SK286429B6 - Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním - Google Patents

Abstract

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním pracuje na princípe dvojice prvého rotora (1) a druhéhorotora (2) a s využitím bloku (3), v ktorom sú rotory uložené a synchrónne rotujú. Blok (3) vymedzuje spolu s obvodovou plochou (1.9), nosom (1.2, 1.3) rotora (1) a rotorom (2) pracovnú komoru (4) v tvare torusu, v ktorej rotuje aspoň jeden nos (1.2) rotora (1). Rotor (2) má aspoň jednu kontaktnú časť (2.9) s výrezmi (2.7, 2.8) na prechod nosa (1.2) na jeho vonkajšej obvodovej ploche. Prekrytím otvoru (2.2) s otvorom (3.2) a rotáciou nosa (1.2, 1.3) rotora (1) sa nasáva médium do pracovnej komory (4.1), kde sa vymedzením rotorom (2) a rotáciourotora (1) presunie a stlačí. Počas prechodu nosa(1.2) cez výrez (2.7) sa komprimované médium presunie cez skladovací systém (2.5), jeho vstupný (2.4) a výstupný otvor (2.6) do pracovnej komory (4.2). Pri vzduchu alebo kyslíku tu dôjde ku vstreku paliva a k iniciovaniu výbuchu palivovej zmesi a k rozpínaniu a k rotácii rotora (1). Rotáciou rotora(1) a vymedzením rotorom (2) sa presunú spaliny vpracovnej komore (4.2) a prekrytím otvoru (2.3) sotvorom (3.3), vymedzením rotorom (2) a rotáciou rotora (1) sa odvedú spaliny z pracovnej komory (4.2). Následne prejde nos (1.3) rotora (1) výrezom (2.8) a začne opäť nasávanie.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spaľovacích motorov s vnútorným spaľovaním a je orientovaný na koncepčnú zmenu v zabezpečovaní a uskutočňovaní dejov v činnosti piestového spaľovacieho motora.

Doterajší stav techniky

Piestové zážihové motory a vznetové motory, ako druh spaľovacích motorov, predstavujú tepelné motory, ktoré premieňajú energiu paliva uvoľneného výbuchom a horením na mechanickú energiu. V tomto procese je hnacím médiom priamo premena chemickej energie na mechanickú a tepelnú spaľovaním. Premena sa uskutočňuje postupnosťou dejov, ktorá spočíva v príprave a v doprave paliva, palivovej zmesi alebo vzduchu, v jeho kompresii, v iniciovaní podnetu na zapálenie, v expanzii produktov horenia, na ktoré nadväzuje využitie časti vzniknutej energie na pohon mechanizmov a odvedenie splodín. Táto postupnosť dejov je pomenovaná ako pracovný obeh zážihového a vznetového motora. Pracovný obeh sa zabezpečuje zážihovými a vznetovými spaľovacími motormi, ktoré fungujú s využitím rôznych konštrukčných princípov. Všeobecne známym druhom zážihových a vznetových motorov so statickým pôsobením splodín spaľovania sú motory s priamočiarym pohybom piestov. Z týchto motorov napr. benzínový štvordobý motor pracuje v štyroch fázach, konkrétne v prvej fáze sa uskutočňuje nasávanie palivovej zmesi, ktoré je zmesou vzduchu a benzínu, v druhej fáze jeho kompresia, v tretej fáze pomocou elektrickej iskry exploduje stlačená palivová zmes a v štvrtej fáze sa odvádzajú splodiny horenia. Benzínový štvordobý motor s priamym vstrekovaním pracuje tiež v štyroch fázach, konkrétne v prvej fáze sa uskutočňuje nasávanie vzduchu, v druhej fáze jeho kompresia a následne vstreknutie paliva, v tretej fáze pomocou elektrickej iskry exploduje stlačená palivová zmes a dochádza k expanzii a v štvrtej fáze sa odvádzajú splodiny horenia. V prípade naftového spaľovacieho motora sa vo fáze kompresie stláča vzduch na výbušnú teplotu, ktorý sa v závere stláčania obohatí naftou jej vstreknutím do spaľovacieho priestoru valca, čím dôjde k výbuchu samovznietením palivovej zmesi.

Tlak premeny energie na piest zabezpečuje prenos priamočiareho pohybu piesta cez ojnicu a v spojení s excentrický uloženým kľukovým hriadeľom transformuje priamočiary pohyb na pohyb rotačný. Všeobecne na činnosť valcového motora sú potrebné aj ďalšie pohyblivé prvky: vačkový hriadeľ, ventily a rozvody k vačkovému hriadeľu.

