RU2304225C2 - Rotary wave engine - Google Patents

Rotary wave engine Download PDF

Info

Publication number
RU2304225C2
RU2304225C2 RU2005121613/06A RU2005121613A RU2304225C2 RU 2304225 C2 RU2304225 C2 RU 2304225C2 RU 2005121613/06 A RU2005121613/06 A RU 2005121613/06A RU 2005121613 A RU2005121613 A RU 2005121613A RU 2304225 C2 RU2304225 C2 RU 2304225C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spiral
engine
sections
expansion
rotor
Prior art date
Application number
RU2005121613/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005121613A (en
Inventor
В чеслав Геннадьевич Иванов (RU)
Вячеслав Геннадьевич Иванов
Original Assignee
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт"
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 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт" filed Critical Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Псковский Государственный Политехнический Институт"
Priority to RU2005121613/06A priority Critical patent/RU2304225C2/en
Publication of RU2005121613A publication Critical patent/RU2005121613A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2304225C2 publication Critical patent/RU2304225C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compressors and engines.
SUBSTANCE: according to invention, rotary wave engine contains rotor oscillating relative to axial line and installed on crank of shaft rotating on two support units in body. Body is provided with intake and outlet ports, compression and expansion compartments and combustion chamber with fuel nozzles. Body is made cylindrical and it houses sections with spiral spaces accommodating spiral charger enclosed between disks secured on rotor sliding along sections of body at transfer ratio equal to unity. According to one of design versions, engine can be made in form of axial-flow compression and expansion modules whose spiral spaces are made in sections coaxially and are connected by intermediate channels. According to other design version, engine can be made in form of radial compression and expansion modules with section provided, each, with several radially displaced spiral spaces connected by own combustion chambers with autonomous flows of working mixture.
EFFECT: improved power output and reduced overall dimensions of engine.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а также может быть использовано в компрессоростроении и насосостроении.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to engine manufacturing, and can also be used in compressor engineering and pump engineering.

Известны бесшатунные двигатели внутреннего сгорания, например, роторный двигатель (патент России №2084659), который содержит корпус с полостью цилиндрической формы и ротор цилиндрической формы. Однако эти двигатели не нашли широкого применения.Known rodless internal combustion engines, for example, a rotary engine (Russian patent No. 2084659), which contains a housing with a cylindrical cavity and a cylindrical rotor. However, these engines are not widely used.

Наиболее близким аналогом является роторно-волновой двигатель внутреннего сгорания (патент России №2155272) - объемная прямоточная машина, в которой установленный с минимальным зазором ротор совершает угловые колебания, образуя волны, перекатывающиеся по поверхности корпуса в компрессорном и расширительном отсеках. Однако известный двигатель из-за конической формы корпуса и ротора имеет потери мощности в виде ее осевой составляющей. Наличие узла равных угловых скоростей вносит дополнительные потери мощности. Конические пространства требуют повышенных габаритов. Ограничения угловых параметров снижают возможности двигателя.The closest analogue is a rotary-wave internal combustion engine (Russian patent No. 2155272) - a volumetric direct-flow machine in which a rotor installed with a minimum clearance performs angular oscillations, forming waves rolling over the housing surface in the compressor and expansion compartments. However, the known engine due to the conical shape of the housing and the rotor has a power loss in the form of its axial component. The presence of a node of equal angular velocities introduces additional power losses. Conical spaces require increased dimensions. Limitations of angular parameters reduce engine capabilities.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these disadvantages.

