RU2575234C2

RU2575234C2 - Rotary engine

Info

Publication number: RU2575234C2
Application number: RU2012136026/06A
Authority: RU
Inventors: Герхард ФЕУСТЛ
Original assignee: Герхард ФЕУСТЛ
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to rotary engine composed of the housing (110) with the first rotary chamber (120) and second rotary chamber (130). The first rotor (150) is located in the first rotary chamber (120) while second rotor (160) is located in the second rotary chamber (130). Surface (122) of said first rotary chamber (120) features varying distance from the opposite surface of the first rotor (150). Two valves, first (170) and second (180), are located at the first rotor (150). At rotation of the first rotor (150), said valves (170, 180) contact with the surface (122) of first rotary chamber (120) to run in opposite direction relative to the first rotor (150) to make two isolated working chamber (A, B) in the first rotary chamber (120).

EFFECT: better tightness, engine longer life and higher efficiency.

19 cl, 18 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к роторным двигателям, которые могут быть использованы, например, как тепловые двигатели или получающие энергию от возобновляемых источников энергии.The present invention relates to rotary engines, which can be used, for example, as heat engines or receiving energy from renewable energy sources.

ЕР 1405996 А1 описывает роторный двигатель, использующий термодинамические процессы. Роторный двигатель, показанный на фиг. 9, имеет преимущество, как указывают изобретатели, в виде повышенной эффективности использования топлива и простоты изготовления по сравнению с термодинамическими машинами, известными по настоящее время. В показанном роторном двигателе два рабочих диска вращаются навстречу друг другу, первый ротор размещен в рабочей камере, а второй ротор размещен в камере сжатия. Рабочее тело подается в камеру сжатия рабочим диском, расположенным в рабочей камере, где оно воспламеняется отдельно от рабочей камеры и подается назад в рабочую камеру, где происходит рабочий цикл за счет расширения и таким образом приводится в движение ротор в рабочей камере. Недостатком описанной в этом документе машины является то, что золотники установлены в оба рабочих диска для герметизации рабочей камеры и камеры сжатия, и эти золотники из-за возрастающей центробежной силы при вращении рабочих дисков уплотняются наружу по отношению к внутренней стенке корпуса 1 роторного двигателя, чтобы сжать рабочее тело. Однако указанные золотники подвержены значительному износу и задирам, и контактное давление золотников на внутреннюю стенку корпуса и, таким образом, герметичность зависят только от растущей центробежной силы при вращении рабочих дисков или от пружин, установленных между золотниками и рабочими дисками. Со временем указанные пружины могут потерять свои свойства, что приведет к пропускам в рабочую и компрессионную камеры. Еще одним недостатком является то, что рабочие диски вращаются в противоположные стороны, хотя находятся в постоянном контакте, что приводит к увеличенному трению рабочих дисков: это выражается либо в большой степени износа и задирам либо в применении дорогостоящих, износостойких материалов на поверхности рабочих дисков.EP 1405996 A1 describes a rotary engine using thermodynamic processes. The rotary engine shown in FIG. 9 has the advantage, as the inventors indicate, in the form of improved fuel efficiency and ease of manufacture compared to the thermodynamic machines known to date. In the rotary engine shown, two working disks rotate towards each other, the first rotor is placed in the working chamber, and the second rotor is placed in the compression chamber. The working fluid is fed into the compression chamber by a working disk located in the working chamber, where it is ignited separately from the working chamber and fed back into the working chamber, where the working cycle occurs due to expansion and thus the rotor in the working chamber is set in motion. The disadvantage of the machine described in this document is that the spools are installed in both working disks to seal the working chamber and the compression chamber, and these spools, due to the increasing centrifugal force during rotation of the working disks, are sealed outward with respect to the inner wall of the rotor motor housing 1 so that compress the working fluid. However, these spools are subject to significant wear and tear, and the contact pressure of the spools on the inner wall of the housing and, therefore, the tightness depend only on the growing centrifugal force during rotation of the working discs or on springs installed between the spools and working discs. Over time, these springs may lose their properties, which will lead to passes into the working and compression chambers. Another disadvantage is that the working disks rotate in opposite directions, although they are in constant contact, which leads to increased friction of the working disks: this is expressed either in a large degree of wear and scoring or in the use of expensive, wear-resistant materials on the surface of the working disks.

На основании изложенного технической задачей настоящего изобретения является создание роторного двигателя, который дает повышенную герметичность и, таким образом, больший срок службы при постоянной мощности.Based on the stated technical objective of the present invention is the creation of a rotary engine, which gives increased tightness and, thus, a longer service life at constant power.

Эта задача решается тем, что в роторном двигателе, содержащем корпус с первой роторной камерой и второй роторной камерой в виде энергопоглощающей камеры; первый ротор, расположенный в первой роторной камере; корпус, имеющий такую конфигурацию, что граничная поверхность первой роторной камеры имеет расстоянии от поверхности первого ротора, являющейся противоположной граничной (контактной) поверхности первой роторной камеры, которое меняется по отношению к окружности первого ротора; второй ротор, расположенный внутри энергопоглощающей камеры; и пару клапанных пластин, составляющих первый клапан и второй клапан, клапаны установлены свободно вращающимися на первом роторе таким образом, что во время вращения первого ротора клапаны находятся в контакте с поверхностью первой роторной камеры и вращаются в противоположных направлениях по отношению к первому ротору, образовывая две раздельные рабочие камеры (А, В) в первой роторной камере, первая роторная камера соединена с энергопоглощающей камерой таким образом, что при вращении первого ротора рабочая среда (например, газ), сжатый пластиной клапана, перемещается из рабочей камеры (А) первого ротора в полость второго ротора, расположенного в энергопоглощающей камере, и становится закрытым между поверхностью полости и поверхностью энергопоглощающей камеры, при этом роторный двигатель сконструирован с возможностью передачи энергии к рабочей среде, находящейся в полости второго ротора, чтобы увеличить давление рабочей среды, находящейся в полости.This problem is solved in that in a rotary engine containing a housing with a first rotary chamber and a second rotary chamber in the form of an energy-absorbing chamber; a first rotor located in the first rotor chamber; a housing having such a configuration that the boundary surface of the first rotor chamber has a distance from the surface of the first rotor, which is opposite to the boundary (contact) surface of the first rotor chamber, which varies with respect to the circumference of the first rotor; a second rotor located inside the energy-absorbing chamber; and a pair of valve plates constituting the first valve and the second valve, the valves are mounted freely rotating on the first rotor so that during rotation of the first rotor the valves are in contact with the surface of the first rotor chamber and rotate in opposite directions with respect to the first rotor, forming two separate working chambers (A, B) in the first rotor chamber, the first rotor chamber is connected to the energy-absorbing chamber in such a way that when the first rotor rotates, the working medium (for example, gas), compressed the valve plate, moves from the working chamber (A) of the first rotor into the cavity of the second rotor located in the energy-absorbing chamber, and becomes closed between the surface of the cavity and the surface of the energy-absorbing chamber, while the rotary engine is designed to transfer energy to the working medium located in the cavity of the second rotor to increase the pressure of the working medium in the cavity.

Первый ротор имеет клапанные полости для точной установки клапанов в них, таким образом, что клапана образуют непрерывную поверхность с граничной поверхностью первого ротора.The first rotor has valve cavities for precisely fitting the valves therein, so that the valves form a continuous surface with a boundary surface of the first rotor.

Корпус имеет сужение и при вращении первого ротора площадь поверхности первого ротора входит в контакт при проходе сужения с поверхностью первой роторной камеры, где указанная площадь расположена в сужении; и где клапаны при вращении первого ротора входят в состав клапанных полостей, когда они проходят сужение.The housing has a constriction and when the first rotor rotates, the surface area of the first rotor comes into contact when the constriction passes with the surface of the first rotor chamber, where the specified area is located in the constriction; and where the valves during rotation of the first rotor are part of the valve cavities when they pass narrowing.

Энергопоглощающая камера соединена с первой роторной камерой при помощи первого прохода и второго прохода, которые окружают сужение, и при вращении первого ротора рабочая среда может вытекать из первой рабочей камеры (А) внутри первой роторной камеры через первый проход в энергопоглощающую камеру и может перетекать из энергопоглощающей камеры через второй проход во вторую рабочую камеру (В) внутри первой роторной камеры.The energy-absorbing chamber is connected to the first rotor chamber by a first passage and a second passage that surround the constriction, and when the first rotor rotates, the working medium can flow out of the first working chamber (A) inside the first rotor chamber through the first passage into the energy-absorbing chamber and can flow from the energy-absorbing chamber chamber through the second passage into the second working chamber (B) inside the first rotary chamber.

Второй ротор выполнен в виде цилиндрического ротора и имеет полость для хранения рабочей среды в энергопоглощающей камере и этот рабочая среда проходит через первый проход и выходит через второй проход при вращении первого ротора.The second rotor is made in the form of a cylindrical rotor and has a cavity for storing the working medium in an energy-absorbing chamber, and this working medium passes through the first passage and exits through the second passage when the first rotor rotates.

Второй ротор соединен с первым ротором таким образом, что вращение первого ротора приводит к вращению в том же направлении второго ротора.The second rotor is connected to the first rotor in such a way that the rotation of the first rotor leads to rotation in the same direction of the second rotor.

Роторный двигатель дополнительно содержит вторую пару клапанов, имеющую третий клапан и четвертый клапан, вторая пара свободно вращающихся клапанов размещена против первой пары клапанов на первом роторе, и вторая пара клапанов идентична первой паре клапанов в диапазоне допусков; и где второй ротор имеет вторую полость для сохранения рабочей среды, указанная полость расположена против первой полости и изготовлена со смещением по отношению к длине второго ротора.The rotary engine further comprises a second pair of valves having a third valve and a fourth valve, a second pair of freely rotating valves placed against the first pair of valves on the first rotor, and the second pair of valves is identical to the first pair of valves in the tolerance range; and where the second rotor has a second cavity for maintaining the working medium, the specified cavity is located against the first cavity and is made with an offset with respect to the length of the second rotor.

Энергопоглощающая камера имеет конфигурацию для передачи рабочей среды, содержащейся в полости второго ротора.The energy-absorbing chamber is configured to transfer a working medium contained in the cavity of the second rotor.

Роторный двигатель имеет второе сужение, размещенное против первого сужения; второе сужение расположено между выходным отверстием рабочей среды и входным отверстием рабочей среды корпуса, таким образом, при вращении первого ротора часть рабочей среды покидает роторный двигатель через выходное отверстие, а другая часть рабочей среды поступает в роторный двигатель через входное отверстие; и имеет топливный инжектор для впрыска топлива в полости энергопоглощающей камеры.The rotary engine has a second constriction placed against the first constriction; the second narrowing is located between the outlet of the working medium and the inlet of the working medium of the housing, thus, when the first rotor rotates, part of the working medium leaves the rotary engine through the outlet, and the other part of the working medium enters the rotary engine through the inlet; and has a fuel injector for injecting fuel into the cavity of the energy-absorbing chamber.

Роторный двигатель имеет второе сужение, расположенное против первого сужения, и второе сужение расположено между третьим и четвертым проходом, третий проход выполнен как вход устройства теплового излучения, а четвертый проход выполнен как выход устройства теплового излучения, и при вращении первого ротора часть рабочей среды поступает в устройство теплового излучения через третий проход, а другая часть рабочей среды покидает устройство теплового излучения через четвертый проход.The rotary engine has a second restriction located against the first narrowing, and the second narrowing is located between the third and fourth pass, the third pass is made as the input of the thermal radiation device, and the fourth pass is made as the output of the thermal radiation device, and when the first rotor rotates, a part of the working medium enters thermal radiation device through the third passage, and another part of the working medium leaves the thermal radiation device through the fourth passage.