Progresívnejšiu koncepciu zabezpečovania a uskutočňovania dejov v činnosti piestového spaľovacieho motora predstavuje motor s krúživým piestom (Wankelov motor). Jeho účinnosť v porovnaní so vznetovými a zážihovými motormi je zvýšená v dôsledku použitia len minimálneho počtu rotujúcich súčiastok a absenciou súčiastok vykonávajúcich posuvný vratný pohyb. Jeho princíp spočíva v tom, že takty procesu prípravy, zapálenia paliva a využitia vzniknutej tepelnej energie vzniknutej pri explózii paliva sa uskutočňujú s využitím krúživého piesta, ktorý má tvar trojbokého sférického hranola. Krúživý trojboký piest a hriadeľ s výstredníkom sa otáčajú okolo svojich osí, ale súčasne piest sa pohybuje po obežnej dráhe danej dráhou stredu excentra hriadeľa, teda pohyb piesta je excentrický. Skriňa má vnútri valcovú plochu tvaru epitrochoidy. Bočné steny piesta sú neustále pritláčané k stenám skrine. Utesnenie krúživého piesta je zabezpečené kovovými tesniacimi lištami a piest je vybavený zaoblenými lištami. Typ motora, tvar spaľovacieho priestoru a vrchné mazanie sa prejavuje najmä v zvýšenej spotrebe paliva a mazacích olejov Wankelovho motora.

Snahou zdokonaliť parametre krúživého piesta Wankelovho motora je cieľom viacerých riešení, ktoré je možné zahrnúť do súčasného stavu techniky, ale ani jedno neprestavovalo principiálnu zmenu.

Podstata vynálezu

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním rieši uvedené problémy hlavne tým, že obsahuje len dva rotačné prvky uložené v bloku, ale aj spôsobom prípravy palivovej zmesi, jej dopravy, expanzie, využitia uvoľnenej energie v spaľovacom priestore, dopravy spalín a ich výfuku mimo motora. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním je ekvivalentný piestovému viacvalcovému štvortaktnému motoru, ktorého mechanizmus pozostáva napr. pri dvoch valcoch až z 18 pohyblivých základných častí motora (1 kľukový hriadeľ, 1 vačkový hriadeľ, 2 piesty, 2 ojnice, 4 zdvíhadlá, 4 vahadlá, 4 ventily), oproti dvom pohyblivým základným častiam rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním.

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním neobsahuje kľukový hriadeľ, vačkový hriadeľ ventily, piesty, ojnice, zdvíhadlá, vahadlá, ventily a rozvody k nim, ďalej neobsahuje excentrický rotujúce prvky (kľukový hriadeľ, rotor Wankelovho motora). Podstata rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním spočíva v tom, že má len dve základné rotujúce súčiastky - dva rotory, v porovnaní s 18-imi pohyblivými základnými časťami adekvátneho piestového motora. Rotory rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním sú uložené v bloku a deje, ako je príprava paliva, iniciovanie horenia média, premena a využitie ener gie a výfuk sa uskutočňujú sledom konštrukčných a s nimi súvisiacich parametrických a funkčných kombinácií procesov príznačných pre činnosť spaľovacieho motora.

Tieto procesy sa iniciujú a uskutočňujú s využitím aspoň jednej dvojice prvého rotora a druhého rotora a s využitím bloku, v ktorom sú rotory uložené a vzájomne synchrónne rotujú a udržiavajú čiastočný konštrukčný a funkčný dotyk, ktorý je priebežný, tesniaci a netesniaci. Osi otáčania rotorov sú mimobežky, vzájomne výhodne kolmé alebo nie kolmé. Rotory sa priebežne konštrukčne a funkčne dopĺňajú. Blok okrem funkcie plášťa ohraničujúceho priestor, v ktorom sú uložené rotory, priebežne vymedzuje spolu s rotormi utesnené alebo neutesnené časti pracovnej komory, ktorá má výhodne tvar torusu. Prvý rotor je valcového - tanierovitého tvaru s aspoň jedným výstupkom - nosom na svojej obvodovej stene, ktorý sa pohybuje v pracovnej komore, ktorá je ohraničená vnútornou stenou bloku a obvodovou plochou prvého rotora, ako aj rotujúcim druhým rotorom. Druhý rotor je valcového - tanierovitého tvaru s aspoň dvoma konštrukčnými úpravami s výrezmi na jeho vonkajšom obvode. Prvý rotor obsahuje rotačný výstup - hriadeľ, totožný s osou, na prenos náhonu hnaného systému. Druhý rotor má tiež rotačný výstup - hriadeľ a je synchrónne prepojený s prvým rotorom a je ním poháňaný. Pri rotácii dochádza výhodne k tesnému a netesnému kontaktu rotorov medzí sebou a medzi rotormi a blokom. Samotné kontaktné úseky, ako aj konštrukčné úpravy oboch rotorov a bloku vytvárajú v komorovom priestore podmienky na uskutočňovanie dejov príznačných pre spaľovacie motory. Vhodnou polohou druhého rotora a bloku a cez otvory v nich, ako aj rotáciou prvého rotora sa zabezpečí nasávanie média (vzduch, kyslík, prípadne palivová zmes) do pracovnej komory. Nasaté médium sa rotáciou prvého rotora presunie pred nosom a komprimuje sa a pri kontaktnej oblasti sa presunie cez prechodový systém v druhom rotore do pracovnej komory za nos. Do komprimovaného vzduchu alebo kyslíka v pracovnej komore dochádza ku vstreku paliva (palivová zmes sa môže rotáciou druhého rotora výhodne stlačiť) a iniciuje sa zapálenie palivovej zmesi. Výbuchom dochádza k rozpínaniu a k iniciácii rotácie prvého rotora. Následne rotáciou prvého rotora a vymedzením druhým rotorom sa presunú spaliny v pracovnej komore pred kontaktnú oblasť druhého výrezu druhého rotora. Vhodnou polohou druhého rotora a bloku a cez otvory v nich, ako aj ďalej vymedzením druhým rotorom a rotáciou prvého rotora sa zabezpečí odvedenie spalín. Následne prejde nos prvého rotora kontaktnou oblasťou s využitím vybratia na druhom rotore a začne sa opäť nasávanie.