Согласно изобретению роторно-волновой двигатель содержит ротор, выполняющий колебания относительно осевой линии, установленный на кривошипе вала, вращающегося на двух опорных узлах в корпусе, включающем впускное и выпускное окна, компрессорный и расширительный отсеки и камеру сгорания с топливными форсунками. Корпус выполнен цилиндрическим, и в нем установлены секции со спиралеобразными полостями, в которых эксцентрично размещены спиралеобразные нагнетатели, заключенные между закрепленными на роторе дисками, проскальзывающими по секциям корпуса с передаточным отношением, равным единице.According to the invention, the rotary wave engine comprises a rotor oscillating relative to the center line mounted on a crank of a shaft rotating on two support nodes in a housing including an inlet and an outlet window, a compressor and expansion compartments, and a combustion chamber with fuel nozzles. The casing is cylindrical, and sections with spiral cavities are installed in it, in which eccentric-shaped superchargers are placed, enclosed between discs mounted on the rotor, sliding over sections of the casing with a gear ratio equal to one.

Согласно одному из вариантов выполнения изобретения двигатель может быть выполнен в виде осевых компрессорных и расширительных модулей, спиралеобразные полости которых выполнены в секциях соосно и соединены промежуточными каналами.According to one embodiment of the invention, the engine can be made in the form of axial compressor and expansion modules, spiral-shaped cavities of which are made in sections coaxially and are connected by intermediate channels.

Согласно другому варианту выполнения двигатель может быть выполнен в виде радиальных компрессорных и расширительных модулей, в которых в каждой секции выполнено с радиальным смещением несколько спиралеобразных полостей, соединенных собственными камерами сгорания, с автономными потоками рабочей смеси.According to another embodiment, the engine can be made in the form of radial compressor and expansion modules, in which in each section there are several spiral-shaped cavities connected with their own combustion chambers with autonomous flows of the working mixture with radial displacement.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен роторно-волновой двигатель в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А и Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - разрез двигателя в модульном исполнении; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1 двигателя с радиально смещенными модулями; на фиг.5 показано взаимное положение двух эксцентрично размещенных спиралей.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a rotary wave engine in section; figure 2 is a section aa and bb in figure 1; figure 3 - section of the engine in a modular design; figure 4 is a section aa in figure 1 of the engine with radially offset modules; figure 5 shows the relative position of two eccentrically placed spirals.

Обозначения на чертежахDesignations in the drawings

1. Корпус.1. Case.

2. Секция корпуса.2. Section of the body.

3. Спиралеобразная полость.3. Spiral cavity.

4. Спиралеобразный нагнетатель.4. Spiral-shaped supercharger.

5. Диск ротора.5. The rotor disk.

6. Ротор.6. The rotor.

7. Вал с кривошипом.7. A shaft with a crank.

8. Механизм вращения.8. The rotation mechanism.

9. Впускное окно.9. The inlet window.

10. Выпускное окно.10. Outlet window.

11. Камера сгорания.11. The combustion chamber.

12. Промежуточная камера.12. The intermediate chamber.

L - Осевые параметры.L - Axial parameters.

V - Активные области.V - Active areas.

Т - точки касания спиралей.T - points of contact of the spirals.