Роторный двигатель содержит U-образную трубку; первый конец трубки соединен с энергопоглощающей камерой, и при вращении первого ротора часть рабочая среда поступает из первой рабочей камеры (А) первого ротора через первый проход, через одну из полостей второго ротора и в трубку; и второй конец трубки соединен с энергопоглощающей камерой и при вращении первого ротора часть рабочей среды перетекает из трубки через полости второго ротора через второй проход во вторую рабочую камеру (В) в первой роторной камере.The rotary engine comprises a U-shaped tube; the first end of the tube is connected to the energy-absorbing chamber, and when the first rotor rotates, part of the working medium enters from the first working chamber (A) of the first rotor through the first passage, through one of the cavities of the second rotor and into the tube; and the second end of the tube is connected to the energy-absorbing chamber and when the first rotor rotates, part of the working medium flows from the tube through the cavities of the second rotor through the second passage into the second working chamber (B) in the first rotor chamber.

Трубка расположена в фокальной плоскости светофокусирующего устройства.The tube is located in the focal plane of the light-focusing device.

Второй ротор выполнен из материала с низкой теплопроводностью.The second rotor is made of a material with low thermal conductivity.

Расстояние от первого клапана пары клапанов до второго клапана этой же пары клапанов имеет минимальный размер по отношению к окружности первого ротора.The distance from the first valve of the pair of valves to the second valve of the same pair of valves has a minimum size with respect to the circumference of the first rotor.

Первый ротор является цилиндрическим и/или второй ротор является цилиндрическим.The first rotor is cylindrical and / or the second rotor is cylindrical.

Клапаны имеют покрытие из износостойких материалов.Valves are coated with wear resistant materials.

Клапаны имеют серповидную форму и на одном из концов имеют кривизну с утолщением для присоединения первого ротора.The valves have a crescent shape and at one end have curvature with a thickening for attaching the first rotor.

Корпус образован из двух половин, первая половина имеет первую роторную камеру, а вторая половина имеет энергопоглощающую камеру и обе половины соединены между собой герметично.The housing is formed of two halves, the first half has a first rotor chamber, and the second half has an energy-absorbing chamber, and both halves are tightly interconnected.

Роторный двигатель имеет стартерное устройство, предназначенное для пуска первого ротора во вращательное движение.The rotary engine has a starter device designed to start the first rotor in rotational motion.

Клапаны имеют пружины, расположенные таким образом, что при нахождении в покое первого ротора клапаны прижаты к поверхности первой роторной камеры.The valves have springs arranged so that when the first rotor is at rest, the valves are pressed against the surface of the first rotor chamber.

Ключевая идея настоящего изобретения основывается на том, что роторный двигатель, состоящий из первого рабочего диска, расположенного в первой роторной камере, и второго рабочего диска, расположенного во второй роторной камере, могут иметь повышенную герметичность, когда пара клапанов, состоящая из первого клапана и второго клапана, расположена на первом рабочем диске таким образом, что при вращении первого рабочего диска пластины клапанов находятся в контакте с поверхностью первой роторной камеры и вращаются одновременно в противоположную от вращения первого рабочего диска сторону.The key idea of the present invention is based on the fact that a rotary engine consisting of a first working disk located in the first rotary chamber and a second working disk located in the second rotary chamber can have increased tightness when a pair of valves consisting of the first valve and the second the valve is located on the first working disk so that when the first working disk rotates, the valve plates are in contact with the surface of the first rotor chamber and rotate simultaneously in the counter The side from the rotation of the first working disk.

Пластины клапанов устроены таким образом, что при вращении первого рабочего диска они образуют две раздельные рабочие камеры внутри первой роторной камеры. Во время движения первого рабочего диска пластины клапанов прижаты к внутренней стенке корпуса центробежной силой и благодаря, например, серповидному разделительному элементу и под действием компрессии и расширения среды в рабочей камере они прижимаются к внутренней поверхности стенки корпуса еще сильнее, что дает еще большую герметичность.The valve plates are arranged in such a way that when the first working disk rotates, they form two separate working chambers inside the first rotor chamber. During the movement of the first working disk, the valve plates are pressed against the inner wall of the housing by centrifugal force and, due to, for example, a crescent-shaped dividing element and due to compression and expansion of the medium in the working chamber, they are pressed even further against the inner surface of the housing wall, which gives even greater tightness.

Таким образом, применение пластин клапанов для среды, находящейся в рабочей камере роторного двигателя, является преимуществом настоящего изобретения, достигается улучшение герметичности при компрессии или расширении среды, что приводит к увеличению КПД двигателя.Thus, the use of valve plates for the medium located in the working chamber of a rotary engine is an advantage of the present invention. Improved tightness is achieved during compression or expansion of the medium, which leads to an increase in engine efficiency.

Вдобавок поворотное устройство пластин клапанов на первом рабочем диске позволяет пластинам клапанов постоянно выдерживать зазор между первым рабочим диском и внутренней стенкой корпуса.In addition, the rotary device of the valve plates on the first working disk allows the valve plates to constantly withstand the gap between the first working disk and the inner wall of the housing.

Преимущественные решения по настоящему изобретению будут даны ниже.Advantageous solutions of the present invention will be given below.

Фиг. 1 показывает вид сверху роторного двигателя в соответствии с данным изобретением;FIG. 1 shows a top view of a rotary engine in accordance with this invention;

Фиг. 2а показывает верхнюю часть роторного двигателя по настоящему изобретению;FIG. 2a shows the top of a rotary engine of the present invention;

Фиг. 2b показывает вид в разрезе роторного двигателя, показанного на Фиг. 2а;FIG. 2b shows a sectional view of the rotary engine shown in FIG. 2a;

Фиг. 3а и 3b показывают виды в разрезе роторной камеры, используемой по настоящему изобретению;FIG. 3a and 3b show sectional views of a rotary chamber used according to the present invention;

Фиг. 4а, b, c, d, е показывают горизонтальные проекции роторного двигателя, показанного на Фиг. 2а, для иллюстрации работы роторного двигателя на различных фазах 1-5 соответственно;FIG. 4a, b, c, d, e show horizontal projections of the rotary engine shown in FIG. 2a to illustrate the operation of a rotary engine in various phases 1-5, respectively;

Фиг. 5а показывает вид сверху роторного двигателя по настоящему изобретению;FIG. 5a shows a top view of the rotary engine of the present invention;

Фиг. 5b показывает вид в разрезе роторного двигателя, показанного на Фиг. 5а;FIG. 5b shows a sectional view of the rotary engine shown in FIG. 5a;

Фиг. 6а показывает вид сверху роторного двигателя по настоящему изобретению;FIG. 6a shows a top view of the rotary engine of the present invention;

Фиг. 6b показывает вид в разрезе камеры преобразования энергии роторного двигателя на Фиг. 6а;FIG. 6b shows a sectional view of the energy conversion chamber of the rotary engine of FIG. 6a;

Фиг. 7 показывает диаграммы кривых давления в роторном двигателе по настоящему изобретению;FIG. 7 shows diagrams of pressure curves in a rotary engine of the present invention;

Фиг. 8а показывает схематическое изображение поперечного сечения и роторного двигателя по настоящему изобретению;FIG. 8a shows a schematic cross-sectional view of a rotary engine of the present invention;

Фиг. 8b показывает схематическое изображение общего вида роторного двигателя по настоящему изобретению;FIG. 8b shows a schematic representation of a general view of a rotary engine of the present invention;

Фиг. 9 показывает вид сверху роторного двигателя по известному исполнению.FIG. 9 shows a top view of a rotary engine according to a known embodiment.

Перед тем как далее более детально объяснить суть данного изобретения со ссылками на чертежи, необходимо отметить, что одинаковые элементы на фиг. 1-9 будут иметь одинаковые цифры и будут даны повторяющиеся описания.Before explaining in more detail the essence of the present invention with reference to the drawings, it should be noted that the same elements in FIG. 1-9 will have the same numbers and duplicate descriptions will be given.

Фиг. 1 показывает роторный двигатель 100, выполненный по предлагаемому изобретению. Роторный двигатель 100 на фиг. 1 имеет корпус 110 с первой роторной камерой 120 и второй роторной камерой 130. Первый ротор 150 расположен в роторной камере 120. Второй ротор 160 расположен во второй роторной камере 130. Первый ротор 150 имеет пару клапанов, состоящих из первой пластины клапана 170 и второй пластины клапана 180, свободно вращающихся там. Отверстия для первого клапана 170 и второго клапана 180 расположены в противоположных местах. Расстояние от поверхности 122 первой роторной камеры 120, т.е. от внутренней поверхности корпуса до противоположной поверхности 152 первого ротора 150 меняется таким образом, что образуется сужение 190 между поверхностью 152 и внутренней стенкой корпуса или поверхностью 122 первой роторной камеры 120. Первая роторная камера 120 соединяется со второй роторной камерой, например, через первый канал 192 и через второй проход 194, расположенные в сужении 190. Ротор 160 расположен во второй роторной камере 130 и через уплотнение соединен с поверхностью второй роторной камеры 130. Ротор 160 может иметь одну или более полость 162. Рабочая среда, например газ, может находиться в первой роторной камере 120 и во второй роторной камере 130.FIG. 1 shows a rotary engine 100 according to the invention. The rotary engine 100 of FIG. 1 has a housing 110 with a first rotor chamber 120 and a second rotor chamber 130. The first rotor 150 is located in the rotor chamber 120. The second rotor 160 is located in the second rotor chamber 130. The first rotor 150 has a pair of valves consisting of a first valve plate 170 and a second plate valves 180 freely rotating there. The holes for the first valve 170 and the second valve 180 are located in opposite places. The distance from the surface 122 of the first rotary chamber 120, i.e. from the inner surface of the housing to the opposite surface 152 of the first rotor 150 changes so that a narrowing 190 is formed between the surface 152 and the inner wall of the housing or the surface 122 of the first rotor chamber 120. The first rotor chamber 120 is connected to the second rotor chamber, for example, through the first channel 192 and through a second passage 194 located in the restriction 190. The rotor 160 is located in the second rotor chamber 130 and is connected through the seal to the surface of the second rotor chamber 130. The rotor 160 may have one or more cavity 162. The working medium, for example gas, may be in the first rotor chamber 120 and in the second rotor chamber 130.

