RU2675639C2 - Rotor screw machine - Google Patents

Rotor screw machine Download PDF

Info

Publication number
RU2675639C2
RU2675639C2 RU2017104775A RU2017104775A RU2675639C2 RU 2675639 C2 RU2675639 C2 RU 2675639C2 RU 2017104775 A RU2017104775 A RU 2017104775A RU 2017104775 A RU2017104775 A RU 2017104775A RU 2675639 C2 RU2675639 C2 RU 2675639C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
channels
expansion
screw machine
stage
Prior art date
Application number
RU2017104775A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017104775A3 (en
RU2017104775A (en
Inventor
Евгений Михайлович Пузырёв
Вадим Алексеевич Голубев
Михаил Евгеньевич Пузырёв
Original Assignee
Евгений Михайлович Пузырёв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Михайлович Пузырёв filed Critical Евгений Михайлович Пузырёв
Priority to RU2017104775A priority Critical patent/RU2675639C2/en
Publication of RU2017104775A3 publication Critical patent/RU2017104775A3/ru
Publication of RU2017104775A publication Critical patent/RU2017104775A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2675639C2 publication Critical patent/RU2675639C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/02Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • F01C3/025Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/48Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F04C18/50Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • F04C18/52Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in steam and pneumatic drives, compressors, internal and external combustion engines. Rotor screw machine comprises an axisymmetric rotor 1 with multiple-thread screw channels 3, at least one, which are cut on the rotor 1 around the ring, from different ends are connected to the high and low pressure branch pipes 5 and 6 and tightly blocked by the housing 7 and the movable separating flaps 2. Flaps 2 are fixed on the closed flexible chains 9 links, at least one, moving crosswise to the channels 3 in the located in the housing 7 grooves 11. Channels 3 are cut on the rotor 1 any or all of the outer, inner, and end surfaces, and are individual or combined expansion and compression stages.
EFFECT: invention is aimed at increase in the compression degree, increase in the productivity.
10 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машинам объемного типа и может быть использовано при создании паровых и пневматических приводов, компрессоров и двигателей внутреннего (ДВС) и внешнего, наружного сгорания.The invention relates to volumetric type machines and can be used to create steam and pneumatic drives, compressors and internal engines (ICE) and external, external combustion.

Известна РВМ, имеющая цилиндрический ротор с винтовыми многозаходными рабочими каналами, которые располагаются по кольцу и подключаются с разных концов к патрубкам высокого и низкого давления и плотно перекрыты корпусом и разделительными заслонками, установленными оппозитно, перекрестно ротору на разделительных звездочках с возможностью вращения. Эта РВМ используется в качестве компрессора, причем все каналы задействованы в работе, и в одной ступени сжатия обеспечивается повышение давления до 25 раз. Заслонки движутся вдоль рабочих каналов и сжимают газ, рабочее тело. Общий патрубок низкого давления служит для подвода рабочего тела в каналы, а два патрубка высокого давления служат для отвода сжатого рабочего тела и располагаются с противоположной стороны ротора перед разделительными заслонками в зоне начала рабочих каналов. Благодаря оппозитной установке разделительных заслонок полностью компенсируются радиальные усилия на ротор. [Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины. М.: Энергоатомиздат.1989 г., стр. 221, рис. 7.17].Known RVM having a cylindrical rotor with helical multi-start working channels, which are arranged in a ring and connected from different ends to the nozzles of high and low pressure and are tightly blocked by a casing and dividing dampers installed opposite, cross-rotor on dividing sprockets with the possibility of rotation. This RVM is used as a compressor, and all channels are involved in the work, and in one stage of compression the pressure is increased up to 25 times. The dampers move along the working channels and compress the gas, the working fluid. The common low-pressure nozzle serves to supply the working fluid to the channels, and two high-pressure nozzles serve to discharge the compressed working fluid and are located on the opposite side of the rotor in front of the dividing flaps in the zone of the beginning of the working channels. Thanks to the opposite installation of the dividing dampers, the radial forces on the rotor are fully compensated. [Mikhailov A.K., Voroshilov V.P. Compressor machines. M .: Energoatomizdat. 1989, p. 221, Fig. 7.17].

Недостатками этой РВМ являются:The disadvantages of this RVM are:

- низкие степень сжатия и производительность;- low compression ratio and performance;

- малый круг применимости и неприспособленность РВМ для встраивания в агрегаты;- a small circle of applicability and inadequacy of RVM for integration into units;

- большие некомпенсированные осевые усилия и большие силы трения между заслонками и ротором.- large uncompensated axial forces and large friction forces between the shutters and the rotor.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, прототипом, является РВМ, имеющая осесимметричный ротор, выполненный в виде плоского диска с винтовыми многозаходными рабочими каналами, которые нарезаны внутри кольца, образованного на поверхности ротора, по крайней мере с одной из его сторон, подключены с разных концов к патрубкам высокого и низкого давления и плотно перекрыты корпусом и подвижными разделительными заслонками, установленными оппозитно, перекрестно ротору, на разделительных звездочках, с возможностью их вращения [Патент US №2010/0003153 А1, 07.012010, F04C 18/16]. Эта РВМ также используется только в качестве компрессора, но отличается от аналога тем, что ротор имеет плоские кольца с рабочими каналами на одной или обеих сторонах диска. Здесь за счет уменьшения диаметра канала по мере движения заслонки и соответственно большего всасываемого объема достигается более высокая степень сжатия. Степень сжатия определяется, как отношение исходного, всасываемого объема, к конечному [Справочник машиностроителя, том 2. М.: Машгиз. 1961 г., стр. 79.] объему сжатого газа в момент начала его выталкивания. Степень сжатия является геометрической характеристикой машины. В варианте двухстороннего расположения колец с рабочими каналами компенсируются осевые усилия на ротор, а производительность РВМ возрастает в два раза.Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result, the prototype is a PBM having an axisymmetric rotor made in the form of a flat disk with helical multi-start working channels that are cut inside a ring formed on the surface of the rotor from at least one of its sides are connected from different ends to the nozzles of high and low pressure and are tightly closed by the body and movable dividing dampers installed opposite, cross to the rotor, on the dividing x sprockets, with the possibility of rotation [Patent US №2010 / 0003153 A1, 07.012010, F04C 18/16]. This RVM is also used only as a compressor, but differs from the analogue in that the rotor has flat rings with working channels on one or both sides of the disk. Here, due to a decrease in the diameter of the channel as the valve moves and, accordingly, a larger suction volume, a higher compression ratio is achieved. The compression ratio is defined as the ratio of the initial, sucked-in volume to the final [Mechanical Engineering Manual, Volume 2. M.: Mashgiz. 1961, p. 79.] the volume of compressed gas at the time it began to be pushed out. The compression ratio is a geometric characteristic of the machine. In the case of a double-sided arrangement of rings with working channels, the axial forces on the rotor are compensated, and the performance of the PBM doubles.

Недостатками этой РВМ являются:The disadvantages of this RVM are:

- низкая степень сжатия и малая производительность;- low compression ratio and low productivity;

- прототип используется как компрессор, соответственно имеет малый круг применимости и не приспособлен для встраивания в агрегаты;- the prototype is used as a compressor, respectively, has a small circle of applicability and is not suitable for installation in units;

- большие силы трения между заслонками и ротором.- large friction forces between the shutters and the rotor.

