RU2492336C2 - Rotor compressor single-cycle internal combustion engine - Google Patents

Rotor compressor single-cycle internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2492336C2
RU2492336C2 RU2011145745/06A RU2011145745A RU2492336C2 RU 2492336 C2 RU2492336 C2 RU 2492336C2 RU 2011145745/06 A RU2011145745/06 A RU 2011145745/06A RU 2011145745 A RU2011145745 A RU 2011145745A RU 2492336 C2 RU2492336 C2 RU 2492336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
working
rotors
compressor
rotor
Prior art date
Application number
RU2011145745/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011145745A (en
Inventor
Валерий Алфеевич Тараканов
Original Assignee
Валерий Алфеевич Тараканов
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 Валерий Алфеевич Тараканов filed Critical Валерий Алфеевич Тараканов
Priority to RU2011145745/06A priority Critical patent/RU2492336C2/en
Publication of RU2011145745A publication Critical patent/RU2011145745A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2492336C2 publication Critical patent/RU2492336C2/en

Links

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

  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: rotor compressor single-cycle internal combustion engine comprises a compressor, a two-rotor engine, a gas-distribution, supply, cooling, lubricating and control system. Inlet, compression of air and exhaust of spent gases is carried out simultaneously with a driving stroke. The engine comprises one working section with two parallel and synchronously rotating multiple-turn helical rotors. Working surfaces of the rotors are ready for conversion of expanding gases pressure forces into mechanical work with even torque, due to a multi-chamber gas-distribution device installed in the engine body and arranged upstream the inlet to the working cavity, comprising a separate drive and several combustion chambers. Combustion chambers are formed between spherical surfaces in the rotary gas-distribution partition and walls of the engine body. Combustion chambers, being cooled and filled with compressed air, arriving from a receiver of a helical compressor, the engine is provided with a working mixture together with the fuel and hydraulic nozzles. The speed of rotation of the gas-distribution partition varies relative to the speed of rotor rotation. Ignition of fuel from the ignition system starts at the border of working mixture transfer from the combustion chamber into the working cavity of the engine. The working cavity is connected with atmosphere via a check valve for provision of free rotation of rotors with no working mixture supply into the engine.EFFECT: increased efficiency of an engine.1 cl, 1 dwg

Description

Роторно-компрессорный однотактный двигатель внутреннего сгорания предназначен для использования в качестве автономного привода в машинах и механизмах, используемых человеком в своей жизнедеятельности. Изобретение относится к области двигателестроения. Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, номер заявки №2009144833/06 от 02.12.2009 г., который в действующей редакции МПК относится к рубрике под индексом F02B 53/00. Одним из недостатков известного двигателя является то, что для обеспечения равномерности крутящего момента двигатель должен иметь несколько рабочих секций, повернутых вокруг оси относительно друг друга. Целью изобретения является создание двигателя внутреннего сгорания, у которого:Rotary-compressor single-cycle internal combustion engine is intended for use as a stand-alone drive in machines and mechanisms used by a person in his life. The invention relates to the field of engine manufacturing. Known rotary internal combustion engine, application number No. 2009144833/06 dated 02.12.2009, which in the current version of the IPC refers to the rubric under the index F02B 53/00. One of the disadvantages of the known engine is that to ensure uniformity of torque, the engine must have several working sections rotated around an axis relative to each other. The aim of the invention is to provide an internal combustion engine, in which:

1. Одна рабочая секция обеспечивает равномерный крутящий момент на протяжении всего рабочего цикла двухроторного винтового двигателя внутреннего сгорания.1. One working section provides uniform torque throughout the entire working cycle of a two-rotor screw internal combustion engine.

2. Увеличение крутящего момента на винтовых роторах достигается за счет повышения расхода топливной смеси.2. The increase in torque on the screw rotors is achieved by increasing the consumption of the fuel mixture.

3. Процесс преобразования тепловой энергии сгораемого топлива в механическую работу не зависит от температуры двигателя.3. The process of converting thermal energy of combustible fuel into mechanical work does not depend on engine temperature.

4. Энергия, затрачиваемая на охлаждение двигателя, возвращается обратно в виде полезной работы.4. The energy spent on cooling the engine is returned back as useful work.

5. Максимальное число оборотов двигателя ограничивается лишь допустимой мощностью двигателя.5. The maximum engine speed is limited only by the permissible engine power.

