RU2193668C1 - Rotary blade machine - Google Patents

Rotary blade machine Download PDF

Info

Publication number
RU2193668C1
RU2193668C1 RU2001125704/06A RU2001125704A RU2193668C1 RU 2193668 C1 RU2193668 C1 RU 2193668C1 RU 2001125704/06 A RU2001125704/06 A RU 2001125704/06A RU 2001125704 A RU2001125704 A RU 2001125704A RU 2193668 C1 RU2193668 C1 RU 2193668C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
blade
rotor
working
chamber
Prior art date
Application number
RU2001125704/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джордж Рогачевски
Original Assignee
Джордж Рогачевски
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 Джордж Рогачевски filed Critical Джордж Рогачевски
Priority to RU2001125704/06A priority Critical patent/RU2193668C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2193668C1 publication Critical patent/RU2193668C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines, compressors, volume expansion machines. SUBSTANCE: according to invention, rotary blade machine has housing and rotor with radial blades installed in housing. Ratio of area of working chamber to area of blade working surface should not exceed 4:1. Recess is made in housing at branch pipe outlet. Each blade has fastening ring on one of its ends. Distance between center of fastening ring and second end of blade does not exceed radius of housing inner surface. Axle is fixed coaxially with housing inside the housing. longitudinal holes are made on periphery of rotor over circumference. Pins with longitudinal slots are fitted in holes. blade fastening rings are installed on fixed axle, and blades are arranged in longitudinal slots of pins. EFFECT: increased efficiency of machine. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора, объемной расширительной машины, например паровой, и т.п. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used as an internal combustion engine, compressor, volumetric expansion machine, such as steam, etc.

Известны машины с объемным расширением, содержащие цилиндр и расположенный в нем с образованием камеры переменного объема рабочий элемент - поршень (1). Known machines with volume expansion, containing a cylinder and located in it with the formation of a chamber of variable volume, the working element is a piston (1).

Недостатком поршневых машин является, кроме общеизвестных, связанных с возвратно-поступательным движением поршня, большое соотношение площади поверхности, образующей камеру сгорания или расширения, к площади поршня, что ухудшает использование тепла рабочего тела (пара, газа и т.п.). The disadvantage of piston machines is, in addition to well-known ones associated with reciprocating piston movement, a large ratio of the surface area forming the combustion or expansion chamber to the piston area, which impairs the use of heat from the working fluid (steam, gas, etc.).

Известна роторно-лопастная машина, содержащая корпус, ротор, снабженный радиально расположенными лопастями и установленный в корпусе с образованием по меньшей мере одной полости переменного объема, выполняющей функции полости расширения, рабочую камеру, расположенную в полости расширения и образованную поверхностями корпуса, ротора и выступающей из ротора рабочей поверхностью лопасти в момент начала подачи в камеру рабочего тела и сообщенный с рабочей камерой патрубок подачи рабочего тела (2). Known rotor-blade machine containing a housing, a rotor provided with radially arranged blades and installed in the housing with the formation of at least one cavity of variable volume, performing the functions of the expansion cavity, a working chamber located in the expansion cavity and formed by the surfaces of the housing, the rotor and protruding from the rotor with the working surface of the blade at the moment of beginning of the supply to the chamber of the working fluid and the supply pipe of the working fluid (2) connected with the working chamber

Принципиально конструкция роторно-лопастных машин позволяет улучшить соотношение площадей камеры и рабочего элемента. Однако в известных машинах задача изменения этого соотношения и не ставилась. Fundamentally, the design of rotor-blade machines allows to improve the ratio of the areas of the chamber and the working element. However, in known machines, the task of changing this ratio was not posed.

Задачей изобретения является повышение кпд тепловых машин. The objective of the invention is to increase the efficiency of thermal machines.

Поставленная задача достигается тем, что в роторно-лопастном двигателе величина соотношения площади рабочей камеры к площади рабочей поверхности лопасти составляет не более чем 4:1, а на выходе патрубка в корпусе выполнено углубление. The problem is achieved in that in a rotary vane engine, the ratio of the area of the working chamber to the area of the working surface of the blade is not more than 4: 1, and a recess is made at the outlet of the pipe in the housing.

