RU2184262C2 - Rotary power plant - Google Patents

Rotary power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2184262C2
RU2184262C2 RU2000100014/06A RU2000100014A RU2184262C2 RU 2184262 C2 RU2184262 C2 RU 2184262C2 RU 2000100014/06 A RU2000100014/06 A RU 2000100014/06A RU 2000100014 A RU2000100014 A RU 2000100014A RU 2184262 C2 RU2184262 C2 RU 2184262C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engines
rotation
power plant
pulsating
efficiency
Prior art date
Application number
RU2000100014/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000100014A (en
Inventor
Р.К. Катаргин
В.В. Клименко
Original Assignee
Катаргин Рудольф Клавдиевич
Клименко Виктор Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Катаргин Рудольф Клавдиевич, Клименко Виктор Владимирович filed Critical Катаргин Рудольф Клавдиевич
Priority to RU2000100014/06A priority Critical patent/RU2184262C2/en
Publication of RU2000100014A publication Critical patent/RU2000100014A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2184262C2 publication Critical patent/RU2184262C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering; engines. SUBSTANCE: proposed power plant designed for use as vehicle drive is device providing direct conversion of heat energy into rotation. Rotary power plant consists of two pulsejet engines secured on one axle of rotation in the middle pipes. Exhaust pipes of pulsejet engines are placed in different directions of gas flow action on one diameter, their jet nozzles forming a pair of rotational forces. Combustion chamber are orientated along arc of movement with valves forward. EFFECT: improved economy and efficiency of process of conversion, provision of knocking combustion. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям для привода транспортных средств, энергоустановок и т.д. The invention relates to the field of engineering, in particular to engines for driving vehicles, power plants, etc.

Из старых учебников известен также пульсирующий двигатель (полное его название - пульсирующий воздушно-реактивный двигатель или ПуВРД) (1), способный работать на различных видах топлива и, главное, без зажигания. Он неприхотлив в обслуживании, поскольку представляет собой простую трубу с клапаном в передней части. Такой двигатель имеет один большой недостаток - низкий кпд, не превышающий 8-10%, что и ограничело его применение в технике. Работал он на самолетах для поступательного движения, в последнее время использовался в авиамоделизме и сейчас летает на самолетах-мишенях для стрельбы. From the old textbooks, a pulsating engine is also known (its full name is a pulsating jet engine or PuVRD) (1), capable of operating on various types of fuel and, most importantly, without ignition. It is unpretentious in maintenance, since it is a simple pipe with a valve in the front. Such an engine has one big drawback - low efficiency, not exceeding 8-10%, which limited its use in technology. He worked on airplanes for translational movement, recently he was used in aircraft modeling and now flies on target airplanes for firing.

Известно множество роторных двигателей по прямому преобразованию тепловой энергии химического топлива в механическую энергию вращательного движения (2). There are many rotary engines for the direct conversion of thermal energy of chemical fuel into mechanical energy of rotational motion (2).

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является описанная в RU 2006642, МПК 5 F 02 К 11/00, 1994 (в патенте 4 л.) роторная силовая установка, представляющая собой устройство по преобразованию тепловой энергии в механическое вращательное движение и состоящая, по меньшей мере, из двух реактивных пульсирующих двигателей, закрепленных на одной оси вращения, имеющих всасывающие трубы, расположенные в противоположных направлениях их действия, а реактивные сопла развернуты перпендикулярно радиусам вращения и создают пару сил. При всех достоинствах прямого преобразования энергии в такой установке сдавливание топливной смеси за счет торможения кулачками при помощи простого трения сводит на нет работоспособность установки, поскольку тепло от трения при числе оборотов порядка 4000-6000 (это скорость вращения современных автодвигателей) становится невероятно большим, соответственно резко падает кпд установки. Closest to the proposed invention is described in RU 2006642, IPC 5 F 02 K 11/00, 1994 (in the patent 4 l.) A rotary power plant, which is a device for converting thermal energy into mechanical rotational motion and consisting of at least of two pulsating jet engines mounted on one axis of rotation, having suction pipes located in opposite directions of their action, and the jet nozzles are deployed perpendicular to the radii of rotation and create a couple of forces. With all the advantages of direct energy conversion in such an installation, squeezing the fuel mixture due to brake by cams using simple friction negates the operation of the installation, since the heat from friction at a speed of about 4000-6000 (this is the speed of rotation of modern auto engines) becomes incredibly large, respectively sharply installation efficiency drops.