6. При аккумулировании энергии ресивером и снижении давления выхлопных газов до атмосферного значения обеспечивается коэффициент полезного действия (КПД) двигателя свыше 60%.6. When the receiver accumulates energy and reduces the exhaust gas pressure to atmospheric value, an engine efficiency factor (Efficiency) of more than 60% is provided.

Поставленная цель достигнута за счет того, что:The goal is achieved due to the fact that:

1. Односекционный винтовой двухроторный двигатель внутреннего сгорания имеет возможность обеспечивать равномерный крутящий момент на роторах за счет использования многозаходных винтовых роторов, у которых винтовые поверхности перекрывают друг друга и всегда готовы к преобразованию сил давления расширяющихся газов в механическую работу.1. A single-section screw two-rotor internal combustion engine has the ability to provide uniform torque on the rotors through the use of multi-start screw rotors, in which the screw surfaces overlap each other and are always ready to convert the pressure forces of expanding gases into mechanical work.

2. Изменение крутящего момента на винтовых роторах обеспечивается регулированием количества подаваемой горючей смеси в рабочую полость двигателя при помощи, установленного на входе в рабочую полость, газораспределительного устройства, имеющего отдельный привод.2. Changing the torque on the screw rotors is provided by controlling the amount of supplied combustible mixture into the working cavity of the engine with the help of a gas distribution device with a separate drive installed at the entrance to the working cavity.

3. Процесс преобразования образующейся при сгорании топлива тепловой энергии в механическую работу не зависит от температуры нагрева двигателя, потому что температура охлажденного сжатого воздуха поступающего в камеру сгорания и температура горения топлива в воздухе практически не зависят от температуры самого двигателя.3. The process of converting thermal energy generated during fuel combustion into mechanical work does not depend on the temperature of the engine, because the temperature of the cooled compressed air entering the combustion chamber and the temperature of the fuel in the air are practically independent of the temperature of the engine itself.

4. Дополнительное охлаждение внутренних поверхностей двигателя осуществляется водяным туманом, который, превращаясь в пар в результате соприкосновения с горячими поверхностями, вращает винтовые роторы совершая полезную работу.4. Additional cooling of the internal surfaces of the engine is carried out by water fog, which, turning into steam as a result of contact with hot surfaces, rotates the screw rotors doing useful work.

5. Винтовые роторы двигателя и компрессора статически и динамически уравновешены, а силы трения, возникающие при вращении роторов, не оказывают значительного влияния на увеличение числа оборотов двигателя, так как их роторы соприкасаются только с рабочим телом, находящимся в газообразном состоянии.5. The screw rotors of the engine and compressor are statically and dynamically balanced, and the friction forces arising from the rotation of the rotors do not significantly affect the increase in the number of engine revolutions, since their rotors are in contact only with the working fluid in a gaseous state.

6. Учитывая то, что в двигателе безвозвратно теряется энергия идущая только на охлаждение масла в винтовом компрессоре и что давление выхлопных газов равно атмосферному, а неизрасходованная механическая энергия аккумулируется в ресивере, то можно сказать, что КПД двигателя должен быть не менее 60%.6. Given that the engine irretrievably loses energy that is used only for cooling the oil in a screw compressor and that the exhaust gas pressure is equal to atmospheric pressure, and the unspent mechanical energy is accumulated in the receiver, we can say that the engine efficiency should be at least 60%.

Роторно-компрессорный однотактный двигатель внутреннего сгорания содержит компрессор, двухроторный двигатель, систему газораспределения, питания, охлаждения, смазки и управления. Впуск, сжатие воздуха и выпуск отработанных газов осуществляются одновременно с рабочим ходом.A rotary-compressor single-cycle internal combustion engine contains a compressor, a two-rotor engine, a gas distribution system, power supply, cooling, lubrication and control. Air inlet, air compression and exhaust are carried out simultaneously with the stroke.

