WO2020231292A1 - Rotary engine with external heat supply (variants) - Google Patents

Rotary engine with external heat supply (variants) Download PDF

Info

Publication number
WO2020231292A1
WO2020231292A1 PCT/RU2020/000153 RU2020000153W WO2020231292A1 WO 2020231292 A1 WO2020231292 A1 WO 2020231292A1 RU 2020000153 W RU2020000153 W RU 2020000153W WO 2020231292 A1 WO2020231292 A1 WO 2020231292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
blades
working fluid
rotary machine
engine
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000153
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Олег Георгиевич ЧАНТУРИЯ
Игорь Георгиевич ЧАНТУРИЯ
Original Assignee
Олег Георгиевич ЧАНТУРИЯ
Игорь Георгиевич ЧАНТУРИЯ
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 Олег Георгиевич ЧАНТУРИЯ, Игорь Георгиевич ЧАНТУРИЯ filed Critical Олег Георгиевич ЧАНТУРИЯ
Publication of WO2020231292A1 publication Critical patent/WO2020231292A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-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
    • F01C1/34Rotary-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
    • F01C1/344Rotary-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 inner member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to machines with an external rotary-type heat supply and is intended for use as main and auxiliary (stationary and mobile) power plants, including as engines for vehicles.
  • the closest to this invention is a rotary thermodynamic converter and heat engines based on it according to RF patent Ns 2454546 from 2010-08-18.
  • Its rotary machine consists of: a stationary body, with grooves made in it, rigidly mounted on the rotor shaft, with blades extending (sliding) from its body; caliper and retractable device.
  • the rotor rim grooves form cavities that have inlet and outlet ports.
  • the rotor is made in the form of a wheel with spokes having channels - guides for the blades.
  • the caliper is rigidly fixed on the rotor shaft flange; it contains the parts and assemblies of the retractable device (VU), which provides coordinated movement (extension and retraction) of the blades with the rotor rotation angle.
  • VU retractable device
  • Engines with an external heat supply composed of one or several modules (sections), based on a rotary machine with retractable blades, each implementing a certain cycle stroke, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers.
  • the combination of modules with selected parameters and with certain heating and cooling zones sets any (closed, open) thermodynamic cycle of engine operation, with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid.
  • a regenerator can be inserted in an appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid.
  • the inventive engine according to the first version is a combination of modules (sections), based on a rotary machine with retractable blades, realizing a certain cycle stroke each, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers , with selected parameters and certain heating and cooling zones, which sets any (closed, open) thermodynamic cycle of engine operation with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid. 6, a regenerator can be inserted in the appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid.
  • the rotary machine also contains a stationary body with grooves made in it, a rotor rigidly mounted on the shaft and a retractable device (VU).
  • the rotor rim grooves form functional cavities that have inlet and outlet ports.
  • the rotor is made in the form of a wheel, inside the spokes (radial, tangential) of which there are guide channels, with blades located in them.
  • the retractable device (VU) provides the extension and retraction of the blades.
  • the inventive engine according to the second version is a combination of modules (sections), based on a rotary machine, implementing a certain cycle stroke each, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers, with selected parameters and certain zones of heating and cooling, which sets any (closed, open) thermodynamic cycle of the engine with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid.
  • a regenerator can be inserted in an appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid.
  • a Wankel-type rotary machine is used as a module (section) for building an engine with an external heat supply.
  • the declared engines with an external heat supply of a closed cycle can be implemented as a steam engine, as engines using a gaseous working fluid (at all stages of the cycle), and as engines using a mixed two-component working fluid (one of which changes its state of aggregation during cycle).
  • the problem solved by this invention is to create a more perfect design of a powerful, high specific characteristics, economical, compact, reliable and environmentally friendly engine with an external heat supply.
  • the technical result of the invention is to increase the efficiency in the use of gas energy and, accordingly, efficiency, increase reliability, simplify, increase power density, and reduce the size of the engine.
  • the rotor rim is made with an annular protrusion of a rectangular or hemispherical shape (in the cross-section of the rotor), and the corresponding shape of the retractable end of the blades and body grooves.
  • the grooves in the area of the inlet and outlet ports are widened towards the transitions.
  • the VU contains either a gear-crank (possibly with a fixed crank) -lever-slider, or a spatial gear-crank (with an oblique crank) -crank-lever-slider mechanisms, which provide a method for extending and retracting the blades, with the possible location in different parts ( places) of the same functional cavity of two adjacent blades.
  • the section (zone) of the functional cavity between the inlet and outlet windows is made of such a size that allows, within these limits, at its opposite ends, there are simultaneously two adjacent extended blades, at a certain moment of rotation of the rotor.
  • the rotor spokes are made in the form of boxes, closed from the internal free space of the rotor, with internal guide channels for the blades and an outlet for the blades only into the functional cavities.
  • the blades are hinged to the VU elements (pushers) through easily sealed rods.
  • the blades can be made of a curved (hemispherical) shape, firmly fixed on the pendulum arm and covered with a protective casing.
  • This technical result is achieved by the fact that an engine with an external heat supply, composed of several modules (sections), can be built on the basis of a Wankel rotary machine.
  • This rotary machine has two functional cavities, each with inlet and outlet ports.
  • the execution of the profile wall of the cavity, of the appropriate size, between the inlet and outlet ports, allows two vertices of the rotor edges to be on it at a certain moment of its rotation.
  • the implementation of the rotor rim with an annular protrusion of rectangular or hemispherical shape (in the cross-section of the rotor), with the corresponding shape of the end faces of the blades and the recess (the shape of the grooves) in the housing, provides a more efficient use of gas energy by creating a more reliable sealing of the blades and, accordingly, increasing Efficiency.
  • VU containing either a toothed-crank-slider (possibly with a fixed crank), or a spatial toothed-crank (with an oblique crank) -kulisno-lever-slider mechanisms, which provide a method of advancing and retracting the blades, with possible location in different parts ( places) of the same functional cavity of two adjacent blades.
  • VU can have one or more rotating or oscillating shafts (VU) passing through the rotor body. The method of operation of the VU allows to ensure the process of continuous conversion of gas energy into the rotary motion of the rotor, with a more uniform movement of the working fluid (much less pulsations).
  • the VU has a reliable drive with lower mechanical losses, which increases the mechanical efficiency.
  • the mechanism, in the version with a fixed crank, is very simple and cheap to manufacture, the design and maintenance of the engine is simplified.
  • the presence of two shoulder blades in one functional cavity increases the frequency of the working stroke at the same revolutions, hence, accordingly, the engine power increases, extremely slightly increasing its dimensions. This improves its specific characteristics.
  • section (zone) of the functional cavity between the inlet and outlet ports of the appropriate size allows, within these limits, at its opposite ends, two adjacent blades are simultaneously located at a certain moment of rotation of the rotor. This eliminates the through-flow of the working fluid through the functional cavity without affecting the blades and, hence, there is no need to have locking (valve) devices, and also provides an auto-start of the engine without a starter (starting device). This improves efficiency, simplifies design, increases reliability, and reduces manufacturing costs.
  • the above set of features of the invention allows to provide a new technical result - a significant increase in reliability, specific characteristics and increasing the efficiency of using the energy of gases and, accordingly, the efficiency of the engine.
  • Fig. 1 shows a fragment of the general view of the engine in isometric view (made up of two rotary machines), with a VU based on a gear-crank-slider mechanism with several VU shafts; in fig. 2, fig. 3 - diagrams of operation of a rotary machine with retractable blades; in fig. 4 - a diagram of a rotary machine with a tangential arrangement of the rotor spokes and with a VU based on a toothed-crank-slider mechanism, with several VU shafts; in fig.
  • FIG. 5 is a diagram of a rotary machine, with a VU based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism, with several VU shafts;
  • in fig. 6 is a diagram of a rotary machine with curved blades on a pendulum arm; in fig. 7- a fragment of a general view in isometric view of a rotary machine, with a VU drive based on a toothed-crank-slider mechanism, with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor;
  • in fig. 8 is a diagram of a rotary machine based on a VU, with a fixed crank; in fig.
  • FIG. 9 is a diagram of a rotary machine with a VU, based on a toothed-crank-slider mechanism, with several VU shafts;
  • fig. 10 is a fragment of a general view, in isometric view, of a rotary machine with a VU drive, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor;
  • in fig. 11 is a diagram of a rotary machine with a VU, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor;
  • FIG. 12 is a fragment of a general view, in isometric view, of a rotary machine with a VU drive, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism, with several VU shafts;
  • in fig. 13 is a diagram of the construction of an engine that implements the Stirling cycle;
  • in fig. 14 is a diagram of the construction of a motor that implements a shortened closed cycle;
  • in fig. 15 is a diagram of the construction of an engine with a mixed, two-component working fluid;
  • Fig. 16 is a diagram of the construction of an engine that implements a shortened closed cycle, using a Wankel rotary machine as a module (section), with two inlet and two outlet ports.
  • a rotary machine, with retractable blades and uniform rotation of the main element, for an engine with an external heat supply contains a fixed body 1, which is a hollow cylinder, which is covered from the ends with covers, a rotor 2 (main element), in the form of a wheel set on the shaft 3 and having n blade plates 4 located in the inner guide channels 5 of the spokes 6 (or in a separate casing), which are extended by means of a retractable device (VU).
  • the main part of the body 1 is a hollow, annular cylinder and grooves of a sinusoidal profile are made on its inner surface.
  • the inner rim surface of the housing (grooves) and the outer rim surface of the rotor form functional cavities 7, each with inlet 8 and outlet 9 ports.
  • the functional cavities are separated from each other by transition zones (partitions) 10.
  • the upper and lower parts of the housing are, respectively, the upper and lower support of the rotor shaft journals and cover the main part of the housing from the ends.
  • the width of the grooves in the functional cavities corresponds to the width of the blades.
  • Functional cavities 7 consist of working sections (zones) 12, where the greatest impact of the working fluid on the blades (working stroke ), or the impact of the blades on the working fluid (compression, displacement), and zones of inlet 13 and outlet 14 ports.
  • the grooves in the area of the inlet 8 and outlet 9 ports are widened towards the transitions 10.
  • the rotor 2 is a cylindrical body, in the form of a wheel with a rim 15, which has an annular protrusion 16 of a rectangular or hemispherical shape (in the cross section of the rotor), with the corresponding shape of the end faces of the blades 4 and the shape of grooves in the body 1.
  • Radially or tangentially (Fig. 4) located spokes 6 of the box-type, have inside guide channels 5 for blades 4, completely closed from the inner space, having only holes for the blade rod 17.
  • Blades 4 are rectangular plates (or the retractable end face can be shaped like an annular protrusion 16), possibly U-shaped with a stem 17. Blades 4 are equidistant (evenly spaced ) from each other along the circumference of the rotor 2.
  • the rod 17 is connected on one side to the crossbar of the blade 4, on the other hand, it is pivotally connected to the VU elements by connecting rods 20 (pushers 21), possibly through sliders 22, which can be located on the guides 23, as inside (Fig. 5) and outside (Fig. 1) needles 6.
  • Curved blades 24 are made with a constant radius of curvature equal to the length of the arm of the pendulum arm 25 corresponding to each blade, and are rigidly connected to it.
  • the pendulum arm shaft support 26 is located on the rotor body.
  • the pendulum arm and its support are covered with a protective casing 27, which isolates them from the free space.