Pri rotačnom nosovom motore s vnútorným spaľovaním, ktorý je predmetom ochrany, sú zrejmé odlišnosti, ale najmä výhody oproti piestovému motoru, a to: podstatné zjednodušenie a zmenšenie konštrukcie spaľovacích motorov, zníženie nákladov na výrobu motorov, vysoká spoľahlivosť a bezporuchovosť, z toho vyplývajúce zníženie nákladov na opravy a údržbu, ďalej zníženie spotreby pohonných hmôt, zvýšenie výkonu, významne menšie mechanické straty, vyššia celková (efektívna) účinnosť oproti piestovým motorom, najmä z dôvodu lepšej mechanickej účinnosti, pri rotácii rotačného motora nevzniká kmitanie, ako pri posuvnom pohybe piestového motora, teda vibrácie sa neprenášajú do rámu napr. vozidla, z toho vyplýva menší hluk, menšie namáhanie pružiacich prvkov, maximálny spaľovací tlak v pracovnej komore rotačného motora je pravdepodobne o viac ako 30 % nižší ako pri uvažovanom ekvivalentnom piestovom motore, nižšie krátkodobé mechanické zaťaženie nosa rotora a komory, predpokladá sa nižšia maximálna teplota v komore pri spaľovaní, pri motore neexistuje torzné kmitanie, na krut má namáhaný v podstate iba výstupný hriadeľ, ďalej dokonalá vyvážiteľnosť motora, motor by mohol pracovať pri podstatne vyšších otáčkach ako piestové motory alebo i Wankelov motor (vyššie otáčky - vyšší výkon), pri aplikácii napr. v športových automobiloch, je predpoklad, že motor sa môže z dôvodu výbornej vyváženosti prevádzkovať aj pri otáčkach rádovo okolo 20 000 min.'¹, rotačný motor môže byť konštruovaný ako zážihový alebo ako vznetový, je vhodný aj na použitie iných konvenčných, ale aj alternatívnych palív, môže mať prirodzené nasávanie, alebo môže byť preplňovaný, rotory plnia aj funkciu zotrvačníkov. Pri expanzii motora vzniká priamo krútiaci moment na hriadeli, na rozdiel od piestových motorov s kľukovým mechanizmom, kde výsledná sila na piest sa prenáša z piesta cez ložiská piestneho čapu, ojnicu a ojničné ložisko na kľuku hriadeľa, pričom pri tomto prenose vznikajú mechanické straty a zaťažené sú viaceré súčiastky. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním využíva mimoriadne efektívne priestor, ktorý zaberá, má približne tretinovú výšku oproti piestovému motoru pri rovnakom efektívnom výkone, pri rovnakých rozmeroch sa predpokladá výkon viackrát vyšší, ďalšou výhodou je predpoklad, že bude dosahovať okolo 70 % z hodnoty výkonovej hmotnosti piestového vznetového motora, maximálna piestová rýchlosť oproti piestovému motoru sa predpokladá o viac ako 8 % nižšia.

V porovnaní s Wankelovým motorom sa výhody prejavujú najmä: pri Wankelových motoroch sú komplikácie s tesnením rohov, ktoré sa v OM motore nevyskytujú, pomer plochy povrchu k objemu pracovnej komory je v porovnaní s Wankelovým výrazne menší ako pri pretiahnutom štrbinovom spaľovacom priestore Wankelovho motora, takisto emisie CO a nespálených uhľovodíkov (HC) vznikajúcich pri stenách spaľovacieho priestoru OM motora budú nižšie ako pri Wankelovom motore a porovnateľné s hodnotami piestových motorov, zhodne sa navrhuje použiť vrchné mazanie, ale predpokladá sa nižšia spotreba mazív, ako pri Wankelovom motore.

Pracovnú dvojicu rotorov spolu s blokom možno kombinovať súčasne vo viacerých kombináciách, napr. na troch mimobežných osiach, kde na každej z nich je umiestnený jeden prvý rotor sústavy I. a jeden druhý rotor ďalšej sústavy II., ktorej prvý rotor je umiestnený na ďalšej osi atď., alebo ako kombinácia jedného druhého rotora s viac ako jedným prvým rotorom umiestnenými po obvode druhého rotora.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Princíp rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním a spôsob prípravy spaľovacej zmesi, jej zapálenia a využitia uvoľnenej energie na využitie uvedeného spôsobu je schematicky znázornený na obrázkoch. Vzhľadom na to, že riešenie, ktoré je predmetom ochrany, vytvára predpoklady pre množstvo variantov konkrétnej konštrukčnej aplikácie a jeho podstatu je možné vyjadriť len zobrazením viacerých stavov, je potrebné jednotlivé obrázky chápať len ako ilustračné na vysvetlenie podstaty vynálezu.

