SK42099A3

SK42099A3 - An engine with rotating combustion chambers

Info

Publication number: SK42099A3
Application number: SK42099A
Authority: SK
Inventors: Ferdinand Tomcik
Original assignee: Ferdinand Tomcik
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-09

Abstract

Pozostáva z aspoň jedného rotora (1) s význačným rozmerom v radiálnom smere s dvoma spaľovacími komorami (2). Rotor (1) je spoločným hriadeľom (16) spriahnutý s radiálnym kompresorom (3) cez vzduchový plniaci kanál (4) zasahujúci až do spaľovacej komory (2). Výluky spaľovacích komôr (2) vyúsťujú do výfukového kanála (6) s vonkajším výfukom (7) spalín. Nad výfukovým kanálom (6)je umiestnený prstencový chladiaci kanál (8). Palivový prívod (9) je zavedený priamo do spaľovacej komory (2). Radiálny kompresor (3)je prekrytý nasávacou mriežkou (10). Na kryte rotora (1) sú umiestnené zapaľovacie permanentné magnety (11). Na samotnom rotore (1) sú upevnené zapaľovacie cievky (12) so zapaľovacfmi elektródami (13).It consists of at least one distinctive rotor (1) dimension in the radial direction with the two combustion chambers (2). The rotor (1) is a common shaft (16) coupled to the radial compressor (3) through the air a filling channel (4) extending into the combustion chamber (2). Exclusions of combustion chambers (2) lead to the exhaust a channel (6) with an outer exhaust (7) of the flue gas. Above the exhaust port (6) is annular cooling channel (8). The fuel supply (9) is inserted directly into the combustion chamber (2). Radial compressor (3) is covered by a suction grille (10). On the rotor cover (1) permanent magnets are located (11). Ignition is mounted on the rotor itself (1) a coil (12) with ignition electrodes (13).

Description

Motor s rotujúcimi spaľovacími komoramiEngine with rotating combustion chambers

Oblasť technikyTechnical field

Predstavovaný vynález sa týka motora s rotujúcimi spaľovacími komorami určeného k pohonu strojných a energetických zariadení v najširších oblastiach priemyslu a energetiky a spadá do oblasti strojárenstva.The present invention relates to an engine with rotating combustion chambers designed to drive machinery and power equipment in the broadest areas of industry and power engineering and is within the field of mechanical engineering.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zo stavu techniky je známe veľké množstvo motorov. Najviac sú používané piestové spaľovacie motory najmä v automobilovom priemysle. Konštrukcia týchto motorov je všeobecne známa. Spočiatku prívod paliva bol riadený karburátorom, moderné motory majú však riadené vstrekovanie paliva. Napriek tomu sú však spaľovacie piestové motory pomerne hlučné, konštrukčné zložité, majú stále veľkú spotrebu paliva. Opotrebovanie motora je značné, pretože obsahuje veľa trecích plôch.Many motors are known in the art. Most used are piston combustion engines, especially in the automotive industry. The design of these motors is well known. Initially, the fuel supply was driven by a carburetor, but modern engines have controlled fuel injection. Nevertheless, internal combustion piston engines are relatively noisy, structurally complex, and still have a high fuel consumption. Engine wear is significant because it contains many friction surfaces.

V leteckom priemysle sú zaužívané reaktívne motory. Turboreaktívny motor nazývaný aj prúdový motor. V ňom sa pri dostatočne rýchlom lete vháňa vzduch pod zvýšeným tlakom a v spaľovacej komore potom horí palivo so vzduchom. Vznikajúci plyn sa vypúšťa dýzami, čím poháňa letúň dopredu. Turboreaktívny motor nepracuje dobre pri rýchlostiach nižších ako 450 km za hodinu, pretože pri rýchlostiach pod touto hranicou sa do spaľovacej komory nedostáva dosť vzduchu pod dostatočným tlakom. Pri rýchlosti 2000 km za hodinu je jeho efektívnosť zrovnateľná so s piestovými motormi. Turboreaktívny motor sa používa v letectve tam, kde je dôležité prudké zrýchlenie a vysoké rýchlosti a na pohon riadených striel.Reactive engines are used in the aircraft industry. Turboreactive engine also called jet engine. The air is blown under increased pressure during a sufficiently fast flight and then the fuel with air is burned in the combustion chamber. The resulting gas is discharged through the nozzles, propelling the airplane forward. The turbo-reactive engine does not work well at speeds below 450 km / h, because at speeds below this limit, enough air is not entering the combustion chamber under sufficient pressure. At 2000 km / h, its efficiency is comparable to piston engines. The turboreactive engine is used in aviation where rapid acceleration and high speeds are important and to drive missiles.

Druhým typom reaktívneho motora je náporový reaktívny motor. Podobný je turboreaktívnemu motoru. Aj do neho sa vháňa vzduch pôsobením vysokej rýchlosti. Palivo sa však nespaľuje so vzduchom. Keď sa dosiahne dostatočný tlak, pri ktorom sa palivo zapáli, automaticky sa uzavrú špeciálne ventily, cez ktoré prúdi vzduch. Pohon umožňujú zhorené plyny, prúdiace veľkou rýchlosťou zadnými dýzami. Na prvý zápal sa používa elektrická sviečka, potom už horenie prebieha automaticky. Použité boli v raketových strelách.The second type of reactive engine is the ramjet reactive engine. Similar to the turboreactive engine. Air is also blown into it by high speed. However, fuel does not burn with air. When sufficient pressure is reached to ignite the fuel, the special valves are automatically closed, through which air flows. The propulsion is made possible by burnt gases flowing through the rear nozzles at high speed. An electric candle is used for the first inflammation, after which the combustion takes place automatically. Used in missile missiles.