Технической задачей изобретения является повышение степени сжатия, увеличение производительности, расширение круга применимости РВМ, в том числе за счет возможности компактного встраивания в агрегаты и использования в силовых циклах, и снижение сил трения в паре заслонка - ротор.An object of the invention is to increase the degree of compression, increase productivity, expand the range of applicability of RVM, including due to the possibility of compact integration into units and use in power cycles, and reduce friction in a pair of shutter - rotor.

Сущность изобретения заключаются в том, что в роторно-винтовой машине, имеющей осесимметричный ротор с винтовыми многозаходными рабочими каналами, по меньшей мере одним, которые нарезаны внутри кольца, образованного на поверхности ротора, подключены с разных концов к патрубкам высокого и низкого давления и плотно перекрыты корпусом и подвижными разделительными заслонками, предложено разделительные заслонки закреплять на звеньях замкнутых гибких цепей, по меньшей мере одной, движущихся перекрестно каналам в пазах, расположенных в корпусе, причем ступени расширения и сжатия, образованные внутри колец рабочими каналами, предложено нарезать на любой или всех внешней, внутренней и торцевых поверхностях ротора и включать эти ступени отдельно, или объединяя их.The essence of the invention lies in the fact that in a rotary screw machine having an axisymmetric rotor with helical multi-start working channels, at least one that are cut inside the ring formed on the surface of the rotor, are connected from different ends to the nozzles of high and low pressure and are tightly closed housing and movable dividing dampers, it is proposed to fix dividing dampers on the links of closed flexible chains of at least one cross-moving channels in the grooves located in the housing it is necessary, moreover, the expansion and compression stages formed inside the rings by working channels are proposed to be cut into any or all of the external, internal and end surfaces of the rotor and include these stages separately, or by combining them.

При этом в отличие от закрепления заслонок в прототипе на вращающихся разделительных звездочках, входящих в тело ротора по дуге ограниченного размера, предлагаемое техническое решение - закрепление заслонок, движущихся перекрестно каналам в пазах на звеньях цепей, снимает ограничение по длительности пути заслонок и размерам кольца на поверхности ротора, внутри которого нарезаны рабочие каналы. Это обеспечивает больший рабочий объем, выделяемый заслонками и, соответственно, повышает и производительность РВМ и степень сжатия в РВМ.In this case, in contrast to the fastening of the shutters in the prototype on rotating dividing sprockets entering the rotor body along an arc of a limited size, the proposed technical solution - fixing the shutters moving crosswise to the channels in the grooves on the chain links, removes the restriction on the length of the shutter path and the size of the ring on the surface rotor, inside which the working channels are cut. This provides a larger working volume allocated by the dampers and, accordingly, increases the productivity of the RVM and the compression ratio in the RVM.

Второе предлагаемое техническое решение - расположение отдельных или объединяемых ступеней расширения и сжатия с рабочими каналами, которые нарезаются внутри колец на любой или всех: внешней, внутренней и торцевых поверхностях ротора, позволяет создавать компактные машины с увеличенным количеством размещенных ступеней на одном роторе и этим обеспечить следующий технический результат:The second proposed technical solution - the location of the individual or combined expansion and compression stages with working channels that are cut inside the rings on any or all: the outer, inner and end surfaces of the rotor, allows you to create compact machines with an increased number of placed steps on one rotor and this ensures the following technical result:

- Повышение производительности РВМ при параллельном подключении ступеней. Такое подключение позволяет создать компактный высокопроизводительный компрессор и мощную малогабаритную расширительную машину с большим расходом рабочего тела (пар, сжатый воздух).- Improving the performance of RVM with parallel connection of steps. This connection allows you to create a compact high-performance compressor and a powerful small-sized expansion machine with a large flow rate of the working fluid (steam, compressed air).

- Повышение степени сжатия РВМ при последовательном подключении ступеней. Такое подключение позволяет создать компактный многоступенчатый компрессор высокого давления или многоступенчатую малогабаритную расширительную паровую машину высокого давления. Например, на работающих по циклу Ренкина ТЭЦ степень расширения пара (степень сжатия) достигает 6000 и более раз [Пузырев Е.М. Голубев В.А. Пузырев М.Е. Роторно-винтовые двигатели. Известия Томского политехнического университета. г. Томск, 2014, т. 324, с. 38-45], и она обеспечивается в паровых турбинах с двумя - тремя ступенями расширения, имеющих в каждой по несколько десятков рабочих колес с лопатками. Такую же степень расширения можно обеспечить в одной РМ с тремя ступенями расширения при их довольно малой степени сжатия: (6000)1/3=18,2.- Increasing the degree of compression of the RVM when connecting the steps in series. This connection allows you to create a compact multi-stage high-pressure compressor or a multi-stage small-sized expansion steam high-pressure machine. For example, at the TPPs working on the Rankine cycle, the degree of expansion of the steam (compression ratio) reaches 6000 or more times [Puzyrev EM Golubev V.A. Puzyrev M.E. Rotary screw engines. News of Tomsk Polytechnic University. Tomsk, 2014, v. 324, p. 38-45], and it is provided in steam turbines with two to three expansion stages, each having several tens of impellers with blades. The same degree of expansion can be provided in one RM with three stages of expansion with their rather small degree of compression: (6000) 1/3 = 18.2.

- Расширение круга применимости РВМ за счет возможности включения ступеней РВМ с образованием на их основе работающих по различным силовым циклам машин. Конкретно предлагается:- Expanding the range of applicability of RVM due to the possibility of including stages of RVM with the formation on their basis of machines working on different power cycles. Specifically proposed:

1. Использовать РВМ со ступенями расширения и сжатия в качестве агрегата турбонаддува для работы в составе ДВС. Патрубками высокого давления ступени расширения и сжатия подключены соответственно к выхлопу и тракту подачи воздуха в ДВС. При этом сжатый воздух подается в ДВС, на счет работы расширения выхлопных газов. В настоящее время турбонаддув является наиболее эффективной системой повышения мощности двигателя без увеличения частоты вращения и объема цилиндров, обеспечивает экономию топлива в расчете на единицу мощности и снижение токсичности отработавших газов за счет более полного сгорания топлива.1. Use RVM with expansion and compression stages as a turbocharging unit for operation as part of an internal combustion engine. The high-pressure pipes of the expansion and compression stages are connected respectively to the exhaust and the air supply path to the internal combustion engine. In this case, compressed air is supplied to the internal combustion engine, due to the work of the expansion of exhaust gases. Currently, turbocharging is the most effective system for increasing engine power without increasing the speed and volume of the cylinders, provides fuel savings per unit of power and reduced exhaust gas toxicity due to more complete combustion of the fuel.