Недостатком известных двигателей является недостаточно высокая экономичность и кпд. A disadvantage of the known engines is not sufficiently high efficiency and efficiency.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение экономичности и кпд процесса преобразования и достижения детонационного сгорания в пульсирующих двигателях за счет использования центробежных сил. The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency and efficiency of the conversion process and achieve detonation combustion in pulsating engines through the use of centrifugal forces.

Поставленная задача решается за счет того, что в роторной силовой установке, представляющей собой устройство по прямому преобразованию тепловой энергии топлива во вращательное движение и состоящей из двух пульсирующих двигателей, закрепленных на одной оси вращения, с их реактивными соплами, образующими пару вращающих сил, для увеличения экономичности и кпд процесса преобразования и достижения детонационного сгорания в пульсирующих двигателях за счет использования центробежных сил, пульсирующие двигатели укладываются выхлопными трубами вдоль одного диаметра в противоположных направлениях действия их газовых потоков с осью вращения посередине труб, а камеры сгорания ориентированы по дуге движения клапанами вперед. The problem is solved due to the fact that in a rotary power plant, which is a device for the direct conversion of thermal energy of fuel into rotational motion and consisting of two pulsating engines mounted on one axis of rotation, with their jet nozzles forming a pair of rotational forces, to increase efficiency and efficiency of the conversion process and the achievement of detonation combustion in pulsating engines through the use of centrifugal forces, pulsating engines are stacked by exhaust pipes bam along one diameter in opposite directions of their gas flows with the axis of rotation in the middle of the pipes, and the combustion chambers are oriented along the arc of movement of the valves forward.

На фиг.1 изображена схема пульсирующего двигателя. Figure 1 shows a diagram of a pulsating motor.

На фиг.2 изображена схема роторной силовой установки. Figure 2 shows a diagram of a rotary power plant.

Корпус делится на определенные составные части пульсирующего двигателя, содержит клапанное устройство 1, камеру сгорания 2, выхлопную трубу 3, реактивное сопло 4, создающее движущий момент. The housing is divided into certain components of a pulsating engine, contains a valve device 1, a combustion chamber 2, an exhaust pipe 3, a jet nozzle 4 that creates a driving moment.

Физика теплового процесса пульсирующего двигателя основывается на том, что, как и в обычном поршневом двигателе, процесс всасывания топливной смеси в камеру сгорания, сжатие ее и даже поджиг выполняет газовый поршень, представляющий собой сгусток остаточного горячего газа, пульсирующего в выхлопной трубе. За счет этого и происходит истечение основного реактивного потока раскаленного газа из сопла. The physics of the thermal process of a pulsating engine is based on the fact that, as in a conventional piston engine, the process of suction of the fuel mixture into the combustion chamber, its compression and even ignition is performed by a gas piston, which is a bunch of residual hot gas pulsating in the exhaust pipe. Due to this, the main jet stream of hot gas from the nozzle expires.

Предлагаемая роторная силовая установка выполнена на базе двух пульсирующих двигателей. Оба двигателя укладываются выхлопными трубами 3 вдоль одного диаметра в противоположных направлениях их действия (валетом) и закрепляются на одной оси вращения посередине выхлопных труб 3, камеры сгорания 2 располагаются по дуге окружности движения клапанами 1 вперед, а реактивные сопла 4 отогнуты так, чтобы пара сил от их действия образовывала момент вращения на концах диаметра. The proposed rotary power plant is based on two pulsating engines. Both engines are stacked by exhaust pipes 3 along the same diameter in opposite directions of their action (jack) and are fixed on the same axis of rotation in the middle of the exhaust pipes 3, the combustion chambers 2 are located along the arc of the movement of the valves 1 forward, and the jet nozzles 4 are bent so that a couple of forces from their action formed a torque at the ends of the diameter.