Клапанная заслонка иногда может называться клапанной пластиной или пластинчатый клапан в следующих случаях:A valve can sometimes be called a valve plate or a plate valve in the following cases:

Оба пластинчатых клапана 170, 180 совместно с сужением 190 образуют отдельные рабочие камеры А и В в первой роторной камере 120. Как пример воздух используется в качестве рабочей среды, но, конечно, может использоваться любая газовая смесь. При вращении первого ротора 150, которое происходит под действием сжатого воздуха или электростартера, первый пластинчатый клапан 170 и второй пластинчатый клапан при повороте отходят от ротора 150 и таким образом герметично контактируют с внутренней поверхностью корпуса 110 и/или поверхностью 122 первой роторной камеры. При вращении первого ротора 150 воздух, находящийся в рабочей камере А, сжимается первым пластинчатым клапаном 170. Благодаря форме пластинчатого клапана 170 сжатие воздуха в рабочей камере А увеличивает противодавление, приложенное к первому пластинчатому клапану 170, а герметичный контакт первого пластинчатого клапана 170 с поверхностью 122 первой роторной камеры 120 приводит к повышению давления. Сужение 190 имеет такую форму, что оно либо не проницаемо для воздуха либо проницаемо в очень малой степени, и поэтому воздух, сжатый в рабочей камере А, продавливается через канал 192 и клапан 170 во вторую роторную камеру 130. Второй ротор 160 расположен во второй роторной камере 130 и соединен с первым ротором 150, например, при помощи зубчатого ремняЮ и вращение первого ротора 150 приводит к вращению второго ротора 160 в том же направлении, угловая скорость вращения обоих роторов одинакова. Благодаря герметичному контакту второго ротора 160 с внутренней стенкой корпуса второй роторной камеры 130сжатый первым клапаном 170 воздух и выходящий из рабочей камеры А может поступать только в полость 162 второго ротора 160. Чтобы сжатый воздух мог поступать в полость 162, проход в полости 162 развернут лицевой стороной к каналу 192 непосредственно до места прохождения первым клапаном 170 канала 192. В момент прохождения первым клапаном 170 канала 192, второй ротор 160 уже повернут на такой угол, что сжатый воздух в полости 162 герметично заперт между поверхностью полости 162 и поверхностью второй роторной камеры 130; другими словами, воздух не может перетекать назад во вторую роторную камеру 130 через канал 192. Воздух, находящийся в полости 162, нагревается из-за роста давления и уменьшения объема, далее он может быть нагрет, например, подводом тепловой энергии; другими словами, воздух во второй роторной камере 130может дальше получать энергию. Следовательно, вторая роторная камера 130 также считается камерой 130, поглощающей энергию. Отличие роторного двигателя 100 по данному изобретению от известных роторных двигателей состоит в том, что, по крайней мере, при половине или более поворота второй ротор 160 поглощает энергию в камере поглощения 130 и/или во второй роторной камере 130. Для освобождения тепла воздуха, сжатого в полости 162, во второй роторной камере 130 или энергопоглощающей камере может быть использовано нагревание. При приложении тепла к постоянному объему воздуха будет повышаться давление этого воздуха из-за термодинамических процессов. Как только второй клапан 180 минует проход 194, полость 162 соединяется с проходом 194 при вращении второго ротора 160. Сжатый под большим давлением в полости 162 воздух резко выходит, выполняет работу и заставляет первый ротор 150 двигаться, прикладывая давление ко второму клапану 180. На второй клапан 180, расположенный в противоположном месте по отношению к первому клапану 170, воздействует повышенное давление выходящего сжатого воздуха и прижимает его к внутренней поверхности 122 корпуса первой роторной камеры 120 с повышенной силой из-за формы клапана, аналогичной форме первого клапана 170, при этом герметичность еще больше возрастает. Расширение газа и выполняемая работа происходит в рабочей камере В первой роторной камеры 120. Благодаря расширению воздуха в рабочей камере В, воздух автоматически сжимается в рабочей камере А и в результате циклический процесс вновь начинается.Both plate valves 170, 180 together with the restriction 190 form separate working chambers A and B in the first rotary chamber 120. As an example, air is used as a working medium, but, of course, any gas mixture can be used. During the rotation of the first rotor 150, which occurs under the action of compressed air or electric starter, the first plate valve 170 and the second plate valve, when turning, depart from the rotor 150 and thus tightly contact the inner surface of the housing 110 and / or the surface 122 of the first rotor chamber. When the first rotor 150 rotates, the air in the working chamber A is compressed by the first plate valve 170. Due to the shape of the plate valve 170, air compression in the working chamber A increases the back pressure applied to the first plate valve 170, and the tight contact of the first plate valve 170 with the surface 122 the first rotary chamber 120 leads to an increase in pressure. The constriction 190 has such a shape that it is either impermeable to air or very small permeable, and therefore the air compressed in the working chamber A is forced through the channel 192 and valve 170 into the second rotor chamber 130. The second rotor 160 is located in the second rotor chamber 130 and connected to the first rotor 150, for example, by means of a toothed belt Ю and the rotation of the first rotor 150 results in the rotation of the second rotor 160 in the same direction, the angular velocity of rotation of both rotors is the same. Due to the tight contact of the second rotor 160 with the inner wall of the housing of the second rotor chamber 130, the air compressed by the first valve 170 and leaving the working chamber A can only enter the cavity 162 of the second rotor 160. In order for the compressed air to enter the cavity 162, the passage in the cavity 162 is turned with the front side to the channel 192 directly to the passage of the first valve 170 of the channel 192. At the time of passage of the first valve 170 of the channel 192, the second rotor 160 is already rotated so that the compressed air in the cavity 162 is hermetically sealed between the the surface of the cavity 162 and the surface of the second rotary chamber 130; in other words, air cannot flow back into the second rotor chamber 130 through the channel 192. The air in the cavity 162 is heated due to the increase in pressure and volume reduction, then it can be heated, for example, by supplying thermal energy; in other words, air in the second rotary chamber 130 can further receive energy. Therefore, the second rotary chamber 130 is also considered an energy absorbing chamber 130. The difference between the rotary engine 100 of the present invention and the known rotary engines is that at least half or more of the rotation of the second rotor 160 absorbs energy in the absorption chamber 130 and / or in the second rotary chamber 130. To release the heat of the compressed air in the cavity 162, in the second rotary chamber 130 or in the energy-absorbing chamber, heating may be used. When heat is applied to a constant volume of air, the pressure of this air will increase due to thermodynamic processes. As soon as the second valve 180 passes the passage 194, the cavity 162 is connected to the passage 194 when the second rotor 160 is rotated. Compressed air under high pressure in the cavity 162 exits sharply, performs work and causes the first rotor 150 to move by applying pressure to the second valve 180. On the second the valve 180, located in the opposite position with respect to the first valve 170, exerts increased pressure of the outgoing compressed air and presses it against the inner surface 122 of the housing of the first rotor chamber 120 with increased force due to the shape of the valve similar to the shape of the first valve 170, while the tightness is further increased. The expansion of gas and the work performed takes place in the working chamber B of the first rotary chamber 120. Due to the expansion of air in the working chamber B, the air is automatically compressed in the working chamber A and as a result, the cyclic process starts again.

Кроме увеличения герметичности и, как следствие, увеличения КПД роторного двигателя 100 по сравнению с ранее известными роторными двигателями, прямой общий контакт роторов 150, 160 может быть исключен при расположении второго ротора 160 во второй роторной камере 130, отдельно от первой роторной камеры 120; в результате износ и задиры, вызванные истиранием роторов 150, 160, могут снизиться во много раз и можно избежать применения дорогостоящего износостойкого покрытия на поверхностях роторов 150, 160. Роторы 150, 160, кроме того, могут быть выполнены в виде цилиндрических роторных тел, которые в отличие от эллиптических роторов, которые тоже можно использовать, приводят к удешевлению производства, и эти роторы 150, 160 вращаются с малыми вибрациями благодаря отсутствию дисбаланса.In addition to increasing the tightness and, as a consequence, increasing the efficiency of the rotary engine 100 in comparison with previously known rotary engines, direct common contact of the rotors 150, 160 can be eliminated when the second rotor 160 is located in the second rotor chamber 130, separately from the first rotor chamber 120; as a result, wear and tears caused by abrasion of the rotors 150, 160 can be reduced many times and the use of expensive wear-resistant coatings on the surfaces of the rotors 150, 160 can be avoided. The rotors 150, 160, in addition, can be made in the form of cylindrical rotor bodies, which unlike elliptical rotors, which can also be used, lead to cheaper production, and these rotors 150, 160 rotate with small vibrations due to the lack of imbalance.

Роторный двигатель 100, показанный на фиг. 1, требует меньше обслуживания и стоит меньше, чем известные роторные двигатели, и благодаря использованию оппозитных клапанов 170, 180 его способ работы более эффективен, чем известные роторные двигатели.The rotary engine 100 shown in FIG. 1 requires less maintenance and costs less than known rotary engines, and due to the use of opposed valves 170, 180, its method of operation is more efficient than known rotary engines.

В дальнейшем исполнении первый ротор 150 может иметь клапанные полости 250 для жесткой установки клапанов 170, 180 и эти клапаны образуют жесткие пары с поверхностями первого ротора 150, когда они загнуты и установлены внутрь к корпусу первого ротора 150.In a further embodiment, the first rotor 150 may have valve cavities 250 for rigidly mounting the valves 170, 180 and these valves form rigid pairs with the surfaces of the first rotor 150 when they are bent and installed inward to the housing of the first rotor 150.

Хотя второй ротор 160, показанный в роторном двигателе 100, имеет полость 162, есть возможность при дальнейшем изготовлении создать множество полостей 162, распределенных на роторе 160 независимо друг от друга.Although the second rotor 160, shown in the rotary engine 100, has a cavity 162, it is possible in future manufacture to create many cavities 162, distributed on the rotor 160 independently of each other.

В варианте исполнения, показанном на фиг. 1, есть только одна пара клапанных пластин, установленных в первом клапане 170 и во втором клапане 180 на первом роторе 150, при дальнейшем изготовлении по настоящему изобретению можно установить множество клапанных заслонок на первом роторе 150. В сочетании с множеством полостей 162, расположенных на втором роторе 160, термодинамический циклический процесс может быть повторен несколько раз во время поворота двух роторов 150 и 160.In the embodiment shown in FIG. 1, there is only one pair of valve plates installed in the first valve 170 and in the second valve 180 on the first rotor 150, with further manufacturing of the present invention, a plurality of valve flaps can be mounted on the first rotor 150. In combination with the plurality of cavities 162 located on the second rotor 160, the thermodynamic cyclic process can be repeated several times during the rotation of the two rotors 150 and 160.

Хотя в роторном двигателе 100 на фиг. 1 показана только одна вторая роторная камера 130, которая имеет второй ротор 160, расположенный в этой камере, дальнейшие модификации могут иметь несколько вторых рабочих камер 130 с установленными в них роторами 160.Although in the rotary engine 100 of FIG. 1 shows only one second rotor chamber 130, which has a second rotor 160 located in this chamber, further modifications may have several second working chambers 130 with rotors 160 installed therein.

Необходимо отметить, что второй ротор 160 изготавливается из материала с низкой теплопроводностью, например керамики.It should be noted that the second rotor 160 is made of a material with low thermal conductivity, such as ceramic.

В варианте изготовления по настоящему изобретению зазоры двух заслонок клапанов 170, 180 должны быть минимальными (например, менее 30° или менее 10° или даже менее 2°) по отношению к окружности первого ротора 150. Желательно, чтобы соединение полости 162 на втором роторе 160 с первым каналом 192 перекрывалось, когда заслонка первого клапана 170 проходит канал 192, чтобы получить как можно большее сжатие. Соответственно желательно соединить полость 162 с проходом 194 сразу же после прохождения пластины второго клапана 180 через проход 194, чтобы образовать как можно больший сектор расширения.In the embodiment of the present invention, the gaps of the two valve flaps 170, 180 should be minimal (for example, less than 30 ° or less than 10 ° or even less than 2 °) with respect to the circumference of the first rotor 150. It is desirable that the connection of the cavity 162 on the second rotor 160 with the first channel 192 overlapped when the shutter of the first valve 170 passes through the channel 192 to obtain as much compression as possible. Accordingly, it is desirable to connect the cavity 162 to the passage 194 immediately after the passage of the plate of the second valve 180 through the passage 194 in order to form the largest expansion sector.