2. Использовать РВМ со ступенями расширения и сжатия в качестве самостоятельного ДВС в цикле типа газовой турбины (ГТУ) при подключении ступени сжатия к ступени расширения через камеру сгорания. При таком подключении сжатый в компрессоре воздух далее разогревается в камере сгорания, получая энергию топлива, и затем отдает ее в ступени расширения, совершая работу.2. Use RVM with expansion and compression stages as an independent internal combustion engine in a gas turbine (GTU) type cycle when connecting the compression stage to the expansion stage through the combustion chamber. With this connection, the compressed air in the compressor is then heated in the combustion chamber, receiving fuel energy, and then gives it to the expansion stage, doing the work.

3. Использовать РВМ со ступенями расширения и сжатия в качестве ДВС, при подключении ступеней сжатия к ступеням расширения с установкой свеч и/или топливных форсунок в рабочих каналах за подводящими патрубками в зонах высокого давления. После ступени сжатия воздух и топливо в виде заряда топливно-воздушной смеси герметизируются в зоне высокого давления ступени расширения и зажигаются. Далее продукты сгорания расширяются, совершая работу расширения.3. Use RVM with expansion and compression stages as an internal combustion engine, when connecting compression stages to expansion stages with the installation of spark plugs and / or fuel injectors in the working channels behind the supply pipes in high-pressure zones. After the compression stage, air and fuel in the form of a charge of the air-fuel mixture are sealed in the high pressure zone of the expansion stage and ignited. Further, the combustion products expand, doing the expansion work.

4. Использовать РВМ со ступенями расширения и сжатия в циклах типа Ренкина с органическим рабочим телом (ОРЦ). При этом ступень сжатия подключается патрубками высокого давления к регенератору (теплообменнику), далее к горячему теплообменнику и к патрубкам высокого давления ступени расширения. Рабочее тело, совершив работу расширения, охлаждается в регенераторе и холодном теплообменнике, сбрасывая неиспользованное тепло, возвращается через патрубки низкого давления в ступень сжатия, циркулируя по контуру циркуляции рабочего тела - ступень сжатия, регенератор, горячий теплообменник, ступень расширения, регенератор и холодный теплообменник.4. Use RVM with stages of expansion and compression in cycles of the Rankine type with an organic working fluid (ORC). In this case, the compression stage is connected by high pressure pipes to the regenerator (heat exchanger), then to the hot heat exchanger and to the high pressure pipes of the expansion stage. After completing the expansion work, the working fluid is cooled in the regenerator and the cold heat exchanger, discharging unused heat, returns through the low pressure pipes to the compression stage, circulating along the circulation circuit of the working medium - the compression stage, regenerator, hot heat exchanger, expansion stage, regenerator and cold heat exchanger.

Во всех этих циклах РВМ выполнена со ступенями расширения и сжатия, и она работает как двигатель. Ступень сжатия используется для подготовки (сжатия) рабочего тела, а в ступени расширения оно отдает энергию, совершая работу. При этом ступени расширения и сжатия или их пары находятся на общем роторе, обеспечивая компактность и широкий круг применимости предлагаемого устройства.In all these cycles, the RVM is made with expansion and compression stages, and it works as an engine. The compression stage is used to prepare (compress) the working fluid, and in the expansion stage it gives off energy, doing the work. At the same time, the expansion and compression stages or their pairs are located on the common rotor, providing compactness and a wide range of applicability of the proposed device.

Отметим, что здесь важно еще одно дополнительное техническое решение. Предложено располагать ступени расширения и сжатия на общем валу попарно, причем встречно, и выполнять ступени с одинаковым типом колец в виде цилиндрической, конической, круглой или другой формы при размещении в центре ротора зоны высокого давления или разрежения. Такая конструкция РВМ обеспечивает взаимную компенсацию встречных осевых усилий на ротор и простоту подключения ступеней между собой в центре ротора за счет близкого расположения их одноименных патрубков.Note that here is another important technical solution. It is proposed to arrange the expansion and compression stages on the common shaft in pairs, and counter to one, and perform the steps with the same type of rings in the form of a cylindrical, conical, round or other shape when placing a zone of high pressure or rarefaction in the center of the rotor. This design of the RVM provides mutual compensation of the axial forces on the rotor and the ease of connecting the steps to each other in the center of the rotor due to the close location of their pipes of the same name.

Данное техническое решение применимо для пар ступеней как одинакового, так и разного типа. Например, это дает простую конструкцию узла подключения ступеней РВМ общим патрубком высокого давления по центру ротора при параллельном подключении двух ступеней компрессора к тракту сжатого воздуха или расширительных машин к паропроводу. Аналогично конструктивно проще подключить ступень сжатия к ступени расширения общими патрубками высокого давления, располагая его по центру ротора.This technical solution is applicable for pairs of steps of the same or different types. For example, this gives a simple design of the unit for connecting the RVM stages with a common high-pressure nozzle in the center of the rotor when two compressor stages are connected in parallel to the compressed air path or expansion machines to the steam line. Similarly, it is structurally easier to connect the compression stage to the expansion stage by common high-pressure pipes, positioning it in the center of the rotor.

Простота конструкции узла подключения высокого давления по центру ротора и в том, что в обоих случаях здесь нет необходимости устанавливать сложные концевые уплотнения ротора высокого давления.The simplicity of the design of the high pressure connection unit in the center of the rotor is that in both cases there is no need to install complex end seals of the high pressure rotor.

Другие предлагаемые дополнительные технические решения касаются системы рабочий канал - заслонка.Other proposed additional technical solutions relate to the working channel - damper system.

Во-первых, вводится дополнительный признак расположения пазов и заслонок ортогонально (перпендикулярно) по отношению к каналам. При таком взаимном расположении сила давления, действующая на заслонки, направлена параллельно стенкам каналов, она не прижимает заслонки к стенкам каналов. Соответственно минимизируется сила трения заслонок о стенки каналов, так как она пропорциональна силе, прижимающей заслонки к стенкам канала.Firstly, an additional sign of the location of the grooves and dampers is introduced orthogonally (perpendicularly) with respect to the channels. With this arrangement, the pressure force acting on the flaps is directed parallel to the walls of the channels; it does not press the flaps against the walls of the channels. Accordingly, the friction force of the shutters against the channel walls is minimized, since it is proportional to the force pressing the shutters against the channel walls.

В следующей группе технических решений предлагается обеспечить увеличение рабочего объема каналов и повышение степени сжатия РВМ за счет увеличения поперечного сечения рабочих каналов по мере их удаления от патрубка высокого давления.The next group of technical solutions proposes to increase the working volume of the channels and increase the degree of compression of the PBM by increasing the cross section of the working channels as they move away from the high-pressure pipe.

Увеличение площади поперечного сечения рабочих каналов предложено обеспечить за счет постепенного углубления, а их перекрытие заслонками достигается путем установки гибких цепей с наклоном к поверхности ротора, причем заслонки предлагается изготовить, как продолжения звеньев цепи. При этом за счет одинакового угла наклона дна каналов и цепи рабочие каналы герметично перекрываются заслонками.It is proposed to provide an increase in the cross-sectional area of the working channels due to gradual deepening, and their overlapping by shutters is achieved by installing flexible chains with an inclination to the rotor surface, and shutters are proposed to be made as continuations of chain links. At the same time, due to the same angle of inclination of the bottom of the channels and the circuit, the working channels are sealed by shutters.