Tretím typom reaktívneho motora je turbokompresorový motor. V tomto motore sa vzduch stláča mechanicky. Používa sa na to otočný kompresor, ktorý poháňa plynová turbína umiestnená v prúde výfukových plynov. Vzduch sa vháňa do čelnej časti motora a tam sa stláča. V ňom potom horí palivo, zvyčajne letecký benzín. Prúd zhorených plynov poháňa turbínu kompresora a uniká veľkou rýchlosťou z dýzy. Aby turbokompresorový motor mohol pracovať maximálnou silou, musí byť horúci. Tieto motory sú veľmi hlučné, kde zdrojom hluku je práve turbína.The third type of reactive engine is a turbocharged engine. In this engine, the air is compressed mechanically. A rotary compressor is used to drive the gas turbine located in the exhaust stream. Air is blown into the front of the engine and compressed there. It then burns fuel, usually aviation gasoline. The burnt gas stream drives the compressor turbine and escapes from the nozzle at high speed. The turbo-compressor engine must be hot to operate at maximum force. These engines are very noisy, where the noise source is the turbine.

Štvrtým typom reaktívneho motora je turbovrtuľový motor. V turbokompresorovom motore sa turbína používa iba na pohon kompresora. Turbína však môže poháňať aj vrtuľu. Takáto hnacia jednotka sa nazýva turbovrtuľová. Využíva však aj reaktívny pohon, ale najviac energie produkuje turbína. Hluk týchto motorov okrem turbíny znásobuje ešte vrtuľa.The fourth type of reactive engine is a turboprop engine. In a turbocompressor engine, the turbine is only used to drive the compressor. However, the turbine can also propeller. Such a drive unit is called a turboprop. However, it also uses reactive propulsion, but the turbine produces the most energy. In addition to the turbine, the noise of these engines is multiplied by the propeller.

Plynové turbíny sa nepoužívajú iba v letectve. Plynovým turbínovým motorom sú poháňané aj autá a rôzne vozidlá. Aj niektoré elektrárne a lode sú poháňané plynovým turbínovým motorom.Gas turbines are not only used in aviation. Cars and various vehicles are also powered by a gas turbine engine. Some power plants and ships are also powered by a gas turbine engine.

Preto vznikla požiadavka na takú konštrukciu motora, ktorý by bol jednoduchej konštrukcie s nízkou spotrebou paliva a tichým chodom. Výsledkom tohto úsilia je ďalej popisované technické riešenie.Therefore, there has been a demand for an engine design that is simple in construction with low fuel consumption and quiet running. The result of this effort is the technical solution described below.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky v podstatnej miera odstraňuje motor s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa tohto vynálezu, a ktorého podstata spočíva v tom, že pozostáva z aspoň jedného rotora s významným rozmerom v radiálnom smere. Rotor je krátkej axiálnej konštrukcie, takže je tvaru disku. Rotor obsahuje aspoň dve spaľovacie komory. Rotor je upevnený spolu s radiálnym kompresorom na spoločnom hriadeli. Pritom je rotor spriahnutý s radiálnym kompresorom cez vzduchový plniaci kanál zasahujúci až do spaľovacej komory. Rotor plní zároveň funkciu zotrvačníka. Spaľovacie komory sú uložené tangenciálne na obvode rotora orientované jedným smerom. Výfuky jednotlivých spaľovacích komôr vyúsťujú do prstencového výfukového kanála s aspoň jedným vonkajším výfukom spalín. Nad prstencovým výfukovým kanálom je umiestnený prstencový chladiaci kanál len v blízkosti rotora alebo na jednej strane zasahuje až nad kompresor a na druhej strane zasahuje až nad vonkajší výfuk spalín. Do spaľovacích komôr je ešte zavedený palivový prívod, prípadne je palivový prívod zavedený do vzduchového plniaceho kanála.These drawbacks are substantially eliminated by the rotary combustion engine of the present invention, which consists of at least one rotor having a significant radial dimension. The rotor is of short axial construction, so it is disc shaped. The rotor comprises at least two combustion chambers. The rotor is mounted together with a radial compressor on a common shaft. In this case, the rotor is coupled to the radial compressor via an air feed channel extending into the combustion chamber. The rotor also functions as a flywheel. The combustion chambers are arranged tangentially on the periphery of the rotor in one direction. The exhausts of the individual combustion chambers result in an annular exhaust duct with at least one external flue gas exhaust. Above the annular exhaust duct an annular cooling duct is located only in the vicinity of the rotor or on one side extends above the compressor and on the other extends beyond the external exhaust of the flue gas. A fuel supply line or fuel supply line is also introduced into the combustion chambers.

Podstatou motora s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa vynálezu je taktiež nasávacia mriežka, ktorou je prekrytý radiálny kompresor. Nasávacia mriežka plní aj funkciu čističa vzduchu.The essence of the engine with rotating combustion chambers according to the invention is also an intake grille which overlaps the radial compressor. The intake grille also functions as an air cleaner.