При таком расположении пульсирующих двигателей после их запуска начинает возрастать скорость вращения, растут и силы инерции. При достаточно быстром вращении на любой объем газа внутри двигателя действует центробежная сила Р= m•а, где m - масса малого объема, а=V2/R - ускорение, зависящее от скорости V движения по окружности данного малого объема в квадратичной зависимости, R - радиус вращения. Если радиусы от оси вращения у двух выделенных объемов одинаковые (скажем, в выхлопной трубе 3), соответственно и силы, действующие на них, уравновешиваются и на движение газа в плотном потоке трубы не оказывают заметного влияния. Другая ситуация складывается когда горячий газ почти вышел из сопла и создал разрежение в камере сгорания. Здесь любой кубик газа потеряет в своей массе, а такой же кубик в конце выхлопной трубы сохранит свою массу (на таком же расстоянии от оси), центробежная сила уже не уравновешена и заставляет кубик с большей массой сильнее сместиться к реактивному соплу (совсем газ не может выйти из сопла, поскольку полный вакуум требует бесконечной энергии), соответственно разрежение в камере сгорания усилится, тогда горячий "поршень" оставшегося газа с большей силой ударит по свежему топливному заряду. Отсюда следует, что сила давления в камере сгорания пропорциональна силам инерции. Рост давления - это рост кпд в целом. Потолок возрастания экономичности все-таки ограничен, даже невзирая на дальнейшее увеличение скорости вращения, возникновением детонационного сгорания. При обычном сгорании в цилиндрах поршневых двигателей скорость распространения пламени равна 20-90 м/с, а при детонационном же сгорании данная скорость скачком возрастает до 1200-2000 м/с. Однажды возникшее детонационное сгорание живет уже своей жизнью, не зависящей от центробежных сил. Поэтому вращение можно остановить до нуля, но пульсирующий поток в двигателях будет по-прежнему работать, циклы всасывания, сжатия топливной смеси и поджиг будут происходить независимо от того, вращается турбина или стоит на месте. Естественно, на валу ротора будет создаваться вращающий момент, пропорциональный истечению горячих газов.With this arrangement of pulsating engines, after their start-up, the rotation speed begins to increase, and the inertia forces also increase. With a sufficiently fast rotation, a centrifugal force P = m • a acts on any volume of gas inside the engine, where m is the mass of a small volume, and = V 2 / R is the acceleration, which depends on the speed V of the movement around the circumference of a given small volume in quadratic dependence, R - radius of rotation. If the radii from the axis of rotation of the two selected volumes are the same (say, in the exhaust pipe 3), respectively, the forces acting on them are balanced and the gas movement in the dense stream of the pipe does not have a noticeable effect. Another situation arises when hot gas almost exits the nozzle and creates a vacuum in the combustion chamber. Here, any gas cube will lose its mass, and the same cube at the end of the exhaust pipe will retain its mass (at the same distance from the axis), the centrifugal force is no longer balanced and makes the cube with a larger mass move more toward the jet nozzle (gas cannot exit the nozzle, because a full vacuum requires infinite energy), respectively, the vacuum in the combustion chamber will increase, then the hot "piston" of the remaining gas will hit the fresh fuel charge with greater force. It follows that the pressure force in the combustion chamber is proportional to the inertia forces. The increase in pressure is the increase in efficiency in general. The ceiling for increasing efficiency is still limited, even despite a further increase in rotation speed, the occurrence of detonation combustion. In conventional combustion in piston engine cylinders, the flame propagation velocity is 20–90 m / s, while in detonation combustion, this velocity increases stepwise to 1200–2000 m / s. Once the detonation combustion has arisen, it already lives its own life, independent of centrifugal forces. Therefore, the rotation can be stopped to zero, but the pulsating flow in the engines will still work, the cycles of suction, compression of the fuel mixture and ignition will occur regardless of whether the turbine rotates or stands still. Naturally, a torque proportional to the outflow of hot gases will be created on the rotor shaft.

Применение пульсирующих двигателей во вращательном движении в виде ротора позволяет использовать присущие только ему достоинства и поднять коэффициент полезного действия автомобиля до 35-40%. Это же дает возможность создать теплосиловую установку с одной движущейся деталью (точнее, вращающейся), что гарантирует длительную и безотказную работу автомобиля, мотоцикла, трактора и другой транспортной техники. The use of pulsating engines in rotational motion in the form of a rotor allows you to use its inherent advantages and raise the car's efficiency to 35-40%. This also makes it possible to create a thermal power plant with one moving part (more precisely, a rotating one), which ensures long and trouble-free operation of a car, motorcycle, tractor and other transport equipment.

