WO2013109158A1 - Potopho - шаровый двигатель - Google Patents

Potopho - шаровый двигатель Download PDF

Info

Publication number
WO2013109158A1
WO2013109158A1 PCT/RU2012/000017 RU2012000017W WO2013109158A1 WO 2013109158 A1 WO2013109158 A1 WO 2013109158A1 RU 2012000017 W RU2012000017 W RU 2012000017W WO 2013109158 A1 WO2013109158 A1 WO 2013109158A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
ball
housing
rotary ball
working fluid
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000017
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Митрофанович ПАНЧЕНКО
Original Assignee
Panchenko Vladimir Mitrofanovich
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 Panchenko Vladimir Mitrofanovich filed Critical Panchenko Vladimir Mitrofanovich
Priority to PCT/RU2012/000017 priority Critical patent/WO2013109158A1/ru
Publication of WO2013109158A1 publication Critical patent/WO2013109158A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3562—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F01C1/3564—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings

Definitions

  • the invention relates to the field of energy and transport engineering, in particular, to engines operating from the combustion of various types of fuel, or to supply any working fluid that provides pressure on the rotor during certain processes, as well as working on the return energy of the exhaust gases in a certain mode.
  • the invention allows to increase engine efficiency by replacing a significant area of sliding friction with more efficient rolling friction and creating a working chamber of a segmental profile, reduce wear of moving parts, increase engine reliability and increase the maximum number of revolutions by eliminating protrusions, dampers, springs and various elements, managing them.
  • the rotor stroke is more than three hundred angular degrees; therefore, relatively uniform heating of the rotor casing and balls gives undoubted advantages over other rotary engines and, especially, over the Wankel rotary piston engine.
  • the rotary - spherical motor consists of a housing (stator) with an inner recess around the circumference, which provides tight contact with the outer surface of the ball located in the rotor's nest from the moment of supply of the working fluid to the exhaust gas outlet.
  • a rotor rotates in a housing along a sliding fit, with an internal undercut of a segment profile along an outer circumference, which provides close contact with the surface of a ball located in the housing.
  • each recess is a segment whose chord at the points of contact of the rotor with the body is less than the diameter of the ball.
  • the recesses in the body and in the rotor form a segmental profile chamber. On the undercuts, the balls are rolled around the outer surface to half their diameter.
  • One ball is located in the nest of the rotor, the depth of which is more than half its diameter, tightly in contact with it and with the undercut of the housing.
  • the second ball moves in the supply chamber of the working fluid of the housing, tightly contacting with its inner cylindrical surface in the places of their contact.
  • the limiter in which electromagnetic elements can be located, allows the ball to penetrate into the body only to the level of the maximum depth of the recess in the body, providing unhindered rolling of the balls at the point of their common collision. Such a system eliminates jamming in any situation, and, first of all, in case of failure of the electromagnetic elements.
  • Known rotary engines in the cases or rotors of which there are fixed protrusions and movable shutters of various designs, as well as springs and clamping devices.
  • the working chamber in the cross section has a rectangular shape.
  • engines with a working chamber of a segmental profile formed by balls are not known.
  • the aim of the present invention is to increase the efficiency by creating a working chamber in the most efficient form of a segmental profile, reducing sliding friction area by replacing economical rolling friction, as well as increasing reliability in operation and creating conditions for higher revolutions.
  • the drawing shows a cross section of one section of the proposed rotary ball engine of the external supply of the working fluid.
  • the section consists of a fixed body 1 with an internal bore 3, which provides tight contact with the ball of the rotor over the entire area of their contact.
  • a chamber for the arrival of the working fluid 8 in the form of a radial cylindrical bore with a diameter that provides tight contact with the ball 5 in the places of their contact.
  • This bore may have a rounded narrowing at the bottom, providing additional sealing to prevent leakage of the working fluid.
  • the housing along the entire inner circumference has a recess of the segment profile, along which a ball located in the rotor socket tightly rolls around.
  • a recess 10 of a similar profile is present in the rotor along the entire outer side of its circumference.
  • a ball located in the housing is tightly rolled around this undercut.
  • the engine operates as follows. When the working fluid enters through the channel 6 into the chamber 8, the ball 5 is pressed tightly against the rotor groove under the pressure of the working fluid, separating the working chamber from the exhaust chamber, and the working fluid is directed through the channel 9 into the working chamber 10.
  • the rotor ball 1 under the influence of the pressure of the working fluid moves along the undercut of the housing, providing rotation of the rotor, and, accordingly, of the shaft 13.
  • channel 6 is closed, and the pressure of the working fluid on the balls ceases.
  • the ball 1 1 pushes the ball 5 into the supply chamber of the working fluid 8 to the limiter 7, and without much effort, the rotor ball passes the dead center.
  • the cycle repeats.
  • Channel 6 can be blocked by known devices under the pressure of the exhaust gases when they exit, as well as by the ball 5 when it enters the supply chamber of the working fluid 8.
  • the ball 5 can be pulled into the supply chamber of the working fluid 8 with the help of electromagnetic elements, which can be in the limiter 7. Since the electromagnetic elements are optional, they are not shown in the drawing. In the event of a malfunction of the electromagnetic elements (if any), there is an elementary mechanical effect of pushing the ball 5 with the ball 11 into the cylindrical bore 8.
  • the engine casing and, accordingly, in the rotor, there can be several parallel grooves forming chambers of a segmental profile, and working chambers are created using balls.
  • the chambers can communicate with each other at certain points, to move the working fluid from one to another, in order to more fully burn the fuel and increase the efficiency.
  • the invention can be used both for the movement of any vehicles, and for the generation of electricity, drilling and other works in various economic fields.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