Jedným podstatným znakom vynálezu a to z hľadiska zapaľovania zápalnej zmesi je konštrukčné umiestnenie sústavy zapaľovacích permanentných magnetov, ktoré môžu byť umiestnené na telese výfukového kanála alebo na telese krytu rotora alebo na telese prstencového chladiaceho kanála.One essential feature of the invention, in terms of igniting the ignition composition, is the structural location of the permanent magnet ignition assembly, which may be located on the exhaust duct body or the rotor housing body or on the annular cooling duct body.

Ďalším znakom vynálezu je umiestnenie aspoň dvoch zapaľovacích cievok v spaľovacích komorách alebo na rotore. Každá spaľovacia komora pritom obsahuje zapaľovaciu elektródu. Spaľovacie komory sú prepojené prešľahovými kanálmi.Another feature of the invention is the placement of at least two ignition coils in the combustion chambers or on the rotor. Each combustion chamber comprises an ignition electrode. Combustion chambers are interconnected by means of air ducts.

Dôležité je taktiež riešenie radiálneho palivového prívodu do spaľovacej komory cez axiálny otvor v hriadeli, čo je podstatou predstaveného vynálezu. Prívod vzduchu môže byť pritom radiálny alebo axiálny.It is also important to provide a radial fuel feed to the combustion chamber through an axial bore in the shaft, which is the essence of the present invention. The air supply may be radial or axial.

Za účelom regulácie výkonu motora s rotujúcimi spaľovacími komorami sú spaľovacie komory opatrené protitlakovými klapkami, ktoré fungujú automaticky čo je taktiež podstatou vynálezu.In order to regulate the power of the engine with rotating combustion chambers, the combustion chambers are provided with backpressure flaps which operate automatically which is also the essence of the invention.

Napokon podstatou motora s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa vynálezu je také zoskupenie, kde na jednom hriadeli sú oproti sebe orientované dva radiálna kompresory. Medzi nimi je umiestnený jeden alebo dva rotory so spaľovacími komorami.Finally, the essence of the engine with rotating combustion chambers according to the invention is an arrangement in which two radial compressors are oriented opposite one another. Between them is located one or two rotors with combustion chambers.