Поставленная задача достигается также тем, что углубление в корпусе может быть выполнено с возможностью перепуска части рабочего тела в соседнюю камеру, расположенную с противоположной стороны лопасти, после проведения в рабочей камере по меньшей мере части процесса расширения. The task is also achieved by the fact that the recess in the housing can be configured to bypass part of the working fluid into an adjacent chamber located on the opposite side of the blade after at least part of the expansion process has been carried out in the working chamber.

Поставленная задача достигается также тем, что ротор может быть установлен в корпусе эксцентрично. The task is also achieved by the fact that the rotor can be installed in the housing eccentrically.

Поставленная задача достигается также тем, что каждая лопасть может быть снабжена крепежным кольцом, расположенным на одном из ее концов, причем расстояние между центром крепежного кольца и вторым концом лопасти выполнено не превышающим радиуса внутренней поверхности корпуса, соосно с корпусом внутри него закреплена неподвижная ось, а по окружности ротора на его периферии выполнены продольные отверстия, в которых установлены пальцы с продольными прорезями, при этом крепежные кольца лопастей установлены на неподвижной оси, а лопасти расположены в продольных прорезях пальцев. The task is also achieved by the fact that each blade can be equipped with a mounting ring located at one of its ends, and the distance between the center of the mounting ring and the second end of the blade is made not exceeding the radius of the inner surface of the casing, a fixed axis is fixed coaxially with the casing inside it, and longitudinal holes are made around the circumference of the rotor on its periphery, in which fingers with longitudinal slots are installed, while the fixing rings of the blades are mounted on a fixed axis, and the blades of located in the longitudinal slots of the fingers.

Поставленная задача достигается также тем, что машина может быть выполнена в виде двигателя внутреннего сгорания, при этом корпус с ротором образуют дополнительную компрессорную полость, сообщенную при помощи патрубка подачи рабочего тела с рабочей камерой, выполняющей функции камеры сгорания, в которой установлен элемент зажигания, а в углублении корпуса размещен перепускной клапан с возможностью периодического разобщения компрессорной полости и рабочей камеры. The task is also achieved by the fact that the machine can be made in the form of an internal combustion engine, while the casing with the rotor form an additional compressor cavity communicated by means of a supply pipe of the working fluid with a working chamber that functions as a combustion chamber in which the ignition element is installed, and in the recess of the housing there is a bypass valve with the possibility of periodic disconnection of the compressor cavity and the working chamber.

Поставленная задача достигается также тем, что машина может быть снабжена дополнительным патрубком подачи рабочего тела, сообщенным с дополнительной полостью переменного объема с возможностью осуществления реверса ротора. The task is also achieved by the fact that the machine can be equipped with an additional nozzle for supplying a working fluid communicated with an additional cavity of variable volume with the possibility of reversing the rotor.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена схема описываемой машины;
на фиг.2 - то же, увеличенный вид рабочей камеры;
на фиг.3 показана лопасть;
на фиг.4 показан палец.Figure 1 presents a diagram of the described machine;
figure 2 is the same, an enlarged view of the working chamber;
figure 3 shows the blade;
4 shows a finger.

Описываемая машина содержит корпус 1, ротор 2, снабженный радиально расположенными лопастями 3 и установленный в корпусе 1 с образованием полости 4 расширения и компрессорной полости 5, рабочую камеру 6, например камеру сгорания, расположенную в полости 4 расширения и образованную поверхностями корпуса 1, ротора 2 и выступающей из ротора рабочей поверхностью лопасти 3 в момент начала подачи в камеру 6 рабочего тела. С рабочей камерой 6 сообщен патрубок 7 подачи рабочего тела, на выходе которого в корпусе 1 выполнено углубление 8. The described machine comprises a housing 1, a rotor 2 provided with radially arranged blades 3 and installed in the housing 1 with the formation of the expansion cavity 4 and the compressor cavity 5, a working chamber 6, for example, a combustion chamber located in the expansion cavity 4 and formed by the surfaces of the housing 1, rotor 2 and the working surface of the blade 3 protruding from the rotor at the moment of the start of feeding into the chamber 6 of the working fluid. A working pipe 6 is connected with a pipe 7 for supplying a working fluid, at the output of which a recess 8 is made in the housing 1.