Na obr. č. 1 - 10 je v pozdĺžnom reze rotorom 1 a priečnom reze rotorom 2 zobrazený pracovný priebeh rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním s dvoma nosmi na rotore 1 a je tu vysvetlený princíp spôsobu prípravy spaľovacej zmesi, jeho zapálenia a využitia uvoľnenej energie.

Na obr. č. 11 je zobrazený stav v priečnom reze rotorom 1 a pozdĺžnom reze rotorom 2 totožný s obr. č. 1 pracovného priebehu rotačného motora s vnútorným spaľovaním s dvoma nosmi na rotore 1.

Na obr. č. 12 je v pozdĺžnom reze rotorom 1 a priečnom reze rotorom 2 zobrazený stav podľa obr. č. 1 pracovného priebehu rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním s jedným nosom na rotore 1.

Na obr. č. 13 je v pozdĺžnom reze rotorom 1 a priečnom reze rotorom 2 zobrazený stav podľa obr. č. 1 pracovného priebehu rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním so štyrmi nosmi na rotore 1.

Na obr. č. 14 je v priečnom reze rotormi 1 a pozdĺžnom reze rotorom 2 zobrazený stav podľa obr. č. 1 pracovného priebehu rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním s dvoma nosmi na rotore 1, keď s rotorom 2 vytvárajú pracovné celky viac ako jeden rotor 1 - spolu 12 rotorov 1.

Na obr. č. 15 je v perspektíve zobrazený komplex viac ako jednej dvojice rotorov 1 a 2 rotačného nosového motora s vnútorným spaľovaním, vzájomne výhodne prepojených na troch mimobežných osiach, kde na každej z nich je umiestnený jeden prvý rotor sústavy I. a jeden druhý rotor ďalšej sústavy II., ktorej prvý rotor je umiestnený na ďalšej osi atď.

Jednotlivé obrázky 1-10:

Obr. 1 a 2 znázorňujú nasávanie média za nos rotora 1 do pracovnej komory 4.1 cez prvý úsek 3.2 sacieho kanála v bloku 3, druhý úsek 2.2 v druhom rotore 2, zároveň presun spalín pred nosom 1.3 prvého rotora 1 v pracovnej komore 4.2 a stláčanie média pred nosom 1.2 prvého rotora 1 v pracovnej komore 4.1.

Obr. 3 a 4 znázorňujú ukončenie nasávania média a presun tohto média za nosom 1.3 prvého rotora 1 v komore 4.1, ďalej presun spalín v komore 4.2 a stláčanie média pred nosom 1.2 prvého rotora 1 a jeho presun do skladovacieho systému 2.5 v rotore 2 cez otvor 2.4, ako aj prechod nosa 1.2 prvého rotora 1 vhodne tvarovaným výrezom 2.7 na druhom rotore 2.

Obr. 5 znázorňuje presun nasatého média za nosom 1.3 v komore 4.1 a spalín v komore 4.2 a presun stlačeného média zo zásobníka 2.5 v rotore 2 otvorom 2.6 do vymedzeného priestoru za nos 1.2 rotora 1 a rotor

2.

Obr. 6 znázorňuje presun nasatého média za nosom 1.3 v komore 4.1 a spalín v komore 4.2 a vstrek paliva (ak médium nebolo o palivo obohatené už pri vstupe cez otvory nasávania 3.2 bloku 3).

Obr. 7 znázorňuje presun nasatého média za nosom 1.3 v komore 4.1 a spalín v komore 4.2 a zapálenie média za nosom 1.2 rotora 1.

Obr. 8 a 9 znázorňujú presun nasatého média za nosom 1.3 v komore 4.1 a spalín a ich vytláčanie pred nosom 1.2 rotora 1 v komore 4.2 cez otvory 2.3 a 3.3 a rozpínanie plynov - premena z tepelnej energie na mechanickú v komore 4.2.

Obr. 10 znázorňuje presun nasatého média za nosom 1.3 v komore 4.1 a spalín v komore 4.2, ako aj prechod nosa 1.3 prvého rotora 1 vhodne tvarovaným výrezom 2.8 na rotore 2 a následne sa začne opäť nasávanie.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním je originálny svojou konštrukciou tým, že obsahuje len dva rotačné prvky - rotory 1 a 2 uložené v bloku 3, ale aj v procesoch príznačných pre činnosť spaľovacieho motora.