Технический результат получен в виде роторно-компрессорного однотактного двигателя внутреннего сгорания имеющего одну рабочую секцию с винтовыми роторами, представляющими из себя два параллельно расположенных и синхронно вращающихся многозаходных винтовых ротора, у которых перекрывающие друг друга рабочие винтовые поверхности при любом угловом положении роторов всегда готовы к преобразованию сил давления расширяющихся газов в механическую работу вращательного действия с равномерным крутящим моментом на винтовых роторах за счет, установленного в корпусе двигателя и расположенного перед входом в рабочую полость, многокамерного газораспределительного устройства с отдельным приводом и несколькими камерами сгорания, образующимися между сферическими поверхностями, выполненными во вращающейся газораспределительной перегородке, и стенками корпуса двигателя, которые, охлаждаясь и наполняясь сжатым воздухом, поступающим из ресивера винтового компрессора, обеспечивают двигатель вместе с топливной и гидравлической форсунками необходимым количеством рабочей смеси путем изменения скорости вращения газораспределительной перегородки относительно скорости вращения винтовых роторов, при этом воспламенение топлива от системы зажигания начинается на границе перехода рабочей смеси из камеры сгорания в рабочую полость двигателя, соединенную с атмосферой через обратный клапан для обеспечения свободного вращения многозаходных винтовых роторов при отсутствии подачи рабочей смеси в двигатель.The technical result is obtained in the form of a rotary-compressor single-cycle internal combustion engine having one working section with screw rotors, which are two parallel and synchronously rotating multi-start screw rotors, in which the working screw surfaces overlapping each other at any angular position of the rotors are always ready for conversion the pressure forces of expanding gases into the mechanical work of rotational action with uniform torque on the screw rotors due to installed in the engine casing and located in front of the entrance to the working cavity, a multi-chamber gas distribution device with a separate drive and several combustion chambers formed between spherical surfaces made in a rotating gas distribution partition and the walls of the engine casing, which are cooled and filled with compressed air coming from the receiver screw compressor, provide the engine together with fuel and hydraulic nozzles with the necessary amount of working mixture by changing the speed of rotation of the gas distribution partition relative to the speed of rotation of the screw rotors, the ignition of the fuel from the ignition system starts at the boundary of the transition of the working mixture from the combustion chamber to the working cavity of the engine connected to the atmosphere through a check valve to ensure free rotation of the multi-helical rotors in the absence of supply of working mixes into the engine.

Конструкция роторно-компрессорного однотактного двигателя внутреннего сгорания и его принцип работы поясняются чертежом. В корпусе 2 винтового двухроторного двигателя с помощью синхронизирующего блока вращаются синхронно два многозаходных винтовых ротора 1. На входе в рабочую полость в корпусе двигателя установлено имеющее отдельный привод многокамерное газораспределительное устройство с камерами сгорания 5, отделенными друг от друга вращающейся газораспределительной перегородкой 8. Одна половина камеры сгорания имеет сферическую поверхность, выполненную в газораспределительной вращающейся перегородке, а другая половина образуется за счет стенок корпуса, в котором вращается перегородка 8. При вращении, газораспределительной перегородки 8 через регулятор расхода сжатого воздуха 7 и отверстие в корпусе двигателя, камеры сгорания 5 поочередно продуваясь от сгоревших газов, охлаждаются и заполняются сжатым воздухом, поступающим из ресивера 9 винтового компрессора 4, используемого в двигателе в качестве внешнего источника сжатого воздуха.The design of a rotary compressor single-cycle internal combustion engine and its principle of operation are illustrated in the drawing. Two multi-start screw rotors 1 synchronously rotate synchronously in the two-rotor engine housing 2 using a synchronizing block 1. At the entrance to the working cavity, a multi-chamber gas distribution device with a separate drive with combustion chambers 5 separated from each other by a rotating gas distribution partition 8. is installed in the engine housing. One half of the chamber combustion has a spherical surface made in a gas distribution rotating partition, and the other half is formed due to the walls of the core the pus in which the partition 8 rotates. When rotating, the gas distribution partition 8 through the compressed air flow regulator 7 and the hole in the engine housing, the combustion chamber 5 are alternately purged from the burnt gases, cooled and filled with compressed air coming from the receiver 9 of the screw compressor 4 used in the engine as an external source of compressed air.