Углубление 8 может быть выполнено с возможностью перепуска части рабочего тела в соседнюю камеру 10, расположенную с противоположной стороны лопасти 3, после проведения в рабочей камере 6 по меньшей мере части процесса расширения. The recess 8 may be configured to bypass part of the working fluid into an adjacent chamber 10 located on the opposite side of the blade 3, after at least part of the expansion process has been carried out in the working chamber 6.

Ротор 2 может быть установлен в корпусе эксцентрично, причем каждая лопасть 3 может быть снабжена крепежным кольцом 11, расположенным на одном из концов лопасти 3. Расстояние между центром крепежного кольца 11 и вторым концом лопасти 3 выполнено не превышающим радиус внутренней поверхности корпуса 1. Соосно с корпусом 1 внутри него закреплена неподвижная ось 12. По окружности ротора 2 на его периферии выполнены продольные отверстия 13, в которых установлены пальцы 14 с продольными прорезями 15. Крепежные кольца 11 лопастей 3 установлены на неподвижной оси 12, а лопасти 3 расположены в продольных прорезях 15 пальцев 14. The rotor 2 can be mounted eccentrically in the housing, each blade 3 can be equipped with a fixing ring 11 located at one of the ends of the blade 3. The distance between the center of the mounting ring 11 and the second end of the blade 3 is made not exceeding the radius of the inner surface of the housing 1. Coaxially with the housing 1 inside it is fixed a fixed axis 12. Along the circumference of the rotor 2, longitudinal holes 13 are made on its periphery, in which pins 14 with longitudinal slots 15 are mounted. Fixing rings 11 of the blades 3 are mounted on a fixed axis 12, and the blades 3 are located in the longitudinal slots 15 of the fingers 14.

При выполнении машины в качестве двигателя внутреннего сгорания в рабочей камере 6, в углублении корпуса 1 установлен элемент зажигания (не показан), который может быть выполнен в виде свечи накаливания. При этом двигатель снабжен выпускным 16 и впускным 17 каналами, сообщенными соответственно с полостью 4 расширения и компрессорной полостью 5. С камерой 6 может быть соединено средство (не показано) подачи в нее топлива. When performing the machine as an internal combustion engine in the working chamber 6, an ignition element (not shown) is installed in the recess of the housing 1, which can be made in the form of a glow plug. The engine is equipped with exhaust 16 and inlet 17 channels, respectively connected with the expansion cavity 4 and the compressor cavity 5. Means (not shown) for supplying fuel to it can be connected to the chamber 6.

Машина в качестве двигателя работает следующим образом. The machine as an engine operates as follows.

Через впускной канал 17 происходит всасывание воздуха или топливовоздушной смеси и сжатие ее в компрессорной полости 5. Через патрубок 7 и установленный в нем клапан (не показан) сжатый в компрессорной полости 5 заряд перепускают в полость расширения 4, в которой при помощи элемента зажигания происходит воспламенение заряда. В момент воспламенения заряда величина отношения площади поверхности камеры 6 к площади поверхности лопасти 3, выступающей из ротора 2, то есть рабочей ее поверхности, не превышает 4:1. Расширение горящих газов происходит при увеличивающейся площади рабочей поверхности лопасти 3, что позволяет получить более благоприятную характеристику крутящего момента двигателя. После проведения начальной фазы расширения лопасть 3 поворачивается и подходит к участку корпуса 1, в котором выполнено углубление 8. При этом часть газов перетекает через углубление 8 в соседнюю камеру, что позволяет выровнить давление с обеих сторон рабочей лопасти 3. Таким образом, в начальный момент воспламенения максимальное давление сгорания воспринимается небольшим участком лопасти 3, при наилучшем соотношении площадей камеры 6 и рабочей поверхности лопасти 3, что позволяет либо снизить требования к жесткости лопасти 3, либо увеличить давление сгорания. После перетекания газов через углубление 8 их расширение происходит одновременно в двух соседних камерах и улучшает теплоиспользование продуктов сгорания, выпуск которых осуществляют через выпускной канал 16. Through the inlet channel 17, air or air-fuel mixture is sucked in and compressed in the compressor cavity 5. Through the nozzle 7 and the valve (not shown) installed in it, the charge compressed in the compressor cavity 5 is passed into the expansion cavity 4, in which ignition occurs by ignition charge. At the time of ignition of the charge, the ratio of the surface area of the chamber 6 to the surface area of the blade 3 protruding from the rotor 2, that is, its working surface, does not exceed 4: 1. The expansion of burning gases occurs with an increasing area of the working surface of the blade 3, which allows to obtain a more favorable characteristic of the engine torque. After the initial phase of expansion, the blade 3 rotates and approaches the portion of the housing 1 in which the recess 8 is made. At the same time, part of the gases flows through the recess 8 into the adjacent chamber, which makes it possible to equalize the pressure on both sides of the working blade 3. Thus, at the initial moment the maximum combustion pressure is perceived by a small portion of the blade 3, with the best ratio of the areas of the chamber 6 and the working surface of the blade 3, which can either reduce the stiffness requirements of the blade 3, or increase l combustion pressure. After the flow of gases through the recess 8, their expansion occurs simultaneously in two adjacent chambers and improves the heat use of combustion products, the release of which is carried out through the exhaust channel 16.