Роторно-шаровый двигатель работает от различных видов топлива без значительных затрат на его изготовление. С учетом увеличения КПД двигателя получится значительный экономический эффект. Изобретение сводит к минимуму трение скольжения с помощью замены его трением качения на значительной площади. Ликвидация различных видов выступов, заслонок, прижимных устройств и элементов, управляющих ими, приводит к упрощению конструкции и увеличивает его надежность в эксплуатации Несомненным преимуществом является предложенная форма рабочей камеры и ее образование с помощью шаров, а параллельные рабочие камеры значительно увеличивают мощность при уменьшении металлоемкости. С учетом многочисленных преимуществ, устройство найдет практическое применение там, где требуется получить энергию от вращения вала, как на транспортных средствах, так и для стационарных условий.

Description

POTOPHO - ШАРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Описание изобретения
Изобретение относится к области энергетического и транспортного машиностроения, в частности, к двигателям, работающим от сгорания различных видов топлива, или подачи любого рабочего тела, обеспечивающего давление на ротор при определенных процессах, а так же, работающим на возвратной энергии отработавших газов в определенном режиме.
Изобретение позволяет увеличить КПД двигателя за счет замены значительной площади трения скольжения на более эффективное трение качения и создания рабочей камеры сегментарного профиля, уменьшить износ движущихся деталей, повысить надежность работы двигателя и увеличить максимальное количество оборотов за счет ликвидации выступов, заслонок, пружин и различных элементов, управляющих ими. Рабочий ход ротора более трехсот угловых градусов, поэтому относительно равномерный нагрев корпуса ротора и шаров дает несомненные преимущества перед другими роторными двигателями и, особенно, перед роторно-поршневым двигателем Ванкеля.
Роторно - шаровый двигатель состоит из корпуса (статора) с внутренней выточкой по окружности, обеспечивающей плотный контакт с внешней поверхностью шара, находящегося в гнезде ротора с момента подачи рабочего тела до выхода отработавших газов. В корпусе по скользящей посадке вращается ротор, с внутренней выточкой сегментного профиля по внешней окружности, обеспечивающей плотный контакт с поверхностью шара, находящегося в корпусе. В поперечном сечении каждая выточка представляет собой сегмент, хорда которого в местах контакта ротора с корпусом меньше диаметра шара Выточки в корпусе и в роторе образуют камеру сегментарного профиля. По выточкам шары обкатываются внешней поверхностью до половины их диаметра.
Один шар располагается в гнезде ротора, глубина которого больше половины его диаметра, плотно контактируя с ним и с выточкой корпуса. Второй шар движется в камере подачи рабочего тела корпуса, плотно контактируя с его внутренней цилиндрической поверхностью в местах их соприкосновения. Ограничитель, в котором могут располагаться электромагнитные элементы, позволяет шару углубляться в корпус только до уровня максимальной глубины выточки в корпусе, обеспечивая беспрепятственную обкатку шаров в точке их общего столкновения. Такая система исключает заклинивание при любых ситуациях, и, в первую очередь, при отказе в работе электромагнитных элементов. Известны роторные двигатели, в корпусах или роторах которых имеются неподвижные выступы и подвижные заслонки различной конструкции, а так же пружины и прижимные устройства.
Патенты:
US 5479887 А. 2.01. 1996 г.
RU 2229610 С2 27.04.2004 г. (Прототип)
RU 2251007 С2 27.04.2005 г.
US 6935300 В2 20.08.2005 г.
Недостатком всех известных устройств является большая площадь трения скольжения между движущимися элементами, влияющая на ускорение срока износа деталей и уменьшение КПД двигателя. В момент соприкосновения выступа с заслонкой происходит динамический удар, а пружины уменьшают степень надежности работы двигателя и ограничивают максимальное количество оборотов.