В цилиндрическом корпусе 1 установлены секции 2, в которых выполнены сквозные спиралеобразные полости 3. В спиралеобразных полостях 3 эксцентрично размещены спиралеобразные нагнетатели 4, соединенные с двух сторон жестко с дисками 5, установленными на роторе 6. Нагнетатели 4 своими спиральными поверхностями контактируют со спиральными поверхностями полостей 3 в точках Т (Т1, Т2, Т3), образуя совместно с дисками 5 замкнутые активные рабочие области V (V1, V2, V3, V4). Ротор 6 вращается на кривошипе вала 7 отбора мощности, а щеки дисков 5 проскальзывают по щекам секций 2. Ротор 6 снабжен механизмом вращения 8 с передаточным отношением относительно корпуса, равным единице. Механизм вращения 8 включает колесо, закрепленное на корпусе 1, колесо, закрепленное на роторе 6, и связывающий их блок колес, вращающийся на поводке вала 7 отбора мощности. В секциях 2 выполнены впускное 9 и выпускное 10 окна. Камера сгорания 11 встроена в центральный диск 5 и соединяет спиралеобразные полости 3 компрессорного и расширительного отсеков. Направление спиральных поверхностей в компрессорном и расширительном отсеках противоположно.Sections 2 are installed in the cylindrical body 1, in which spiral-shaped cavities 3 are made. In spiral-shaped cavities 3, spiral-shaped superchargers 4 are eccentrically connected, rigidly connected on both sides with disks 5 mounted on the rotor 6. The superchargers 4 contact spiral surfaces of the cavities with their spiral surfaces 3 at points T (T1, T2, T3), forming together with disks 5 closed active working areas V (V1, V2, V3, V4). The rotor 6 rotates on the crank of the power take-off shaft 7, and the cheeks of the disks 5 slip along the cheeks of the sections 2. The rotor 6 is equipped with a rotation mechanism 8 with a gear ratio relative to the housing equal to one. The rotation mechanism 8 includes a wheel mounted on the housing 1, a wheel mounted on the rotor 6, and a block of wheels connecting them, rotating on a leash of the power take-off shaft 7. In sections 2, an inlet 9 and an outlet 10 are made. The combustion chamber 11 is built into the Central disk 5 and connects the spiral cavity 3 of the compressor and expansion compartments. The direction of the spiral surfaces in the compressor and expansion compartments is opposite.

Спиралеобразные полости 3 компрессорного отсека, как и спиралеобразные полости 3 расширительного отсека, в модульном исполнении соединены промежуточными каналами 12. Осевые параметры L (L1, L2, L3), как и радиальные параметры R, модулей могут уменьшаться в сторону камеры сгорания 11.The spiral-shaped cavities 3 of the compressor compartment, as well as the spiral-shaped cavities 3 of the expansion compartment, are connected in a modular manner by intermediate channels 12. The axial parameters L (L1, L2, L3), as well as the radial parameters R, of the modules can decrease towards the combustion chamber 11.

С целью повышения надежности в секциях 2 выполнено с радиальным смещением относительно оси вала 7 несколько спиралеобразных полостей 3, в которых размещены спиралеобразные нагнетатели 4, смещенные относительно оси кривошипа. Полости 3 компрессорного и расширительного отсеков снабжены соответствующими впускными 9 и выпускными 10 окнами и соединены собственными камерами сгорания 11.In order to increase reliability in sections 2, several spiral-shaped cavities 3 are made with a radial displacement relative to the axis of the shaft 7, in which spiral-shaped superchargers 4 are placed, offset from the axis of the crank. The cavities 3 of the compressor and expansion compartments are equipped with corresponding inlet 9 and outlet 10 windows and are connected by their own combustion chambers 11.

С целью повышения устойчивости и снижения радиальных биений, на валу 7 установлено несколько кривошипов, а вал выполнен в виде коленчатого. Ротор 6 каждого модуля выполнен автономным и вращается на собственном кривошипе.In order to increase stability and reduce radial runout, several cranks are installed on the shaft 7, and the shaft is made in the form of a crank. The rotor 6 of each module is autonomous and rotates on its own crank.