В дальнейших вариантах исполнения настоящего изобретения первый ротор и/или второй ротор могут быть выполнены в виде цилиндров, что приводит к упрощению изготовления роторов и снижению стоимости изготовления всего роторного двигателя.In further embodiments of the present invention, the first rotor and / or second rotor can be made in the form of cylinders, which simplifies the manufacture of rotors and reduces the manufacturing cost of the entire rotary engine.

Пластина первого клапана 170 и пластина второго клапана 180 могут иметь износостойкое покрытие (например, титан), что позволяет получить долгий срок службы клапанных пластин и низкие эксплуатационные расходы. Вообще говоря, предусмотрен вариант работы без смазки.The plate of the first valve 170 and the plate of the second valve 180 can have a wear-resistant coating (for example, titanium), which allows to obtain a long service life of the valve plates and low maintenance. Generally speaking, a non-lubricated option is provided.

С целью дальнейшего увеличения контактного давления пластин клапанов 170, 180 к граничной (контактной) поверхности 122 первой роторной камеры 120 пластины клапанов 170, 180 могут быть изготовлены, например, серповидной формы, тогда их контактное давление к поверхности 122 увеличивается, при приложении давления к клапанам 170, 180 и таким образом достигается большая герметичность.In order to further increase the contact pressure of the valve plates 170, 180 to the boundary (contact) surface 122 of the first rotary chamber 120, the valve plates 170, 180 can be made, for example, in a crescent shape, then their contact pressure to the surface 122 increases when pressure is applied to the valves 170, 180 and thus a greater tightness is achieved.

На фиг. 1 показан роторный двигатель 100 с корпусом 110, выполненным в едином целом (например, литой), в дальнейших вариантах реализации настоящего изобретения корпус 110 может быть выполнен из нескольких частей, например двух, которые соединены герметично, с учетом рабочей среды, находящейся в роторных камерах.In FIG. 1 shows a rotary engine 100 with a housing 110 made in a single unit (for example, cast), in further embodiments of the present invention, the housing 110 may be made of several parts, for example two, which are hermetically connected, taking into account the working environment in the rotary chambers .

На фиг. 1 показан роторный двигатель 100, который может иметь стартерное устройство, которое позволяет запускать первый ротор 150 и соединенный с ним второй ротор 160. Стартерное устройство может быть электрическим, соединенным с аккумулятором, таким же, как стартер двигателя внутреннего сгорания, например, автомобиля.In FIG. 1 shows a rotary engine 100, which may have a starter device that allows the first rotor 150 to start and a second rotor 160 connected thereto. The starter device may be electric, connected to a battery, the same as a starter of an internal combustion engine, for example, a car.

Также для роторного двигателя 100 имеется возможность работать от емкости со сжатым воздухом, который используется для запуска двигателя. В этом случае сжатый воздух направляется в первую роторную камеру 120, что приводит к пуску двигателя. Сжатый воздух высокого давления, хранящийся в резервуаре, может подаваться туда от роторного двигателя 100, например, во время предыдущих циклов работы двигателя 100.Also, for the rotary engine 100, it is possible to operate from a container of compressed air, which is used to start the engine. In this case, the compressed air is directed to the first rotary chamber 120, which causes the engine to start. The high pressure compressed air stored in the tank may be supplied there from the rotary engine 100, for example, during previous cycles of the engine 100.

Варианты исполнения по настоящему изобретению могут иметь на пластинах клапанов 170, 180 установленные пружины, чтобы кланы 170, 180 находились в контакте с поверхностью 122 первой роторной камеры 120 даже в состоянии покоя первого ротора 150.Embodiments of the present invention may have springs installed on valve plates 170, 180 so that clans 170, 180 are in contact with surface 122 of first rotor chamber 120 even at rest of first rotor 150.

При дальнейшем конструктивном исполнении пластины клапанов 170 и 180 ротора 150 могут иметь одинаковую длину с ротором 150 по оси вращения 240 ротора 150.In a further embodiment, the valve plates 170 and 180 of the rotor 150 may have the same length with the rotor 150 along the axis of rotation 240 of the rotor 150.

В соответствии с конструктивным решением пластины клапанов 170, 180 могут быть установлены в полости 220 клапанов, при этом, с одной стороны, они могут проходить сужение 190 ротора 150 и внутренний цилиндр, т.е. поверхность 122 роторной камеры 120 без какого-либо сопротивления с жестким наружным контуром ротора, а с другой стороны, они установлены на осях по окружности ротора, таким образом, что свободный конец пластины клапанов 170, 180 скользит по внутренней поверхности 122 рубашки цилиндрического корпуса 110 под действием центробежных сил или под действием пружины.In accordance with the structural solution, the valve plates 170, 180 can be installed in the cavity 220 of the valves, while, on the one hand, they can undergo a narrowing 190 of the rotor 150 and the inner cylinder, i.e. the surface 122 of the rotor chamber 120 without any resistance with a rigid outer contour of the rotor, and on the other hand, they are mounted on the axes around the circumference of the rotor, so that the free end of the valve plate 170, 180 slides along the inner surface 122 of the shirt of the cylindrical housing 110 under by centrifugal forces or by the action of a spring.

Фиг. 2а показывает вид сверху роторного двигателя 200 в соответствии с конструкторским решением по настоящему изобретению.FIG. 2a shows a top view of a rotary engine 200 in accordance with the design solution of the present invention.

Фиг. 2b показывает вид в разрезе роторного двигателя 200, показанного на Фиг. 2а. Роторный двигатель 200 будет описан при помощи Фиг. 2а и 2b в терминах конструкции и способа работы.FIG. 2b shows a sectional view of the rotary engine 200 shown in FIG. 2a. Rotary engine 200 will be described with reference to FIG. 2a and 2b in terms of design and mode of operation.

Корпус 110, который здесь разработан в виде цилиндрической трубы с кожухом охлаждения, образует первую роторную камеру 120, которая здесь спроектирована в виде полости, герметизированной фланцами 210 на концевых поверхностях, с расположенным эксцентрично первым ротором 150, изготовлен ротор 150 специально малого диаметра с таким расчетом, чтобы было почти полное контактное примыкание к внутренней цилиндрической поверхности 122 трубы корпуса 110. Полость роторной камеры 120, в свою очередь, разделена на несколько рабочих камер А, В, С, D через углы поворота при помощи клапанов 170, 180, расположенных попарно в зеркально обратном порядке и показанных как пластины клапанов 170, 180. Указанные пластины клапанов 170, 180 расположены в роторе 150 в полостях 220 клапанов, при этом, с одной стороны, они могут проходить сужение 190 ротора 150 и внутренний цилиндр, т.е. поверхность 122 роторной камеры 120 без какого-либо сопротивления жесткого наружного контура ротора, а с другой стороны, они установлены на осях по окружности ротора, таким образом, что свободный конец пластин клапанов 170, 180 скользит по внутренней поверхности 122 рубашки цилиндра корпуса 110 под действием центробежных сил или под действием пружины.The housing 110, which is designed here in the form of a cylindrical tube with a cooling casing, forms the first rotor chamber 120, which is designed here as a cavity sealed by flanges 210 on the end surfaces, with the first rotor 150 located eccentrically, and a specially made small diameter rotor 150 with this design so that there is an almost complete contact abutment to the inner cylindrical surface 122 of the pipe of the housing 110. The cavity of the rotor chamber 120, in turn, is divided into several working chambers A, B, C, D through angles orot with valves 170, 180, located in pairs in the opposite order and shown as valve plates 170, 180. These valve plates 170, 180 are located in the rotor 150 in the cavities 220 of the valves, while, on the one hand, they can pass narrowing 190 rotor 150 and the inner cylinder, i.e. the surface 122 of the rotor chamber 120 without any resistance to the rigid outer contour of the rotor, and on the other hand, they are mounted on the axes around the circumference of the rotor, so that the free end of the valve plates 170, 180 slides along the inner surface 122 of the cylinder jacket of the housing 110 under the action centrifugal forces or under the action of a spring.

Во время вращения ротора,образуются постоянно меняющиеся, но всегда очень герметичные для рабочей среды, являющейся рабочим газом или газовой смесью, рабочие камеры А, В, С, D между сужением 190 (корпусом ротора 150 и трубой цилиндра с кожухом корпуса 110) и клапанами 170, 180, каждый из которых обращен к поверхности сужения 190. Свободное пространство между двумя пластинами клапанов 170, 180 и поверхностью сужения 190 не влияют на работу.During the rotation of the rotor, constantly changing, but always very tight for the working medium, which is the working gas or gas mixture, the working chambers A, B, C, D between the narrowing 190 (the rotor body 150 and the cylinder pipe with the housing cover 110) and valves are formed 170, 180, each of which faces the narrowing surface 190. The free space between the two valve plates 170, 180 and the narrowing surface 190 does not affect the operation.

По возможности, как можно ближе к сужению 190 располагают вторую роторную камеру 130, которая сделана цилиндрической полостью и она имеет меньшие размеры, чем цилиндрическая труба с кожухом корпуса 110. По обеим сторонам сужения 190 цилиндрическая полость 130 соединена с каналами 192, 194, малого диаметра, которые ниже указаны как каналы 192, 194, чтобы образовать угловую конструкцию, включающую в себя рабочие камеры А и В. Небольшая полость второй роторной камеры 130 действует как энергопоглощающая камера, если роторный двигатель 200 является мотором, но эта полость становится камерой выхода энергии, если роторный двигатель 200 является тепловым насосом.If possible, as close as possible to the narrowing 190, a second rotary chamber 130 is arranged, which is made into a cylindrical cavity and is smaller than a cylindrical pipe with a housing cover 110. On both sides of the narrowing 190, the cylindrical cavity 130 is connected to channels 192, 194 of small diameter which are indicated below as channels 192, 194 to form an angular structure including working chambers A and B. The small cavity of the second rotary chamber 130 acts as an energy-absorbing chamber if the rotary engine 200 is a motor, but this cavity becomes an energy exit chamber if the rotary engine 200 is a heat pump.

Малая полость будет также считаться энергопоглощающей камерой или выходной камерой энергии в следующих случаях.The small cavity will also be considered an energy-absorbing chamber or energy output chamber in the following cases.

Энергопоглощающая камера имеет второй поворотный ротор 160, хорошо герметизированный, и здесь показан как сборка 160, снабженная специфическими полостями 162а, 162b, разделяющими энергопоглощающую камеру на две равные половины; она отделяет одну половину энергополощающей камеры от роторной камеры 120, и соединяет вторую половину этой камеры с рабочими камерами А, В, С, D поочередно при помощи синхронизированного с ротором 150 вращения, в зависимости от варианта применения, таким образом, что указанная половина энергопоглощающей камеры или заполняется рабочим газом,или опустошается. Во время фазы, где одна половина энергопоглощающей камеры отделена от роторной камеры 120, поглощение энергии происходит в малом сжатом пространстве, т.е. в полостях 162а, 162b или энергия выводится наружу. Поглощение энергии происходит в тех случаях, когда роторный двигатель 200 используется как мотор, а вывод энергии происходит, когда роторный двигатель 200 работает как тепловой насос.The energy-absorbing chamber has a second rotary rotor 160, well sealed, and is shown here as an assembly 160 provided with specific cavities 162a, 162b dividing the energy-absorbing chamber into two equal halves; it separates one half of the energy-holding chamber from the rotor chamber 120, and connects the second half of this chamber with the working chambers A, B, C, D alternately by rotation synchronized with the rotor 150, depending on the application, so that the specified half of the energy-absorbing chamber either filled with working gas, or emptied. During the phase where one half of the energy-absorbing chamber is separated from the rotor chamber 120, energy absorption occurs in a small compressed space, i.e. in the cavities 162a, 162b or energy is brought out. Energy absorption occurs when the rotary engine 200 is used as a motor, and energy is removed when the rotary engine 200 operates as a heat pump.