Výhody motora s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa opísaného vynálezu spočívajú najmä v tom, že motor je jednoduchej konštrukcie. Vďaka svojej jednoduchej konštrukcii má motor dlhú životnosť a je spoľahlivý v prevádzke. Trecie plochy sú len vo valivých ložiskách, ktoré nesú celú tiaž skeletu motora, pretože dve najhmotnejšie časti motora t.j. kompresor a rotor so spaľovacími komorami sú upevnené priamo na hriadeli. Tým, že motor nemá žiadne trecie plochy, vyznačuje sa nízkou spotrebou paliva. Motor je funkčný aj pri plynnom a aj pri tekutom palive aj pri super chudobných zmesiach. Motor podľa vynálezu patrí medzi reaktívne motory, kde vďaka orientácii spaľovacích komôr je celý rotačný cyklus motora pracovný, takže nedochádza k výbuchom. Tým je chod motora aj tichý. Veľkou mierou k tichému chodu motora prispieva aj ten fakt, že neobsahuje turbínu. Jednoduchým spôsobom je vyriešené aj automatické zapaľovanie palivovej zmesi. Motor sa vyznačuje jednoduchou reguláciou výkonu a to natáčaním protitlakových klapiek v spaľovacích komorách alebo reguláciou prietoku vzduchu alebo paliva. Keďže výfukové plyny vystupujúce zo spaľovacích komôr prúdia veľkou rýchlosťou, sú vhodné na pohon prídavnej plynovej turbíny. Tepelnú energiu odoberanú chladiacim médiom z horúcich spalín je ďalej možné využiť na ohrev úžitkovej vody. Využitie motora je veľmi všestranné. Je ho možné osadzovať v kogeneračných jednotkách, je ho možné použiť na pohon alternátora alebo dynama, mechanickej alebo hydraulickej prevodovky a taktiež na prenos krútiaceho momentu cez reduktor.The advantages of the rotary combustion engine according to the invention are, in particular, that the engine is of simple construction. Thanks to its simple design, the engine has a long service life and is reliable in operation. The friction surfaces are only in the rolling bearings, which bear the entire weight of the engine shell, because the two most massive parts of the engine i.e. the compressor and rotor with combustion chambers are mounted directly on the shaft. Since the engine has no friction surfaces, it is characterized by low fuel consumption. The engine is functional for both gaseous and liquid fuel and super-lean mixtures. The engine according to the invention is one of the reactive engines where, due to the orientation of the combustion chambers, the entire rotational cycle of the engine is working so that no explosions occur. This makes the engine running quiet. The fact that it does not contain a turbine also contributes greatly to the silent operation of the engine. The automatic ignition of the fuel mixture is also solved in a simple way. The engine is characterized by simple power regulation by turning backpressure flaps in combustion chambers or by regulating air or fuel flow. Since the exhaust gases exiting the combustion chambers flow at a high speed, they are suitable for driving an additional gas turbine. Furthermore, the heat energy taken from the hot flue gas coolant can be used to heat the domestic hot water. The use of the engine is very versatile. It can be mounted in cogeneration units, can be used to drive an alternator or dynamo, a mechanical or hydraulic transmission, and also to transmit torque through a reducer.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Motor s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa vynálezu bude bližšie ozrejmený pomocou výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje usporiadanie s radiálnym kompresorom a axiálnym prívodom paliva. Obr. 2 znázorňuje usporiadanie s radiálnym kompresorom, s prívodom paliva mimo spaľovaciu komoru s axiálnym výfukom. Obr. 3 znázorňuje usporiadanie so špeciálnym kompresorom a s dvoma spaľovacími komorami. Obr. 4 znázorňuje usporiadanie s dvoma oproti sebe orientovanými kompresormi. Napokon obr. 5 zobrazuje dve konštrukcie spaľovacích komôr.The engine with rotating combustion chambers according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which: FIG. 1 shows an arrangement with a radial compressor and an axial fuel supply. Fig. 2 shows an arrangement with a radial compressor, with a fuel supply outside the axial exhaust combustion chamber. Fig. 3 shows an arrangement with a special compressor and two combustion chambers. Fig. 4 shows an arrangement with two oppositely oriented compressors. Finally, FIG. 5 shows two combustion chamber designs.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je popísaná základná konštrukcia motora s rotujúcimi spaľovacími komorami 2 podľa opísaného vynálezu. Z obr. 1 je zrejmá jeho konštrukcia s radiálnym kompresorom 3 a dvoma spaľovacími komorami 2 a radiálnym výstupom spalín. Na spoločnom hriadeli 16 je napevno uchytený rotor 1 a radiálny kompresor 3. Radiálny kompresor 3 je vyrobený zo zušľachteného hliníka. Rotor 1 je krátkej axiálnej konštrukcie s výrazným rozmerom v radiálnom smere, takže nadobúda tvar plného disku. Na obvode rotora 1 sú v 180° uhlovom rozstupe umiestnené tangenciálne dve spaľovacie komory 2 s orientáciou jedným smerom. Orientácia spaľovacích komôr 2 dáva motoru pravotočivú alebo ľavotočivú orientáciu rotora 1. Spaľovacie komory 2 sú vyrobené z teplovzdušného materiálu alebo keramického materiálu. Spaľovacie komory 2 je možné mierne axiálne natáčať a tak eliminovať namáhanie ložísk. Rotor 1. obsahuje na svojom obvode dva vzduchové plniace kanály 4 smerujúce prúd vzduchu do nasávacieho ústia dvoch spaľovacích komôr 2, ktorým je axiálny vzduchový prívod 14 tak, ako je to znázornené na obr. 5a). Dve zapaľovacie cievky 12 sú umiestnené na rotore 1 a vyúsťujú na zapaľovacie elektródy 13 zasahujúce do spaľovacích komôr 2. Rotáciou rotora 1 dochádza k indukcii prúdu v zapaľovacích cievkach 12 a k preskoku iskry na zapaľovacej elektróde. Vo vnútornom priestore spaľovacích komôr 2 sa nachádzajú protitlakové klapky 15 pracujúce na princípe odstredivej sily. Do spaľovacích komôr 2 ústí palivový prívod 9 vedený radiálnymi kanálmi v rotore 1 a axiálnym kanálom v spoločnom hriadeli 16. Výfuky 5 spaľovacích komôr 2 sú vedené mimo vzduchový plniaci kanál 4 a ústia do prstencového výfukového kanála 6 s jedným vonkajším výfukom 7 spalín. Prstencový výfukový kanál 6 je obklopený prstencovým chladiacim kanálom 8 so vstupom chladiaceho média a s výstupom chladiaceho média. Za rotorom 1 sa nachádzajú staticky rozmiestnené zapaľovacie permanentné magnety 11. Prstencový chladiaci kanál g je z jednej strany kotvený vonkajším telesom motora uloženým v prvom ložisku osadenom na spoločnom hriadeli 16. Prstencový chladiaci kanál 8 je z druhej strany kotvený o nasávaciu mriežku 10, ktorá plní aj funkciu čističa vzduchu. Nasávacia mriežka 10 je uložená v druhom ložisku opäť na spoločnom hriadeli 16. Obe ložiská 17 sú k sebe v axiálnom smere dotláčané dvoma sťahovacími maticami 19. Motor má okrem už opísaných častí aj vlastný mazací okruh 18 na mazanie valivých ložísk vysokootáčkovým olejom.In this example of a particular embodiment, the basic structure of an engine with rotating combustion chambers 2 according to the described invention is described. FIG. 1 shows its construction with a radial compressor 3 and two combustion chambers 2 and a radial flue gas outlet. A rotor 1 and a radial compressor 3 are fixedly mounted on a common shaft 16. The radial compressor 3 is made of heat-treated aluminum. The rotor 1 is of short axial construction with a significant dimension in the radial direction so that it takes the shape of a solid disk. On the periphery of the rotor 1, tangentially two combustion chambers 2 are arranged at 180 ° angular spacing in one direction. The orientation of the combustion chambers 2 gives the motor a clockwise or anti-clockwise orientation of the rotor 1. The combustion chambers 2 are made of a hot-air material or a ceramic material. The combustion chambers 2 can be rotated slightly axially to eliminate bearing stress. The rotor 1 comprises on its periphery two air feed channels 4 directing the air flow into the suction mouth of the two combustion chambers 2, which is an axial air supply 14, as shown in FIG. 5a). Two ignition coils 12 are located on the rotor 1 and result in ignition electrodes 13 extending into the combustion chambers 2. Rotation of the rotor 1 induces current in the ignition coils 12 and sparks the spark on the ignition electrode. In the interior of the combustion chambers 2 there are anti-pressure flaps 15 operating on the principle of centrifugal force. Into the combustion chambers 2 a fuel inlet 9 leads through radial ducts in the rotor 1 and an axial duct in the common shaft 16. The exhausts 5 of the combustion chambers 2 are led outside the air feed duct 4 and open into an annular exhaust duct 6 with one external exhaust 7. The annular exhaust duct 6 is surrounded by an annular cooling duct 8 with a coolant inlet and a coolant outlet. Downstream of the rotor 1 there are statically distributed ignition permanent magnets 11. The annular cooling channel g is anchored on one side by an external motor housing housed in a first bearing mounted on a common shaft 16. The annular cooling channel 8 is anchored on the other side by a suction grille 10 air cleaner function. The intake grille 10 is mounted in the second bearing again on the common shaft 16. The two bearings 17 are pushed together in the axial direction by two tightening nuts 19. The motor has, in addition to the parts already described, its own lubrication circuit 18 for lubricating rolling bearings with high-speed oil.