  • the retractable device is designed to coordinate the movement of the blades 4 into the working cavity 7, with the angle of rotation of the rotor 2, ensuring proper contact (adhesion) of the blade end with the sealing elements to the profile surface of the wall 11, and the method of operation of the VU allows the possible location of adjacent blades in one working cavity.
  • VU provides several options for execution, taking into account containing in its basis, either a toothed-crank (possibly with a stationary crank) ⁇ slider, or spatial toothed-crank-rocker (with an oblique crank that freely fits into the bushing of the stage), lever-slider, mechanisms.
  • VU 28 A version of the VU, where the basis is a gear-crank-slider mechanism with shafts (shaft) VU 28 and with cranks 29 performing a rotational movement (Figs. 1, 7, 8, 9), the shafts of VU 28 can pass both along the geometric axis of the rotor (then one shaft of the VU is used), and parallel to this axis (several shafts of the VU are used with an individual supply to each blade).
  • one shaft VU 28 with cranks 29 (Fig. 7) is used, which runs along the geometric axis of the rotor 2 and carries out only rotary movement.
  • the drive to the gear wheel 30 of the VU shaft is carried out through the intermediate gear 31 sitting on the rotor 2 from the toothed ring of the ring 32 of the housing 1, with a corresponding gear ratio.
  • the cranks 29, which are inside the rotor 2 are located one after the other at different levels and each of them is connected to two connecting rods 20, which are pivotally connected to the rods 17, opposite located blades 4.
  • levers 39 are firmly fixed, located at several levels inside the rotor 2, where at each level they are pivotally connected through pushers 21 with rods 17 of non-adjacent blades 4.
  • Levers 39 of different levels are displaced so that they allow, when the levers 39 of the shaft rotate VU in one direction, carry out simultaneously (by means of pushers 21 through rods 17) the extension of non-adjacent and retraction of adjacent blades 4.
  • the order of movement of these blades is reversed.
  • the swinging movement of the levers 39 (and the shaft VU) is transformed into a reciprocating, antiphase movement of adjacent blades 4.
  • VU (Fig. 5, 12) for each shaft 28 contains the same elements: an oblique crank 34 on the axis with a gear wheel (bevel) 35 engaging with a gear rim rings 32 of the body, the corresponding gear ratio and the rocker 38.
  • the rocker arm 40 (double-arm lever) is blindly fixed to the shoulders of which the pushers 21 are pivotally connected.
  • the pushers are pivotally connected to the L-shaped rods 17 of the adjacent blades 4, between which placed this rocker 40.
  • the rods 17 can have sliders 22 with guides 23, both outside and inside the spokes 6 of the rotor.
  • each blade In the rotor with curved blades 24 (Fig. 6), to the axis 26 of the support 27 (coming out of the protective casing, each blade 4) of the pendulum arm 25, the drive lever 41 is rigidly fixed, to which the connecting rod 20 or the pusher 21 of the above described mechanisms VU is pivotally connected (shown toothed-crank, with the exception of the output link - the slider).
  • the direction of the curvature of the blade if necessary, can be in one direction or another relative to the rotation of the rotor.
  • the design features of a rotary machine with retractable blades make it possible to have quite significant volumes of cavities, with small overall dimensions. It is also ensured, with the minimum rotor diameter, the maximum value of the support part of the blades when they are fully extended, and the maximum value of this extension.
  • the rods 17 of the blades can be covered with elastic (corrugated) bushings 42 (oil protection).
  • the internal free space of the rotor in turn, must be separated (not shown) from the lubricated near-axis space (where the VU elements are located). In an engine where several sections are on one rotor shaft, the shafts (shaft) of the VU 28 pass through the body of the rotors of each section.
  • This rotary machine, with retractable blades can also be used as a pump or propeller.
  • a rotary machine of the Wankel 43 type (Fig. 16), used as a module (section), when building motors with an external heat supply, contains a rotor 44 (Reuleaux triangle without recesses), two functional cavities 7 (where contact with the profiled surface is mainly , have the tops of the rotor edges), each having an inlet 8 and an outlet 9 window.
  • the profile wall of the cavity between the inlet and outlet ports is made of an appropriate size, allowing two tops of the edges to be there simultaneously at a certain moment of rotation of the rotor.
  • the volume inside the rim of these rotary machines may have an excess pressure commensurate with the pressure of the working fluid (even, possibly, the same gas). Moreover, this does not create a force opposing the movement of the transformation elements and, accordingly, does not lead to a decrease in efficiency.
  • the overpressure inside the free space prevents the breakthrough of gases from the working area into the rotor and makes it possible to strengthen the seals in the engine.
  • FIG.2.3 The order of operation (Fig.2.3) of the rotary machine as an engine is as follows: when the rotor 2 rotates, the VU organizes the coordinated extension of the blades 4 into the functional cavity 7 with the rotor rotation angle, ensuring proper adhesion of the blade end (with sealing elements) to the profile surface of the wall 11 functional cavity, with the possibility of finding adjacent blades in the same functional cavity 7 at the same time.
  • Figure 2 shows the case when in the functional cavity 7 there is only one blade 4 (the first in the direction of rotation of the rotor), adjacent (second) then arrive in a state of extreme retraction (at TDC or close to it), in the transition zone 10 (partition between working cavities).
  • the second (adjacent) blades 4 fall into the same functional cavity 7.
  • the first blade 4 perceiving the pressure of the working fluid, sets the rotor 2 in rotational motion.
  • the second (adjacent) blades 4 in the same functional cavity 7, the zone 13 of the inlet window 8 begins to pass.
  • the second has already passed the zone 13 of the inlet and the end face contacts with a profile wall of the working zone (cavity) 12 of the functional cavity 7.
  • the working fluid will be isolated in the working cavity 12 by two extended adjacent blades from the zones of the inlet 13 and outlet 14 windows for some time (a certain moment), while preventing the through-flow of the working fluid through the functional cavity 7, without affecting the scapula.
  • the working zone 12, located between the inlet 8 and outlet ports 9, is made in such a way (such a size) that it allows two adjacent blades 4 to be located there, at its opposite ends simultaneously, at a certain moment of rotation of the rotor.
  • the working area (cavity) 12 can be extended somewhat towards both the inlet 13 and the outlet 14 ports (or both sides), in accordance with the selected cycle, in one section or another (or in all sections).
  • the first blade moving, passes into the zone 14 of the outlet window (thereby allowing the front edge of the second blade to push the corresponding volume of the working fluid into the outlet window 9), and then goes into the transition zone 10.
  • the first blade 4 goes into the next cavity, in the direction of motion, and the next blade 4 enters this cavity, and the process is repeated, providing a uniform rotational movement to the main working element - the rotor.
  • the operation of a rotary machine of the Wankel type corresponds to the operation of a rotary machine with three retractable blades and containing two functional cavities.
  • the vertices of the faces alternately enter the cavities (like pushing vanes), dividing these cavities (creating variable volumes).
  • the rear edge perceives the pressure of the working fluid, and the front edge pushes it out into the outlet window.
  • six working strokes are performed per one revolution of the rotor.
  • the engine consists of two clearly separated parts. One is heated (hot) Dh, and the other is cooled (cold) Dc.
  • the sections of the body and the rotor belonging to different parts are thermally insulated from each other.
  • the main elements of the VU (gear ring of the body ring 32, gear wheels 30, 35, curved crank 34, link 38, etc.
  • VU 28 (depending on the selected mechanism), which drive the VU 28 shafts, should preferably be located in the "cold" part of the engine and they can be common for all sections of the engine.
  • the shaft (shafts) VU 28 passes (s) along the geometric axis (or parallel to the axis) through the common hollow shaft 3 of the rotors of the modules (the body of the modules) and "floor by floor” has (s) cranks 29 or levers 39 with connecting rods 20, or pushers 21 blades (depending on the selected mechanism). This ensures the coordinated extension of the blades 4 of all sections - modules.
  • Outlet ports 9 cavities of one section (Si) are connected in series with pipelines 45 with inlet ports 8 of another Si + 1 (next in the cycle) And since (provided that adjacent blades move out in antiphase) it does not matter from which cavity of the section (Si) the working fluid goes into the specific cavity of the next section in the cycle (Si + 1), then it is possible ( according to place according to the cycle), the outputs of one section and the inputs of the next are brought together into one, covering the engine, ring-type manifold.
  • This collector can be used as a heat exchanger, and its significant surface area will contribute to this.
  • pipelines are supplied only from and to the cavities with in-phase motion of the blades (slight displacement is possible).
  • Heat is supplied to the working fluid in the heater H from any heat source (in the presented engine - burners). Cooling of the working fluid is carried out in refrigerator C by means of a coolant, followed by heat removal through a radiator (Rd). Heating and cooling also capture the walls of the modules in accordance with the location of the latter in certain areas (parts) of the engine. In a certain place (in accordance with the thermodynamic cycle), in the section of the pipelines 45 of the oppositely directed flows of the working fluid, disk regenerators (regenerators) of the working fluid 46 (Rg1) rotating around their axis are inserted.
  • disk regenerators regenerators
  • the regenerator 46 in the housing contains a disc 47, which has a radial division of its nozzles 48 into sectors by heat-insulating plates 49 (in cross-section - like citrus fruits). Pipelines 45 of different directions (relative to the heating and cooling zones), into the section of which the disk-cassette 47 is inserted, alternately, are sequentially spaced taking into account the direction of rotation of the disk 47 with nozzles 48 (moreover, pipelines from several cavities can be fed to one disk, or from their common collector).
  • the speed of rotation of the disk 47 of the regenerator 46, the thickness and material properties of the nozzles 48 must be matched with the speed of rotation of the rotor 2, driven 50 by the engine (shown in Fig. 1, or through a belt drive, by means of pulleys - not shown).
  • the regenerator 46 can have an independent drive, or a combined one.
  • a preliminary MS heat exchanger is also used to equalize the temperature of the outgoing and incoming flow of the working fluid.
  • This heat exchanger is a block composed of adjacent channels (in cross-section - in the form of a square each) with common walls (extended cuboid honeycomb), from a material having a high heat transfer coefficient. The counter-directed flows of the working fluid from different parts of the engine are spaced along the channels in a checkerboard pattern.
  • a spool Z controlled by a rod, and a bypass channel connecting the outlet pipe of the S1 section with the inlet, or even the inlet pipe of the S4 section.
  • the spool cuts off a part of the flow of the working fluid leaving the module in the cold section and following into the hot one, returning this part of the flow to the input pipeline of this module, or to the input pipeline of the first module ($ 4) of the cold part of the engine.
  • the amount of the working fluid passing through the heating zone is determined, which, accordingly, affects the change in power with a high degree of reaction.
  • the air supply to the burners can be carried out by means of a blower, through a heat exchanger built into the oppositely directed air supply and exhaust gas discharge channels.
  • a blower through a heat exchanger built into the oppositely directed air supply and exhaust gas discharge channels.
  • Such piping allows you to exclude (reduce) heat losses as much as possible.
  • the classic Stirling cycle (Fig. 13) is implemented in an engine in which only a gaseous working fluid with four variable volumes and using regenerators is used at all stages of the cycle.
  • Each part consists of two sections S.
  • the passage of the working fluid is shown in the diagram, and in the working cavity is described above (description of work). In this version, the thermodynamic cycle will more closely correspond to the theoretical Stirling cycle. If we exclude the section S2 of a smaller volume in the hot section, which has the conditional volume of the cavity V2 (Fig.