Во вторых, увеличение поперечного сечения рабочих каналов предлагается также выполнить за счет их расширения, причем для их надежного перекрытия на заслонках предлагается установить уплотнения, выполненные с возможностью изменения их ширины за счет подвижных уплотняющих элементов, раздвигаемых пружинами.Secondly, it is also proposed to increase the cross-section of the working channels by expanding them, and for their reliable overlap, it is proposed to install seals on the flaps that are capable of changing their width due to movable sealing elements that are moved apart by the springs.

Кроме того, предлагается устанавливать на заслонках уплотнения, выполненные из имеющих способность расширяться и сжиматься упругих, жаростойких листов с антифрикционным износостойким покрытием. Такие уплотнения обеспечивают:In addition, it is proposed to install seals on the shutters made of elastic, heat-resistant sheets with an anti-friction wear-resistant coating having the ability to expand and contract. Such seals provide:

- герметичность перекрытия рабочих каналов при их расширении за счет упругих сил и перепада давления;- tightness of the overlap of the working channels when they expand due to elastic forces and pressure drop;

- надежную работу РВМ в описанных выше высокотемпературных циклах 1-3 ДВС и ГТУ за счет применения жаростойких листов и компенсации ими температурных расширений;- reliable operation of the RVM in the above-described high-temperature cycles of 1-3 ICE and gas turbine due to the use of heat-resistant sheets and compensation of thermal expansions by them;

- снижение сил трения и надежную работу за счет применения антифрикционных, износостойких покрытий.- reduction of friction forces and reliable operation due to the use of antifriction, wear-resistant coatings.

Указанные признаки и технические решения являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанных технических результатов.The indicated features and technical solutions are essential and interconnected causation with the formation of a set of essential features necessary and sufficient to achieve the specified technical results.

В итоге совокупность предлагаемых технических решений в сравнении с прототипом обеспечивает заявляемые характеристики: повышение степени сжатия; увеличение производительности; расширение круга применимости РВМ, в том числе за счет возможности компактного встраивания в агрегаты и использования в силовых циклах и снижения сил трения в паре заслонка - ротор.As a result, the totality of the proposed technical solutions in comparison with the prototype provides the claimed characteristics: increased compression ratio; increase in productivity; expanding the range of applicability of RVM, including due to the possibility of compact integration into units and use in power cycles and reducing friction in a pair of shutter - rotor.

Конструкция предлагаемой РВМ иллюстрируется рисунками. На фиг. 1 в изометрии схематично показан наиболее простой вариант подвижных элементов РВМ с одной ступенью, ступенью расширения. На фиг. 2 показана РВМ с двумя ступенями, рабочие каналы которых нарезаны на обеих сторонах ротора, выполненного в виде диска. На фиг. 3 показана РВМ с двумя ступенями, которые расположены на роторе сложной формы, обеспечивающей уменьшение габаритов РВМ за счет уменьшения диаметра ротора. На фиг. 4 показана шестизаходная нарезка каналов на кольце ротора, выполненного в виде диска для ступени расширения или сжатия, и основные элементы для ступени ДВС. На фиг. 5 показаны конструкции уплотнений разделительных заслонок. На фиг. 6 показан пример использования РВМ в ОРЦ цикле.The design of the proposed RVM is illustrated by drawings. In FIG. 1 in isometry schematically shows the simplest version of the movable elements of the RVM with one stage, the expansion stage. In FIG. 2 shows a RVM with two stages, the working channels of which are cut on both sides of the rotor, made in the form of a disk. In FIG. Figure 3 shows a RVM with two steps, which are located on a rotor of complex shape, providing a reduction in the dimensions of the RVM by reducing the diameter of the rotor. In FIG. 4 shows a six-way channel cutting on the rotor ring, made in the form of a disk for the expansion or compression stage, and the main elements for the ICE stage. In FIG. 5 shows the design of the seals of the separation flaps. In FIG. Figure 6 shows an example of the use of RVM in the ORC cycle.

РВМ имеет осесимметричный ротор 1 и разделительные заслонки 2, которые перекрывают рабочие каналы 3, фиг. 1. Здесь рабочий канал 3 однозаходный и образован одной винтовой перегородкой 4. Рабочий канал 3 подключен с разных концов к патрубку 5 высокого давления и патрубку 6 низкого давления и плотно перекрыт корпусом 7, а ротор 1 закреплен на валу 8. На фиг. 1 верхняя часть корпуса 7 изображена прозрачной и показывает в изометрии винтовые каналы 3, замкнутую гибкую цепь 9, образованную ее звеньями 10 и движущуюся по пазу 11, который расположен в корпусе 7. Поперечное сечение каналов 3 здесь выполнено расширяющимся по мере их удаления от патрубка 5 высокого давления за счет их постепенного углубления путем установки цепей 9 с наклоном к поверхности ротора 1, причем разделительные заслонки 2 (здесь для наглядности они выделены перекрестием) изготовлены, как продолжения звеньев 10 цепей.The PBM has an axisymmetric rotor 1 and dividing shutters 2 that overlap the working channels 3, FIG. 1. Here, the working channel 3 is single-entry and is formed by one screw partition 4. The working channel 3 is connected from different ends to the high-pressure pipe 5 and the low-pressure pipe 6 and is tightly closed by the housing 7, and the rotor 1 is mounted on the shaft 8. In FIG. 1, the upper part of the housing 7 is shown transparent and shows in isometric spiral channels 3, a closed flexible chain 9 formed by its links 10 and moving along the groove 11, which is located in the housing 7. The cross section of the channels 3 is made expanding as they move away from the pipe 5 high pressure due to their gradual deepening by installing chains 9 with an inclination to the surface of the rotor 1, and the dividing flaps 2 (here for clarity, they are highlighted by a crosshair) are made as a continuation of the links of 10 chains.

Ротор 1 может иметь различную геометрию, пригодную для встраивания РВМ в агрегаты и обеспечивающую их повышенную компактность, что особенно важно, например, для работающих на транспорте РВМ. Для примера на фиг. 2 показан диск, на обеих сторонах которого по кольцу, в данном случае плоскому, нарезаны рабочие каналы 3 и размещены две ступени. Так же, как и на фиг. 1, здесь рабочие каналы могут быть выполнены с постепенным углублением.The rotor 1 may have a different geometry, suitable for embedding RVM in units and providing their increased compactness, which is especially important, for example, for working in transport RVM. For the example of FIG. 2 shows a disk, on both sides of which a working channel 3 is cut along a ring, in this case flat, and two stages are placed. As in FIG. 1, here the working channels can be made with a gradual deepening.