По существу дела, мотор может работать в любом направлении вращения. Для детального описания рассматривается вариант вращения против часовой стрелки.Essentially, the motor can work in any direction of rotation. For a detailed description, a counterclockwise rotation option is considered.

Для сокращения в следующем случае будем использовать только понятие «ротор».For reduction in the following case, we will use only the concept of “rotor”.

Ротор 150 расположен на оси в корпусе 110 таким образом, что почти касается корпуса 110 в сужении 190 между каналами 192 и 194. Сужение 190 может быть выполнено, например, как нижнее сужение 190. Напротив этого сужения может быть расположено еще одно сужение, когда требуется перемена газового наполнения и/или среды в зависимости от вида работы - в зависимости от конфигурации роторного двигателя 200, который здесь выступает в роли мотора. Как было показано выше, ротор 150 имеет на своей поверхности два противоположно расположенных пластинчатых клапана 170, 180, которые имеют одинаковые размеры и обращены один к другому, и на роторе 150 имеется шарнирная опора, расположенная в изогнутом утолщении соответственно, и пластины скользят свободными концами по внутренней поверхности 122 полости роторной камеры 120 под действием центробежной силы и/или под действием пружины. Когда пластины клапанов 170 и 180 упираются в ротор 150 и разворачиваются внутрь к полостям 220 клапанов, они образуют замкнутый контур вместе с ротором 150. Пластины клапанов 170 и 180 имеют одинаковый осевой размер с ротором 150 по оси вращения 240 ротора 150. В направлении по оси вращения 240 полость роторной камеры 120 закрывается фланцевой плитой 210 в каждом случае. При вращении ротора 150 происходит разделение полости или роторной камеры 120 на частичные рабочие камеры А, В, С, D, которые или увеличиваются или уменьшаются в размерах, в зависимости от направления вращения. Эти камеры образуются попеременно с пластинами клапанов 170, 180, скользящих вдоль наружной поверхности 122, которая здесь обозначена как поверхность полости 122.The rotor 150 is located on an axis in the housing 110 in such a way that it almost touches the housing 110 in the constriction 190 between the channels 192 and 194. The constriction 190 can be performed, for example, as the lower constriction 190. Another constriction can be located opposite this constriction, when required change of gas filling and / or medium depending on the type of work - depending on the configuration of the rotary engine 200, which here acts as a motor. As shown above, the rotor 150 has on its surface two opposed plate valves 170, 180, which are of the same size and face each other, and on the rotor 150 there is an articulated support located in a curved thickening, respectively, and the plates slide with their free ends along the inner surface 122 of the cavity of the rotor chamber 120 under the action of centrifugal force and / or under the action of a spring. When the valve plates 170 and 180 abut against the rotor 150 and turn inwardly to the valve cavities 220, they form a closed loop together with the rotor 150. The valve plates 170 and 180 have the same axial dimension with the rotor 150 along the axis of rotation 240 of the rotor 150. In the direction along the axis rotation 240, the cavity of the rotor chamber 120 is closed by a flange plate 210 in each case. When the rotor 150 rotates, the cavity or rotor chamber 120 is divided into partial working chambers A, B, C, D, which either increase or decrease in size, depending on the direction of rotation. These chambers are formed alternately with valve plates 170, 180 sliding along the outer surface 122, which is here referred to as the surface of the cavity 122.

В кратком виде частичная роторная камера может образовываться в следующем случае.In short, a partial rotary chamber may be formed in the following case.

При уменьшении в размере образуется давление, например, в частичной камере А, частичная камера В будет служить для расширения, частичные камеры С и D будут образовывать общую камеру, если верхнее сужение, т.е. сужение противоположное сужению 190, не существует. Газ, содержащийся в частичных камерах С и D, только перемещается.With a decrease in size, pressure is generated, for example, in partial chamber A, partial chamber B will serve for expansion, partial chambers C and D will form a common chamber if the upper constriction, i.e. narrowing opposite to narrowing 190 does not exist. The gas contained in the partial chambers C and D only moves.

В этом контексте необходимо заметить, что в других конструкторских решениях первое сужение 190 может быть выполнено как нижнее сужение, расположенное в нижней части роторного двигателя 200, а второе сужение, противоположное к первому сужению 190, может дополнительно располагаться как верхнее сужение в верхней части роторного двигателя 200.In this context, it should be noted that in other design solutions, the first restriction 190 can be performed as a lower restriction located at the bottom of the rotary engine 200, and the second restriction, opposite to the first restriction 190, can additionally be located as the upper restriction at the top of the rotor engine 200.

В конструкциях, где требуется верхнее сужение, оно будет иметь два отверстия, расположенных рядом для удаления продуктов горения (из частичной камеры С), например через верхнее отверстие и для подачи свежего воздуха (в частичную камеру В), например, через нижнее отверстие. Частичные камеры С и D в этом случае не смогут образовать общей камеры.In designs where an upper restriction is required, it will have two openings located side by side to remove combustion products (from partial chamber C), for example, through the upper opening and to supply fresh air (to partial chamber B), for example, through the lower opening. Partial cameras C and D in this case will not be able to form a common camera.

Фиг. 3а и 3b показывают разрезы роторной камеры 130, как она может быть выполнена по настоящему изобретению, например, в виде энергопоглощающей камеры роторного двигателя 200. Множество узких каналов 192 и 194 ведет к низлежащей роторной камере 130 в виде цилиндрической камеры, т.е. энергопоглощающая камера, заполненная поворотной сборкой, которую можно назвать клапанной сборкой, расположена очень близко к нижнему сужению 190 роторного двигателя 200. Клапанная сборка вращается синхронно с ротором 150 при помощи зубчатого ремня 230, как показано на фиг. 2b, и вращается против часовой стрелки.FIG. 3a and 3b show sections of the rotor chamber 130, how it can be made according to the present invention, for example, in the form of an energy-absorbing chamber of the rotary engine 200. Many narrow channels 192 and 194 lead to the lower rotor chamber 130 in the form of a cylindrical chamber, i.e. an energy-absorbing chamber filled with a rotary assembly, which may be called a valve assembly, is located very close to the lower constriction 190 of the rotary engine 200. The valve assembly rotates synchronously with the rotor 150 by a timing belt 230, as shown in FIG. 2b, and rotates counterclockwise.

В зависимости от области применения клапанная сборка 160 и роторная камера 130 или энергопоглощающая камера имеют полости 162а, 162b разных по объему форм, которые разделяются по длине сборки, например, на два одинаковых объема, расположенных точно друг против друга по отношению к поверхности сборки. Как было описано выше, это приводит к образованию двух половин камер и соответственно к двум циклам сжатия, двум циклам расширения и двум циклам поглощения за один поворот. В моделях со вторым сужением, которое расположено против первого сужения 190, например, имеются два цикла выхлопа и два цикла впуска свежего воздуха. Для улучшения теплопередачи во время цикла поглощения энергии в полукамере энергопоглощающая камера может иметь канавки 310, показанные на Фиг. 3а, увеличивающие теплопередачу в камере 130. Канавки 310 совпадают по окружности только частично со сборкой 160, т.е. они не распространяются по всей поверхности сборки.Depending on the application, the valve assembly 160 and the rotor chamber 130 or the energy-absorbing chamber have cavities 162a, 162b of different volume shapes that are divided along the length of the assembly, for example, into two identical volumes located exactly opposite each other with respect to the surface of the assembly. As described above, this leads to the formation of two halves of the chambers and, accordingly, to two compression cycles, two expansion cycles and two absorption cycles per rotation. In models with a second restriction, which is located against the first restriction 190, for example, there are two exhaust cycles and two fresh air intake cycles. To improve heat transfer during the half-chamber energy absorption cycle, the energy-absorbing chamber may have grooves 310 shown in FIG. 3a, increasing the heat transfer in the chamber 130. The grooves 310 coincide in a circumference only partially with the assembly 160, i.e. they do not spread over the entire surface of the assembly.

Фиг. 4а, b, c, d, е показывают вид сверху роторного двигателя 200, показанного на Фиг. 2а, чтобы проиллюстрировать фазы работы роторного двигателя 200. Когда соответствующая полость 162а проходит канал 192, полость 162 заполняется через пластинчатый клапан 170 первой пары клапанов сжатым воздухом из частичной камеры А. Когда клапанная сборка 160 поворачивается дальше, полость 162а отсоединяется от частичной камеры А и образует, примерно, за пол-оборота закрытую камеру (которая имеет постоянный объем), в которую вводится энергия и в которой образуется высокое давление. Когда полость 162а достигает проходов 194, ротор 150 вместе со связанными с ним пластинчатыми клапанами 170, 180 (вторая пара в этом случае) располагается по направлению вращения, за проходами 194. Горячий рабочий газ вытекает из полости 162а в рабочую камеру В, где выполняет работу. Другими словами, из-за высокого давления рабочий газ перетекает в роторную камеру 120, где он давит на пластинчатый клапан 180 второй пары клапанов и этот клапан 180 передает давление на ротор 150 и таким образом совершает работу. По аналогии этот принцип используется в полости 162b, воздух из пластинчатого клапана 170 второй пары клапанов подается в полость 162b, а воздух, вытекающий из полости 162b, давит на клапан 180 второй пары клапанов.FIG. 4a, b, c, d, e show a top view of the rotary engine 200 shown in FIG. 2a to illustrate the phases of operation of the rotary engine 200. When the corresponding cavity 162a passes through the channel 192, the cavity 162 is filled through the plate valve 170 of the first pair of valves with compressed air from the partial chamber A. When the valve assembly 160 is rotated further, the cavity 162a is disconnected from the partial chamber A and forms, for about half a revolution, a closed chamber (which has a constant volume) into which energy is introduced and in which high pressure is generated. When the cavity 162a reaches the passages 194, the rotor 150 together with the associated plate valves 170, 180 (the second pair in this case) is located in the direction of rotation, behind the passages 194. The hot working gas flows from the cavity 162a into the working chamber B, where it performs work . In other words, due to the high pressure, the working gas flows into the rotor chamber 120, where it presses on the valve plate 180 of the second pair of valves and this valve 180 transfers pressure to the rotor 150 and thus performs work. By analogy, this principle is used in the cavity 162b, the air from the plate valve 170 of the second pair of valves is supplied to the cavity 162b, and the air flowing out of the cavity 162b presses on the valve 180 of the second pair of valves.