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním pracuje na princípe aspoň jednej dvojice prvého rotora í a druhého rotora 2 a s využitím bloku 3, v ktorom sú prvý rotor 1 a druhý rotor 2 uložené a rotujú. Rotory 1 a 2 sa vzájomne synchrónne otáčajú a priebežne udržiavajú čiastočný konštrukčný a funkčný dotyk, ktorý je medzi rotormi 1 a 2 a blokom 3 tesniaci a netesniaci. Osi otáčania rotorov 1 a 2 sú mimobežky, výhodne vzájomne kolmé, alebo vhodne odklonené od kolmého smeru. Prvý rotor 1 a druhý rotor 2 sa priebežne kon štrukčne a funkčne dopĺňajú. Blok 3 okrem funkcie plášťa ohraničujúceho priestor, v ktorom je uložený prvý rotor 1 a druhý rotor 2, priebežne vymedzuje spolu s rotormi 1 a 2 utesnené alebo neutesnené časti pracovnej komory 4.1, (4.2 atď.). Pracovná komora 4.1, (4.2, atď.) má výhodne tvar torusu a je ohraničená vnútornou stenou 3.1 bloku 3 a obvodovom 1.9 prvého rotora 1, ako aj rotujúcim druhým rotorom 2. Výhodné je, ak prvý rotor 1 je valcového - tanierovitého tvaru, s aspoň jedným výstupkom nosom 1.2,1.3 atd’., na svojom obvode 1.9, ktorý rotuje v pracovnej komore 4.1, (4.2 atd’.). Druhý rotor 2 je valcového - tanierovitého tvaru, s výrezmi 2.7, 2.8 atd’., na jeho obvode 2.9. Prvý rotor 1 obsahuje rotačný výstup - hriadeľ 1.1 na osi otáčania na prenos pohonu k hnanému systému. Druhý rotor 2 je synchrónne prepojený s prvým rotorom 1 rotačným výstupom - hriadeľom 2.1 na osi otáčania. Kontaktná oblasť prvého rotora 1 a druhého rotora 2 je vybavená aspoň dvoma výrezmi 2.7, 2.8 atď. na jeho obvode 2.9 a aspoň jedným výstupkom - nosom 1.2 (1.3 atď.) ktorého obvod 1.8 kopíruje objem pracovnej komory 4.1, (4.2 atď.), a tento výstupok - nos 1.2, (1.3 atď.) sa nachádza na obvode 1.9 prvého rotora 1. Výrezy 2.7, 2.8 atď. sú vybavené takými konštrukčnými úpravami, ktoré umožňujú tesniaci a netesniaci prechod nosa 1.2, (1.3 atď.) týmito výrezmi 2.7, 2.8 atď. Vzájomne vhodnou polohou druhého rotora 2 s otvorom 2.2 v ňom, proti bloku 3 s otvorom 3.2 v ňom, ďalej vymedzením druhého rotora 2, ako aj rotáciou prvého rotora 1 sa zabezpečuje nasávanie média 7 (vzduch alebo kyslík, prípadne palivová zmes) do pracovnej komory 4.1, za nos 1.3. Nasaté médium sa rotáciou prvého rotora 1 a vymedzením druhým rotorom 2 presúva v pracovnej komore 4.1 do kontaktnej oblasti oboch rotorov a zároveň vymedzením druhého rotora 2 a pred nosom 1.2 dochádza k stlačeniu média. Komprimované médium sa presúva spred nosa 1.2 prvého rotora 1 pracovnej komory 4.1 cez prechodový systém 2.4, 2.5, 2.6, jeho vstupný otvor 2.4 a výstupný otvor 2.6, ktoré sa nachádzajú v druhom rotore 2, do pracovnej komory 4.2, za nos 1.2 prvého rotora 1 po tom, čo nos 1.2 prvého rotora 1 prechádza kontaktnou oblasťou prvého výrezu 2.7 druhého rotora 2. Tu sa médium rotáciou druhého rotora 2 a jeho vhodným tvarom môže ešte výhodne stlačiť (pri presune len vzduchu alebo kyslíka sa iniciuje následne vstrek paliva 5.1) a iniciuje sa výbuch palivovej zmesi v pracovnej komore 4.2 buď samotným stláčaním zmesi samovznietením, alebo zapálením iskrou 5.2. Výbuchom a rozpínaním sa iniciuje rotácia prvého rotora 1. Následne, rotáciou prvého rotora 1 a vymedzením drahým rotorom 2 dochádza k presunu spalín pred kontaktnú oblasť oboch rotorov 1 a 2 k drahého výrezu 2.8 druhého rotora 2. Vzájomne vhodnou polohou druhého rotora 2 s otvorom 2.3 v ňom, proti bloku 3 s otvorom 3.3 v ňom, ďalej vymedzením drahým rotorom 2, ako aj rotáciou prvého rotora 1 sa zabezpečuje odvedenie spalín 6 z pracovnej komory 4.2. Následne sa premiestňuje nos 1.3 prvého rotora 1 kontaktnou oblasťou druhého výrezu 2.8 druhého rotora 2 a iniciuje sa opäť nasávanie.