На фиг. 3 показано сечение РВМ с ротором 1, который частично выполнен в виде конуса. На одной или обеих сторонах ротора нарезаны рабочие каналы, в данном случае кольца составлены из круглого и конусовидного, и за счет уменьшения диаметра ротора обеспечивается уменьшение габаритов РВМ, что важно для ее компактности и встраивания в агрегаты. Подобным же образом может использоваться цилиндрический ротор с нарезкой рабочих каналов на внешней, внутренней или на обеих сторонах по круглым кольцам, а также на плоских кольцах по торцам цилиндра.In FIG. 3 shows a section of a PBM with a rotor 1, which is partially made in the form of a cone. Working channels are cut on one or both sides of the rotor, in this case the rings are made of round and conical, and by reducing the diameter of the rotor, the dimensions of the PBM are reduced, which is important for its compactness and integration into the units. In the same way, a cylindrical rotor can be used with cutting working channels on the outer, inner, or on both sides along circular rings, as well as on flat rings along the ends of the cylinder.

В совокупности с возможностью использования отдельных колец или их групп в ступенях сжатия и расширения РВМ может применяться как единое устройство в силовых циклах, типично включающих процессы сжатия и расширения, что существенно расширяет круг применимости.Together with the possibility of using individual rings or their groups in compression and expansion stages, the PBM can be used as a single device in power cycles, typically including compression and expansion processes, which significantly expands the range of applicability.

На фиг. 4 схематично показана шестизаходная нарезка винтовых каналов 3 на плоском роторе 1. Здесь, как и на фиг. 2 и 3, пара замкнутых цепей 9 с разделительными заслонками 2, перекрывающими винтовые каналы 3, установлена оппозитно, и этим компенсируются боковые усилия на ротор. Кроме того, пара замкнутых цепей 9 обеспечивает двукратное увеличение производительности РВМ за счет увеличения числа впусков рабочего тела за один оборот ротора 1, в данном случае будет 12 впусков за оборот.In FIG. 4 schematically shows a six-way cutting of screw channels 3 on a flat rotor 1. Here, as in FIG. 2 and 3, a pair of closed circuits 9 with dividing dampers 2, overlapping screw channels 3, is installed opposite, and this compensates for lateral forces on the rotor. In addition, a pair of closed circuits 9 provides a twofold increase in the productivity of the PBM by increasing the number of inlets of the working fluid per revolution of the rotor 1, in this case there will be 12 inlets per revolution.

На фиг. 4 цепи 9 расположены ортогонально (перпендикулярно) по отношению к рабочим каналам 3 за счет требуемого исполнения пазов 11, направляющих гибкие цепи. Это обеспечивает направление сил давления на разделительные заслонки 2 параллельно винтовым перегородкам 4. Давление, действующее на разделительные заслонки 2, не прижимает их к винтовым перегородкам 4, и это минимизирует силу трения между ними.In FIG. 4 chains 9 are located orthogonally (perpendicularly) with respect to the working channels 3 due to the required execution of the grooves 11 guiding the flexible chains. This ensures that the pressure forces are directed to the dividing shutters 2 parallel to the screw partitions 4. The pressure acting on the dividing shutters 2 does not press them against the screw partitions 4, and this minimizes the friction force between them.

Для снижения утечек рабочего тела на разделительных заслонках 2, особенно в варианте расширяющихся рабочих каналов 3, установлены уплотнения, фиг. 5, которые могут быть выполненные из имеющих способность расширяться и сжиматься упругих, жаростойких листов 12 с антифрикционными, износостойкими покрытиями. Конструкция уплотнения может также использовать пружины 13, которые прижимают подвижные элементы уплотнений 14 к стенкам расширяющихся винтовых каналов 4.To reduce leakage of the working fluid on the separation flaps 2, especially in the variant of the expanding working channels 3, seals are installed, FIG. 5, which can be made of having the ability to expand and contract elastic, heat-resistant sheets 12 with antifriction, wear-resistant coatings. The seal design may also use springs 13, which press the movable elements of the seals 14 against the walls of the expanding screw channels 4.

Разделительные заслонки 2 и винтовые перегородки 4 находятся в зацеплении и могут двигаться только согласованно. Ступени расширения и сжатия имеют, в принципе, одинаковое устройство и обратимы, в зависимости от направления движения меняется предназначение ступени. В ступени расширения сжатый газ или пар входит через пару патрубков 5 высокого давления, установленных в корпусе 7, расширяется в рабочих каналах 3, вращает ротор 1 и перемещает замкнутую цепь 9, как показано стрелками 15, и отводится по периферии ротора в патрубок 6 низкого давления, фиг. 1. В варианте ступени сжатия замкнутые цепи 9 и ротор 1 имеют обратные направления движения и приводятся во вращение двигателем или от расширительной ступени РВМ через их общий вал 8.The dividing flaps 2 and the screw partitions 4 are engaged and can only move in concert. The stages of expansion and contraction have, in principle, the same device and are reversible, depending on the direction of movement, the purpose of the stage changes. In the expansion stage, compressed gas or steam enters through a pair of high pressure nozzles 5 installed in the housing 7, expands in the working channels 3, rotates the rotor 1 and moves the closed circuit 9, as shown by arrows 15, and is discharged along the rotor periphery to the low pressure nozzle 6 FIG. 1. In the embodiment of the compression stage, the closed circuits 9 and the rotor 1 have opposite directions of motion and are driven into rotation by the engine or from the expansion stage of the PBM through their common shaft 8.

При использовании ступени расширения РВМ в качестве ДВС, фиг 4, она имеет патрубки 5 высокого давления, а также устройства впрыска топлива и зажигания 16. Они распыляют топливо и, при необходимости, подают искру зажигания в начальный объем 17 сжатого воздуха, объем показан затенением на фиг. 4.When using the expansion stage of the RVM as an internal combustion engine, FIG. 4, it has high-pressure nozzles 5, as well as fuel injection and ignition devices 16. They spray fuel and, if necessary, supply an ignition spark to the initial volume 17 of compressed air, the volume is shown by shading by FIG. four.

В РВМ, работающей по силовым циклам, необходимы как ступень расширения, так и ступень сжатия, и их можно расположить на одном роторе на разных его сторонах, как показано на фиг. 2 и 3, или на общем валу 8, фиг. 6, причем со взаимной компенсацией осевых усилий. Так как при турбо-наддуве в ДВС, ГТУ и в других циклах имеется больший расход и требуется большая степень расширения горячего рабочего тела, чем расход и степень сжатия воздуха, то здесь более эффективна схема, приведенная на фиг. 3, с компоновкой компрессора внутри ротора, а ступени расширения снаружи. Схемы подключения ступеней расширения и сжатия РВМ между собой зависят от типа силовых циклов, известны и рассмотрены ниже.In a power cycle operating computer, both an expansion step and a compression step are necessary, and they can be located on one rotor on different sides thereof, as shown in FIG. 2 and 3, or on a common shaft 8, FIG. 6, and with mutual compensation of axial forces. Since turbo-boosting in ICE, gas turbine engine and in other cycles has a higher flow rate and requires a greater degree of expansion of the hot working fluid than the flow rate and degree of air compression, the circuit shown in FIG. 3, with the layout of the compressor inside the rotor, and the expansion stage outside. The schemes for connecting the expansion and compression stages of the PBMs to each other depend on the type of power cycles, known and discussed below.