Funkcia motora s rotujúcimi spaľovacími komorami 2 z príkladu je nasledujúca. Motor pracuje na princípe reaktívnej sily, t.j. celý rotačný cyklus je pracovný. Dosahovaný krútiaci moment je odvodený od priemeru rotora 1, na ktorého obvode sú upevnené spaľovacie komory. Rotor 1. spolu so spaľovacími komorami plní zároveň aj funkciu zotrvačníka. Motor je s výhodou' vysokootáčkový. Štartovanie motora je možno vykonávať pneumaticky stlačeným vzduchom zo vzduchového zásobníka alebo mechanicky štartérom z batérie. Na štartovanie je možné použiť aj iné zdroje, napríklad pri pohone elektrických zariadení od štartovacieho vinutia. Motor podľa technického riešenia je funkčný aj s tekutým ľahko zápalným palivom a aj s plynným palivom. Pri použití tekutého paliva sa zaraďuje elektronický splynovač. Výkonnostný regulátor, ktorého zaradenie si vyžaduje prevádzka motora zabezpečuje optimálny pomer vzduchu - paliva. Pritom chudobná zmes nie je na závadu pre dosiahnutie požadovaného výkonu. Výkonnostný regulátor teda ovláda množstvo paliva do spaľovacích komôr 2 za podmienky dodania dostatočného množstva vzduchu a to mechanicky - kontrolou množstva vzduchu prívodom tlaku vzduchu z výtlaku radiálneho kompresora 3 a vstupu do spaľovacích komôr 2 za membránou, pneumaticky, elektronicky programom alebo kombinovane. Účinnosť motora je možné ovplyvňovať automatickým privieraním a otváraním prívodu prúdenia vzduchu z radiálneho kompresora 3 do spaľovacej komory 2. Motor je možné ovládať mechanicky a to pridávaním paliva alebo pomocou výkonnostného regulátora, kde je možné udržiavať otáčky - výkon za pomoci programovateľného regulátora. Množstvo paliva je možné ovládať elektronicky. Zastavenie motora sa uskutočňuje uzavretím prívodu paliva, mechanicky, elektronicky alebo automatickým stopom v prípade požiaru. Chod motora je bezpečný, pretože prívod paliva do spaľovacích komôr 2 je otvorený až po nabehnutí zapaľovacích iskier. Nemôže sa teda stať, že pri štarte by sa palivom zahltili spaľovacie komory 2 a až potom by iskra zapálila výbušnú zmes. Prebehlo by nekontrolované vzplanutie výbušnej zmesi a následne zničenie motora. Bezpečnosť prevádzky motora je preto zabezpečená nepretržitým preskokom zapaľovacích iskier pri otáčaní rotora 1. Druhý stupeň bezpečnosti zabezpečujú prešľahóvé kanály medzi spaľovacími komorami 2.The function of the engine with rotating combustion chambers 2 of the example is as follows. The engine operates on the principle of reactive force, i. the whole rotation cycle is working. The achieved torque is derived from the diameter of the rotor 1 on the periphery of which the combustion chambers are fixed. The rotor 1, together with the combustion chambers, also functions as a flywheel. The engine is preferably high speed. The engine can be started by pneumatically compressed air from the air reservoir or mechanically by a battery starter. Other sources can also be used for starting, for example when driving electrical devices from the starting winding. The engine according to the invention is also functional with liquid, easily ignitable fuel and gaseous fuel. When using liquid fuel, an electronic gasifier is included. The performance controller whose engagement requires engine operation ensures optimum air-fuel ratio. At the same time, the lean mixture does not interfere with the desired performance. Thus, the performance regulator controls the amount of fuel to the combustion chambers 2 provided that sufficient air is supplied by mechanically controlling the amount of air by supplying air pressure from the radial compressor 3 discharge and entering the combustion chambers 2 behind the membrane, pneumatically, electronically, or combined. The efficiency of the engine can be influenced by automatically closing and opening the air flow from the radial compressor 3 to the combustion chamber 2. The engine can be controlled mechanically by adding fuel or by means of a power regulator where the speed can be maintained using a programmable regulator. The amount of fuel can be controlled electronically. The engine is stopped by shutting off the fuel supply, mechanically, electronically or by automatic stop in case of fire. Engine operation is safe because the fuel supply to the combustion chambers 2 is only opened after the ignition of the sparking sparks. Thus, it cannot happen that the combustion chambers 2 are flooded with fuel at start-up, and only then the spark ignites the explosive mixture. There would be an uncontrolled ignition of the explosive mixture and consequently destruction of the engine. The safety of engine operation is therefore ensured by the continuous jump of ignition sparks as the rotor 1 rotates. The second degree of safety is provided by the passageways between the combustion chambers 2.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je popísaná druhá základná konštrukcia motora s rotujúcimi spaľovacími komorami 2 podľa tohto vynálezu. Z obr. 2 je zjavná jeho konštrukcia s prívodom 9 paliva mimo spaľovacie komory 2 a s axiálnym výstupom 7 spalín. Opäť na spoločnom hriadeli 16 je napevno uchytený rotor 1 a radiálny kompresor 3. Radiálny kompresor 3 je vyrobený zo zušľachteného hliníka. Rotor 1 je krátkej axiálnej konštrukcie s výrazným rozmerom v radiálnom smere, takže nadobúda tvar plného disku s axiálnou časťou na ktorej obvode sú v 90° uhlovom rozstupe umiestnené tangenciálne štyri spaľovacia komory 2 s orientáciou jedným smerom. Orientácia spaľovacích komôr 2 dáva motoru pravotočivú alebo ľavotočivú orientáciu rotora 1. Spaľovacie komory 2 sú vyrobené z teplovzdušného materiálu alebo keramického materiálu. Spaľovacie komory 2 je možné mierne axiálne natáčať a tak eliminovať namáhanie ložísk. Rotor 1 obsahuje na svojom obvode jeden vzduchový plniaci kanál 4 smerujúci prúd vzduchu cez otvory do nasávacích ústí štyroch spaľovacích komôr 2. Neznázomené štyri zapaľovacie cievky sú umiestnené v telesách spaľovacích komôr 2 a vyúsťujú na neznázomené zapaľovacie elektródy. Do vzduchového plniaceho kanála 4 ústia štyri palivové prívody 9 vedený radiálnymi tryskami. Výfuky spaľovacích komôr 2 sú vedené do priestoru pod axiálnym prekrytím rotora 1 a ústia do výfukového kanála s jedným vonkajším výfukom 7 spalín. Pritom je sťahovacia matica 19 chránená kužeľovým krytom 20. Celý výfukový kanál 6, vzduchový plniaci kanál 4 a časť nad radiálnym kompresorom 3 sú obklopené prstencovým chladiacim kanálom 8 so vstupom chladiaceho média a s výstupom chladiaceho média. Na stene prstencového chladiaceho kanála 8 sa nachádzajú rozmiestnené zapaľovacie permanentné magnety 11. Prstencový chladiaci kanál 8 je z ' jednej strany kotvený o nasávaciu mriežku 10, ktorá plní aj funkciu čističa vzduchu. Nasávacia mriežka 10 je uložená v druhom ložisku 17 opäť na spoločnom hriadeli 16.. Prvé ložisko 17 je umiestnené medzi rotorom 1 a radiálnym kompresorom 3. Obe ložiská 17 sú k sebe v axiálnom smere dotláčané dvoma sťahovacími maticami 19. Motor má okrem už opísaných častí aj vlastný mazací okruh 18 na mazanie valivých ložísk vysokootáčkovým olejom.In this example of a particular embodiment, a second basic structure of an engine with rotating combustion chambers 2 according to the invention is described. FIG. 2, its construction is evident with a fuel inlet 9 outside the combustion chamber 2 and an axial exhaust gas outlet 7. Again on the common shaft 16 the rotor 1 and the radial compressor 3 are fixedly mounted. The radial compressor 3 is made of refined aluminum. The rotor 1 is of short axial construction with a significant dimension in the radial direction, so that it assumes the shape of a full disk with an axial part on which circumferentially four tangentially four combustion chambers 2 are arranged in one direction at 90 ° angular spacing. The orientation of the combustion chambers 2 gives the motor a clockwise or anti-clockwise orientation of the rotor 1. The combustion chambers 2 are made of a hot-air material or a ceramic material. The combustion chambers 2 can be rotated slightly axially to eliminate bearing stress. The rotor 1 comprises on its periphery one air feed channel 4 directing the air flow through the openings into the suction mouths of the four combustion chambers 2. The four ignition coils (not shown) are located in the combustion chamber bodies 2 and exit into the ignition electrodes (not shown). Four fuel inlets 9 run through radial nozzles into the air feed channel 4. The exhausts of the combustion chambers 2 are led into the space below the axial overlap of the rotor 1 and open to the exhaust duct with one external exhaust 7 of the flue gas. In this case, the tightening nut 19 is protected by a conical cover 20. The entire exhaust duct 6, the air feed duct 4 and the part above the radial compressor 3 are surrounded by an annular cooling duct 8 with a coolant inlet and a coolant outlet. On the wall of the annular cooling channel 8 there are disposed ignition permanent magnets 11. The annular cooling channel 8 is anchored on one side by a suction grille 10, which also functions as an air cleaner. The intake grille 10 is mounted in the second bearing 17 again on the common shaft 16. The first bearing 17 is located between the rotor 1 and the radial compressor 3. The two bearings 17 are pressed together in the axial direction by two clamping nuts 19. The motor has in addition to the parts already described and its own lubrication circuit 18 for lubrication of rolling bearings by high-speed oil.