Priemyselná využiteľnosť

Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním má predpoklady využitia tam, kde sa dnes používajú klasické piestové spaľovacie motory, a to statické, tak aj dynamické od malých motorov cez letecké až po veľké, od rýchlobežných po pomalobežné. Rotačný nosový motor môže byť konštruovaný ako zážihový alebo ako vznetový, je vhodný aj na použitie iných konvenčných, ale aj alternatívnych palív, môže mať prirodzené nasávanie, alebo môže byť preplňovaný. Pri premene chemickej energie na mechanickú je motor OM v otáčavom pohybe, nie je v priamočiarom pohybe, nemá výkyvný pohyb, teda ani vratnú fázu a excentrické rotácie. Pracovnú dvojicu rotorov spolu s blokom možno kombinovať súčasne vo viacerých kombináciách, podľa opisu v podstate vynálezu a v patentových nárokoch.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním, vyznačujúci sa tým, že ho tvorí blok (3), v ktoromje usporiadaná konštrukčná, funkčne synchronizovaná kombinácia aspoň jedného prvého rotora (1) s aspoň jedným druhým rotorom (2) vo vzájomne čiastočnom kontakte, ktorý je priebežný a tesniaci a netesniaci, pričom

   - os otáčania prvého rotora (1) a os otáčania druhého rotora (2) sú mimobežky, usporiadané vzájomne výhodne kolmo, alebo výhodne odklonené od kolmého smeru,

   - prvý rotor (1) obsahuje rotačný výstup (1.1) - totožný s osou otáčania prvého rotora (1) na pripojenie k hnanému systému (2.1) - totožný s osou otáčania druhého rotora (2),

   - obvod (1.9) prvého rotora (1) je vybavený aspoň jedným nosom (1.2), s kontaktnou plochou (1.8) prispôsobenou na tesniaci a netesniaci kontakt s vnútornou stenou (3.1) bloku (3), s obvodom (2.9) a výrezmi (2.7, 2.8) druhého rotora (2),

   - obvod (1.9) prvého rotora (1), kontaktná plocha (1.8) nosa (1.2) prvého rotora (1), vnútorná stena (3.1) bloku (3) vymedzujú komoru (4.1, 4.2), výhodne v tvare torusu, kontaktná časť obvodu (2.9) druhého rotora (2) je vybavená aspoň jedným dotykovým úsekom, ktorý zasahuje do komorového priestoru (4.1, 4.2), alebo ho aspoň vymedzuje a je vybavený výrezmi (2.7, 2.8) a tento obvod (2.9), ako aj konštrukčné výrezy (2.7, 2.8) v koordinácii s prvým rotorom (1) a s blokom (3) vytvárajú v komorovom priestore (4.1, 4.2) podmienky na uskutočňovanie dejov príznačných pre spaľovacie motory,

   - prvý rotor (1), kontaktná časť obvodu (2.9) druhého rotora (2) a vnútorná stena (3.1) bloku (3) priebežne vymedzujú komorové časti (4.1,4.2),

   - je vybavený systémom na vstrek paliva (5.1), prípadne na prípravu palivovej zmesi a jej dopravu do komorovej časti (4.2) pracovného priestoru,

   - blok (3) je vybavený aspoň jedným prvým úsekom sacieho kanála - otvorom (3.2) v bloku (3), ktorý nadväzuje na zodpovedajúci východiskový systém s nasávaním média (7) (palivová zmes, vzduch alebo kyslík) a každý druhý rotor (2) je vybavený druhým úsekom sacieho kanála otvorom (2.2) v druhom rotore (2) a ten nadväzuje na komorový priestor (4.1), pričom prvý úsek (3.2) a komorový priestor (4.1) sú vzájomne prepojené druhým úsekom sacieho kanála (2.2) druhého rotora (2) rotáciou druhého rotora (2), iba počas nasávania palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka (7),

   - aspoň v jednom kontaktnom výreze (2.7) druhého rotora (2) je vytvorený prechodový systém (2.4), (2.5), (2.6), pozostávajúci zo zásobníka (2.5) so vstupom (2.4) z komorového priestoru (4.1) a s výstupom (2.6) do komorového priestoru (4.2), a to pre palivovú zmes, vzduch alebo kyslík,

   - blok (3) je vybavený aspoň jedným druhým úsekom s otvorom (3.3) výstupného kanála, ktorý nadväzuje na zodpovedajúci odvod spalín (6) a každý druhý rotor (2) je vybavený prvým úsekom (2.3) výstupného kanála a ten nadväzuje na komorový priestor (4.2), pričom prvý úsek s otvorom (3.3) a komorový priestor (4.2) sú vzájomne prepojené druhým úsekom s otvorom výstupného kanála (2.3) druhého rotora (2) rotáciou druhého rotora (2) iba počas odvádzania spalín (6),