При использовании РВМ, как агрегата турбонаддува, патрубок высокого давления ступени расширения подключают в выхлопу внешнего ДВС, а патрубок высокого давления ступени сжатия к его всасу. При этом патрубки низкого давления обеих ступеней РВМ подключены к атмосфере.When using RVM as a turbocharging unit, the high-pressure pipe of the expansion stage is connected to the exhaust of the external internal combustion engine, and the high-pressure pipe of the compression stage is connected to its inlet. At the same time, low-pressure pipes of both stages of the PBM are connected to the atmosphere.

При использовании РВМ в цикле ГТУ патрубки низкого давления обеих ступеней подключены к атмосфере, а патрубок высокого давления ступени сжатия подключен к патрубку высокого давления ступени расширения через камеру сгорания, в которую подается топливо.When using RVM in the gas turbine cycle, the low pressure pipes of both stages are connected to the atmosphere, and the high pressure pipe of the compression stage is connected to the high pressure pipe of the expansion stage through the combustion chamber into which the fuel is supplied.

В цикле ДВС ступени имеют такое же подключение, но нет камеры сгорания, топливо впрыскивается и поджигается в начальном объеме 17 устройством впрыска топлива и зажигания 16.In the ICE cycle, the steps have the same connection, but there is no combustion chamber, fuel is injected and ignited in the initial volume 17 by the fuel injection and ignition device 16.

Более подробно на фиг. 6 приведена схема для ОРЦ цикла. Ступени сжатия 18 и расширения 19 установлены на общем валу 8 и трубопроводами 20 объединены в замкнутый контур циркуляции рабочего тела, который включает: источник тепла 21, регенератор 22 теплоты выхлопа, регенератор 23 теплоты промежуточного отбора ступени расширения 19 с патрубком отбора 24 и холодный теплообменник 25.In more detail in FIG. 6 shows a diagram for the ORC cycle. The compression stages 18 and expansion 19 are installed on a common shaft 8 and the pipelines 20 are combined into a closed circulation circuit of the working fluid, which includes: a heat source 21, an exhaust heat regenerator 22, an intermediate recovery heat generator 23 with an expansion stage 19 with a selection pipe 24, and a cold heat exchanger 25 .

Работа РВМ. При работе РВМ, например, как ступени сжатия, подвижные элементы РВМ ротор 1 и разделительные заслонки 2 благодаря их закреплению на звеньях 10 гибкой цепи и зацеплению с винтовыми перегородками 4, которые образуют рабочие каналы 3, движутся синхронно и вращают замкнутую гибкую цепь 9 в пазах 11. Причем гибкая цепь в компрессоре движется против направления стрелки 15. Расстояние в канале между разделительными заслонками 2 по мере вращения ротора и удаления от патрубка низкого давления 6 сокращается. Рабочее тело, находящееся в рабочих каналах 3 благодаря их уплотнению за счет перекрытия корпусом 7, сжимается. При подходе окончаний рабочих каналов 3 к патрубкам 5 высокого давления, фиг. 4, выход для сжатого газа открывается, и рабочее тело вытесняется из компрессора разделительными заслонками 2 через них в сжатом виде.Work RVM. When operating a PBM, for example, as a compression stage, the movable elements of the PBM rotor 1 and the dividing shutters 2, due to their fastening on the links 10 of the flexible chain and meshing with the screw partitions 4, which form the working channels 3, move synchronously and rotate the closed flexible chain 9 in the grooves 11. Moreover, the flexible circuit in the compressor moves against the direction of the arrow 15. The distance in the channel between the dividing flaps 2 decreases as the rotor rotates and moves away from the low pressure pipe 6. The working fluid located in the working channels 3 due to their compaction due to the overlap of the housing 7, is compressed. With the approach of the ends of the working channels 3 to the nozzles 5 of high pressure, FIG. 4, the outlet for the compressed gas opens, and the working fluid is forced out of the compressor by the dividing dampers 2 through them in a compressed form.

Принцип работы РВМ расширительного типа, в том числе с увеличивающимся сечением рабочих каналов 3, фиг. 1 и 5, и соответственно с более высокой степенью сжатия, не изменяется. Ротор 1 с рабочими каналами 3 скользит по корпусу 7 с патрубками 5 высокого давления при плотном контакте винтовых перегородок 4 с ним, фиг. 4. В винтовые каналы 3 ступени расширения в период их открытия, совмещения отверстий, поступают порции сжатого рабочего тела через пару патрубков 5 высокого давления. Другой вариант подвода сжатого рабочего тела показан на фиг. 1. После проворота и выхода рабочих каналов 3 из соединения с патрубками 5 высокого давления отсеченные разделительными заслонками 2 порции рабочего тела заполняют показанный затенением на фиг. 4 начальный объем 17, расширяются, давят на них, и винтовые перегородки 4 вращают ротор 1 и совершают полезную работу расширения. При этом в циклах ДВС в начальный объем 17 сжатого воздуха предварительно распыляется топливо и, при необходимости, подается искра зажигания от устройства 16 - вводится теплота сгорания топлива. После совершения работы расширившееся рабочее тело через патрубок 6 низкого давления отводится в атмосферу или возвращается в цикл.The principle of operation of an expansion type RVM, including with an increasing cross section of working channels 3, FIG. 1 and 5, and accordingly with a higher compression ratio, does not change. The rotor 1 with working channels 3 slides along the housing 7 with high-pressure nozzles 5 with tight contact of the screw partitions 4 with it, FIG. 4. In the screw channels 3 expansion stages during their opening, alignment of the holes, portions of the compressed working fluid through a pair of nozzles 5 high pressure. Another embodiment for supplying a compressed working fluid is shown in FIG. 1. After turning and exiting the working channels 3 from the connection to the high-pressure nozzles 5, the portions of the working fluid cut off by the dividing flaps 2 fill the shading shown in FIG. 4, the initial volume 17, expand, put pressure on them, and the screw partitions 4 rotate the rotor 1 and do the useful work of expansion. Moreover, in the ICE cycles, fuel is preliminarily sprayed into the initial volume 17 of compressed air and, if necessary, an ignition spark is supplied from device 16 — the heat of combustion of the fuel is introduced. After completing the work, the expanded working fluid through the low pressure pipe 6 is discharged into the atmosphere or returns to the cycle.

Уплотнения на разделительных заслонках 2, фиг. 5, уменьшают утечки рабочего тела, что особенно необходимо в варианте расширяющихся рабочих каналов 3. Уплотнения, использующие пружины 13, прижимают подвижные элементы 14 к перегородкам 4 расширяющихся рабочих каналов 4 и плотно перекрывают сечение рабочих каналов 3. Уплотнения, выполненные из упругих, жаростойких листов 12 с антифрикционными, износостойкими покрытиями, не только расширяются и сжимаются, плотно перекрывая сечение рабочих каналов 3, но и воспринимают высокотемпературное воздействие продуктов сгорания топлива и уменьшают силы трения. При этом движение разделительных заслонок 2 ортогонально по отношению к рабочим каналам 3, фиг. 4, и антифрикционные покрытия уплотнений снижают силу трения.Seals on the dividing flaps 2, FIG. 5, reduce the leakage of the working fluid, which is especially necessary in the version of the expanding working channels 3. Seals using springs 13 press the movable elements 14 against the partitions 4 of the expanding working channels 4 and tightly overlap the cross section of the working channels 3. Seals made of elastic, heat-resistant sheets 12 with anti-friction, wear-resistant coatings, not only expand and contract, tightly overlapping the cross section of the working channels 3, but also perceive the high-temperature effects of fuel combustion products and reduce forces s friction. In this case, the movement of the dividing flaps 2 is orthogonal with respect to the working channels 3, FIG. 4, and anti-friction seal coatings reduce friction.