Príklad 3Example 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je popísaná tretia základná konštrukcia motora s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa tohto vynálezu. Z obr. 3 je zjavná jeho konštrukcia so špeciálnym radiálnym kompresorom 3 a s prívodom paliva 9 mimo spaľovacie komory 2 a s radiálnym výstupom 7 spalín. Opäť na spoločnom hriadeli 16 je napevno uchytený rotor 1 ale špeciálny radiálny kompresor 3. Špeciálny radiálny kompresor ä je vyrobený zo zušľachteného hliníka a vyznačuje sa tým, že jeho výstup je vyvedený až do vzduchového plniaceho kanála 4 s orientáciou ku spaľovacím komorám 2. Rotor 1 je krátkej axiálnej konštrukcie s výrazným rozmerom v radiálnom smere, takže nadobúda tvar plného disku. Na obvode rotora 1 sú v 180° uhlovom rozstupe umiestnené tangenciálne dve spaľovacie komory 2 s orientáciou jedným smerom. Orientácia spaľovacích komôr 2 dáva motoru pravotočivú alebo ľavotočivú orientáciu rotora 1_. Spaľovacie komory 2 sú vyrobené z teplovzdušného materiálu alebo keramického materiálu. Spaľovacie komory 2 je možné mierne axiálne natáčať a tak eliminovať namáhanie ložísk. Rotor 1 obsahuje na svojom obvode dva vzduchové plniace kanály 4 smerujúce prúd vzduchu do nasávacieho ústia dvoch spaľovacích komôr 2, ktorým je axiálny vzduchový prívod 14 tak, ako je to znázornené na obr. 5a). Zapaľovanie a konštrukcia spaľovacích komôr 2 je riešená obdobne ako v príklade 1. Výfuky 5 spaľovacích komôr 2 sú vedené mimo vzduchový plniaci kanál 4 a ústia do prstencového výfukového kanála 6 oválneho tvaru s jedným vonkajším výfukom 7 spalín. Prstencový výfukový kanál 6 je obklopený prstencovým oválnym chladiacim kanálom 8 so vstupom chladiaceho média a s výstupom chladiaceho média. Prstencový chladiaci kanál 8 je z jednej strany kotvený vonkajším telesom motora uloženým v prvom ložisku osadenom na spoločnom hriadeli 16. Prstencový chladiaci kanál 8 je z druhej strany kotvený o nasávaciu mriežku 10, ktorá plní aj funkciu čističa vzduchu. Nasávacia mriežka 10 je uložená v druhom ložisku opäť na spoločnom hriadeli 16. Obe ložiská 17 sú k sebe v axiálnom smere dotláčané dvoma sťahovacími maticami 19.In this example of a particular embodiment, a third basic structure of a rotating combustion engine engine according to the present invention is described. FIG. 3, its construction is evident with a special radial compressor 3 and a fuel supply 9 outside the combustion chamber 2 and with a radial exhaust 7. Again, a common radial compressor 3 is fixed to the common shaft 16 but a special radial compressor 3. The special radial compressor is made of heat-treated aluminum and is characterized in that its outlet is led up to the air feed channel 4 oriented towards the combustion chambers 2. Rotor 1 is a short axial structure with a significant dimension in the radial direction so that it takes the shape of a solid disk. On the periphery of the rotor 1, tangentially two combustion chambers 2 are arranged at 180 ° angular spacing in one direction. The orientation of the combustion chambers 2 gives the engine a right-handed or left-handed orientation of the rotor 7. The combustion chambers 2 are made of a hot air material or a ceramic material. The combustion chambers 2 can be rotated slightly axially to eliminate bearing stress. The rotor 1 comprises on its periphery two air feed channels 4 directing the air flow into the intake opening of the two combustion chambers 2, which is an axial air supply 14, as shown in FIG. 5a). The ignition and construction of the combustion chambers 2 is solved similarly to Example 1. Exhausts 5 of the combustion chambers 2 are led outside the air filling channel 4 and exit into an annular exhaust channel 6 of oval shape with one external exhaust 7 of exhaust gas. The annular exhaust duct 6 is surrounded by an annular oval cooling duct 8 with a coolant inlet and a coolant outlet. The annular cooling channel 8 is anchored on one side by an external motor housing housed in a first bearing mounted on a common shaft 16. The annular cooling channel 8 is anchored on the other side by a suction grille 10, which also functions as an air cleaner. The suction grille 10 is mounted in the second bearing again on the common shaft 16. The two bearings 17 are pushed together in the axial direction by two tightening nuts 19.