  • the features of a rotary machine in which the conversion element is a blade (at least one), which is constantly in the working area, allows starting (autostarting) the engine only by heating.
  • Heating of the working fluid between the nominal volumes V1 (small “cold”) and V3 (large “hot”), at the initial start of the engine, will create excess pressure between blades of different sizes, which are constantly in the working zones of these volumes (cavities).
  • the movement will definitely start in the chosen direction, towards the blade, which has a large face area.
  • the volume of the V4 cavity (section in the cold section) can be slightly larger than the volume of the V3 cavity (section in the hot section).
  • the working fluid includes two components: one that is constantly in a cycle in a gaseous state - a gas carrier; the other, during the cycle, changes its phase state.
  • the gas component is initially at an elevated pressure and is chemically neutral to the second component.
  • This engine consists of three sections St, S3, S4 with nominal volumes V1 (smaller) and equal to V3, V4 (larger).
  • the first section S1, with the nominal volume V1, and the third S4, with the nominal volume V4, are the pumps of the gas component, and the second S3, with the conditional large volume V3, is the expansion machine.
  • the two-component working fluid in the gaseous state, having passed the regenerator 45 (Rg 1) and the refrigerator C after expansion, begins to separate and in the condenser-separator Cs finally condenses and turns into a liquid (a component that changes its state of aggregation), and the gas component enters a large cold ”section S4 (V4).
  • section S4 the gas component is compressed and transported into the volume V1.
  • the components are mixed again, the liquid-like Cs from the condenser-separator is supplied to the nozzle F and sprayed, and the gas component allows the flow direction to be created and carries out the transfer of the component that changes the phase state.
  • the pipeline 44 in front of the regenerator is divided into chambers in such a way that first in the first the chamber (according to the alternation of the passage of the nozzle), the components are mixed.
  • the liquid component After passing through the regenerator 45 (Rg 1), the liquid component again becomes a gas (vapor) and enters through the heater into the expansion zone into section S3 (V3).
  • the Fa nozzle located in the heating zone serves for the fastest possible change - acceleration (increase) of power.
  • the result is a steam engine with regenerators, where the gas component is a constant component of a closed cycle.
  • the construction of the engine according to this scheme using a two-component working fluid, makes it possible to obtain, at the existing levels of average pressure of the working fluid, an almost multiple increase in specific power.
  • this rotary machine acts as an expansion machine of the direct-flow type.
  • an engine with an external heat supply (Fig. 16) based on a rotary Wankel machine 43 can be implemented in any combination of the above.
  • a coordinated supply of pipelines 45 to the inlet 13 and outlet 14 windows of the modules, subsequent in cycles, only from, and to the cavities with in-phase movement of the tops of the rotor edges 44 is necessary (a slight displacement is possible).
  • a diagram is shown where the engine operation cycle is realized, which consists of isotherm, isobar and isochore.
  • the engine contains three modules (sections) with nominal volumes V1 (smaller) and equal to V3, V4, mounted on one shaft.
  • This rotary machine makes it possible to use a well-known and already developed design when building an engine. In this case, the engine makes 6 working strokes in one rotor revolution, which significantly improves the specific characteristics.
  • the inventive motors are more reliable, simpler in design, more technological, economical, with high power density and efficiency.

Abstract

Engines with an external heat supply which are comprised of modules, based on a rotary machine, each of which performs a specific stroke of the cycle, said modules being mounted on a single shaft and being connected by intake and exhaust tract elements, including pipes and heat exchangers. The combination of modules provides for any thermodynamic engine operating cycle in the event of a sequential continuous single unidirectional flow of a working fluid. A rotary machine comprises a housing, a rotor, and an extension device. The rotor is configured in the form of a wheel, the spokes of which have guide channels therein, in which vanes are disposed. The extension device allows the vanes to move in accordance with the rotation angle of the rotor so that two adjacent vanes may be located in different parts of the same working chamber at the same time. A second variant of a power plant is based on a Wankel rotary machine. The inventions make it possible to create a power plant with high specific power and improved efficiency, while preserving the known advantages of engines of the given type, namely quietness, ability to run on any available heat source, high torque over a very wide range of output shaft rotation speeds, an extended lifespan and low maintenance costs during long-term use.

Description

Роторный двигатель с внешним подводом теплоты (варианты). Rotary engine with external heat supply (options).
Заявляемая группа изобретений относится к машинам с внешним подводом теплоты роторного типа и предназначено для использования в качестве главных и вспомогательных (стационарных и передвижных) силовых установок, в том числе в качестве двигателей для транспортных средств. The claimed group of inventions relates to machines with an external rotary-type heat supply and is intended for use as main and auxiliary (stationary and mobile) power plants, including as engines for vehicles.
Наиболее близким к данному изобретению является роторный термодинамический преобразователь и тепловые двигатели на его основе по патенту РФ Ns 2454546 от 2010-08-18. Его роторная машина состоит из: неподвижного корпуса, с выполненными в нем канавками, жестко посаженного на вал ротора, с Выдвигающимися (задвигающимися) из его тела лопатками; суппорта и выдвижного устройства. Канавки с ободом ротора образуют полости, которые имеют впускные и выпускные окна. Ротор выполнен в виде колеса со спицами, имеющими каналы - направляющие для лопаток. Суппорт жестко закреплен на фланце вала ротора, на нем расположены детали и узлы выдвижного устройства (ВУ), которое обеспечивает согласованное движение (выдвижение и задвигание) лопаток с углом поворота ротора. Двигатели с внешним подводом теплоты, составленные из одного или нескольких модулей (секций), на базе роторной машины с выдвигающимися лопатками, реализующих определенный такт цикла каждый, посаженных на один вал и соединенных соответственно элементами впускного-выпускного тракта, включающих трубопроводы и теплообменники. Комбинация модулей с подобранными параметрами и с определенными зонами нагрева и охлаждения, задает любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл работы двигателя, при последовательном (через каждый определенный модуль) прямоточно однонаправленном потоке рабочего тела. В соответствующем месте, в разрыве трубопроводов противонаправленных (относительно зон нагрева и охлаждения) потоков рабочего тела, может быть вставлен регенератор. Данные двигатели, из-за конструкции роторной машины, имеют ряд недостатков. При нахождении лопаток в зоне окон или перехода, происходит сквозное перетекание (транзитная утечка) рабочего тела через функциональную полость роторной машины, без преобразования энергии и с потерей КПД. Есть вероятность «отдачи» - изменения направления движения рабочего тела на малых оборотах (малых скоростях рабочего тела), при нахождении лопаток в зонах перехода (прохождение перегородок между полостями). Это требует наличие дополнительных клапанных устройств, прерывающих поток рабочего тела и усиливающих его пульсацию, что ведет к зависимости от паразитных объемов и потере КПД, при повышении оборотов двигателя. Известна схема Цвауэра (Zwiauer) (Уокер Г. У62 Машины, работающие по циклу Стирлинга. Пер. с англ.:— М.: Энергия, 1978 стр.62.) построения двигателя с внешним подводом теплоты на базе роторной (ротационной) машины Ванкеля. На общем валу имеются две роторные машины типа Ванкель, а два регенератора располагаются симметрично, относительно продольной оси машины. Одна из ротационных машин представляет собой блок сжатия, другая— блок расширения. Каждый блок состоит из трех отдельных полостей (камер), в каждой из которых, за один оборот вала, осуществляются два процесса сжатия или расширения. Такты сжатия, расширения и та кг вытеснения обусловлены смещением фаз вращения роторов секций. Таким образом, комбинация из этих двух машин приводит к трем отдельным системам, в каждой из которых осуществляется два полных цикла за один оборот вала. Предполагается, что такая компоновка сможет привести к компактному двигателю с высокой удельной мощностью. Недостатки данной схемы двигателя обусловлены движением рабочего тела по одному и тому же каналу в противоположных направлениях. Отсюда - отсутствует непрерывность движения рабочего тела, что заставляет его «пружинить», даже при однонаправленном движении. А это ведет к негативной зависимости от паразитных объемов, следовательно и к ограничению размеров теплообменников (ограничению скорости теплообмена), что приводит к уменьшению КПД и вынуждает применять менее доступный гелий или проблематичный водород. Смещение фаз вращения роторов не позволяет реализовать точный цикл Стирлинга, а создает его подобие (псевдоцикл), с соответственной потерей КПД. The closest to this invention is a rotary thermodynamic converter and heat engines based on it according to RF patent Ns 2454546 from 2010-08-18. Its rotary machine consists of: a stationary body, with grooves made in it, rigidly mounted on the rotor shaft, with blades extending (sliding) from its body; caliper and retractable device. The rotor rim grooves form cavities that have inlet and outlet ports. The rotor is made in the form of a wheel with spokes having channels - guides for the blades. The caliper is rigidly fixed on the rotor shaft flange; it contains the parts and assemblies of the retractable device (VU), which provides coordinated movement (extension and retraction) of the blades with the rotor rotation angle. Engines with an external heat supply, composed of one or several modules (sections), based on a rotary machine with retractable blades, each implementing a certain cycle stroke, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers. The combination of modules with selected parameters and with certain heating and cooling zones sets any (closed, open) thermodynamic cycle of engine operation, with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid. A regenerator can be inserted in an appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid. These engines, due to the design of the rotary machine, have a number of disadvantages. When the blades are in the zone of windows or a transition, there is a through overflow (transit leakage) of the working fluid through the functional cavity of the rotary machine, without energy conversion and with a loss of efficiency. There is a likelihood of "recoil" - a change in the direction of movement of the working fluid at low speeds (low speeds of the working fluid), when the blades are in the transition zones (passage of partitions between the cavities). This requires the presence of additional valve devices that interrupt the flow of the working fluid and enhance its pulsation, which leads to dependence on parasitic volumes and loss of efficiency when the engine speed rises. The known scheme of Zwiauer (Walker G. U62 Machines operating on the Stirling cycle. Translated from English: - M .: Energy, 1978 p.62) building an engine with an external heat supply based on a rotary (rotary) Wankel machine ... On a common shaft, there are two rotary Wankel machines, and two regenerators are located symmetrically relative to the longitudinal axis of the machine. One of the rotary machines is a compression unit, the other is an expansion unit. Each block consists of three separate cavities (chambers), in each of which, in one revolution of the shaft, two compression or expansion processes are carried out. Strokes of compression, expansion and displacement are due to the displacement of the rotation phases of the section rotors. Thus, the combination of these two machines results in three separate systems, each with two complete cycles per shaft revolution. It is envisioned that this arrangement could result in a compact engine with a high power density. The disadvantages of this engine circuit are due to the movement of the working fluid along the same channel in opposite directions. Hence - there is no continuity of movement of the working fluid, which makes it "springy", even with unidirectional movement. And this leads to a negative dependence on parasitic volumes, and therefore to limiting the size of heat exchangers (limiting the rate of heat transfer), which leads to a decrease in efficiency and forces the use of less accessible helium or problematic hydrogen. The displacement of the phases of rotation of the rotors does not allow realizing the exact Stirling cycle, but creates its similarity (pseudocycle), with a corresponding loss of efficiency.