Работа машины в качестве паровой или иной расширительной машины заключается в том, что через патрубок 7 в рабочую камеру подают пар или иное рабочее тело, которое расширяясь, аналогично процессу расширения в двигателе внутреннего сгорания, производит полезную работу, снимаемую с вращающегося ротора 2. Установка дополнительного патрубка 18 подачи рабочего тела в дополнительную камеру переменного объема, расположенную на месте полости 5 позволяет осуществлять реверс ротора 2. The operation of the machine as a steam or other expansion machine consists in the fact that steam or another working fluid is supplied through the pipe 7 to the working chamber, which, expanding, similar to the expansion process in the internal combustion engine, produces useful work removed from the rotating rotor 2. Installing an additional a pipe 18 for supplying a working fluid to an additional chamber of variable volume located at the site of the cavity 5 allows reverse of the rotor 2.

Источники информации
1. А.С. Орлин и др. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей., М., "Машиностроение", 1980, с. 9-10.Sources of information
1. A.S. Orlin et al. Internal combustion engines. The device and operation of piston and combined engines., M., "Mechanical Engineering", 1980, p. 9-10.

2. Е. И. Акатов и др., Судовые роторные двигатели, Л., "Судостроение", 1967, с.28, рис. 4. 2. E.I. Akatov et al., Ship rotary engines, L., "Shipbuilding", 1967, p.28, fig. 4.

Claims (6)