   - prvý rotor (1) a druhý rotor (2) sú prispôsobené na synchronizovanú rotáciu v rovnakom smere.
2. 2. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním podľa nároku (vyznačujúci sa tým, že jeden základný pracovný súbor motora má dva rotory (1 a 2), kde je výhodné vyhotovenie synchronizovanej kombinácie, ktorú tvorí jeden druhý rotor (2) s viac ako jedným prvým rotorom (1), ktoré prvé rotory (1) sú usporiadané po obvode druhého rotora (2), z ktorých každý tvorí s druhým rotorom (2) samostatný pracovný súbor a uhol jeho pracovného cyklu je posunutý oproti vedľajšiemu prvému rotoru (1) o uhol jeho umiestnenia na druhom rotore (2).
3. 3. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním podľa nároku / vyznačujúci sa tým, že jeden základný pracovný súbor motora má prvý rotor (1) a druhý rotor (2), kde

   - výhodne kolmo alebo nie kolmo na rovinu otáčania rotora (1) sú umiestnené aspoň dva druhé rotory (2),

   - všetky tieto súbory rotorov sú synchrónne prepojené.
4. 4. Rotačný nosový motor s vnútorným spaľovaním podľa nároku / vyznačujúci sa tým, že jedna základná pracovná sústava motora má prvý rotor (1) a druhý rotor (2), ďalej, na rotačnom výstupe (1.1) prvého rotora (1) pracovnej sústavy (I.) je vedľa tohto prvého rotora (1) osadený druhý rotor (2) pracovnej sústavy (II), ďalej, prvý rotor (1) pracovnej sústavy (II.) je osadený na ďalšom vzájomne mimobežne výhodne nie kolmom rotačnom výstupe, proti rotačnému výstupu (1.1) pracovnej sústavy (I), na tomto rotačnom výstupe (1.1) je osadený druhý rotor (2) ďalšej pracovnej sústavy (III), ktorého prvý rotor 1 je osadený na vzájomne mimobežne výhodne nie kolmom rotačnom výstupe (2.1) druhého rotora (2) z pracovnej sústavy (I), pričom viacero mimobežných osí - rotačných výstupov tvorí viac pracovných sústav, vzájomne synchrónne prepojených.
5. 5. Spôsob prípravy média pre motor, kde sa uskutočňuje nasávanie a stláčanie, jeho zapálenie a využitie uvoľnenej energie - expanzia a výfuk spalín v rotačnom nosovom motore s vnútorným spaľovaním podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že s využitím plynulého sledu konštrukčných a s nimi súvisiacich parametrických a funkčných kombinácií v časových úsekoch sa uskutočňuje plynulé iniciovanie a priebeh jedného sledu procesov, alebo aspoň dvoch sledov procesov súčasne, ktoré procesy sú príznačné hlavne pre činnosť spaľovacieho motora a iniciujú a uskutočňujú sa v utesnených alebo neutesnených komorových priestorov (4.1, 4.2,..), pričom tieto sa plynulo vymedzujú z priestoru komory, v ktorých sa uskutočňujú:

   - nasávanie palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka,

   - presun nasatej palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka pred komprimáciou,

   - stláčanie nasatej palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka,

   - presun stlačenej palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka z komorového priestoru (4.1), cez prechodový systém, jeho vstupný otvor 2.4, zásobník 2.5, a výstupný otvor 2.6, do komorového priestoru (4.2),

   - expanzia,

   - presun spalín po expanzii pred výfukom,

   - výfuk.
6. 6. Spôsob prípravy média, podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že keď prvý rotor (1) je valcový s aspoň jedným nosom (1.2) na obvode a druhý rotor (2) je valcový, jeho obvod (2.9) prechodne priečne rozdeľuje pracovnú komoru (4.1, 4.2 atď.) a prechodne usmerňuje prívod palivovej zmesi, vzduchu alebo kyslíka do pracovnej komory (4.1) a prechodne skladuje a presúva cez prechodový systém (2.4, 2.5, 2.6) palivovú zmes, vzduch alebo kyslík mimo priestoru komory (4.1), a to do komory (4.2) a prechodne usmerňuje odvod spalín (6).
7. 7. Spôsob podľa nárokov 5 až 6, vyznačujúci sa tým, že proces prípravy palivovej zmesi a proces iniciovania uvoľnenia jej energie je kontinuálna postupnosť dejov a tieto sa uskutočňujú v poradí: zmiešanie paliva so vzduchom alebo kyslíkom, ktoré sa uskutočňuje mimo priestoru motora ohraničeného blokom (3), ďalej sa nasaje palivová zmes do čiastočne utesnenej časti komory (4.1), potom sa táto zmes dopravuje a komprimuje v utesnenej časti komory (4.1) a následne:

   - sa buď natlačí vstupným otvorom (2.4) do skladovacieho objemu (2.5), ktorým je vybavený prechodový systém (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ktorý skladovací systém (2.5) sa rotáciou druhého rotora (2) najprv uzavrie s využitím steny bloku (3) a na to sa nos (1.2) s využitím výrezu (2.7) na druhom rotore (2) presunie cez výrez (2.7) a spolu s obvodom (2.9) druhého rotora (2) vytvoria priečnu bariéru v komore (4.2), následne sa rotáciou druhého rotora (2) otvorí skladovací systém (2.5) a palivová zmes sa presunie cez výstupný otvor (2.6) do spaľovacieho priestoru komory (4.2), a ďalej sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie, alebo sa zvýši jej tlak rotáciou druhého rotora (2) a potom sa iniciuje proces uvoľnenia energie palivovej zmesi, alebo