Заявляемый двигатель по первому варианту, как и известный, является комбинацией модулей (секций), на базе роторной машины с выдвигающимися лопатками, реализующих определенный такт цикла каждый, посаженных на один вал и соединенных, соответственно, элементами впускного- выпускного тракта, включающих трубопроводы и теплообменники, с подобранными параметрами и определенными зонами нагрева и охлаждения, что задает любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл работы двигателя при последовательном (через каждый определенный модуль) прямоточно-однонаправленном потоке рабочего тела. 6 соответствующем месте, в разрыве трубопроводов противонаправленных (относительно зон нагрева и охлаждения) потоков рабочего тела, может быть вставлен регенератор. Роторная машина, также содержит неподвижный корпус, с выполненными в нем канавками, жестко посаженный на вал ротор и выдвижное устройство (ВУ). Канавки с ободом ротора образуют функциональные полости, которые имеют впускные и выпускные окна. Ротор выполнен в виде колеса, внутри спиц (радиальных, тангенциальных) которого имеются каналы-направляющие, с расположенными в них лопатками. Выдвижное устройство (ВУ) обеспечивает выдвижение и задвигание лопаток. Заявляемый двигатель по второму варианту, как и известный, является комбинацией модулей (секций), на базе роторной машины, реализующих определенный такт цикла каждый, посаженных на один вал и соединенных, соответственно, элементами впускного-выпускного тракта, включающих трубопроводы и теплообменники, с подобранными параметрами и определенными зонами нагрева и охлаждения, что задает любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл работы двигателя при последовательном (через каждый определенный модуль) прямоточно-однонаправленном потоке рабочего тела. В соответствующем месте, в разрыве трубопроводов противонаправленных (относительно зон нагрева и охлаждения) потоков рабочего тела, может быть вставлен регенератор. В качестве модуля (секции) для построения двигателя с внешним подводом теплоты используется роторная машина типа Ванкель. The inventive engine according to the first version, as well as the known one, is a combination of modules (sections), based on a rotary machine with retractable blades, realizing a certain cycle stroke each, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers , with selected parameters and certain heating and cooling zones, which sets any (closed, open) thermodynamic cycle of engine operation with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid. 6, a regenerator can be inserted in the appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid. The rotary machine also contains a stationary body with grooves made in it, a rotor rigidly mounted on the shaft and a retractable device (VU). The rotor rim grooves form functional cavities that have inlet and outlet ports. The rotor is made in the form of a wheel, inside the spokes (radial, tangential) of which there are guide channels, with blades located in them. The retractable device (VU) provides the extension and retraction of the blades. The inventive engine according to the second version, as well as the known one, is a combination of modules (sections), based on a rotary machine, implementing a certain cycle stroke each, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers, with selected parameters and certain zones of heating and cooling, which sets any (closed, open) thermodynamic cycle of the engine with a sequential (through each specific module) unidirectional flow of the working fluid. A regenerator can be inserted in an appropriate place, in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid. A Wankel-type rotary machine is used as a module (section) for building an engine with an external heat supply.
Заявляемые двигатели с внешним подводом теплоты замкнутого цикла, могут быть реализованы в качестве паровой машины, как двигатели, использующие газообразное рабочее тело (на всех стадиях цикла), и как двигатели, использующие смешанное двухкомпонентное рабочее тело (одно из которых меняет свою агрегатное состояние в течении цикла). The declared engines with an external heat supply of a closed cycle can be implemented as a steam engine, as engines using a gaseous working fluid (at all stages of the cycle), and as engines using a mixed two-component working fluid (one of which changes its state of aggregation during cycle).
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в создании более совершенной конструкции мощного, с высокими удельными характеристиками, экономного, компактного, надежного и экологически чистого двигателя с внешним подводом теплоты. The problem solved by this invention is to create a more perfect design of a powerful, high specific characteristics, economical, compact, reliable and environmentally friendly engine with an external heat supply.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности в использовании энергии газов и, соответственно, КПД, повышение надежности, упрощение, увеличение удельной мощности, и уменьшение габаритов двигателя. The technical result of the invention is to increase the efficiency in the use of gas energy and, accordingly, efficiency, increase reliability, simplify, increase power density, and reduce the size of the engine.
Данный технический результат достигается тем, что обод ротора выполнен с кольцеобразным выступом прямоугольной или полусферической формы (в поперечном сечении ротора), и соответствующей формой выдвигающегося торца лопаток и канавок корпуса. Канавки в зоне впускного и выпускного окон расширены в сторону переходов. ВУ содержит либо зубчато-кривошипно (возможно с неподвижным кривошипом)-рычажно-ползунный, либо пространственный зубчато- кривошипно (с косым кривошипом)-кулисно-рычажно-ползунный механизмы, которые обеспечивают способ выдвижения и задвигания лопаток, с возможным нахождением в разных частях (местах) одной и той же функциональной полости двух смежных лопаток. И могут иметь один или несколько вращающихся, или качающихся валов ВУ, проходящих через тело ротора. Участок (зона) функциональной полости между впускным и выпускным окнами выполнен такого размера, что позволяет в данных пределах, на противоположных его концах, находится одновременно двум смежным выдвинутым лопаткам, в определенный момент вращения ротора. Спицы ротора выполнены в виде коробов, закрытых от внутриободного пространства ротора, с внутренними каналами-направляющими для лопаток и выходом для лопаток только в функциональные полости. Лопатки имеют шарнирное соединение с элементами ВУ (толкателями) через легко уплотняемые штоки. Лопатки могут быть выполнены изогнутой (полусферической) формы, глухо закрепленными на маятниковом рычаге и прикрытые защитным кожухом. This technical result is achieved by the fact that the rotor rim is made with an annular protrusion of a rectangular or hemispherical shape (in the cross-section of the rotor), and the corresponding shape of the retractable end of the blades and body grooves. The grooves in the area of the inlet and outlet ports are widened towards the transitions. The VU contains either a gear-crank (possibly with a fixed crank) -lever-slider, or a spatial gear-crank (with an oblique crank) -crank-lever-slider mechanisms, which provide a method for extending and retracting the blades, with the possible location in different parts ( places) of the same functional cavity of two adjacent blades. And they can have one or more rotating or oscillating shafts of the VU passing through the rotor body. The section (zone) of the functional cavity between the inlet and outlet windows is made of such a size that allows, within these limits, at its opposite ends, there are simultaneously two adjacent extended blades, at a certain moment of rotation of the rotor. The rotor spokes are made in the form of boxes, closed from the internal free space of the rotor, with internal guide channels for the blades and an outlet for the blades only into the functional cavities. The blades are hinged to the VU elements (pushers) through easily sealed rods. The blades can be made of a curved (hemispherical) shape, firmly fixed on the pendulum arm and covered with a protective casing.
Данный технический результат достигается тем, что двигатель с внешним подводом теплоты, составленный из нескольких модулей (секций), может быть построен на базе роторной машины Ванкеля. Данная роторная машина имеет две функциональные полости, с впускным и выпускным окнами каждая. Выполнение профильной стенки полости, соответствующего размера, между впускным и выпускным окнами, позволяет находиться на ней двум вершинам граней ротора в определенный момент его вращения. This technical result is achieved by the fact that an engine with an external heat supply, composed of several modules (sections), can be built on the basis of a Wankel rotary machine. This rotary machine has two functional cavities, each with inlet and outlet ports. The execution of the profile wall of the cavity, of the appropriate size, between the inlet and outlet ports, allows two vertices of the rotor edges to be on it at a certain moment of its rotation.
Выполнение обода ротора с кольцеобразным выступом прямоугольной или полусферической формы (в поперечном сечении ротора), с соответствующей формой торцовых граней лопаток и углубления (форма канавок) в корпусе, обеспечивает более эффективное использование энергии газов за счет создания более надежного уплотнения лопаток и, соответственно, повышение КПД. The implementation of the rotor rim with an annular protrusion of rectangular or hemispherical shape (in the cross-section of the rotor), with the corresponding shape of the end faces of the blades and the recess (the shape of the grooves) in the housing, provides a more efficient use of gas energy by creating a more reliable sealing of the blades and, accordingly, increasing Efficiency.
Выполнение канавок с расширением от зон впускного и выпускного окон в сторону переходов, исключает (ослабляет) контакт элементов уплотнения лопаток со стенками функциональной полости в данных зонах. Таким образом, становится короче полоса трения, уменьшается износ двигателя, а отсюда, повышение механического КПД, увеличение ресурса и надежности двигателя. The execution of grooves with expansion from the zones of the inlet and outlet windows towards the transitions, excludes (weakens) the contact of the elements of the sealing of the blades with the walls of the functional cavity in these zones. Thus, the friction band becomes shorter, engine wear decreases, and hence, the mechanical efficiency increases, the resource and reliability of the engine increase.
Выполнение ВУ, содержащего либо зубчато-кривошипно-ползунный (возможно с неподвижным кривошипом), либо пространственный зубчато-кривошипно (с косым кривошипом) -кулисно-рычажно- ползунный механизмы, которые обеспечивают способ выдвижения и задвигания лопаток, с возможным нахождением в разных частях (местах) одной и той же функциональной полости двух смежных лопаток. ВУ могут иметь один или несколько вращающихся или качающихся валов (ВУ), проходящих через тело ротора. Способ работы ВУ позволяет обеспечить процесс беспрерывного преобразования энергии газов во вращательное движение ротора, при более равномерном движение рабочего тела (значительно меньшие пульсации). ВУ имеет надежный привод с меньшими механическими потерями, что увеличивает механический КПД. Механизм, в варианте с неподвижным кривошипом, является очень простым и дешевым в производстве, упрощается конструкция и обслуживание двигателя. Наличие двух лопаток в одной функциональной полости увеличивает частоту рабочего хода при тех же оборотах, отсюда, соответственно, увеличивается мощность двигателя, крайне незначительно увеличив его габариты. Этим улучшаются его удельные характеристики. Implementation of the VU, containing either a toothed-crank-slider (possibly with a fixed crank), or a spatial toothed-crank (with an oblique crank) -kulisno-lever-slider mechanisms, which provide a method of advancing and retracting the blades, with possible location in different parts ( places) of the same functional cavity of two adjacent blades. VU can have one or more rotating or oscillating shafts (VU) passing through the rotor body. The method of operation of the VU allows to ensure the process of continuous conversion of gas energy into the rotary motion of the rotor, with a more uniform movement of the working fluid (much less pulsations). The VU has a reliable drive with lower mechanical losses, which increases the mechanical efficiency. The mechanism, in the version with a fixed crank, is very simple and cheap to manufacture, the design and maintenance of the engine is simplified. The presence of two shoulder blades in one functional cavity increases the frequency of the working stroke at the same revolutions, hence, accordingly, the engine power increases, extremely slightly increasing its dimensions. This improves its specific characteristics.
Выполнение участка (зоны) функциональной полости между впускным и выпускным окнами соответствующего размера, позволяет в данных пределах, на противоположных его концах, находится одновременно двум смежным лопаткам в определенный момент вращения ротора. Это исключает сквозное перетекание рабочего тела через функциональную полость без воздействия на лопатки и, отсюда, нет необходимости иметь запирающие (клапанные) устройства, а также обеспечивается автозапуск двигателя без стартера (пускового устройства). Это повышает КПД, упрощает конструкцию, повышает надежность и удешевляет изготовление. The implementation of the section (zone) of the functional cavity between the inlet and outlet ports of the appropriate size allows, within these limits, at its opposite ends, two adjacent blades are simultaneously located at a certain moment of rotation of the rotor. This eliminates the through-flow of the working fluid through the functional cavity without affecting the blades and, hence, there is no need to have locking (valve) devices, and also provides an auto-start of the engine without a starter (starting device). This improves efficiency, simplifies design, increases reliability, and reduces manufacturing costs.