Работает двигатель следующим образом. Вращается вал 7. На его кривошипе вращается ротор 6, соединенные с ним диски 5 и нагнетатели 4. Ротор 6, соединенный с корпусом 1 посредством механизма 8, с передаточным отношением, равным единице, ограничен в круговом вращении и качается в перпендикулярном к валу 7 направлении. Спиралеобразные нагнетатели 4 своими поверхностями перекатываются с проскальзыванием по поверхностям спиралеобразных полостей 3. В компрессорном отсеке точки касания Т поверхностей перемещаютя от периферийных частей спиралей полостей 3 и нагнетателей 4 к их центральным частям. В расширительном отсеке перемещение точек касания происходит от центра к периферии. Расстояние между точками касания изменяется и зависит от радиального R положения участка спирали, а объем V (V1, V2, V3), заключенный между спиральными поверхностями полостей 3 и нагнетателей 4, в компрессорном отсеке уменьшается, а в расширительном отсеке увеличивается. Воздух через впускное окно 9 попадает в спиралеобразную полость 3. Нагнетатели 4 точками Т касания с поверхностями полостей 3 отсекают объемы V, уменьшающиеся при перемещении к центру спиралей. Воздух в них сжимается и сжатый поступает в камеру сгорания 11. В камере сгорания из форсунок поступает топливо и в начальный период поджигается свечой. Сгорающая и расширяющаяся смесь поступает в спиралеобразную полость 3 расширительного отсека, замыкается точками Т касания поверхностей полости 3 и нагнетателя 4. Образовавшаяся замкнутая область перемещается по спиралям к периферии в сторону выпускного окна 10 до полного расширения смеси. В модульном исполнении объем сжимаемого воздуха пропорционален осевым параметрам L1, L2, L3. Сжатый в одном компрессорном модуле воздух поступает по промежуточному каналу 12 в соседний модуль с меньшими осевыми параметрами L, в котором дополнительно сжимается. Увеличение количества модулей соответствует увеличению ступеней и позволяет добиться необходимой степени сжатия. В расширительном отсеке модульное исполнение и осевой параметр L позволяют делать управляемым процесс расширения газа. Радиальное смещение модулей и размещение нескольких полостей 3 в каждой секции 2 позволяет осуществить несколько автономных потоков, по которым происходит сжатие и расширение, что повышает надежность.The engine operates as follows. Shaft 7 rotates. On its crank rotor 6 rotates, disks 5 connected to it and superchargers 4. Rotor 6, connected to housing 1 by means of mechanism 8, with a gear ratio equal to one, is limited in circular rotation and sways in a direction perpendicular to shaft 7 . Spiral-shaped superchargers 4 by their surfaces roll with slipping over the surfaces of spiral-shaped cavities 3. In the compressor compartment, the contact points T of the surfaces move from the peripheral parts of the spirals of the cavities 3 and the superchargers 4 to their central parts. In the expansion compartment, the movement of the touch points occurs from the center to the periphery. The distance between the points of contact varies and depends on the radial R position of the portion of the spiral, and the volume V (V1, V2, V3) enclosed between the spiral surfaces of the cavities 3 and superchargers 4 decreases in the compressor compartment and increases in the expansion compartment. Air through the inlet window 9 enters the spiral cavity 3. The blowers 4 touch points T with the surfaces of the cavities 3 cut off volumes V, decreasing when moving to the center of the spirals. The air in them is compressed and compressed enters the combustion chamber 11. Fuel enters from the nozzles in the combustion chamber and is ignited by a candle in the initial period. The combustible and expanding mixture enters the spiral cavity 3 of the expansion chamber, closes with the points T of touching the surfaces of the cavity 3 and the blower 4. The resulting closed region moves in spirals to the periphery towards the outlet window 10 until the mixture expands completely. In a modular design, the volume of compressed air is proportional to the axial parameters L1, L2, L3. Compressed air in one compressor module enters through an intermediate channel 12 into an adjacent module with smaller axial parameters L, in which it is additionally compressed. An increase in the number of modules corresponds to an increase in the stages and allows to achieve the necessary compression ratio. In the expansion compartment, the modular design and the axial parameter L allow the gas expansion process to be controlled. The radial displacement of the modules and the placement of several cavities 3 in each section 2 allows for several autonomous flows through which compression and expansion occurs, which increases reliability.