Топливо впрыскивается в камеру сгорания 5 под давлением из форсунки 10 и воспламеняется от системы зажигания 3 на границе перехода топливно-воздушной смеси в рабочую полость двигателя. Рабочая полость двигателя соединена с атмосферой через обратный клапан для обеспечения свободного вращения многозаходных винтовых роторов при отсутствии подачи рабочей смеси в двигатель. Степень расширения рабочей полости двигателя задается конструктивно и зависит от длины винтовой линии и модуля винтов. Пуск роторно-компрессорного однотактного двигателя внутреннего сгорания осуществляется за счет запаса сжатого воздуха в ресивере 9 и привода, который осуществляет воспламенение топлива и подачу горящей рабочей смеси в двигатель. Дополнительное охлаждение двигателя обеспечивается за счет экологически чистых рабочих ходов путем периодических впрысков водяного тумана из отдельной форсунки в камеру сгорания вместо подачи туда топлива. Сила давления газов, образующихся от горящей смеси или нагретого пара, воздействуя на площадь винтовых поверхностей, приводит во вращательное движение винтовые роторы. Повышение крутящего момента достигается за счет увеличения подачи рабочей смеси в двигатель. Количество подаваемой рабочей смеси регулируется изменением частоты вращения газораспределительной перегородки относительно скорости вращения винтовых роторов и с помощью регулятора расхода воздуха 7. Отработанные газы или охлажденный пар выталкиваются из рабочей полости винтовыми поверхностями и центробежными силами. Управление работой отдельных узлов и механизмов двигателя осуществляется с помощью контроллера или компьютера на основании информации, полученной от следящих устройств и кругового датчика, установленного на винтовом роторе.Fuel is injected into the combustion chamber 5 under pressure from the nozzle 10 and ignited from the ignition system 3 at the interface between the fuel-air mixture and the engine working cavity. The working cavity of the engine is connected to the atmosphere through a non-return valve to ensure free rotation of multi-helical rotors in the absence of supply of the working mixture to the engine. The degree of expansion of the working cavity of the engine is set constructively and depends on the length of the helix and the screw module. The start of the rotor-compressor single-cycle internal combustion engine is carried out due to the stock of compressed air in the receiver 9 and the drive, which ignites the fuel and delivers the burning working mixture to the engine. Additional engine cooling is ensured by environmentally friendly working strokes by periodically injecting water fog from a separate nozzle into the combustion chamber instead of supplying fuel there. The pressure force of the gases generated from the burning mixture or heated steam, acting on the area of the screw surfaces, causes the rotors to rotate. The increase in torque is achieved by increasing the supply of the working mixture to the engine. The amount of supplied working mixture is controlled by changing the speed of the gas distribution partition relative to the speed of rotation of the screw rotors and using the air flow regulator 7. Exhaust gases or cooled steam are pushed out of the working cavity by screw surfaces and centrifugal forces. The operation of individual components and mechanisms of the engine is controlled using a controller or computer based on information received from servo devices and a circular sensor mounted on a screw rotor.

Claims (1)

Роторно-компрессорный однотактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий компрессор, двухроторный двигатель, систему газораспределения, питания, охлаждения, смазки и управления, в котором впуск, сжатие воздуха и выпуск отработанных газов осуществляются одновременно с рабочим ходом, отличающийся тем, что двигатель имеет одну рабочую секцию с двумя параллельно расположенными и синхронно вращающимися многозаходными винтовыми роторами, у которых перекрывающие друг друга рабочие винтовые поверхности при любом угловом положении роторов всегда готовы к преобразованию сил давления расширяющихся газов в механическую работу вращательного действия с равномерным крутящим моментом на винтовых роторах за счет установленного в корпусе двигателя и расположенного перед входом в рабочую полость многокамерного газораспределительного устройства с отдельным приводом и несколькими камерами сгорания, образующимися между сферическими поверхностями, выполненными во вращающейся газораспределительной перегородке, и стенками корпуса двигателя, которые, охлаждаясь и наполняясь сжатым воздухом, поступающим из ресивера винтового компрессора, обеспечивают двигатель вместе с топливной и гидравлической форсунками необходимым количеством рабочей смеси путем изменения скорости вращения газораспределительной перегородки относительно скорости вращения винтовых роторов, при этом воспламенение топлива от системы зажигания начинается на границе перехода рабочей смеси из камеры сгорания в рабочую полость двигателя, соединенную с атмосферой через обратный клапан для обеспечения свободного вращения многозаходных винтовых роторов при отсутствии подачи рабочей смеси в двигатель. A rotary-compressor single-cycle internal combustion engine comprising a compressor, a two-rotor engine, a gas distribution, power, cooling, lubrication and control system, in which air inlet, air compression and exhaust are carried out simultaneously with the stroke, characterized in that the engine has one working section with two parallel and synchronously rotating multi-start screw rotors, in which working screw surfaces overlapping each other for any rotor angular position The ditch is always ready to convert the pressure forces of expanding gases into rotational mechanical work with uniform torque on the screw rotors due to the multi-chamber gas distribution device with a separate drive and several combustion chambers formed between the spherical surfaces installed in front of the working cavity of the engine, made in a rotating gas distribution partition, and the walls of the engine casing, which, when cooled and filled compressed air coming from the receiver of the screw compressor provides the engine together with the fuel and hydraulic nozzles with the necessary amount of the working mixture by changing the speed of the gas distribution partition relative to the speed of rotation of the screw rotors, while the ignition of the fuel from the ignition system begins at the boundary of the transition of the working mixture from the combustion chamber to the working cavity of the engine connected to the atmosphere through a check valve to ensure free rotation of multiple ntovyh rotors without supplying the working mixture in the engine.
RU2011145745/06A 2011-11-10 2011-11-10 Rotor compressor single-cycle internal combustion engine RU2492336C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145745/06A RU2492336C2 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Rotor compressor single-cycle internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011145745/06A RU2492336C2 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Rotor compressor single-cycle internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011145745A RU2011145745A (en) 2013-05-20
RU2492336C2 true RU2492336C2 (en) 2013-09-10