Действие РВМ в силовых циклах заключается в получении от рабочего тела работы расширения в процессах, осуществляемых в ступени расширения. Согласно фиг. 4 в рабочие каналы 3 ступени расширения в период их открытия и совмещения отверстий поступают порции сжатого рабочего тела через пару патрубков высокого давления 5 соответственно:The action of RVM in power cycles is to obtain expansion work from the working fluid in the processes carried out in the expansion step. According to FIG. 4, into the working channels 3 of the expansion stage during the period of their opening and alignment of the holes, portions of the compressed working fluid enter through a pair of high-pressure pipes 5, respectively:

- из камеры выхлопа внешнего ДВС - в агрегате турбонаддува;- from the exhaust chamber of an external internal combustion engine - in a turbocharging unit;

- из камеры сгорания - в цикле ГТУ;- from the combustion chamber - in the cycle of gas turbine;

- из ступени сжатия воздуха - в циклах ДВС;- from the stage of air compression - in ICE cycles;

- из горячего теплообменника и регенераторов - в ОРЦ цикле.- from a hot heat exchanger and regenerators - in the ORC cycle.

Далее сжатое горячее рабочее тело (продукты сгорания) расширяется, совершает работу и вращает ротор 1 и вал 8 РВМ, причем в циклах ДВС в начальном объеме 17 от устройства 16 в сжатом воздухе предварительно распыляется топливо и, при необходимости, подается искра - вводится теплота сгорания топлива. Благодаря общему ротору или креплению на общем валу 8 ступень расширения 19 вращает ступень сжатия 18. Рабочее тело или свежий воздух всасывается через патрубок 6 низкого давления в ступень сжатия 18, сжимается заслонками 2 в рабочих каналах 3, нагнетается в патрубки высокого давления 5 ступени сжатия и подается:Next, the compressed hot working fluid (combustion products) expands, performs work and rotates the rotor 1 and the shaft 8 of the RVM, and in the ICE cycles in the initial volume 17 from the device 16, fuel is pre-sprayed in compressed air and, if necessary, a spark is supplied - the heat of combustion fuel. Due to the common rotor or mounting on a common shaft 8, the expansion stage 19 rotates the compression stage 18. The working fluid or fresh air is sucked through the low pressure pipe 6 into the compression stage 18, is compressed by the shutters 2 in the working channels 3, is pumped into the high pressure pipes 5 of the compression stage and served:

- на всас ДВС - в агрегате турбонаддува;- on the intake of the internal combustion engine - in the turbocharger;

- к камере сгорания - в цикле ГТУ;- to the combustion chamber - in the cycle of gas turbine;

- к патрубкам высокого давления ступени расширения - в циклах ДВС;- to the high pressure nozzles of the expansion stage - in ICE cycles;

- к регенератору - в ОРЦ цикле.- to the regenerator - in the ORC cycle.

После срабатывания в циклах турбонаддува, ГТУ, ДВС продукты сгорания сбрасываются в атмосферу. Характерно, что за счет возможности использования более высокой степени расширения рабочего тела КПД рассмотренных силовых циклов повышается. Типично, например, в поршневых ДВС по конструкции степени сжатия для процессов расширения и сжатия одинаковы, поэтому энергия выхлопа не срабатывается полностью.After triggering in the cycles of turbocharging, gas turbines, internal combustion engines, the combustion products are discharged into the atmosphere. It is characteristic that due to the possibility of using a higher degree of expansion of the working fluid, the efficiency of the considered power cycles increases. Typically, for example, in reciprocating internal combustion engines, the compression ratios for the expansion and compression processes are the same, so the exhaust energy does not work out completely.

В ОРЦ цикле, фиг. 6, рабочее тело циркулирует по элементам 18-25, объединенным трубопроводами 20 в замкнутый контур циркуляции. Энергия в этот цикл двигателя внешнего сгорания подводится от источника тепла 21. Затем горячее рабочее тело, органический теплоноситель, совершает работу в ступени расширения 19, отдает тепло в регенераторе 22 и сбрасывает неиспользуемую теплоту через холодный теплообменник 25 в окружающую среду. Далее рабочее тело циркулирует по трубопроводам 20 между элементами и повторяет цикл. Оно сжимается в ступени сжатия 18, подогревается в регенераторе 22 теплотой выхлопа и в регенераторе 23 теплотой промежуточного отбора, поступающей из ступени расширения 19 из патрубка отбора 24, далее нагревается от источника тепла 21, и цикл повторяется.In the ORC cycle, FIG. 6, the working fluid circulates through the elements 18-25, combined by pipelines 20 into a closed loop. The energy in this cycle of the external combustion engine is supplied from the heat source 21. Then, the hot working fluid, the organic heat carrier, performs work in the expansion stage 19, gives off heat in the regenerator 22 and discharges the unused heat through the cold heat exchanger 25 into the environment. Next, the working fluid circulates through pipelines 20 between the elements and repeats the cycle. It is compressed in the compression stage 18, is heated in the regenerator 22 by the heat of exhaust and in the regenerator 23 by the heat of intermediate selection coming from the expansion stage 19 from the selection pipe 24, then it is heated from the heat source 21, and the cycle repeats.

Claims (10)