Claims (3)

1. Роторно-волновой двигатель, содержащий ротор, выполняющий колебания относительно осевой линии, установленный на кривошипе вала, вращающегося на двух опорных узлах в корпусе, включающем впускное и выпускное окно, компрессорный и расширительный отсеки и камеру сгорания с топливными форсунками, отличающийся тем, что в цилиндрическом корпусе установлены секции со спиралеобразными полостями, в которых эксцентрично размещены спиралеобразные нагнетатели, заключенные между закрепленными на роторе дисками, проскальзывающими по секциям корпуса с передаточным отношением, равным единице.1. A rotary wave engine containing a rotor oscillating with respect to the center line mounted on a crank of a shaft rotating on two support nodes in a housing including an inlet and an outlet window, a compressor and expansion compartments, and a combustion chamber with fuel nozzles, characterized in that sections with spiral cavities are installed in the cylindrical body, in which spiral-shaped superchargers are placed eccentrically, enclosed between disks mounted on the rotor and sliding along sections of the core Pusa with a gear ratio of one. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен в виде осевых компрессорных и расширительных модулей, спиралеобразные полости которых выполнены в секциях соосно и соединены промежуточными каналами.2. The engine according to claim 1, characterized in that it is made in the form of axial compressor and expansion modules, the spiral-shaped cavities of which are made in sections coaxially and are connected by intermediate channels. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен в виде радиальных компрессорных и расширительных модулей, в которых в каждой секции выполнено с радиальным смещением несколько спиралеобразных полостей, соединенных собственными камерами сгорания, с автономными потоками рабочей смеси.3. The engine according to claim 1, characterized in that it is made in the form of radial compressor and expansion modules, in which in each section several spiral-shaped cavities are connected with their own combustion chambers with autonomous flows of the working mixture with radial displacement.
RU2005121613/06A 2005-07-08 2005-07-08 Rotary wave engine RU2304225C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121613/06A RU2304225C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Rotary wave engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121613/06A RU2304225C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Rotary wave engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121613A RU2005121613A (en) 2007-01-20
RU2304225C2 true RU2304225C2 (en) 2007-08-10

Family

ID=37774414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121613/06A RU2304225C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Rotary wave engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2304225C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482299C2 (en) * 2010-11-09 2013-05-20 Вячеслав Геннадьевич Иванов Rotary wave engine
RU2529614C2 (en) * 2012-05-22 2014-09-27 Вячеслав Геннадьевич Иванов Spherical rotary-wave engine with controlled parameters

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482299C2 (en) * 2010-11-09 2013-05-20 Вячеслав Геннадьевич Иванов Rotary wave engine
RU2529614C2 (en) * 2012-05-22 2014-09-27 Вячеслав Геннадьевич Иванов Spherical rotary-wave engine with controlled parameters

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121613A (en) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6772728B2 (en) Supercharged radial vane rotary device
WO2006046027A1 (en) Rotary vane engine
KR880000832B1 (en) Scroll type fluid machine
JP3809837B2 (en) Rotary organization
US20020157636A1 (en) Two-dimensional positive rotary displacement engine
RU2304225C2 (en) Rotary wave engine
US4005682A (en) Rotary internal combustion engine
JPH0494423A (en) Rotary engine
US3511584A (en) Rotary fluid power devices
US20050217636A1 (en) Toric pulsating continuous combustion rotary engine compressor or pump
RU2413077C2 (en) Rotary wave motor
CN110080979B (en) Synchronous inner-meshing double-rotor structure, rotor compressor based on synchronous inner-meshing double-rotor structure and rotor engine
RU2054122C1 (en) Rotor-vane engine
RU2422652C2 (en) Rotary-bladed cold internal combustion engine
US3853434A (en) Positive displacement rotary machine
US20040255898A1 (en) Tri-vane rotary engine
RU2816772C1 (en) Rotary machine
US20120067324A1 (en) Toroidal internal combustion rotary engine
KR101155035B1 (en) Rotating clap compressing device
JPS6261798B2 (en)
WO2009034430A1 (en) Rotary internal combustion engine or pump
JP3692379B2 (en) Rotating engines such as internal combustion engines and pumps
RU2413078C2 (en) Rotory ait engine
RU2352787C1 (en) Disk-vane engine with compressor
RU2278980C1 (en) Rotary positive displacement machine

Legal Events

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

Effective date: 20080709