   - sa buď premiestni s vyžitím prechodového systému (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ako spojovacieho kanálu do spaľovacej časti komory (4.2) vedľajšieho prvého rotora (1), z aspoň jednej dvojice prvých rotorov (1) usporiadaných výhodne rovnomerne po obvode druhého rotora (2) usporiadaného proti smeru rotácie druhého rotora (2) a potom sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie alebo sa zvýši tlak palivovej zmesi rotáciou druhého rotoru (2) a následne sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie.
8. 8. Spôsob podľa nárokov 5 až 7, vyznačujúci sa tým, že proces prípravy palivovej zmesi a proces iniciovania uvoľňovania jej energie je kontinuálna postupnosť dejov, v rámci ktorej sa najprv nasaje vzduch alebo kyslík do čiastočne utesnenej časti komory (4.1), potom sa táto zložka palivovej zmesi dopraví a komprimuje v utesnenej časti komory (4.1), následne:

   - sa buď natlačí vstupným otvorom (2.4) do skladovacieho objemu (2.5), ktorým je vybavený prechodový systém (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ktorý skladovací objem (2.5) sa rotáciou druhého rotora (2) najprv uzavrie s využitím steny bloku (3) a na to sa nos (1.2) s využitím výrezu (2.7) na druhom rotore (2) presunie cez výrez (2.7) a spolu s obvodom (2.9) druhého rotora (2) vytvoria priečnu bariéru v komore (4.2), následne sa rotáciou druhého rotora (2) otvorí skladovací systém (2.5), pričom vzduch alebo kyslík sa presunie výstupným otvorom (2.6) do spaľovacieho priestoru komory (4.2) a potom sa buď obohatí palivovou zložkou a následne sa iniciuje proces uvoľnenia energie palivovej zmesi alebo sa zvýši jeho tlak rotáciou druhého rotora (2), a súčasne alebo na to sa obohatí palivovou zložkou a následne sa iniciuje proces uvoľnenia energie palivovej zmesi, alebo

   - sa buď premiestni s využitím prechodového systému (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ako spojovacieho kanálu do spaľovacej časti komory (4.2) vedľajšieho prvého rotora (1), z aspoň jednej dvojice prvých rotorov (1) usporiadaných výhodne rovnomerne po obvode druhého rotora (2) usporiadaného proti smeru rotácie druhého rotora (2) a potom sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie alebo sa zvýši tlak palivovej zmesi rotáciou druhého rotora (2) a následne sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie.
9. 9. Spôsob podľa nárokov 5 až 8, vyznačujúci sa tým, že proces prípravy palivovej zmesi a proces iniciovania uvoľnenia jej energie je kontinuálna postupnosť dejov, v rámci ktorej sa najprv' nasaje vzduch alebo kyslík do čiastočne utesnenej časti komory (4.1), potom sa táto zložka palivovej zmesi dopravuje a komprimuje v utesnenej časti komory (4.1), následne:

   - sa buď natlačí vstupným otvorom (2.4) do skladovacieho objemu (2.5) ktorým je vybavený prechodový systém (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ktorý skladovací objem (2.5) sa rotáciou druhého rotora (2) najprv uzavrie s využitím steny bloku (3) a na to sa nos (1.2) s využitím výrezu (2.7) na druhom rotore (2) presunie cez výrez (2.7) a spolu s obvodom (2.9) druhého rotora (2) vytvoria priečnu bariéru v komore (4.2), následne sa rotáciou druhého rotora (2) otvorí skladovací systém (2.5), pričom vzduch alebo kyslík sa presunie výstupným otvorom (2.6) do spaľovacieho priestoru komory (4.2) a potom sa obohatí palivovou zložkou a zvýši sa tlak palivovej zmesi rotáciou druhého rotora (2) a následne sa iniciuje proces uvoľnenia energie palivovej zmesi, alebo - sa buď premiestni s využitím prechodového systému (2.4, 2.5, 2.6) druhého rotora (2), ako spojovacieho kanálu do spaľovacej časti komory (4.2) vedľajšieho prvého rotora (1), z aspoň jednej dvojice prvých rotorov (1) usporiadaných výhodne rovnomerne po obvode druhého rotora (2) usporiadaného proti smeru rotácie druhého rotora (2) a potom sa obohatí palivovou zložkou a zvýši sa tlak palivovej zmesi rotáciou druhého rotora (2) a následne sa iniciuje proces uvoľnenia jej energie.
10. 10. Spôsob podľa nárokov 5 až 9, vyznačujúci sa tým, že v rámci otočenia prvého rotora (1) s viac ako jedným nosom (1.2, 1.3 atď.) o jednu otáčku sa uskutočňuje aspoň jeden dej.
11. 11. Spôsob podľa nárokov 5 až 10, vyznačujúci sa tým, že v rámci otočenia prvého rotora (1) s jedným nosom (1. 2) o dve otáčky sa uskutočňuje aspoň jeden dej.