1. Роторно-винтовая машина, имеющая осесимметричный ротор с винтовыми многозаходными рабочими каналами, по меньшей мере одним, которые нарезаны на роторе по кольцу, подключаются с разных концов к патрубкам высокого и низкого давления и плотно перекрыты корпусом и подвижными разделительными заслонками, отличающаяся тем, что разделительные заслонки закреплены на звеньях замкнутых гибких цепей, по меньшей мере одной, движущихся перекрестно каналам в пазах, расположенных в корпусе, причем рабочие каналы нарезаны на любой или всех внешней, внутренней и торцевых поверхностях ротора и являются отдельными или объединенными ступенями расширения и сжатия.1. A rotor-screw machine having an axisymmetric rotor with screw multi-start working channels, at least one, which are cut on the rotor in a ring, are connected from different ends to the nozzles of high and low pressure and are tightly closed by a housing and movable dividing dampers, characterized in that that the dividing flaps are fixed on the links of closed flexible chains of at least one channel moving crosswise in the grooves located in the housing, and the working channels are cut into any or all external morning and end surfaces of the rotor and are combined or individual stages of expansion and contraction. 2. Роторно-винтовая машина по п. 1, отличающаяся тем, что пазы расположения ортогонально по отношению к каналам.2. The rotor-screw machine according to claim 1, characterized in that the grooves of the arrangement are orthogonal with respect to the channels. 3. Роторно-винтовая машина по п. 1, отличающаяся тем, что поперечное сечение рабочих каналов выполнено расширяющимся по мере их удаления от патрубка высокого давления за счет их постепенного углубления путем установки цепей с наклоном к поверхности ротора, причем заслонки изготовлены как продолжения звеньев цепи.3. The rotor-screw machine according to claim 1, characterized in that the cross section of the working channels is made expanding as they move away from the high-pressure pipe due to their gradual deepening by installing chains with an inclination to the surface of the rotor, and the shutters are made as a continuation of the chain links . 4. Роторно-винтовая машина по п. 1, отличающаяся тем, что поперечное сечение рабочих каналов выполнено расширяющимся по мере их удаления от патрубка высокого давления, причем на заслонках установлены уплотнения, выполненные из закрепленных на звеньях цепи подвижных элементов, раздвигаемых и прижимаемых пружинами к стенкам каналов.4. The rotor-screw machine according to claim 1, characterized in that the cross section of the working channels is made expanding as they move away from the high-pressure pipe, moreover, seals are installed on the dampers, made of movable elements fixed to the chain links, expandable and pressed by springs to the walls of the channels. 5. Роторно-винтовая машина по п. 1 или 4, отличающаяся тем, что на заслонках установлены уплотнения, выполненные из имеющих способность расширяться и сжиматься упругих, жаростойких листов с антифрикционными, износостойкими покрытиями.5. The rotor-screw machine according to claim 1 or 4, characterized in that the shutters are equipped with seals made of elastic, heat-resistant sheets with antifriction, wear-resistant coatings having the ability to expand and contract. 6. Роторно-винтовая машина по п. 1, отличающаяся тем, что имеет установленные на общем валу ступень расширения и ступень сжатия, причем они имеют одинаковый тип колец с каналами и расположены на роторе по сторонам от центра встречно, с размещением в центре ротора зоны высокого давления или разрежения.6. The rotor-screw machine according to claim 1, characterized in that it has an expansion stage and a compression stage mounted on a common shaft, moreover, they have the same type of rings with channels and are located on the rotor opposite to the center, with the zone being placed in the center of the rotor high pressure or vacuum. 7. Роторно-винтовая машина по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что ступень расширения подключена к выхлопу основного ДВС, а ступень сжатия к его тракту подачи воздуха.7. The rotor-screw machine according to claim 1 or 6, characterized in that the expansion stage is connected to the exhaust of the main internal combustion engine, and the compression stage is connected to its air supply path. 8. Роторно-винтовая машина по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что ступень сжатия подключена к ступени расширения через камеру сгорания.8. The rotor-screw machine according to claim 1 or 6, characterized in that the compression stage is connected to the expansion stage through the combustion chamber. 9. Роторно-винтовая машина по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что ступень сжатия подключена подводящими патрубками к ступени расширения, причем в ступени расширения за подводящими патрубками в зонах высокого давления установлены свечи и/или топливные форсунки.9. The rotor-screw machine according to claim 1 or 6, characterized in that the compression stage is connected by inlet pipes to the expansion stage, and candles and / or fuel nozzles are installed in the expansion stage behind the supply pipes in high pressure zones. 10. Роторно-винтовая машина по п. 1 или 6, отличающаяся тем, что ступени сжатия и расширения включены патрубками в контур циркуляции рабочего тела: ступень сжатия, регенераторы, горячий теплообменник, ступень расширения с патрубками отбора рабочего тела, регенератор и холодный теплообменник.10. The rotor-screw machine according to claim 1 or 6, characterized in that the compression and expansion stages are included by nozzles in the circulation circuit of the working fluid: compression stage, regenerators, hot heat exchanger, expansion stage with working fluid extraction pipes, regenerator and cold heat exchanger.
RU2017104775A 2017-02-14 2017-02-14 Rotor screw machine RU2675639C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104775A RU2675639C2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Rotor screw machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104775A RU2675639C2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Rotor screw machine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104775A3 RU2017104775A3 (en) 2018-08-14
RU2017104775A RU2017104775A (en) 2018-08-14
RU2675639C2 true RU2675639C2 (en) 2018-12-21

Family

ID=63177144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104775A RU2675639C2 (en) 2017-02-14 2017-02-14 Rotor screw machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675639C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1367801A (en) * 1919-12-23 1921-02-08 Daniel N Clark Rotary engine
SE362679B (en) * 1972-11-07 1973-12-17 T E Hoving
WO2005017319A1 (en) * 2003-08-02 2005-02-24 Sauer & Gellersen Gbr Annular rotating piston machine
US20100003153A1 (en) * 2006-11-02 2010-01-07 Daikin Industries, Ltd. Compressor
WO2013078132A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-30 Vilter Manufacturing Llc Single screw expander/compressor apparatus
RU2564172C2 (en) * 2013-09-24 2015-09-27 Евгений Михайлович Пузырёв Rotary machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1367801A (en) * 1919-12-23 1921-02-08 Daniel N Clark Rotary engine
SE362679B (en) * 1972-11-07 1973-12-17 T E Hoving
WO2005017319A1 (en) * 2003-08-02 2005-02-24 Sauer & Gellersen Gbr Annular rotating piston machine
US20100003153A1 (en) * 2006-11-02 2010-01-07 Daikin Industries, Ltd. Compressor
WO2013078132A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-30 Vilter Manufacturing Llc Single screw expander/compressor apparatus
RU2564172C2 (en) * 2013-09-24 2015-09-27 Евгений Михайлович Пузырёв Rotary machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017104775A3 (en) 2018-08-14
RU2017104775A (en) 2018-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7954470B2 (en) Energy transfer machine
US7117839B2 (en) Multi-stage modular rotary internal combustion engine
US7305963B2 (en) Blade-thru-slot combustion engine, compressor, pump and motor
RU2411377C2 (en) Rotary internal combustion engine
JP6190891B2 (en) Circulating piston engine
CA2933112A1 (en) Compound cycle engine
RU2675639C2 (en) Rotor screw machine
CA2624997C (en) Energy transfer machine
CA2685089C (en) Energy transfer machine with inner rotor
RU2564172C2 (en) Rotary machine
GB2438859A (en) Toroidal fluid machine
RU2699864C1 (en) Volumetric type rotary machine
RU2392444C2 (en) Filatov filat mechanism
RU2491432C2 (en) Vaned rotor engine with outrigger combustion chamber and disc-type valve control system (versions)
RU2275518C1 (en) Internal combustion engine-revenuer
RU2451811C2 (en) Rotary internal combustion engine
RU2811448C2 (en) Combined-cycle power plant
KR101079131B1 (en) A stirling engine with hydrostatics pump
KR102316629B1 (en) Turbine blade tip clearance control apparatus and gas turbine comprising the same
RU165397U1 (en) ROTOR-PISTON ENGINE
WO2006000797A1 (en) A rotary device and a method of operating a rotary device
RU2460898C1 (en) Thermal engine
US20110045416A1 (en) Compressor and Method for Compressing Gaseous Fuel
WO2016089247A1 (en) Turbine and power plant on the basis thereof (variants)
RU2020140720A (en) Intermittent combustion engine according to the Anthony cycle

Legal Events

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

Effective date: 20200215