Роторный двигатель, показанный на фиг. с 2а по 4, может быть сконструирован, например, как мотор горячего газа или как двигатель горячего газа. В этом контексте энергия, например тепло, может подаваться к рабочей среде снаружи, нагревая энергопоглощающую роторную камеру по теплопроводу; по существу, может быть использован любой значительный источник тепла, использующий известные виды топлива (полученных из ископаемых или возобновляемых источников) или концентрированной солнечной энергии, тепло от атомных станций или технологическое тепло (отходящее тепло). В этом случае всегда будет получен рабочий газ или рабочая среда в роторной камере 120 и энергопоглощающей роторной камере 130. Как это происходит в хорошо известных тепловых двигателях, рабочий газ можно использовать с большим исходным давлением для получения увеличения энергетической плотности. Конверсия энергии происходит на конечной стадии, за счет расширения рабочего газа в энергопоглощающей камере давление увеличивается и выполняет механическую работу при освобождении роторной камеры 120. В отличие от возвратно-поступательных двигателей, результат хода рычага, сила сжатия и угол вращения - наиболее важные параметры, т.к. в большинстве случаев имеется постоянный ход рычага для выполнения работы в начале цикла расширения. В отличие от возвратно-поступательных двигателей и двигателей внутреннего сгорания, при опустошении роторной камеры 120 происходит меньшая потеря тепла и она сохраняется в рабочем цикле. Поэтому требуется механически нагружать двигатель или роторный двигатель в оптимальном варианте, чтобы получить от него лучший КПД. Количество непреобразованной энергии на внешнем корпусе роторного двигателя может быть использовано для целей отопления. Описанный принцип относится к двигателям горячего газа, т.к. тепловая энергия поступает снаружи через теплообменник к рабочей среде внутри энергопоглощающей камеры. Однако следует отметить, что этот принцип ни в коем случае не относится к двигателям Стерлинга, у нас нет внутреннего теплообменника и нет взаимодействующих силовых цилиндров.The rotary engine shown in FIG. 2a to 4 may be constructed, for example, as a hot gas motor or as a hot gas engine. In this context, energy, for example heat, can be supplied to the working medium from the outside, heating the energy-absorbing rotor chamber through a heat conduit; essentially, any significant heat source using known fuels (obtained from fossil or renewable sources) or concentrated solar energy, heat from nuclear plants or process heat (waste heat) can be used. In this case, the working gas or working medium will always be obtained in the rotor chamber 120 and the energy-absorbing rotor chamber 130. As is the case with well-known heat engines, the working gas can be used with a high initial pressure to obtain an increase in energy density. Energy conversion occurs at the final stage, due to the expansion of the working gas in the energy-absorbing chamber, the pressure increases and performs mechanical work when the rotor chamber 120 is released. Unlike reciprocating engines, the result of the lever stroke, compression force and rotation angle are the most important parameters, t .to. in most cases, there is a constant lever stroke to perform work at the beginning of the expansion cycle. Unlike reciprocating and internal combustion engines, when the rotor chamber 120 is emptied, less heat loss occurs and it is maintained in the duty cycle. Therefore, it is required to mechanically load the engine or rotary engine in an optimal embodiment in order to get the best efficiency from it. The amount of non-converted energy on the outer casing of the rotary engine can be used for heating purposes. The described principle applies to hot gas engines, as thermal energy is supplied externally through the heat exchanger to the working medium inside the energy-absorbing chamber. However, it should be noted that this principle in no way applies to Stirling engines, we do not have an internal heat exchanger and there are no interacting power cylinders.

Фиг. 5а показывает вид сверху роторного двигателя 500 в соответствии с вариантом исполнения данного изобретения. Роторный двигатель 500 сконструирован как двигатель внутреннего сгорания со специфическими особенностями исполнения, описанными ниже. Роторный двигатель 500 имеет значительные отличия от роторного двигателя 200. Первое отличие состоит в том, что роторный двигатель 500 имеет второе сужение 510, расположенное напротив первого сужения 190, и имеет входное отверстие 520 для газа и выходное отверстие 530 для газа. Второе отличие между роторным двигателем 500 и роторным двигателем 200 состоит в том, что в роторном двигателе 500 есть линия подачи топлива 540, например топливный инжектор, сконструированный таким образом, чтобы впрыскивать топливо в полости 162а, 162b клапанной сборки 160. Третье важное отличие между роторным двигателем 500 и роторным двигателем 200 состоит в том, что полости 162а, 162b в клапанной сборке 160 имеют больший объем, но не имеют канавок на поверхности цилиндра энергопоглощающей камеры.FIG. 5a shows a top view of a rotary engine 500 in accordance with an embodiment of the present invention. The rotary engine 500 is designed as an internal combustion engine with specific design features described below. The rotary engine 500 has significant differences from the rotary engine 200. The first difference is that the rotary engine 500 has a second restriction 510, located opposite the first restriction 190, and has a gas inlet 520 and a gas outlet 530. The second difference between the rotary engine 500 and the rotary engine 200 is that the rotor engine 500 has a fuel supply line 540, for example a fuel injector, designed to inject fuel into the cavities 162a, 162b of the valve assembly 160. A third important difference between the rotary engine engine 500 and rotary engine 200 is that the cavity 162a, 162b in the valve assembly 160 have a larger volume, but do not have grooves on the surface of the cylinder of the energy-absorbing chamber.

Другими словами, роторный двигатель 500 может быть сконструирован как двигатель внутреннего сгорания, когда разные летучие или газообразные виды топлива сгорают внутри половин камер. Топливо вводится в отмеренных объемах во время фазы, когда соответствующая половина камеры отделена от роторной камеры 120. Путем тщательного подбора степени сжатия между половинкой рабочей камеры можно провести балансирование соответствующей части рабочей камеры и камеры сгорания, имеющей систему зажигания, например, в виде свечей зажигания. Проблемы детонации, известные в двигателях внутреннего сгорания, например, когда применяемое топливо имеет слишком низкое октановое число, могут быть устранены в роторном двигателе 500 путем использования вышеописанных устройств.In other words, the rotary engine 500 can be designed as an internal combustion engine when various volatile or gaseous fuels are burned inside the halves of the chambers. Fuel is introduced in measured volumes during the phase when the corresponding half of the chamber is separated from the rotor chamber 120. By carefully selecting the compression ratio between the half of the working chamber, it is possible to balance the corresponding part of the working chamber and a combustion chamber having an ignition system, for example, in the form of spark plugs. Knocking problems known in internal combustion engines, for example when the fuel used has an octane rating too low, can be eliminated in the rotary engine 500 by using the above devices.

Второе сужение 510, которое расположено внутри полости 220 клапанов, напротив первого сужения 190, служит для разделения выхлопа продуктов сгорания через отверстие 530 с впуском свежего воздуха через отверстие 520. Соответствующие выходные 530 и входные 520 отверстия, которые расположены рядом со вторым сужением 510, создаются или на рубашке цилиндра корпуса 110 или на фланце 210. В роторном двигателе 500, показанном на фиг. 5а, воздух входит через отверстие 520, сжимается при помощи одного из клапанов 170 (который расположен первым по ходу вращения) и впрыскивается в одну из полостей 162 клапанной сборки 160 через канал 192. Во время компрессии свежего воздуха или газа температура свежего воздуха или газа повышается из-за повышения давления и уменьшения объема. Когда клапан 170 минует канал 192, сжатый свежий воздух или газ находится в полости 162 клапанной сборки 160. Топливо подается через линию подачи топлива 540 и это топливо впрыскивается в полость 162, где сразу же воспламеняется из-за высокой температуры сжатого газа, что приводит к возникновению очень высокого давления в полости 162. Когда один из клапанов 180 (тот клапан, который проходит последним по ходу вращения) минует проход 194, то полость 162 соединяется с проходом 194 через соединение ротора 150 и клапанной сборки 160. Газ под сверхвысоким давлением начнет расширяться и затем сбросит давление на пластину клапана 180, выполнит работу и повернет ротор 150. Благодаря серповидной форме пластин клапанов пластина клапана 180 прижимается к поверхности 122 рабочей камеры под действием давления и обеспечивает, таким образом, герметизацию соответствующей части рабочей камеры. Когда пластина клапана 180 минует выходное отверстие 530, расширяющийся газ или продукты сгорания выходят из роторного двигателя 500. Цикл начинается вновь.The second restriction 510, which is located inside the valve cavity 220, opposite the first restriction 190, serves to separate the exhaust of the combustion products through the opening 530 with the fresh air inlet through the opening 520. Corresponding output 530 and inlet openings 520, which are located next to the second restriction 510, are created or on the cylinder jacket of the housing 110 or on the flange 210. In the rotary engine 500 shown in FIG. 5a, air enters through the opening 520, is compressed by one of the valves 170 (which is located first in the direction of rotation) and is injected into one of the cavities 162 of the valve assembly 160 through the channel 192. During the compression of fresh air or gas, the temperature of the fresh air or gas rises due to increased pressure and reduced volume. When the valve 170 passes channel 192, compressed fresh air or gas is in the cavity 162 of the valve assembly 160. Fuel is supplied through the fuel supply line 540 and this fuel is injected into the cavity 162, where it immediately ignites due to the high temperature of the compressed gas, which leads to the emergence of a very high pressure in the cavity 162. When one of the valves 180 (the valve that passes last in the direction of rotation) passes the passage 194, the cavity 162 is connected to the passage 194 through the connection of the rotor 150 and valve assembly 160. Gas under ultrahigh pressure at begins to expand and then relieves pressure on the valve plate 180, performs work and rotates the rotor 150. Due to the crescent shape of the valve plates, the valve plate 180 is pressed against the surface 122 of the working chamber under pressure and thus provides sealing of the corresponding part of the working chamber. When the valve plate 180 passes the outlet 530, expanding gas or combustion products exit the rotary engine 500. The cycle starts again.

Следует отметить еще раз, что в роторном двигателе 500, являющемся двигателем внутреннего сгорания, показанном на Фиг. 5а и 5b, полости 162 в клапанной сборке 160 выполнены достаточно глубокими. Соответственно горение проходит в определенном месте, т.е. в полостях 162.It should be noted once again that in the rotary engine 500, which is the internal combustion engine shown in FIG. 5a and 5b, the cavities 162 in the valve assembly 160 are made deep enough. Accordingly, combustion takes place in a specific place, i.e. in cavities 162.

Показанные принципы совершенно точно определяют, что поглощение энергии происходит в отдельном пространстве, которое может быть закрытым, например внутри энергопоглощающей камеры вне роторной камеры 120, и для этого есть значительный промежуток времени, почти половина поворота ротора 150. Есть значительные преимущества по сравнению с известными поршневыми двигателями, например газовыми двигателями, двухтактными двигателями и дизельными двигателями. В этих двигателях есть только несколько угловых минут для расширения энергии вокруг верхней мертвой точки. Соответственно сгорание не полное. Это, в частности, относится и к двигателям Ванкеля, в которых процессы горения ухудшаются из-за того, что при высокой компрессии отношение площади поверхности к объему очень плохое. Рабочая поверхность газа сформирована контактом с металлическими поверхностями, поперечным сечением цилиндра и поршня. Понятно, что эти поверхности, в которых находится закрытый объем воздуха, близки к металлу и не обеспечивают идеальных условий горения для топлива из-за высокой теплопроводности металла.The principles shown precisely determine that energy absorption occurs in a separate space that can be closed, for example, inside an energy-absorbing chamber outside the rotor chamber 120, and for this there is a significant period of time, almost half of the rotation of the rotor 150. There are significant advantages compared to the known piston ones engines, such as gas engines, two-stroke engines and diesel engines. These engines have only a few angular minutes to expand energy around top dead center. Accordingly, combustion is not complete. This, in particular, applies to Wankel engines, in which combustion processes deteriorate due to the fact that with high compression the ratio of surface area to volume is very poor. The working surface of the gas is formed by contact with metal surfaces, the cross section of the cylinder and piston. It is clear that these surfaces, in which there is a closed volume of air, are close to the metal and do not provide ideal combustion conditions for fuel due to the high thermal conductivity of the metal.

В упомянутой камере 130 эта картина совершенно обратная, там соотношение объем/поверхность является постоянным, определяемое только геометрией полости 162 в клапанной сборке 160, и не меняется при вращении. С другой стороны, эта сборка 160 может быть изготовлена из материала с низкой (как можно ниже) теплопроводностью, например керамики.In the aforementioned chamber 130, this picture is completely opposite, there the volume / surface ratio is constant, determined only by the geometry of the cavity 162 in the valve assembly 160, and does not change during rotation. On the other hand, this assembly 160 may be made of a material with low (as low as possible) thermal conductivity, such as ceramics.