Выполнение спиц в виде коробов, закрытых от внутриободного пространства ротора, с внутренними каналами-направляющими для лопаток, с выходом их только в рабочие полости и имеющих шарнирное соединение с элементами ВУ (толкателями), через легко уплотняемые штоки, обеспечивает надежное уплотнение, исключает утечку рабочего тела, позволяет более полно использовать энергию газов и повысить КПД). The execution of the spokes in the form of boxes, closed from the inner space of the rotor, with internal channels-guides for the blades, with their exit only into the working cavities and having a hinge connection with the VU elements (pushers), through easily sealed rods, provides a reliable seal, eliminates the leakage of the working body, allows you to more fully use the energy of gases and increase efficiency).
Выполнение лопаток изогнутыми, с постоянным радиусом кривизны, равным длине плеча соответствующего каждой лопатке маятникового рычага, и жестко с ним связанных, значительно уменьшает потери на трение лопатки в направляющих, повышая механический КПД. Также, этим обеспечивается более надежное уплотнение, что исключает утечку рабочего тела и ведет к повышению КПД. Making the blades curved, with a constant radius of curvature equal to the length of the pendulum arm corresponding to each blade, and rigidly connected to it, significantly reduces the friction losses of the blade in the guides, increasing the mechanical efficiency. Also, this provides a more reliable seal, which eliminates the leakage of the working fluid and leads to an increase in efficiency.
Построение двигателя на базе роторной машины Ванкеля, имеющей две функциональные полости, с впускным и выпускным окнами каждая и выполнение профильной стенки полости, между впускным и выпускным окнами, соответствующего размера, позволяющего на ней находится двум вершинам граней ротора, в определенный момент его вращения, исключает сквозное перетекание рабочего тела и возможность им «пружинить». Отсюда более полно используется энергия рабочего тела, что ведет к повышению КПД. Также, применение в качестве базы, давно знакомую, отработанную и проверенную кинематику, позволит удешевить производство двигателя. The construction of the engine on the basis of a rotary Wankel machine, which has two functional cavities, with inlet and outlet ports each and the execution of a profile wall of the cavity, between the inlet and outlet ports, of an appropriate size that allows two tops of the rotor edges to be located on it, at a certain moment of its rotation excludes through flow of the working fluid and the ability to "spring" them. Hence, the energy of the working fluid is used more fully, which leads to an increase in efficiency. Also, the use of the well-known, well-tried and tested kinematics as a base will make it possible to reduce the cost of engine production.
Таким образом, вышеперечисленная совокупность признаков изобретения, позволяет обеспечить новый технический результат - значительное повышение надежности, удельных характеристик и повышение эффективности использования энергии газов и, соответственно, КПД двигателя. Thus, the above set of features of the invention allows to provide a new technical result - a significant increase in reliability, specific characteristics and increasing the efficiency of using the energy of gases and, accordingly, the efficiency of the engine.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 представлен фрагмент общего вида двигателя в изометрии (составленного из двух роторных машин), с ВУ на базе зубчато- кривошипно-ползунного механизма с несколькими валами ВУ; на фиг. 2, фиг. 3 - схемы работы роторной машины с выдвигающимися лопатками; на фиг. 4 - схема роторной машины, с тангенциальным расположением спиц ротора и с ВУ на базе зубчато-кривошипно-ползунного механизма, с несколькими валами ВУ; на фиг. 5 - схема роторной машины, с ВУ на базе пространственного зубчато-кулисно-рычажно-ползунного механизма, с несколькими валами ВУ; на фиг. 6- схема роторной машины с изогнутыми лопатками на маятниковом рычаге; на фиг. 7- фрагмент общего вида в изометрии роторной машины, с приводом ВУ на базе зубчато-кривошипно-ползунного механизма, с одним валом ВУ, проходящим по геометрической оси ротора; на фиг. 8 - схема роторной машины на базе ВУ, с неподвижным кривошипом; на фиг. 9 - схема роторной машины с ВУ, на базе зубчато-кривошипно-ползунного механизма, с несколькими валами ВУ; на фиг. 10 - фрагмент общего вида, в изометрии, роторной машины с приводом ВУ, на базе пространственного зубчато-кулисно- рычажно-ползунного механизма с одним валом ВУ, проходящим по геометрической оси ротора; на фиг. 11 - схема роторной машины с ВУ, на базе пространственного зубчато-кулисно-рычажно- ползунного механизма с одним валом ВУ, проходящим по геометрической оси ротора; на фиг.12 - фрагмент общего вида, в изометрии, роторной машины с приводом ВУ, на базе пространственного зубчато-кулисно-рычажно-ползунного механизма, с несколькими валами ВУ; на фиг. 13 - схема построения двигателя, реализующего цикл Стирлинга; на фиг. 14 - схема построения двигателя, реализующего укороченный замкнутый цикл; на фиг. 15 - схема построения двигателя со смешанным, двухкомпонентным рабочим телом; на фиг.16 - схема построения двигателя, реализующего укороченный замкнутый цикл, с использованием в качестве модуля (секции) роторную машину Ванкеля, с двумя впускными и двумя выпускными окнами. The invention is illustrated with the help of drawings, where Fig. 1 shows a fragment of the general view of the engine in isometric view (made up of two rotary machines), with a VU based on a gear-crank-slider mechanism with several VU shafts; in fig. 2, fig. 3 - diagrams of operation of a rotary machine with retractable blades; in fig. 4 - a diagram of a rotary machine with a tangential arrangement of the rotor spokes and with a VU based on a toothed-crank-slider mechanism, with several VU shafts; in fig. 5 is a diagram of a rotary machine, with a VU based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism, with several VU shafts; in fig. 6 is a diagram of a rotary machine with curved blades on a pendulum arm; in fig. 7- a fragment of a general view in isometric view of a rotary machine, with a VU drive based on a toothed-crank-slider mechanism, with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor; in fig. 8 is a diagram of a rotary machine based on a VU, with a fixed crank; in fig. 9 is a diagram of a rotary machine with a VU, based on a toothed-crank-slider mechanism, with several VU shafts; in fig. 10 is a fragment of a general view, in isometric view, of a rotary machine with a VU drive, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor; in fig. 11 is a diagram of a rotary machine with a VU, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism with one VU shaft passing along the geometric axis of the rotor; Fig. 12 is a fragment of a general view, in isometric view, of a rotary machine with a VU drive, based on a spatial gear-rocker-lever-slider mechanism, with several VU shafts; in fig. 13 is a diagram of the construction of an engine that implements the Stirling cycle; in fig. 14 is a diagram of the construction of a motor that implements a shortened closed cycle; in fig. 15 is a diagram of the construction of an engine with a mixed, two-component working fluid; Fig. 16 is a diagram of the construction of an engine that implements a shortened closed cycle, using a Wankel rotary machine as a module (section), with two inlet and two outlet ports.
Роторная машина, с выдвигающимися лопатками и равномерным вращением главного элемента, для двигателя с внешним подводом теплоты (фиг.1 ,2, 3), содержит неподвижный корпус 1 , представляющий полый цилиндр, который с торцов прикрыт крышками, ротор 2 (главный элемент), в виде посаженного на вал 3 колеса и имеющего п пластин-лопаток 4, расположенных во внутренних каналах-направляющих 5 спиц 6 (или в отдельном кожухе), выдвигающихся посредством выдвижного устройства (ВУ). Основная часть корпуса 1 представляет собой полый, кольцеобразный цилиндр и на его внутренней поверхности выполнены канавки синусоидального профиля. Внутренняя ободная поверхность корпуса (канавки) и внешняя ободная поверхность ротора образуют функциональные полости 7, с впускными 8 и выпускными 9 окнами каждая. Функциональные полости отделены друг от друга зонами перехода (перегородками) 10. Верхняя и нижняя части корпуса являются, соответственно, верхней и нижней опорой цапф вала ротора и прикрывают с торцов основную часть корпуса. Ширина канавок в функциональных полостях, соответствует ширине лопаток. На профильной стенке 11 основной части корпуса 1 , в начале рабочей полости 7, имеются впускные окна 8, а в конце - выпускные окна 9. Функциональные полости 7 состоят из рабочих участков (зон) 12, где наибольшее воздействие рабочего тела на лопатки (рабочий ход), или воздействие лопаток на рабочее тело (сжатие, вытеснение), и зоны впускных 13 и выпускных 14 окон. Канавки в зоне впускного 8 и выпускного 9 окна расширены в сторону переходов 10. A rotary machine, with retractable blades and uniform rotation of the main element, for an engine with an external heat supply (Figs. 1, 2, 3), contains a fixed body 1, which is a hollow cylinder, which is covered from the ends with covers, a rotor 2 (main element), in the form of a wheel set on the shaft 3 and having n blade plates 4 located in the inner guide channels 5 of the spokes 6 (or in a separate casing), which are extended by means of a retractable device (VU). The main part of the body 1 is a hollow, annular cylinder and grooves of a sinusoidal profile are made on its inner surface. The inner rim surface of the housing (grooves) and the outer rim surface of the rotor form functional cavities 7, each with inlet 8 and outlet 9 ports. The functional cavities are separated from each other by transition zones (partitions) 10. The upper and lower parts of the housing are, respectively, the upper and lower support of the rotor shaft journals and cover the main part of the housing from the ends. The width of the grooves in the functional cavities corresponds to the width of the blades. On the profile wall 11 of the main body part 1, at the beginning of the working cavity 7, there are inlet ports 8, and at the end - outlet ports 9. Functional cavities 7 consist of working sections (zones) 12, where the greatest impact of the working fluid on the blades (working stroke ), or the impact of the blades on the working fluid (compression, displacement), and zones of inlet 13 and outlet 14 ports. The grooves in the area of the inlet 8 and outlet 9 ports are widened towards the transitions 10.
Ротор 2 представляет собой тело цилиндрической формы, в виде колеса с ободом 15, который имеет кольцеобразный выступ 16 прямоугольной или полусферической формы (в поперечном сечении ротора), с соответствующей формой торцовых граней лопаток 4 и формой канавок в корпусе 1. Радиально или тангенциально (фиг. 4) расположенные спицы 6 коробчатого типа, имеют внутри каналы-направляющие 5 для лопаток 4, полностью закрытые от внутриободного пространства, имеющие только отверстия для штока лопаток 17. На внешней ободной поверхности ротора 2 имеются отверстия 18 канала 5 для выхода лопатки 4 в функциональную полость 7. The rotor 2 is a cylindrical body, in the form of a wheel with a rim 15, which has an annular protrusion 16 of a rectangular or hemispherical shape (in the cross section of the rotor), with the corresponding shape of the end faces of the blades 4 and the shape of grooves in the body 1. Radially or tangentially (Fig. 4) located spokes 6 of the box-type, have inside guide channels 5 for blades 4, completely closed from the inner space, having only holes for the blade rod 17. On the outer rim surface of the rotor 2 there are holes 18 of the channel 5 for the blade 4 to enter the functional cavity 7.