Príklad 4Example 4

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je popísaná odvodená konštrukcia motora s rotujúcimi spaľovacími komorami 2 podľa tohto vynálezu znázornená na obr. 4. Táto je vhodná na zvýšenie výkonu. Na spoločnom hriadeli 16 sú napevno oproti sebe uchytené dva rotory 1 spolu s radiálnymi kompresormi 3 taktiež orientovanými oproti sebe. Konštrukcia rotorov 1 je obdobná ako v príklade 1. Na obvode rotorov 1 sú v 180° uhlovom rozstupe umiestnené tangencíálne dve spaľovacie komory 2 s orientáciou jedným smerom. Orientácia spaľovacích komôr 2 dáva motoru pravotočivú alebo ľavotočivú orientáciu rotora 1. Spaľovacie komory 2 sú vyrobené z teplovzdušného materiálu alebo keramického materiálu. Spaľovacie komory 2 je možné mierne axiálne natáčať a tak eliminovať namáhanie ložísk. Rotor 1 obsahuje na svojom obvode dva vzduchové plniace kanály 4 smerujúce prúd vzduchu do nasávacieho ústia dvoch spaľovacích komôr 2, ktorým je radiálny vzduchový prívod 14 tak, ako je to znázornené na obr.In this example of a particular embodiment, a derivative construction of a rotating combustion engine 2 according to the present invention is shown in FIG. 4. This is suitable for increased performance. On the common shaft 16 two rotors 1 are fixed against one another, together with radial compressors 3 also facing each other. The design of the rotors 1 is similar to that of Example 1. On the periphery of the rotors 1, tangentially two combustion chambers 2 are arranged at 180 ° angular spacing in one direction. The orientation of the combustion chambers 2 gives the motor a clockwise or anti-clockwise orientation of the rotor 1. The combustion chambers 2 are made of a hot-air material or a ceramic material. The combustion chambers 2 can be rotated slightly axially to eliminate bearing stress. The rotor 1 comprises on its periphery two air feed channels 4 directing the air flow into the suction mouth of two combustion chambers 2, which is a radial air supply 14, as shown in FIG.