Family

ID=48788853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011145745/06A RU2492336C2 (en) 2011-11-10 2011-11-10 Rotor compressor single-cycle internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2492336C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659905C2 (en) * 2016-02-17 2018-07-04 Валерий Алфеевич Тараканов Ducted rotary air injection internal combustion engine
RU2665831C1 (en) * 2017-01-24 2018-09-04 Валерий Алфеевич Тараканов Steam-air ducted-jet rotary-air injection engine of internal combustion
RU196106U1 (en) * 2019-02-13 2020-02-17 Олег Вилориевич Пак DETONATION GEAR ENGINE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1818882A (en) * 1926-06-05 1931-08-11 Demuynck Alphonse Internal combustion rotary engine
DE2163848A1 (en) * 1971-12-22 1973-06-28 Erwin Dipl Ing Bernzott SCREW COMBUSTION ENGINE
RU2009144833A (en) * 2009-12-02 2011-06-10 Валерий Алфеевич Тараканов (RU) SINGLE-STROKE, ROTARY-COMPRESSOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1818882A (en) * 1926-06-05 1931-08-11 Demuynck Alphonse Internal combustion rotary engine
DE2163848A1 (en) * 1971-12-22 1973-06-28 Erwin Dipl Ing Bernzott SCREW COMBUSTION ENGINE
RU2009144833A (en) * 2009-12-02 2011-06-10 Валерий Алфеевич Тараканов (RU) SINGLE-STROKE, ROTARY-COMPRESSOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659905C2 (en) * 2016-02-17 2018-07-04 Валерий Алфеевич Тараканов Ducted rotary air injection internal combustion engine
RU2665831C1 (en) * 2017-01-24 2018-09-04 Валерий Алфеевич Тараканов Steam-air ducted-jet rotary-air injection engine of internal combustion
RU196106U1 (en) * 2019-02-13 2020-02-17 Олег Вилориевич Пак DETONATION GEAR ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011145745A (en) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11187146B2 (en) Compound engine system with rotary engine
RU2485335C2 (en) Perfection of wankel engine and similar rotary engines
JP2013531758A (en) Planetary rotary fluid motor or motor and compressor or pump
RU2492336C2 (en) Rotor compressor single-cycle internal combustion engine
RU2470167C2 (en) Single-stroke rotary air-injection ice
RU2638117C2 (en) Engine with pivoting multiangular piston
TWI589769B (en) Circulating piston engine
RU2643274C1 (en) Rotary internal combustion engine
CN105443242A (en) Pressure injection rotor engine
CN100557213C (en) Rotary engine
CA2624997A1 (en) Energy transfer machine
RU2659905C2 (en) Ducted rotary air injection internal combustion engine
KR102468662B1 (en) Variable volume chamber device
CN107587936B (en) Eccentric rotor engine and combustion work-doing method thereof
RU2441992C1 (en) Rotary diesel engine
CN110529237A (en) A kind of multi-fuel internal combustion engine
RU2300000C2 (en) Internal combustion piston pendulum engine and mechanism converting pendulum motion of piston blade
RU2530980C2 (en) Rotor compressor internal combustion engine
RU2275518C1 (en) Internal combustion engine-revenuer
RU2366819C1 (en) Orlov's two-shaft rotor-blade engine
RU2720574C1 (en) Rotary-flywheel internal combustion engine
TWI428504B (en) An improve structure for rotary engine
RU2539412C1 (en) Rotary two-chamber internal combustion engine
WO2022228355A1 (en) Engine apparatus
RU2010116513A (en) ROTOR-PISTON ENGINE "FYM-1"

Legal Events

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

Effective date: 20161111