Литература
1. Борисавъевип М. "Мотореви а", т. 20, 7-8, р. 12, 13, 1978.
Literature
1. Borisav'evip M. "Motorovi a", t. 20, 7-8, p. 12, 13, 1978.

2. Рейнст Ф.Х. "Pulsating Combustion" (Munchen NY) Мюнхен, 1961. 2. Reynst F.X. "Pulsating Combustion" (Munchen NY) Munich, 1961.

Claims (1)

Роторная силовая установка, представляющая собой устройство по прямому преобразованию тепловой энергии топлива во вращательное движение и состоящая из двух пульсирующих двигателей, закрепленных на одной оси вращения, а их реактивные сопла образуют пару вращающих сил, отличающаяся тем, что для увеличения экономичности и кпд процесса преобразования и достижения детонационного сгорания в пульсирующих двигателях за счет использования центробежных сил, пульсирующие двигатели укладываются выхлопными трубами вдоль одного диаметра в противоположных направлениях действия их газовых потоков с осью вращения посередине труб, а камеры сгорания ориентированы по дуге движения клапанами вперед. A rotary power plant, which is a device for the direct conversion of thermal energy of fuel into rotational motion and consisting of two pulsating engines mounted on one axis of rotation, and their jet nozzles form a pair of rotational forces, characterized in that to increase the efficiency and efficiency of the conversion process and to achieve detonation combustion in pulsating engines through the use of centrifugal forces, pulsating engines are stacked by exhaust pipes along one diameter in prot vopolozhnyh directions of action of the gas streams with the axis of rotation of the middle pipe and the combustion chamber are oriented along the arc forward valves.
RU2000100014/06A 2000-01-05 2000-01-05 Rotary power plant RU2184262C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100014/06A RU2184262C2 (en) 2000-01-05 2000-01-05 Rotary power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100014/06A RU2184262C2 (en) 2000-01-05 2000-01-05 Rotary power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000100014A RU2000100014A (en) 2001-11-20
RU2184262C2 true RU2184262C2 (en) 2002-06-27

Family

ID=20228991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100014/06A RU2184262C2 (en) 2000-01-05 2000-01-05 Rotary power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2184262C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1375865A2 (en) * 2002-06-27 2004-01-02 General Electric Company Method and apparatus for generating torque

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1375865A2 (en) * 2002-06-27 2004-01-02 General Electric Company Method and apparatus for generating torque
EP1375865A3 (en) * 2002-06-27 2005-08-17 General Electric Company Method and apparatus for generating torque

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6886527B2 (en) Rotary vane motor
SE511407C2 (en) Procedure for operating an internal combustion engine
US4437441A (en) Rotary alternating piston gas generator
US9394790B2 (en) Rotary energy converter with retractable barrier
US3811275A (en) Rotary turbine engine
JPH05506906A (en) rotary engine
CN1196108A (en) Internal combustion rotary engine
US20030188711A1 (en) Rotary engine
RU2184262C2 (en) Rotary power plant
WO1997010419A1 (en) Internal combustion rotary engine with variable compression ratio
EP1049863A1 (en) Miniaturized waste heat engine
US6854437B1 (en) Continuous flow expandable chamber and dynamic displacement rotary devices
US20070137609A1 (en) True rotary internal combustion engine
RU93032824A (en) ROTARY-PISTON REACTIVE ENGINE FOR INTERNAL COMBUSTION OF LACHIMOVY
WO2006069480A1 (en) Rotary engine
CZ2021557A3 (en) Rotary internal combustion engine
US5749220A (en) Turbocharged RAM tornado engine with transmission and heat recovery system
US1163142A (en) Internal-combustion engine.
WO1999031363A1 (en) Orbital internal combustion engine
CN113167172A (en) Rotor type internal combustion engine and method of operating the same
WO1997045630A9 (en) Turbocharged ram tornado engine with transmission and heat recovery system
CN1103403C (en) Rolling-rotor engine with unequal volume ratio
WO2000023691A2 (en) Revolving piston rotary toroidal cylinder internal combustion, water, steam, fluid and quantum engine also pump, metering device and assist units all sizes
RU2242629C1 (en) Detonation combustion jet engine
CN1046784A (en) Cut the arc rotary internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050106