Наличие щели 19 (фиг. 2, 3) между гранью опорной части лопатки 4 (часть лопатки, в определенный момент, находящейся в каналах - направляющих 5) и стенками канала с сообщением С функциональной полостью 7, на стороне с предполагаемым большим давлением рабочего тела, позволяет иметь одинаковое давление рабочего тела по всей площади грани лопатки, как на выдвинутую (в функциональную полость) часть лопатки, так и на опорную ее часть (находящуюся в направляющих, в теле ротора). Тогда, с учетом большей длинны опорной части лопатки, чем у выдвинутой (даже при максимальном выдвижении) и при соблюдении определенного соотношении их площадей, моменты сил, действующие на эти части (относительно края направляющих на выходе из тела ротора), должны быть равны (а при неполном выдвижении момент силы на опорную часть всегда будет больше). Это обеспечивает более равномерное прижатие грани лопатки, прилегающей к антифрикционному вкладышу (не показано) в каналах-направляющих 5, уменьшая перекос лопатки 4 и ее неравномерный износ. Плотное прилегание лопатки 4 к противоположной от щели 19 стенке канала 5 препятствует перетеканию рабочего тела под лопаткой и может иметь элементы качения - ролики (не показано). Кроме того, исключается даже незначительное воздействие рабочего тела на лопатку в направлении выдвижения (одинаковое давление рабочего тела на выдвигаемый - фронтальный и противоположный торцы лопатки). Уплотнение осуществляется по всей торцевой грани лопатки 4. Лопатки 4 (фиг.1) представляют собой прямоугольные пластины (или выдвигающаяся торцовая грань может быть профильной, как кольцеобразный выступ 16), возможно П - образной формы со штоком 17. Лопатки 4 равноудалены (равномерно разнесены ) друг от друга по окружности ротора 2. Шток 17 с одной стороны подсоединен к перекладине лопатки 4, с другой - шарнирно соединен с элементами ВУ шатунами 20 (толкателями 21), возможно через ползуны 22, которые могут быть расположены на направляющих 23, как внутри (фиг. 5), так и вне (фиг.1) спиц 6. The presence of a gap 19 (Fig. 2, 3) between the face of the supporting part of the blade 4 (part of the blade, at a certain moment, located in the channels - guides 5) and the walls of the channel with communication C to the functional cavity 7, on the side with the expected high pressure of the working fluid, makes it possible to have the same pressure of the working fluid over the entire area of the blade edge, both on the extended (into the functional cavity) part of the blade, and on its supporting part (located in the guides, in the rotor body). Then, taking into account the greater length of the supporting part of the blade than that of the extended one (even with maximum extension) and subject to a certain ratio of their areas, the moments of forces acting on these parts (relative to the edge of the guides at the exit from the rotor body) should be equal (a with incomplete extension, the moment of force on the support part will always be greater). This provides a more uniform pressing of the blade edge adjacent to the anti-friction liner (not shown) in the guide channels 5, reducing the skew of the blade 4 and its uneven wear. The snug fit of the blade 4 to the wall of the channel 5 opposite from the slot 19 prevents the working fluid from overflowing under the blade and may have rolling elements - rollers (not shown). In addition, even an insignificant effect of the working fluid on the blade in the direction of extension (the same pressure of the working fluid on the extended - frontal and opposite ends of the blade). Sealing is carried out along the entire end face of the blade 4. Blades 4 (Fig. 1) are rectangular plates (or the retractable end face can be shaped like an annular protrusion 16), possibly U-shaped with a stem 17. Blades 4 are equidistant (evenly spaced ) from each other along the circumference of the rotor 2. The rod 17 is connected on one side to the crossbar of the blade 4, on the other hand, it is pivotally connected to the VU elements by connecting rods 20 (pushers 21), possibly through sliders 22, which can be located on the guides 23, as inside (Fig. 5) and outside (Fig. 1) needles 6.
Изогнутые лопатки 24 (фиг. 6) выполнены с постоянным радиусом кривизны, равным длине плеча соответствующего каждой лопатке маятникового рычага 25, и жестко с ним связаны. Опора оси 26 маятникового рычага расположена на теле ротора. Маятниковый рычаг и его опора прикрыты защитным кожухом 27, изолирующим их от внутриободного пространства. Curved blades 24 (Fig. 6) are made with a constant radius of curvature equal to the length of the arm of the pendulum arm 25 corresponding to each blade, and are rigidly connected to it. The pendulum arm shaft support 26 is located on the rotor body. The pendulum arm and its support are covered with a protective casing 27, which isolates them from the free space.
Выдвижное устройство (ВУ) предназначено для согласования движения лопаток 4 в рабочую полость 7, с углом поворота ротора 2, обеспечивая должное соприкосновение (прилегание) торца лопатки с элементами уплотнения к профильной поверхности стенки 11, а способ работы ВУ позволяет возможное нахождения смежных лопаток в одной рабочей полости. ВУ предусматривает несколько вариантов исполнения с учетом содержащего в его основе, либо зубчато-кривошипно (возможно с неподвижным кривошипом) · ползунного, либо пространственного зубчато-кривошипно- кулисного (с косым кривошипом, свободно входящим во втулку кулисы), рычажно-ползунного, механизмов. The retractable device (VU) is designed to coordinate the movement of the blades 4 into the working cavity 7, with the angle of rotation of the rotor 2, ensuring proper contact (adhesion) of the blade end with the sealing elements to the profile surface of the wall 11, and the method of operation of the VU allows the possible location of adjacent blades in one working cavity. VU provides several options for execution, taking into account containing in its basis, either a toothed-crank (possibly with a stationary crank) · slider, or spatial toothed-crank-rocker (with an oblique crank that freely fits into the bushing of the stage), lever-slider, mechanisms.
Вариант исполнения ВУ, где в основе зубчато-кривошипно-ползунный механизм с валами (валом) ВУ 28 и с кривошипами 29, совершающими вращательное движение (фиг. 1 , 7, 8, 9), валы ВУ 28 могут проходить как по геометрической оси ротора (тогда используется один вал ВУ), так и параллельно данной оси (используются несколько валов ВУ с индивидуальным подводом к каждой лопатке). A version of the VU, where the basis is a gear-crank-slider mechanism with shafts (shaft) VU 28 and with cranks 29 performing a rotational movement (Figs. 1, 7, 8, 9), the shafts of VU 28 can pass both along the geometric axis of the rotor (then one shaft of the VU is used), and parallel to this axis (several shafts of the VU are used with an individual supply to each blade).
В первом случае используется один вал ВУ 28 с кривошипами 29 (фиг.7), который проходит по геометрической оси ротора 2 и осуществляет только вращательное движение. Привод к зубчатому колесу 30 вала ВУ осуществляется через промежуточную шестерню 31 , сидящую на роторе 2, от зубчатого венца кольца 32 корпуса 1 , с соответствующим передаточным числом. Кривошипы 29, находящиеся внутри ротора 2, расположены друг за другом на разных уровнях и к каждому подсоединены по два шатуна 20, которые шарнирно подсоединены к штокам 17, противоположно расположенных лопаток 4. Такое выполнение ВУ возможно при п = 2, п = 3, или п = 6к (где к = 1 ,2,3,...) лопаток, равномерно разнесенных по окружности ротора. Тогда, при выдвижение лопатки 4 от одного кривошипа 29, одновременно будет задвигаться диаметрально расположенная лопатка, сидящая на том же кривошипе. При п = 3, на кривошипе 29 будет по одному шатуну 20, связанному через шток 17 со своей лопаткой 4, а корпус 1 может иметь две функциональные полости (фиг. 9). Частный случай, когда корпус имеет одну функциональную полость 7 (фиг. 8), пропадает необходимость в приводе вала ВУ и он вырождается в ось 33, которая глухо закреплена на торцевой части корпуса и проходит по геометрической оси, сидящего на ней вращающегося ротора 2. Внутри ротора 2, на данной оси 33, расположен неподвижный кривошип 29, на шейке которого посажены шатуны 20 (показаны два), а те, соответственно, связаны со штоками 17 своих лопаток (показаны два). Выдвижение лопаток 4 обеспечивается вращением ротора 2 относительно неподвижного кривошипа 29. На шейке кривошипа 29 возможно иметь и большее количество шатунов 20 и лопаток 4 (более применимо для движителей). In the first case, one shaft VU 28 with cranks 29 (Fig. 7) is used, which runs along the geometric axis of the rotor 2 and carries out only rotary movement. The drive to the gear wheel 30 of the VU shaft is carried out through the intermediate gear 31 sitting on the rotor 2 from the toothed ring of the ring 32 of the housing 1, with a corresponding gear ratio. The cranks 29, which are inside the rotor 2, are located one after the other at different levels and each of them is connected to two connecting rods 20, which are pivotally connected to the rods 17, opposite located blades 4. Such a performance of VU is possible when n = 2, n = 3, or n = 6k (where k = 1, 2,3, ...) blades, evenly spaced around the circumference of the rotor. Then, when the blade 4 extends from one crank 29, the diametrically located blade, sitting on the same crank, will simultaneously move. When n = 3, the crank 29 will have one connecting rod 20 connected through the rod 17 with its blade 4, and the housing 1 can have two functional cavities (Fig. 9). A special case, when the body has one functional cavity 7 (Fig. 8), the need for the drive of the VU shaft disappears and it degenerates into an axis 33, which is firmly fixed on the end part of the body and passes along the geometric axis of the rotating rotor 2 sitting on it. of the rotor 2, on this axis 33, there is a stationary crank 29, on the neck of which the connecting rods 20 are mounted (two are shown), and those, respectively, are connected with the rods 17 of their blades (two are shown). The extension of the blades 4 is provided by the rotation of the rotor 2 relative to the stationary crank 29. On the neck of the crank 29, it is possible to have a larger number of connecting rods 20 and blades 4 (more applicable for propellers).
Во втором случае, (фиг. 1 , 4, 9) (несколько валов ВУ с кривошипами, проходящими параллельно оси ротора) зубчатое колесо 30 каждого вала ВУ, входит в зацепление с зубчатым венцом кольца 32 корпуса (с соответствующим передаточным числом), обкатываясь при вращении ротора. Тем самым придается вращающее движение валам ВУ 28 с кривошипами 29. Последние, через шатуны 20, могут быть соединены с ползунами 22 (на направляющих 23, расположенных на (в) спицах 6 ротора или вне их), к которым глухо прикреплены штоки 17 лопаток. При тангенциальном расположении спиц 6 ротора, (фиг. 4) шатуны 20 непосредственно соединены со штоками 17 лопаток или тоже через ползуны 22 .В этом случае, возможно выдвижение лопаток организовать не только в противофазе, а с любым нужным смещением. Это позволяет иметь не кратно двум, большее количество лопаток 4 в роторе 2, чем количество функциональных полостей 7 (фиг.9) (к примеру: ротор с тремя лопатками и корпус с двумя функциональными полостями). И даже иметь в одной функциональной полости 7, в процессе выдвижения, более двух лопаток 4 одновременно, и (или) неравномерное распределение лопаток по окружности ротора (более применимо для движителей). Также для двигателей, составленных из нескольких секций, возможно смещение движения лопаток 4 в различных секциях. In the second case, (Fig. 1, 4, 9) (several VU shafts with cranks running parallel to the rotor axis), the gear wheel 30 of each VU shaft engages with the gear ring of the body ring 32 (with the corresponding gear ratio), rolling in rotation of the rotor. This imparts a rotating motion to the shafts VU 28 with cranks 29. The latter, through the connecting rods 20, can be connected to the sliders 22 (on the guides 23 located on (in) the rotor spokes 6 or outside them), to which the rods 17 of the blades are firmly attached. With the tangential arrangement of the rotor spokes 6, (Fig. 4) the connecting rods 20 are directly connected to the rods 17 of the blades or also through the sliders 22. In this case, it is possible to organize the extension of the blades not only in antiphase, but with any desired displacement. This allows you to have, not a multiple of two, a greater number of blades 4 in the rotor 2 than the number of functional cavities 7 (Fig. 9) (for example: a rotor with three blades and a housing with two functional cavities). And even have in one functional cavity 7, in the process of extension, more than two blades 4 at the same time, and (or) an uneven distribution of blades around the circumference of the rotor (more applicable for propellers). Also, for engines composed of several sections, it is possible to displace the movement of the blades 4 in different sections.