Фиг. 6а показывает вид сверху роторного двигателя 600 по данному изобретению. Фиг. 6b показывает разрез камеры 130 роторного двигателя 600. В этом варианте роторный двигатель 600 сделан как солнечный двигатель. Роторный двигатель 600 в варианте солнечного двигателя имеет увеличение в объеме камеры 130 в виде трубок 610 очень малого поперечного сечения. Эти трубки 610 желательно согнуть U-образной формой и расположить таким образом, чтобы каждое колено расположилось в фокальной плоскости параболических зеркал, которые располагаются попарно с каждой стороны солнечного двигателя на соответствующей площади. Объем, образованный внутренним сечением и длиной U трубок 610, т.е. удлиненная камера 130, должен быть таким, чтобы в нем образовалась достаточная компрессия, учитывая размер роторной камеры 120 роторного двигателя или двигателя 600. С другой стороны, необходимо обеспечить условия, чтобы сопротивление потоку внутри труб 610 не стало слишком большим, иначе энергия будет потеряна во время заполнения и опустошения трубок 610, т.е. камеры 130.FIG. 6a shows a top view of the rotary engine 600 of the present invention. FIG. 6b shows a section through the chamber 130 of the rotary engine 600. In this embodiment, the rotary engine 600 is made as a solar engine. The rotary engine 600 in the embodiment of the solar engine has an increase in the volume of the chamber 130 in the form of tubes 610 of very small cross section. It is desirable to bend these tubes 610 in a U-shape and arrange them so that each knee is located in the focal plane of parabolic mirrors, which are arranged in pairs on each side of the solar engine in an appropriate area. The volume formed by the internal section and length U of the tubes 610, i.e. the elongated chamber 130 must be such that sufficient compression is formed in it, taking into account the size of the rotor chamber 120 of the rotary engine or engine 600. On the other hand, it is necessary to ensure that the flow resistance inside the pipes 610 does not become too large, otherwise the energy will be lost in tube filling and emptying time 610, i.e. cameras 130.

Полости 162 в клапанной сборке 160 двигателя 600 имеют такие размеры, что при вращении первого ротора 150 сжатый газ перетекает свободно прямо в трубки 160 через полость 162 и канал 192. Газ, который находится в гнутых трубках 610, нагревается, например, солнечной энергией, давление внутри гнутых трубок 610 растет. Газ под высоким давлением может поступать назад, из трубок 610 через полость 162 в роторную камеру 120, т.к. пластина клапана 180 уже прошла проход 194, где он расширяется и выполняет работу, приводя в движение ротор 150.The cavities 162 in the valve assembly 160 of the engine 600 are dimensioned such that when the first rotor 150 rotates, compressed gas flows freely directly into the tubes 160 through the cavity 162 and the channel 192. The gas that is in the bent tubes 610 is heated, for example, by solar energy, pressure inside bent tubes 610 grows. High pressure gas can flow back from the tubes 610 through the cavity 162 into the rotor chamber 120, because valve plate 180 has already passed passage 194, where it expands and performs work, driving rotor 150.

Фиг. 7 показывает три диаграммы давлений, образующихся за один полный оборот роторного двигателя, выполненного по настоящему изобретению. Роторный двигатель дает информацию о работе двух пар клапанов по разделению роторной камеры 120 на четыре частичные рабочие камеры А, В, С, D. Кроме того, клапанная сборка 160, используемая в роторном двигателе, имеет две независимые полости 162а, 162b, которые могут быть, например, расположены на разных высотах клапанной сборки 160, как показано на Фиг. 2b, или они могут проходить по окружности клапанной сборки 160 и размещаться в противоположных местах. Оси абсцисс диаграммы, данной на Фиг. 7, показывают положение двух роторов в градусах. Ось ординат показывает давления в двух верхних частях и контролирует положения в нижней части. Кривая давления в частичных рабочих камерах А, В, С, D разнесены в центральную и верхнюю диаграммы для большей наглядности. Нижняя диаграмма дает информацию о том, соединена ли полость 162а или 162b с каналом 192 или 194.FIG. 7 shows three pressure diagrams generated during one full revolution of the rotary engine of the present invention. The rotary engine provides information on the operation of two pairs of valves for dividing the rotor chamber 120 into four partial working chambers A, B, C, D. In addition, the valve assembly 160 used in the rotary engine has two independent cavities 162a, 162b, which can be for example, are located at different heights of the valve assembly 160, as shown in FIG. 2b, or they may extend around the circumference of the valve assembly 160 and be placed in opposite places. The abscissa axis of the diagram given in FIG. 7 show the position of two rotors in degrees. The ordinate axis shows the pressure in the two upper parts and controls the position in the lower part. The pressure curve in the partial working chambers A, B, C, D are spaced into the central and upper diagrams for greater clarity. The bottom diagram provides information on whether cavity 162a or 162b is connected to channel 192 or 194.

В фазе I полость 162b соединена с проходом 194. Сжатый газ под высоким давлением содержится в полости 162b и скачкообразно выходит в частичную рабочую зону В и совершает там работу. Это ясно видно по давлению в частичной рабочей зоне В, которое вначале резко растет, затем падает.In phase I, the cavity 162b is connected to the passage 194. Compressed gas under high pressure is contained in the cavity 162b and spasmodically enters the partial working area B and performs work there. This is clearly seen in the pressure in the partial working area B, which initially rises sharply, then drops.

В фазе II полость 162b соединена с каналом 192. Пластина клапана 170 сжимает газ в частичной рабочей зоне А и продавливает его в полость 162b. Это ясно видно по повышению давления в рабочей зоне А.In phase II, the cavity 162b is connected to the channel 192. The valve plate 170 compresses the gas in the partial working area A and pushes it into the cavity 162b. This is clearly seen by the increase in pressure in the working area A.

В фазе III полость 162а соединена с проходом 194. Нагретый под высоким давлением газ содержится в полости 162а и скачкообразно выходит через проход 194 в частичную рабочую зону D. По аналогии с фазой I это ясно видно по увеличению давления в частичной рабочей зоне D и соответствующее падение давления, когда газ выполняет работу. Параллельно с газом, выполняющим работу, газ, который был продавлен в полость 162b в фазе II, снабжен энергией, например нагрет в полости 162b. Это приводит к росту давления в полости 162b, что видно по пунктирной линии на верхней диаграмме.In phase III, the cavity 162a is connected to the passage 194. The gas heated under high pressure is contained in the cavity 162a and jumps out through the passage 194 into the partial working zone D. By analogy with phase I, this is clearly seen from the increase in pressure in the partial working zone D and the corresponding drop pressure when the gas does the work. In parallel with the gas performing the work, the gas that was forced into the cavity 162b in phase II is supplied with energy, for example, heated in the cavity 162b. This leads to an increase in pressure in the cavity 162b, as can be seen from the dashed line in the upper diagram.

В фазе IV полость 162а соединена с каналом 192. Газ сжимается пластиной клапана 170 в частичной рабочей зоне С и продавливается в полость 162а. Параллельно с этим процессом газ, содержащийся в полости 162b, продолжает получать энергию, например тепло, что приводит к дальнейшему росту давления в полости 162b, что ясно показано пунктирной линией на верхней диаграмме.In phase IV, the cavity 162a is connected to the channel 192. The gas is compressed by the valve plate 170 in the partial working area C and forced into the cavity 162a. In parallel with this process, the gas contained in the cavity 162b continues to receive energy, for example heat, which leads to a further increase in pressure in the cavity 162b, which is clearly shown by the dotted line in the upper diagram.

За фазой IV затем следует опять фаза I. По аналогии с подачей энергии к газу, содержащемуся в полости 162b во время фаз III и IV, это же происходит во время фаз I и II с газом в полости 162а. Это аналогично верхней диаграмме и показано пунктирной линией на центральной диаграмме.Phase IV is then followed again by Phase I. By analogy with the supply of energy to the gas contained in the cavity 162b during phases III and IV, the same happens during phases I and II with the gas in the cavity 162a. This is similar to the top diagram and is shown by the dashed line in the center diagram.

Фиг. 8 показывает роторный двигатель 800, выполненный по данному изобретению. Роторный двигатель 800 выполнен как солнечный двигатель. Роторный двигатель 800 выполнен в фокальной плоскости половин параболических зеркал 820 таким образом, что свет, попадающий на параболическое зеркало 820, фокусируется на энергопоглощающую камеру роторного двигателя 800. Для улучшения поглощения тепла корпус 110 имеет оребренную поверхность 810, окружающую энергопоглощающую камеру. Оребренная поверхность 810 увеличивает площадь поверхности, на которую воздействует свет, и таким образом улучшается поглощение тепла от сфокусированного параболического зеркала 820 и увеличивается КПД. Второй ротор 160, как было описано выше, находящийся в энергополощающей камере, может иметь множественные полости 162, которые распределены по длине второго ротора 160 и не соединены между собой, тогда как пластины 170, 180, расположенные на первом роторе 150 в первой роторной камере 120, идут по всей длине ротора 150. Генератор 830, окружающий корпус 110 роторного двигателя 800, может генерировать энергию, например, в виде струи сжатого воздуха и/или тепла, генерированного при вращении роторного двигателя 800.FIG. 8 shows a rotary engine 800 made in accordance with this invention. Rotary engine 800 is configured as a solar engine. The rotary engine 800 is made in the focal plane of the halves of the parabolic mirrors 820 so that the light incident on the parabolic mirror 820 focuses on the energy-absorbing chamber of the rotary engine 800. To improve heat absorption, the housing 110 has a finned surface 810 surrounding the energy-absorbing chamber. The finned surface 810 increases the surface area exposed to the light, and thus the absorption of heat from the focused parabolic mirror 820 is improved and the efficiency is increased. The second rotor 160, as described above, located in the energy-holding chamber, may have multiple cavities 162 that are distributed along the length of the second rotor 160 and are not interconnected, while the plates 170, 180 located on the first rotor 150 in the first rotor chamber 120 go along the entire length of the rotor 150. A generator 830 surrounding the housing 110 of the rotary engine 800 can generate energy, for example, in the form of a stream of compressed air and / or heat generated by rotation of the rotary engine 800.

В соответствии с этим изобретением тепло, генерированное в роторном двигателе 800, может отводиться, например, через патрубки на корпусе 110 для дальнейшего использования.In accordance with this invention, the heat generated in the rotary engine 800 can be removed, for example, through nozzles on the housing 110 for further use.

Характер работы роторного двигателя 800 аналогичен характеру работы роторного двигателя 200, показанного на Фиг. 2а и 2b, энергия поглощается во второй роторной камере 130, эта энергия образуется от нагрева светом, сфокусированным параболическими зеркалами 820. Тепло, образованное на профилированной поверхности 810, передается носителю в полостях 162 и нагревает его, давление в полостях 162 растет, как было описано выше.The operation of the rotary engine 800 is similar to that of the rotary engine 200 shown in FIG. 2a and 2b, the energy is absorbed in the second rotary chamber 130, this energy is generated by heating with light focused by parabolic mirrors 820. The heat generated on the profiled surface 810 is transferred to the carrier in the cavities 162 and heats it, the pressure in the cavities 162 increases, as described above.