1. Роторно-лопастная машина, содержащая корпус, ротор, снабженный радиально расположенными лопастями и установленный в корпусе с образованием по меньшей мере одной полости переменного объема, выполняющей функции полости расширения, рабочую камеру, расположенную в полости расширения и образованную поверхностями корпуса, ротора и выступающей из ротора рабочей поверхностью лопасти в момент начала подачи в камеру рабочего тела, и сообщенный с рабочей камерой патрубок подачи рабочего тела, отличающаяся тем, что величина соотношения площади рабочей камеры к площади рабочей поверхности лопасти составляет не более чем 4: 1, а на выходе патрубка в корпусе выполнено углубление. 1. A rotary vane machine comprising a housing, a rotor provided with radially arranged blades and mounted in the housing with the formation of at least one cavity of variable volume that acts as an expansion cavity, a working chamber located in the expansion cavity and formed by the surfaces of the housing, rotor and protruding from the rotor by the working surface of the blade at the moment of the beginning of the feed into the chamber of the working fluid, and the supply pipe of the working fluid communicated with the working chamber, characterized in that the area ratio the working chamber to the area of the working surface of the blade is not more than 4: 1, and a recess is made at the outlet of the pipe in the housing. 2. Роторно-лопастная машина по п. 1, отличающаяся тем, что углубление в корпусе выполнено с возможностью перепуска части рабочего тела в соседнюю камеру, расположенную с противоположной стороны лопасти, после проведения в рабочей камере по меньшей мере части процесса расширения. 2. The rotor-blade machine according to claim 1, characterized in that the recess in the housing is configured to bypass a part of the working fluid into an adjacent chamber located on the opposite side of the blade after at least part of the expansion process is carried out in the working chamber. 3. Роторно-лопастная машина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ротор установлен в корпусе эксцентрично. 3. The rotor-blade machine according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor is eccentrically mounted in the housing. 4. Роторно-лопастная машина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что каждая лопасть снабжена крепежным кольцом, расположенным на одном из ее концов, расстояние между центром крепежного кольца и вторым концом лопасти выполнено не превышающим радиуса внутренней поверхности корпуса, соосно с корпусом внутри него закреплена неподвижная ось, а по окружности ротора на его периферии выполнены продольные отверстия, в которых установлены пальцы с продольными прорезями, при этом крепежные кольца лопастей установлены на неподвижной оси, а лопасти расположены в продольных прорезях пальцев. 4. Rotary vane machine according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that each blade is equipped with a mounting ring located at one of its ends, the distance between the center of the mounting ring and the second end of the blade is made not exceeding the radius of the inner surface of the housing, a fixed axis is fixed coaxially with the housing inside, and around The rotor at its periphery has longitudinal openings in which fingers with longitudinal slots are mounted, while the fixing rings of the blades are mounted on a fixed axis, and the blades are located in the longitudinal slots of the fingers. 5. Роторно-лопастная машина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она выполнена в виде двигателя внутреннего сгорания, при этом корпус с ротором образуют дополнительную компрессорную полость, сообщенную при помощи патрубка рабочего тела с рабочей камерой, выполняющей функции камеры сгорания, в которой установлен элемент зажигания, а в углублении корпуса размещен перепускной клапан с возможностью периодического разобщения компрессорной полости и рабочей камеры. 5. Rotary vane machine according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it is made in the form of an internal combustion engine, while the casing with the rotor form an additional compressor cavity communicated by means of a nozzle of the working fluid with a working chamber that acts as a combustion chamber in which the ignition element is installed, and in the recess the body is placed a bypass valve with the possibility of periodic separation of the compressor cavity and the working chamber. 6. Роторно-лопастная машина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным патрубком подачи рабочего тела, сообщенным с дополнительной полостью переменного объема с возможностью осуществления реверса ротора. 6. Rotary vane machine according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it is provided with an additional nozzle for supplying a working fluid communicated with an additional cavity of variable volume with the possibility of reversing the rotor.
RU2001125704/06A 2001-09-20 2001-09-20 Rotary blade machine RU2193668C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125704/06A RU2193668C1 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Rotary blade machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125704/06A RU2193668C1 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Rotary blade machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2193668C1 true RU2193668C1 (en) 2002-11-27

Family

ID=20253241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125704/06A RU2193668C1 (en) 2001-09-20 2001-09-20 Rotary blade machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2193668C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АКАТОВ Е.И. и др. Судовые роторные двигатели. - Л.: Судостроение, 1967, с.28, рис.4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU713585B2 (en) Rotary vane engine
US6776136B1 (en) Elliptical rotary engine
US5379736A (en) Gas compressor/expander
JPH0693872A (en) Composite moving vane engine
US20090159040A1 (en) Energy transfer machine with inner rotor
WO2007065976A1 (en) Pump or motor
RU183285U1 (en) VEHICLE ENGINE
US6526937B1 (en) Economical eccentric internal combustion engine
US6684847B1 (en) Radial vane rotary device
US7182061B2 (en) Rotary internal combustion engine
US6298821B1 (en) Bolonkin rotary engine
WO1997010419A1 (en) Internal combustion rotary engine with variable compression ratio
US5433176A (en) Rotary-reciprocal combustion engine
RU2193668C1 (en) Rotary blade machine
US4207736A (en) Rotary piston machine
JP2009504978A (en) Energy transfer machine
GB2086479A (en) Rotary engines
KR20020090286A (en) Rotary engine
EP2019912B1 (en) Energy transfer machine with inner rotor
US3937605A (en) Rotary piston machine
RU2606035C1 (en) Rotary-vane engine with separate rotary combustion chamber
RU199033U1 (en) ROTARY VANE MOTOR
EP2198126A1 (en) Rotary internal combustion engine or pump
WO2006004459A2 (en) Gas-hydraulic engine
RU165397U1 (en) ROTOR-PISTON ENGINE

Legal Events

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

Effective date: 20040921