5b). Zapaľovanie je riešené tak, že zapaľovacie cievky 12 sú umiestnené v spaľovacích komorách 2. Vo vnútornom priestore spaľovacích komôr 2 sa nachádzajú protitiakové klapky 15 pracujúce na princípe odstredivej sily. Do spaľovacích komôr 2 ústí palivový prívod 9 vedený radiálnymi kanálmi v rotore 1 a axiálnym kanálom v spoločnom hriadeli 16. Výfuky 5 spaľovacích komôr 2 sú vedené mimo vzduchový plniaci kanál 4 a ústia do spoločného prstencového výfukového kanála 6 s jedným vonkajším výfukom 7 spalín. Spoločný prstencový výfukový kanál 6 je obklopený spoločným prstencovým chladiacim kanálom 8 so vstupom chladiaceho média - a s výstupom chladiaceho média a obsahuje sústavu zapaľovacích permanentných magnetov 11. Prstencový chladiaci kanál 8 je z jednej strany kotvený vonkajším telesom motora uloženým v prvom ložisku osadenom na spoločnom hriadeli 16. Prstencový chladiaci kanál 8 je z oboch strán kotvený o nasávacie mriežky 10, ktoré plnia aj funkciu čističov vzduchu. Nasávacie mriežky 10 sú uložené v ložiskách opäť na spoločnom hriadeli 16. Obe ložiská 17 sú k sebe v axiálnom smere dotláčané dvoma sťahovacími maticami 19. Motor má okrem už opísaných častí aj vlastný mazací okruh na mazanie valivých ložísk vysokootáčkovým olejom.5b). The ignition is designed in such a way that the ignition coils 12 are located in the combustion chambers 2. In the interior of the combustion chambers 2 there are anti-flaps 15 operating on the principle of centrifugal force. Into the combustion chambers 2 a fuel inlet 9 leads through radial ducts in the rotor 1 and through an axial duct in the common shaft 16. Exhausts 5 of the combustion chambers 2 are led outside the air filling duct 4 and open into a common annular exhaust duct 6 with one external exhaust 7. The common annular exhaust duct 6 is surrounded by a common annular cooling duct 8 with a coolant inlet - and a coolant outlet and includes a set of ignition permanent magnets 11. The annular cooling duct 8 is anchored on one side by an external engine housing housed in the first bearing mounted on the common shaft 16 The annular cooling channel 8 is anchored on both sides by suction grilles 10, which also serve as air cleaners. The intake grilles 10 are housed in bearings again on a common shaft 16. The two bearings 17 are pushed together in the axial direction by two tightening nuts 19. In addition to the parts already described, the engine also has its own lubrication circuit for lubricating rolling bearings with high-speed oil.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Motor s rotujúcimi spaľovacími komorami podľa predstavovaného vynálezu je využiteľný predovšetkým v stacionárnych energetických zariadeniach ako sú aj kogeneračné jednotky. Je vhodný aj na pohon vo všeobecnom strojárstve.The engine with rotating combustion chambers according to the present invention is particularly useful in stationary power systems such as cogeneration units. It is also suitable for drive in general engineering.

Claims

An engine with rotating combustion chambers, characterized in that it comprises at least one rotor (1) with a significant dimension in radial direction with at least two combustion chambers (2), the rotor (1) being coupled to a radial shaft (16) by means of a compressor (3) via an air supply channel (4) extending into the combustion chamber (2), the exhausts (5) of the combustion chambers (2) exit into an exhaust channel (6) with an external exhaust (7) of flue gas, 6) an annular cooling channel (8) is provided, the fuel supply (9) being introduced directly into the combustion chamber (2) or into the air supply channel (4).

Rotary combustion engine engine according to claim 1, characterized in that the radial compressor (3) is covered by an air intake grille (10).

An engine with rotating combustion chambers according to claims 1 to 2, characterized in that the exhaust duct (6) or the annular cooling duct (8) or the rotor cover (1) comprises a set of ignition permanent magnets (11).

Rotary combustion engine engine according to claims 1 to 3, characterized in that there are air ducts between the combustion chambers (2).

An engine with rotating combustion chambers according to claims 1 to 4, characterized in that the combustion chamber (2) or rotor (1) is provided with an ignition coil (12) and the combustion chamber (2) is provided with an ignition electrode (13).

A rotary combustion chamber engine according to claims 1 to 5, characterized in that the combustion chamber (2) comprises a radial fuel supply (9) guided by a hollow shaft and a radial or axial air supply (14).

Rotary combustion engine engine according to claims 1 to 6, characterized in that the combustion chamber (2) comprises backpressure flaps (15).

Rotary combustion engine engine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that it consists of two oppositely oriented radial compressors (3) and one or two rotors (1) with combustion chambers (2) disposed between them.