Другой вариант использования может быть в виде теплового насоса. В этом случае при возрастающем давлении тепло может передаться другой текучей среде при помощи теплообменников. Так же, как в роторной камере 120 роторного двигателя 500, показанного на Фиг. 5, роторная камера 120 имеет второе сужение на противоположной стороне, которое служит для подачи рабочего газа во внутренние теплообменники для поглощения энергии. Этот принцип может использоваться как тепловой насос или как система охлаждения.Another use case may be in the form of a heat pump. In this case, with increasing pressure, heat can be transferred to another fluid using heat exchangers. As in the rotary chamber 120 of the rotary engine 500 shown in FIG. 5, the rotor chamber 120 has a second restriction on the opposite side, which serves to supply the working gas to the internal heat exchangers to absorb energy. This principle can be used as a heat pump or as a cooling system.

Другой вариант использования настоящего изобретения может быть в виде компрессора, в котором получаемое тепло может использоваться в целях обогрева.Another use case of the present invention may be in the form of a compressor in which the generated heat can be used for heating purposes.

Другой вариант использования может быть в виде двигателей, работающих на сжатом воздухе, поступающем от воздушного ресивера. Двигатели на сжатом воздухе могут использоваться, например, в автопогрузчиках, работающих на сжатом воздухе и имеющих большее рабочее время, чем работающих от аккумуляторных батарей, при одинаковой подъемной силе. Они не имеют выбросов, как дизельные или газовые подъемники. Роторная камера 120 роторного двигателя 500 показана на Фиг. 5. Энергопоглощающая камера будет работать как клапан между роторной камерой 120 и воздушным ресивером только когда выполняется работа или идет активное торможение. Во время рабочей фазы сжатие может перенаправляться в атмосферу или в другой резервуар давления, который пока пустой. Отработанный воздух из рабочей камеры сбрасываться только в атмосферу, в отличие от отработанного газа в роторном двигателе 500. Если имеются затруднения в компрессии, роторный двигатель может быть модернизирован путем закрытия стороны впуска и в этом случае не возникнет какой-либо заметной компрессии, противодействующей работе расширения.Another use case may be in the form of engines running on compressed air coming from an air receiver. Compressed air engines can be used, for example, in forklift trucks operating on compressed air and having a longer working time than operating on batteries with the same lifting force. They do not have emissions like diesel or gas lifts. The rotor chamber 120 of the rotary engine 500 is shown in FIG. 5. The energy-absorbing chamber will act as a valve between the rotary chamber 120 and the air receiver only when work is in progress or active braking is in progress. During the working phase, the compression can be redirected to the atmosphere or to another pressure reservoir, which is still empty. The exhaust air from the working chamber is discharged only into the atmosphere, unlike the exhaust gas in the rotary engine 500. If there are difficulties in compression, the rotary engine can be upgraded by closing the inlet side and in this case there will be no noticeable compression that counteracts the expansion work .

Суммируя, можно сказать, что настоящее изобретение может использоваться, например, как двигатели горячего газа, двигатели внутреннего сгорания, солнечные двигатели, тепловые насосы, компрессоры, двигатели на сжатом воздухе или другие роторные двигатели.Summarizing, we can say that the present invention can be used, for example, as hot gas engines, internal combustion engines, solar engines, heat pumps, compressors, compressed air engines or other rotary engines.

При применении в качестве двигателей внутреннего сгорания полости на клапанной сборке делаются заметно глубокими. Соответственно горение здесь происходит в определенном пространстве, например в энергопоглощающей камере.When used as internal combustion engines, the cavities on the valve assembly become noticeably deep. Accordingly, combustion occurs here in a certain space, for example, in an energy-absorbing chamber.

При применении в качестве двигателей горячего газа, солнечных двигателей, тепловых насосов, компрессоров или двигателей на сжатом воздухе полости на клапанной сборке могут быть спроектированы очень плоскими и будут служить только для перенаправления газа, заполняющего полости, расположенные вокруг клапанной сборки в частично цилиндрической камере. Материал изготовления этой камеры должен иметь хорошую теплопроводность, т.к. энергия подводится снаружи, например, в случае использования в качестве двигателей горячего газа, и/или выбрасывается наружу, например, в случае использования в качестве тепловых насосов.When used as hot gas engines, solar engines, heat pumps, compressors or compressed air engines, the cavities on the valve assembly can be designed very flat and will only serve to redirect the gas filling the cavities located around the valve assembly in a partially cylindrical chamber. The manufacturing material of this chamber must have good thermal conductivity, as energy is supplied externally, for example, when using hot gas as engines, and / or is emitted outside, for example, when used as heat pumps.

Суммируя изложенное, можно сказать, что варианты использования данного изобретения имеют большую герметичность благодаря использованию пластинчатых клапанов для компрессии носителя и благодаря специфической форме конструкции клапанов, при этом они достигают большего КПД по сравнению с роторными двигателями, известными до настоящего времени из-за постоянного большого хода рычага.Summarizing the above, it can be said that the use cases of this invention have greater tightness due to the use of plate valves for compression of the carrier and due to the specific shape of the valve design, while they achieve greater efficiency compared to rotary engines known to date due to the constant long stroke lever.

Вдобавок простая базовая конструкция и малое количество деталей обещает значительное снижение стоимости по сравнению с известными до настоящего времени роторными двигателями.In addition, a simple basic design and a small number of parts promise a significant reduction in cost compared to the rotary engines known to date.

Кроме того, дальнейшие разработки могут привести к снижению стоимости изготовления и низким эксплуатационным расходам благодаря применению цилиндрических рабочих тел в раздельных роторных камерах, без какого-либо контакта двух роторных тел.In addition, further developments can lead to lower manufacturing costs and lower operating costs due to the use of cylindrical working bodies in separate rotor chambers, without any contact of two rotor bodies.

Claims

1. A rotary engine comprising a housing (110) with a first rotary chamber (120) and a second rotary chamber (130) in the form of an energy-absorbing chamber; a first rotor (150) located in the first rotor chamber (120); the housing (110) has such a configuration that the surface (122) of the first rotor chamber (120) has a distance from the surface (152) of the first rotor (150), which is opposite to the boundary surface 122 of the first rotor chamber 120, which varies with respect to the circumference of the first rotor (150); a second rotor (160) located inside the energy-absorbing chamber; and a pair of valve plates constituting the first valve (170) and the second valve (180), the valves (170, 180) are mounted freely rotating on the first rotor (150) so that during the rotation of the first rotor (150) the valves (170, 180 ) are in contact with the surface (122) of the first rotor chamber (120) and rotate in opposite directions with respect to the first rotor (150), forming two separate working chambers (A, B) in the first rotor chamber (120), the first rotor chamber (120) is connected to the energy-absorbing chamber in such a way that when the first ora (150) the working gas compressed by the valve plate (170) moves from the working chamber (A) of the first rotor (150) into the cavity (162) of the second rotor (160) located in the energy-absorbing chamber and becomes closed between the surface of the cavity (162 ) and the surface of the energy-absorbing chamber, while the rotary engine is designed to transfer energy to the working medium located in the cavity (162) of the second rotor (160) in order to increase the pressure of the working medium located in the cavity (162).

2. A rotary engine according to claim 1, wherein the first rotor (150) has valve cavities (220) for accurately installing valves (170, 180) in them so that the valves (170, 180) form a continuous surface with a surface (152 ) of the first rotor (150).

3. The rotary engine according to claim 2, in which the housing (110) has a narrowing (190), and when the first rotor (150) rotates, the surface area (152) of the first rotor (150) comes into contact with the narrowing passage (190) with the surface ( 122) the first rotary chamber (120), where the specified area is located in the narrowing (190); and where the valves (170, 180) during the rotation of the first rotor (150) are included in the valve cavities (220) when they pass through the constriction (190).

4. A rotary engine according to claim 3, wherein the energy-absorbing chamber is connected to the first rotary chamber (120) using the first channel (192) and the second channel (194) that surround the constriction (190), and when the first rotor (150) rotates the working medium can flow from the first working chamber (A) inside the first rotary chamber (120) through the first channel (192) into the energy-absorbing chamber, and can flow from the energy-absorbing chamber through the second channel (194) into the second working chamber (B) inside the first rotary cameras (120).

5. The rotary engine according to claim 4, in which the second rotor (160) is made in the form of a cylindrical rotor (160) and has a cavity (162, 162a) for storing the working medium in an energy-absorbing chamber, and this working medium passes through the first channel (192) and exits through the second channel (194) when the first rotor (150) rotates.

6. A rotary engine according to claim 5, wherein the second rotor (160) is connected to the first rotor (150) in such a way that the rotation of the first rotor (150) causes the second rotor (160) to rotate in the same direction.

7. The rotary engine according to claim 6 further comprises a second pair of valves (170, 180) having a third valve (170) and a fourth valve (180), a second pair of freely rotating valves placed against the first pair of valves on the first rotor (150), and the second pair of valves is identical to the first pair of valves in the tolerance range; and where the second rotor (160) has a second cavity (162, 162b) for storing the working gas, said cavity is located opposite the first cavity (162, 162a) and is made with an offset with respect to the length of the second rotor (160).

8. The rotary engine according to claim 7, in which the energy-absorbing chamber is configured to transfer the working medium contained in the cavity (162, 162a, 162b) of the second rotor (160).

9. A rotary engine according to claim 7, having a second constriction (510) placed against the first constriction (190); the second restriction (510) is located between the outlet of the working medium (530) and the inlet of the working medium (520) of the housing (110), so when the first rotor (150) rotates, part of the working gas leaves the rotary engine (500) through the outlet ( 530), and the other part of the working gas enters the rotary engine (500) through the inlet (520); and having a fuel injector (540) for injecting fuel into the cavity (162, 162a, 162b) of the energy-absorbing chamber.

10. A rotary engine according to claim 7, having a second restriction (510), located against the first restriction (190), and a second restriction (510) is located between the third and fourth passage, the third passage is made as the input of the thermal radiation device, and the fourth passage is made as the output of the thermal radiation device, and when the first rotor (150) rotates, part of the working gas enters the thermal radiation device through the third passage, and the other part of the working gas leaves the thermal radiation device through the fourth passage.

11. A rotary engine according to claim 7, containing a U-shaped tube (610); the first end of the tube (610) is connected to the energy-absorbing chamber, and when the first rotor (150) rotates, part of the working gas flows from the first working chamber (A) of the first rotor (150) through the first channel (192), through one of the cavities (162, 162a , 162b) of the second rotor (160) and into the tube (610); and the second end of the tube (610) is connected to the energy-absorbing chamber and when the first rotor (150) rotates, part of the working gas flows from the tube (610) through the cavities (162, 162a, 162b) of the second rotor (160), through the second channel (194) into a second working chamber (B) in the first rotary chamber (120).

12. A rotary engine according to claim 11, in which the tube (610) is located in the focal plane of the light-focusing device.

13. A rotary engine according to claim 1, wherein the second rotor (160) is made of a material with low thermal conductivity.

14. A rotary engine according to claim 1, wherein the distance from the first valve (170) of the valve pair to the second valve (180) of the same valve pair has a minimum size with respect to the circumference of the first rotor (150).

15. A rotary engine according to claim 1, wherein the first rotor (150) is cylindrical and / or the second rotor (160) is cylindrical.

16. The rotary engine according to claim 1, in which the valves (170, 180) are coated with wear-resistant materials.

17. The rotary engine according to claim 1, in which the valves (170, 180) are sickle-shaped and have curvature at one end with a thickening for attaching the first rotor (150).

18. The rotary engine according to claim 1, in which the housing (110) is formed of two halves, the first half has a first rotor chamber (120), and the second half has an energy-absorbing chamber and both halves are tightly interconnected.

19. A rotary engine according to claim 1, having a starter device for starting the first rotor (150) in rotational motion.