий канал парогазовая смесь начинает расширяться, продолжая перемещать лопасть в направлении проема 24. Расширение парогазовой смеси продолжается до прохождения лопастью передней кромки проема 24. Затем парогазовая смесь начинает сбрасываться через проем 24 в выходной патрубок 26. Лопасть продолжает свое движение, входит в выемку 14 колеса-разделителя 12 и далее перемещается к следующему проему 21. Цикл повторяется. Аналогично работает и вторая лопасть 8. Мощность к потребителю отбирается с выходного вала 10. When used as a drive, a rotary machine operates as follows. A working fluid, for example, a gas-vapor mixture with a high working temperature, is supplied to the inlet pipe 22 of the high pressure. When the window 17 coincides with the opening 20, the vapor-gas mixture enters the working channel 7 and fills the cavity between the blade 8 and the rotor 11. Under the action of a pressure differential, the blade moves in the direction of the outlet pipe 26, turning the rotor 6. Simultaneously with the rotation of the rotor 6, the window 17 moves relative to the opening 20 and extends beyond the specified opening, cutting off the working channel 7 from the inlet pipe 22. The vapor-gas mixture entering the working channel begins to expand, continuing to move the blade in the direction of the opening 24. Expansion of the gas and vapor of the mixture continues until the blade passes the leading edge of the opening 24. Then the vapor-gas mixture begins to be discharged through the opening 24 into the outlet pipe 26. The blade continues its movement, enters the recess 14 of the separator wheel 12 and then moves to the next opening 21. The cycle repeats. The second blade 8 works similarly. Power to the consumer is taken from the output shaft 10.

На фиг. 5 и 6 проиллюстрирована возможность повышения степени сжатия при использовании роторной машины в качестве нагнетателя (или повышения степени расширения применительно к приводу). В этом исполнении в отличие от предыдущего примера в роторной машине в обеих боковых стенках 9 на участках 15, прилегающих к напорным поверхностям 16 лопастей 8, выполнены две пары окон 27 и 28, расположенных напротив друг друга. В торцевых стенках 19 рабочей камеры 2 выполнены ответные окнам 27 и 28 две пары расположенных напротив друг друга проемов 29 и 30. Каждая пара проемов соединена между собой обводным каналом 31, охватывающим рабочий канал 7 и подключена к выходному патрубку 32 высокого давления. In FIG. 5 and 6 illustrate the possibility of increasing the degree of compression when using a rotary machine as a supercharger (or increasing the degree of expansion in relation to the drive). In this embodiment, unlike the previous example, in the rotary machine in both side walls 9 in the sections 15 adjacent to the pressure surfaces 16 of the blades 8, two pairs of windows 27 and 28 are located opposite each other. In the end walls 19 of the working chamber 2, two pairs of openings 29 and 30 opposite each other are made to the windows 27 and 28. Each pair of openings is interconnected by a bypass channel 31 covering the working channel 7 and connected to the high-pressure outlet pipe 32.

В цилиндрической стенке 5 рабочей камеры выполнены проемы 33 и 34, к которым подключены патрубки 35 низкого давления для подвода газа. Проемы 33 и 34 выходят непосредственно в рабочий канал 7, что позволяет поддерживать постоянное давление в полости рабочего канала, примыкающей к тыльной поверхности лопасти 8, препятствуя снижению давления в ней ниже атмосферного. In the cylindrical wall 5 of the working chamber, openings 33 and 34 are made, to which low pressure pipes 35 are connected for supplying gas. The openings 33 and 34 go directly to the working channel 7, which allows you to maintain a constant pressure in the cavity of the working channel adjacent to the back surface of the blade 8, preventing it from lowering the pressure in it below atmospheric.