Вариант исполнения ВУ, где в основе пространственный зубчато-кривошипно (косой) - кулисно-рычажно-ползунный механизм, вал (валы) ВУ с рычагами совершает качающее (возвратно· вращающее) движение и также может проходить через геометрическую ось ротора, или параллельно ей (несколько валов ВУ) (фиг. 5, 10,11 , 12). Данный вариант исполнения ВУ применим, когда ротор 2 имеет строго вдвое больше лопаток 4, чем есть функциональных полостей 7. А также содержит звенья для преобразования вращательного движения в такое качающее движение вала ВУ 28, которое должно обеспечить зеркальную симметрию траектории движения ползуна (лопатки) относительно мертвых точек (ниспадающая часть профильной стенки 11 полости зеркально симметрична восходящей), при противофазном движении смежных лопаток. A version of the VU, where the spatial gear-crank (oblique) is based on a rocker-lever-slider mechanism, the shaft (shafts) of the VU with levers performs a swinging (reciprocating) movement and can also pass through the geometric axis of the rotor, or parallel to it ( several shafts VU) (Fig. 5, 10, 11, 12). This version of the VU is applicable when the rotor 2 has strictly twice as many blades 4 as there are functional cavities 7. And it also contains links to convert the rotary motion into such a rocking motion of the VU 28 shaft, which should provide mirror symmetry of the trajectory of the slider (blade) relative to the dead points (the descending part of the profile wall 11 of the cavity is mirror-symmetrical ascending), with antiphase movement of adjacent blades.
В случае (вал ВУ с рычагами проходит по геометрической оси ротора) (фиг.10, 11), когда ВУ содержит следующие элементы - два косых кривошипа 34, обращенных к геометрической оси ротора и имеющих, каждый, зубчатые колеса (конические) 35, входящие в зацепление с зубчатым венцом кольца 32 корпуса, с соответственным передаточным числом. Штанга 36 косого кривошипа 34 свободно входит во втулку 37 кулисы 38, которая шарнирно (вертикальный шарнир) соединена с валом ВУ 28. Геометрическая ось штанги 36 пересекает ось шарнира кулисы 38 и ось вала ВУ 28. Эти звенья преобразования организуют движение выходного звена, по закону обеспечивающего зеркальную симметрию траектории относительно мертвых точек. На валу ВУ 28 глухо закреплены рычаги 39, расположенные на нескольких уровнях внутри ротора 2, где на каждом уровне они шарнирно соединены через толкатели 21 сю штоками 17 не смежных лопаток 4. Рычаги 39 разных уровней смещены так, что позволяют, при вращении рычагов 39 вала ВУ в одну сторону, осуществлять одновременно (посредством толкателей 21 через штоки 17) выдвижение не смежных и задвигание смежных лопаток 4. При возвратном направлении вращения рычагов 39 и вала ВУ 28, порядок движения данных лопаток, меняется на противоположный. Т.е. качающее движение рычагов 39 (и вала ВУ) преобразуется в возвратно · поступательное, противофазное движение смежных лопаток 4. При этом, согласно закону движения лопаток, имеем симметрию нисходящего и восходящего участков профильной поверхности стенки 11 корпуса функциональной полости 7. In the case (the VU shaft with levers passes along the geometric axis of the rotor) (Figs. 10, 11), when the VU contains the following elements - two oblique cranks 34 facing the geometric axis of the rotor and each having gears (bevel) 35 included meshing with the ring gear of the housing ring 32, with the corresponding gear ratio. The rod 36 of the oblique crank 34 freely enters the bushing 37 of the link 38, which is pivotally (vertical hinge) connected to the shaft VU 28. The geometric axis of the rod 36 crosses the axis of the link 38 and the axis of the shaft VU 28. These conversion links organize the movement of the output link, according to the law providing mirror symmetry of the trajectory relative to the dead points. On the shaft VU 28, levers 39 are firmly fixed, located at several levels inside the rotor 2, where at each level they are pivotally connected through pushers 21 with rods 17 of non-adjacent blades 4. Levers 39 of different levels are displaced so that they allow, when the levers 39 of the shaft rotate VU in one direction, carry out simultaneously (by means of pushers 21 through rods 17) the extension of non-adjacent and retraction of adjacent blades 4. With the return direction of rotation of the levers 39 and the shaft VU 28, the order of movement of these blades is reversed. Those. the swinging movement of the levers 39 (and the shaft VU) is transformed into a reciprocating, antiphase movement of adjacent blades 4. In this case, according to the law of motion of the blades, we have the symmetry of the descending and ascending sections of the profile surface of the wall 11 of the housing of the functional cavity 7.
В случае, когда (параллельно оси проходят несколько валов ВУ с рычагами) ВУ (фиг. 5, 12) для каждого вала 28 содержит те же элементы: косой кривошип 34 на оси с зубчатым колесом (коническим) 35, входящим в зацепление с зубчатым венцом кольца 32 корпуса, соответственным передаточным числом и кулиса 38. На валу ВУ 28, внутри ротора, глухо закреплено коромысло 40 (двухплечевой рычаг), к плечам которого шарнирно соединены толкатели 21 Толкатели шарнирно соединены с Г- образным штоками 17 смежных лопаток 4, между которыми размещено данное коромысло 40. Штоки 17 могут имеют ползуны 22 с направляющими 23, как снаружи, так и внутри спиц 6 ротора. Тогда качающее движение коромысла 40, глухо сидящего на валу ВУ 28, посредством толкателей 21 через штоки 17 преобразуется в возвратно- поступательное, противофазное движение смежных лопаток. Это позволяет от одного вала ВУ 28 иметь привод к двум смежным лопаткам 4 и обеспечивать движение последних синхронно и в противофазе. Тем самым можно иметь валов ВУ 28 вдвое меньше, чем лопаток 4. В качестве привода ВУ возможен и какой - либо другой механизм (рычажно-ползунного механизма с качающейся шайбой и т.д), создающий такое качающее движение коромысла, которое обеспечивает такой же закон движения лопаток, как в выше описанном случае. In the case when (parallel to the axis are several shafts VU with levers) VU (Fig. 5, 12) for each shaft 28 contains the same elements: an oblique crank 34 on the axis with a gear wheel (bevel) 35 engaging with a gear rim rings 32 of the body, the corresponding gear ratio and the rocker 38. On the shaft VU 28, inside the rotor, the rocker arm 40 (double-arm lever) is blindly fixed to the shoulders of which the pushers 21 are pivotally connected. The pushers are pivotally connected to the L-shaped rods 17 of the adjacent blades 4, between which placed this rocker 40. The rods 17 can have sliders 22 with guides 23, both outside and inside the spokes 6 of the rotor. Then the swinging movement of the rocker arm 40, which is dully sitting on the shaft VU 28, by means of the pushers 21 through the rods 17 is converted into a reciprocating, antiphase movement of the adjacent blades. This allows one shaft VU 28 to have a drive to two adjacent blades 4 and to ensure the movement of the latter synchronously and in antiphase. Thus, it is possible to have shafts VU 28 twice as small as blades 4. As a drive of the VU, any other mechanism (lever-slider mechanism with a swinging washer, etc.) is possible, which creates such a swinging movement of the rocker arm, which provides the same law of motion of the blades as in the above described case.
У ротора с изогнутыми лопатками 24 (фиг.6), к оси 26 опоры 27 (выходящей из защитного кожуха, каждой лопатки 4) маятникового рычага 25, глухо закреплен рычаг привода 41 , к которому шарнирно подсоединен шатун 20 или толкатель 21 выше описанных механизмов ВУ (показан зубчато- кривошипный, с исключением выходного звена - ползуна). Направленность кривизны лопатки, при необходимости, может быть в ту или иную сторону относительно вращения ротора. In the rotor with curved blades 24 (Fig. 6), to the axis 26 of the support 27 (coming out of the protective casing, each blade 4) of the pendulum arm 25, the drive lever 41 is rigidly fixed, to which the connecting rod 20 or the pusher 21 of the above described mechanisms VU is pivotally connected (shown toothed-crank, with the exception of the output link - the slider). The direction of the curvature of the blade, if necessary, can be in one direction or another relative to the rotation of the rotor.
Конструктивные особенности роторной машины с выдвигающимися лопатками позволяют иметь довольно значительные объемы полостей, при небольших общих габаритах. Так же обеспечивается, при минимальном диаметре ротора, максимальное значение опорной части лопаток при их полном выдвижении, и наибольшая величина этого выдвижения. Штоки 17 лопаток, могут быть прикрыты эластичными (гофрированными) втулками 42 (защита от масла). Внутриободное пространство ротора 2, в свою очередь, должно быть отделено (не показано) от, подверженного смазке, околоосевого пространства (где расположены элементы ВУ). В двигателе, где несколько секций на одном валу ротора, валы (вал) ВУ 28 проходят через тело роторов каждой секции. Данная роторная машина, с выдвигающимися лопатками, так же может использоваться и в качестве насоса или движителя. The design features of a rotary machine with retractable blades make it possible to have quite significant volumes of cavities, with small overall dimensions. It is also ensured, with the minimum rotor diameter, the maximum value of the support part of the blades when they are fully extended, and the maximum value of this extension. The rods 17 of the blades can be covered with elastic (corrugated) bushings 42 (oil protection). The internal free space of the rotor 2, in turn, must be separated (not shown) from the lubricated near-axis space (where the VU elements are located). In an engine where several sections are on one rotor shaft, the shafts (shaft) of the VU 28 pass through the body of the rotors of each section. This rotary machine, with retractable blades, can also be used as a pump or propeller.
Роторная машина типа Ванкель 43 (фиг.16), используемая в качестве модуля (секции), при построении двигателей с внешним подводом теплоты, содержит ротор 44 (треугольник Рело без углублений), две функциональные полости 7 (где контакт с профильной поверхностью, в основном, имеют вершины граней ротора), имеющие по впускному 8 и выпускному 9 окну каждая. Профильная стенка полости между впускным и выпускным окнами, выполнена соответствующего размера, позволяющего там находится одновременно двум вершинам граней в определенный момент вращения ротора. A rotary machine of the Wankel 43 type (Fig. 16), used as a module (section), when building motors with an external heat supply, contains a rotor 44 (Reuleaux triangle without recesses), two functional cavities 7 (where contact with the profiled surface is mainly , have the tops of the rotor edges), each having an inlet 8 and an outlet 9 window. The profile wall of the cavity between the inlet and outlet ports is made of an appropriate size, allowing two tops of the edges to be there simultaneously at a certain moment of rotation of the rotor.