Кроме того, у всех известных роторных двигателей рабочая камера в поперечном сечении имеет прямоугольную форму. Но не известны двигатели, имеющие рабочую камеру сегментарного профиля, образуемую шарами.
Целью настоящего изобретения является увеличение КПД за счет создания рабочей камеры в наиболее эффективной форме сегментарного профиля, уменьшение площади трения скольжения заменой экономичным трением качения, а так же увеличение надежности в эксплуатации и создание условий для более высоких оборотов.
На чертеже изображен поперечный разрез одной секции предлагаемого роторно - шарового двигателя внешней подачи рабочего тела. Секция состоит из неподвижного корпуса 1 с внутренней расточкой 3, обеспечивающей плотный контакт с шаром ротора по всей площади их соприкосновения.
В корпусе 1 имеется камера поступления рабочего тела 8, в виде радиальной цилиндрической расточки с диаметром, обеспечивающим плотный контакт, с шаром 5 в местах их соприкосновения. Эта расточка может иметь закругленное сужение внизу, обеспечивающее дополнительную герметизацию для предотвращения утечки рабочего тела.
Корпус по всей внутренней окружности имеет выточку сегментного профиля, по которой плотно обкатывается шар, расположенный в гнезде ротора. Выточка 10, аналогичного профиля, имеется в роторе по всей внешней стороне его окружности. По этой выточке плотно обкатывается шар, расположенный в корпусе. После установки в корпус 1 ротора 2, их выточки 3 и 10 сегментного профиля, хорды которых меньше диаметров шаров, образуют камеру сегментарного профиля.
Двигатель работает следующим образом. При поступлении рабочего тела через канал 6 в камеру 8, шар 5 под давлением рабочего тела плотно прижимается к выточке ротора, отделяя рабочую камеру от камеры выхода отработавших газов, и рабочее тело под давлением, по каналу 9 направляется в рабочую камеру 10. Шар ротора 1 1, под воздействием давления рабочего тела движется по выточке корпуса, обеспечивая вращение ротора, а, соответственно, и вала 13.
При прохождении шара 11 отверстий 4, через них с помощью известных регулировочных устройств, не показанных на чертеже, происходит разовый или постепенный выход (выхлоп) отработавших газов. Часть из них может направляться в ресивер для последующего их использования в качестве возвратной энергии.
Одновременно с началом выхода отработавших газов канал 6 перекрывается, и прекращается давление рабочего тела на шары. Под действием инерции шар 1 1 , выталкивает шар 5 в камеру подачи рабочего тела 8 до ограничителя 7, и без особых усилий шар ротора проходит мертвую точку. Цикл повторяется.
Канал 6 может перекрываться известными устройствами под давлением отработавших газов при их выходе, а так же шаром 5 при его вхождении в камеру подачи рабочего тела 8.
В момент сближения шаров, шар 5 может втягиваться в камеру подачи рабочего тела 8 с помощью электромагнитных элементов, которые могут находиться в ограничителе 7. Поскольку электромагнитные элементы не являются обязательными, они не показаны на чертеже. В случае сбоя в работе электромагнитных элементов (при их наличии) происходит элементарное механическое воздействие выталкивания шара 5 шаром 11 в цилиндрическую расточку 8.
В корпусе двигателя, а, соответственно и в роторе, может быть несколько параллельных выточек, образующих камеры сегментарного профиля, а с помощью шаров создаются рабочие камеры. При этом камеры могут сообщаться между собой в определенные моменты, для перемещения рабочего тела из одной в другую, с целью более полного сгорания топлива и увеличения КПД.
Изобретение может быть использовано как для передвижения любых транспортных средств, так и для выработки электроэнергии, бурения и других работ в различных хозяйственных областях.