Роторная машина в качестве нагнетателя работает следующим образом. Исходное положение соответствует подаче газа высокого давления потребителю, когда окна 27 и 28 расположены напротив проемов 29 и 30. При вращении ротора окна 27 и 28 выходят за пределы проемов 29 и 30 и стенки 9 ротора отсекают полость рабочего канала от выходных патрубков 32 высокого давления. При дальнейшем вращении ротора лопасти 8 входят в выемки 14 колес-разделителей 11 и 12. Газ низкого давления через входные патрубки 35 и проемы 33 и 34 непрерывно поступает в рабочий канал, заполняя его полости между колесами-разделителями 11 и 12. Лопасти 8 выходят из выемок 14, перемещаются вдоль проемов 33 и 34 и по выходе за проемы отсекают полости рабочего канала между напорными поверхностями 16 лопастей и колесами-разделителями 11 и 12 от входных патрубков низкого давления. При дальнейшем перемещении лопастей 8 газ в указанных полостях сжимается до тех пор, пока окна 27 и 28 не достигнут соответственно проемов 30 и 29. Далее окна 27 и 28 перемещаются вдоль проемов 30 и 29 и газ высокого давления через указанные проемы и обводные трубопроводы 31 подается потребителю через выходные патрубки 32. Во время сжатия газа через проемы 33 и 34 в полости за лопастями все время поступает газ низкого давления, препятствуя снижению давления ниже давления во входных патрубках 35. Затем цикл сжатия повторяется. Rotary machine as a supercharger operates as follows. The initial position corresponds to the supply of high-pressure gas to the consumer when the windows 27 and 28 are located opposite the openings 29 and 30. When the rotor rotates, the windows 27 and 28 go beyond the openings 29 and 30 and the rotor walls 9 cut off the working channel cavity from the high-pressure outlet pipes 32. With further rotation of the rotor, the blades 8 enter the recesses 14 of the separator wheels 11 and 12. Low-pressure gas through the inlet pipes 35 and openings 33 and 34 continuously enters the working channel, filling its cavities between the separator wheels 11 and 12. The blades 8 exit the recesses 14, move along the openings 33 and 34 and, upon leaving the openings, cut off the cavities of the working channel between the pressure surfaces 16 of the blades and the spacer wheels 11 and 12 from the inlet low pressure nozzles. With further movement of the blades 8, the gas in these cavities is compressed until the windows 27 and 28 reach the openings 30 and 29, respectively. Further, the windows 27 and 28 move along the openings 30 and 29 and the high-pressure gas is supplied through these openings and bypass pipes 31 to the consumer through the outlet pipes 32. During gas compression through the openings 33 and 34 in the cavity behind the blades all the time low-pressure gas enters, preventing the pressure from being lower than the pressure in the inlet pipes 35. Then the compression cycle is repeated.

Заявляемое изобретение может быть изготовлено промышленным способом с использованием современных материалов и технологий, что подтверждает его промышленную применимость. The claimed invention can be manufactured industrially using modern materials and technologies, which confirms its industrial applicability.

Claims

1. A rotary machine comprising a housing with a cylindrical working chamber and associated auxiliary chambers, a rotor and spacer wheels housed in these chambers and kinematically connected to each other, and high and low pressure pipes for supplying and discharging the working fluid connected to the working chamber in the zones of its interfacing with auxiliary chambers, the rotor is installed in the working chamber with a gap relative to its cylindrical wall, forming an annular working channel, and is equipped with an equal distance from the working channel The vanes are separated from one another with an involute lateral surface, in the coupled chambers, the separator wheels are installed with the working channel overlapping and reciprocal blades are made in them, and an opening is made in the cylindrical wall of the working channel, to which a low pressure pipe is connected, characterized in that the rotor is equipped with side walls bounding the working channel, at least one of which has windows made in areas adjacent to the pressure surfaces of the blades, and in the end walls of the working chamber olneny response openings to which pipes connected to a high pressure.

2. The rotary machine according to claim 1, characterized in that the windows and openings have the shape of a rectangular trapezoid.

3. The rotary machine according to claim 1 or 2, characterized in that the windows are made in both side walls of the rotor opposite each other, and their response openings are made in both end walls of the working chamber and are interconnected by a bypass channel covering the working channel.

4. A rotary machine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each blade is made in the form of a single tooth connected by end surfaces to the side walls of the rotor.