Claims

РОТОРНО-ШАРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Формула изобретения
1. Роторно-шаровый двигатель, содержащий корпус, ротор и элементы, образующие рабочую камеру, отличающийся тем, что рабочая камера, имеющая сегментарную форму, образуется двумя шарами, движущимися по соответствующим выточкам в корпусе и в роторе двигателя, заменяя трение скольжения на более эффективное трение качения.
2. Роторно-шаровый двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выточки в корпусе и в роторе, по которым движутся шары, в поперечном сечении представляют собой сегменты, хорды которых меньше диаметра шаров, что исключает их диаметральное столкновение и заклинивание двигателя.
3. Роторно-шаровый двигатель по п. 1 , отличающийся тем, что в корпусе и роторе может быть несколько соответствующих параллельных выточек, образующих рабочие камеры сегментарного профиля.
4. Роторно-шаровый двигатель по п. п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии различных подвижных заслонок и пружин, один шар, постоянно находится в гнезде ротора и плотно прижимаясь к внутренней сфере гнезда, обкатывается по выточке корпуса, а второй шар, находящийся в цилиндрической расточке корпуса, являющейся камерой подачи рабочего тела, прижимается к выточке ротора давлением рабочего тела с момента его подачи до выхода отработавших газов.
5. Роторно-шаровый двигатель по п. 1, отличающийся тем, что шар корпуса при приближении шара ротора, одновременно с прекращением подачи рабочего тела, может втягиваться электромагнитными элементами в камеру подачи рабочего тела до ограничителя.
PCT/RU2012/000017 2012-01-19 2012-01-19 Potopho - шаровый двигатель WO2013109158A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/000017 WO2013109158A1 (ru) 2012-01-19 2012-01-19 Potopho - шаровый двигатель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/000017 WO2013109158A1 (ru) 2012-01-19 2012-01-19 Potopho - шаровый двигатель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013109158A1 true WO2013109158A1 (ru) 2013-07-25

Family

ID=48799502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000017 WO2013109158A1 (ru) 2012-01-19 2012-01-19 Potopho - шаровый двигатель

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2013109158A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740664C2 (ru) * 2019-07-01 2021-01-19 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") Быстроходный пластинчатый насос многократного действия

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB444706A (en) * 1934-06-06 1936-03-25 Alois Wicha Improvements in or relating to rotary piston engines, pumps or the like
RU2084639C1 (ru) * 1994-05-19 1997-07-20 Петр Ефимович Ичетовкин Роторный двигатель внутреннего сгорания
US6935300B2 (en) * 2003-05-19 2005-08-30 Grant G. Gehman Rotary engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB444706A (en) * 1934-06-06 1936-03-25 Alois Wicha Improvements in or relating to rotary piston engines, pumps or the like
RU2084639C1 (ru) * 1994-05-19 1997-07-20 Петр Ефимович Ичетовкин Роторный двигатель внутреннего сгорания
US6935300B2 (en) * 2003-05-19 2005-08-30 Grant G. Gehman Rotary engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740664C2 (ru) * 2019-07-01 2021-01-19 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") Быстроходный пластинчатый насос многократного действия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2463455C1 (ru) Роторно-шаровый двигатель
CA2737435C (en) Internal combustion engine
JP2009517583A5 (ru)
KR20140005206A (ko) 로터리 열 엔진
RU187136U1 (ru) Быстроходный двигатель
CA2976644C (en) Zhou engine and power-cam mechanism
WO2013109158A1 (ru) Potopho - шаровый двигатель
JP7153445B2 (ja) 圧力ブーストを伴う内燃機関／発電機
US20170089201A1 (en) Hybrid pneumatic / internal combustion rotary engine
US20130263817A1 (en) Double Bar Single Wheel Rotary Combustion Engine
WO2017204683A1 (ru) Шеститактный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания
WO2011096918A1 (en) Vane-type rotary machine with reduced wear and friction loss
US8141475B2 (en) Piston machine
CN104343531A (zh) 一种滚动转子发动机
RU2730633C1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором
CN203515794U (zh) 叶片式发动机
US10006357B1 (en) Full cycle rotary engine combination
KR101465357B1 (ko) 대칭되는 경사형 및 수직형 실린더를 구비하는 트랙식 엔진
WO2011099885A1 (ru) Роторный двигатель
CN103912331A (zh) 可变气门正时系统、发动机和车辆
RU197366U1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором
RU2392458C2 (ru) Четырехтактный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания
RU2418180C1 (ru) Роторный двигатель и эксцентриковый вал
RU2541059C1 (ru) Роторно-пластинчатое устройство
RU2706092C2 (ru) Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12865895

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12865895

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1