Объем внутри обода данных роторных машин (представленных выше) может иметь избыточное давление, соизмеримое с давлением рабочего тело (даже, возможно, того же газа). Причем, это не создает силу, противодействующую движению элементам преобразования и, соответственно, не ведет к уменьшению КПД. Внутриободное избыточное давление, в значительной мере, препятствует прорыву газов из рабочей зоны внутрь ротора и позволяет усилить уплотнения в двигателе. Порядок работы (фиг. 2,3) роторной машины в качестве двигателя следующий: при вращении ротора 2 ВУ организует согласованное выдвижения лопаток 4 в функциональную полость 7 с углом поворота ротора, обеспечивая должное прилегание торца лопатки (с элементами уплотнения) к профильной поверхности стенки 11 функциональной полости, с возможностью нахождения смежных лопаток в одной и той же функциональной полости 7 одновременно. На (фиг.2) показан случай, когда в функциональной полости 7 находится только одна лопатка 4 (первые по ходу вращения ротора), смежные (вторые) тогда прибывают в состоянии крайней задвинутоети (в ВМТ или близком к нему), в зоне перехода 10 (перегородка между рабочими полостями). По мере вращения ротора и вторые (смежные) лопатки 4 попадают в одну и ту же функциональную полость 7. Первая лопатка 4, воспринимая давление рабочего тела, приводит во вращательное движение ротор 2. По мере вращения ротора 2, вторые (смежные) лопатки 4, в той же функциональной полости 7, начинают проходить зону 13 впускного окна 8. При дальнейшем вращении ротора 2, в момент (фиг 3) когда первая лопатка еще не вышла в зону 14 выпускного окна 9, вторая уже прошла зону 13 впускного и торцовой гранью контактирует с профильной стенкой рабочей зоны (полости) 12 функциональной полости 7. Поэтому рабочее тело будет изолировано в рабочей полости 12 двумя выдвинутыми смежными лопатками от зон впускного 13 и выпускного 14 окон на некоторое время (определенный момент), не допуская при этом сквозного перетекания рабочего тела через функциональную полость 7, без воздействия его на лопатку. Рабочая зона 12, расположенная в пределах между впускным 8 и выпускным окнами 9, выполнена таким образом (такого размера), что позволяет находится там, на противоположных ее концах одновременно, двум смежным лопаткам 4 в определенный момент вращения ротора. Рабочая зона (полость) 12 может быть несколько продолжена в сторону как впускного 13, так и в сторону выпускного 14 окон (или в обе стороны), в соответствии с выбранным циклом, в той или иной секции (или во всех секциях). В дальнейшем, первая лопатка, задвигаясь, переходит в зону 14 выпускного окна (тем самым позволяя передней грани второй лопатки выталкивать соответствующий объем рабочего тела в выпускное окно 9), а затем уходит в зону перехода 10. В последующем (пройдя переход) первая лопатка 4 уходит в следующую полость, по ходу движения, а в данную полость входит последующая лопатка 4, и процесс повторяется, обеспечивая равномерное вращательное движение главному рабочему элементу - ротору. При этом происходит непрерывное воздействие рабочего тела на лопатки (постоянный процесс преобразования энергии) и отсутствует возможность его сквозного перетекания через функциональную полость 7 без совершения работы. Таким образом осуществляется процесс практически равномерного преобразования энергии газов в механическую и, при этом, будет однонаправлено-непрерывный, с практически постоянной скоростью, без существенных пульсаций (в установившимся режиме), поток рабочего тела в системе. Пульсация, возникающая за счет разницы выхода лопаток 4, в начале (конце) рабочей полости 12, от максимального вылета, незначительна. В представленной роторной машине отсутствуют положения, когда воздействие рабочего тела на элементы преобразования не приводят их в движение (мертвая точка), или приводят к вращению в противоположном направлении выбранному. При первоначальном пуске данной машины появление избыточного давления за задней (по ходу вращения) гранью лопатки 4, постоянно находящейся в рабочей зоне 12, заставит ротор 2 вращаться в нужную сторону без стартера (автозапуск). Все это позволяет, при постоянной величине подачи рабочего тела (в установившимся режиме), получить практически равномерный крутящий момент и отсутствует необходимость иметь клапанные или золотниковые устройства (последние нужны только для организации отсечки в некоторых вариантах построения двигателя). В зоне выпускного 14 окна канавки функциональной полости 7 могут иметь резкое расширение (не показано), что сразу исключит контакт элементов уплотнения (возможно апексов) лопаток со стенками полости. А в зоне впускного окна 13, в сторону перехода 10, идет постепенное расширение канавок для осуществления плавного контакта элементов уплотнения выдвигающейся лопатки со стенками канавок функциональной полости до рабочей зоны 12, где прижатие элементов уплотнения лопатки к стенкам уже будет с нужным усилием. Таким образом становится короче полоса трения, а отсюда и меньшие механические потери. The volume inside the rim of these rotary machines (presented above) may have an excess pressure commensurate with the pressure of the working fluid (even, possibly, the same gas). Moreover, this does not create a force opposing the movement of the transformation elements and, accordingly, does not lead to a decrease in efficiency. The overpressure inside the free space, to a large extent, prevents the breakthrough of gases from the working area into the rotor and makes it possible to strengthen the seals in the engine. The order of operation (Fig.2.3) of the rotary machine as an engine is as follows: when the rotor 2 rotates, the VU organizes the coordinated extension of the blades 4 into the functional cavity 7 with the rotor rotation angle, ensuring proper adhesion of the blade end (with sealing elements) to the profile surface of the wall 11 functional cavity, with the possibility of finding adjacent blades in the same functional cavity 7 at the same time. Figure 2 shows the case when in the functional cavity 7 there is only one blade 4 (the first in the direction of rotation of the rotor), adjacent (second) then arrive in a state of extreme retraction (at TDC or close to it), in the transition zone 10 (partition between working cavities). As the rotor rotates, the second (adjacent) blades 4 fall into the same functional cavity 7. The first blade 4, perceiving the pressure of the working fluid, sets the rotor 2 in rotational motion. As the rotor 2 rotates, the second (adjacent) blades 4, in the same functional cavity 7, the zone 13 of the inlet window 8 begins to pass. With further rotation of the rotor 2, at the moment (Fig. 3) when the first blade has not yet entered the zone 14 of the outlet window 9, the second has already passed the zone 13 of the inlet and the end face contacts with a profile wall of the working zone (cavity) 12 of the functional cavity 7. Therefore, the working fluid will be isolated in the working cavity 12 by two extended adjacent blades from the zones of the inlet 13 and outlet 14 windows for some time (a certain moment), while preventing the through-flow of the working fluid through the functional cavity 7, without affecting the scapula. The working zone 12, located between the inlet 8 and outlet ports 9, is made in such a way (such a size) that it allows two adjacent blades 4 to be located there, at its opposite ends simultaneously, at a certain moment of rotation of the rotor. The working area (cavity) 12 can be extended somewhat towards both the inlet 13 and the outlet 14 ports (or both sides), in accordance with the selected cycle, in one section or another (or in all sections). Subsequently, the first blade, moving, passes into the zone 14 of the outlet window (thereby allowing the front edge of the second blade to push the corresponding volume of the working fluid into the outlet window 9), and then goes into the transition zone 10. Subsequently (after passing the transition) the first blade 4 goes into the next cavity, in the direction of motion, and the next blade 4 enters this cavity, and the process is repeated, providing a uniform rotational movement to the main working element - the rotor. In this case, there is a continuous action of the working fluid on the blades (a constant process of energy conversion) and there is no possibility of its through flow through the functional cavity 7 without performing work. Thus, the process of practically uniform transformation of gas energy into mechanical energy is carried out and, at the same time, the flow of the working fluid in the system will be unidirectionally continuous, with an almost constant speed, without significant pulsations (in a steady state). Ripple due to the difference the exit of the blades 4, at the beginning (end) of the working cavity 12, from the maximum overhang, is insignificant. In the presented rotary machine, there are no positions when the action of the working medium on the transformation elements does not set them in motion (dead center), or lead to rotation in the opposite direction to the selected one. At the initial start-up of this machine, the appearance of excess pressure behind the rear (in the direction of rotation) edge of the blade 4, which is constantly in the working zone 12, will force the rotor 2 to rotate in the desired direction without a starter (auto start). All this allows, at a constant flow rate of the working fluid (in a steady state), to obtain an almost uniform torque and there is no need to have valve or spool devices (the latter are only needed to organize the cut-off in some engine options). In the area of the outlet window 14, the grooves of the functional cavity 7 can have a sharp expansion (not shown), which immediately excludes the contact of the sealing elements (possibly apexes) of the blades with the cavity walls. And in the area of the inlet window 13, towards the transition 10, there is a gradual expansion of the grooves for smooth contact of the sealing elements of the retractable blade with the walls of the grooves of the functional cavity to the working zone 12, where the pressing of the sealing elements of the blade against the walls will already be with the required force. Thus, the friction band becomes shorter, and hence the lower mechanical losses.
Работа роторной машины типа Ванкель соответствует работе роторной машины с тремя выдвигающимися лопатками и содержащей две функциональные полости. В полости попеременно входят вершины граней (как выдвигающие лопатки), делящие данные полости (создающие переменные объемы). Задняя грань воспринимает давление рабочего тела, а передняя грань его выталкивает в выпускное окно. Таким образом совершается шесть рабочих такта за один оборот ротора. The operation of a rotary machine of the Wankel type corresponds to the operation of a rotary machine with three retractable blades and containing two functional cavities. The vertices of the faces alternately enter the cavities (like pushing vanes), dividing these cavities (creating variable volumes). The rear edge perceives the pressure of the working fluid, and the front edge pushes it out into the outlet window. Thus, six working strokes are performed per one revolution of the rotor.
Построение двигателя как комбинации нескольких, размещенных на одном валу модулей (секций), с подобранными объемами полостей и расположением зон нагрева и охлаждения, на базе роторных машин, каждый из которых реализует определенный (заданный) такт цикла, позволяет задать любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл его работы, к примеру Стирлинга, Эриксона и т.д. (с учетом параметров рабочего тела, конструкционных материалов, и используемого топлива). И ограниченны только рациональностью и здравым смыслом, что показывает гибкость данной конструкции. Ниже представлены некоторые варианты схем построения двигателей с внешним подводом теплоты. The construction of an engine as a combination of several modules (sections) placed on one shaft, with selected volumes of cavities and the location of heating and cooling zones, based on rotary machines, each of which implements a certain (given) cycle cycle, allows you to set any (closed, open) thermodynamic cycle of his work, for example, Stirling, Erickson, etc. (taking into account the parameters of the working fluid, construction materials, and the fuel used). And they are limited only by rationality and common sense, which shows the flexibility of this design. Below are some options for the design of motors with external heat supply.
Двигатель с внешним подводом теплоты замкнутого цикла (фиг.1 ,13) составлен из, последовательно расположенных на одном валу, модулей (секций) Si (где ί = 1 ,2... к.), при этом каждая представляет из себя данную роторную машину и, каждая из которых имеет N функциональных полостей определенного (условного) объема Vi. Двигатель состоит из двух четко разделенных частей. Одна - нагревается (горячая) Dh, а другая - охлаждается (холодная) Dc. Участки корпуса и ротора, принадлежащие к разным частям, теплоизолированы друг от друга. Основные элементы ВУ (зубчатый венец кольца 32 корпуса, зубчатые колеса 30, 35, кривой кривошип 34, кулиса 38 и т.д. (в зависимости от выбранного механизма), осуществляющие привод к валам ВУ 28, желательно располагать в «холодной» части двигателя и они могут быть общими для всех секций двигателя. А вал (валы) ВУ 28 проходит(ят) по геометрической оси (или параллельно оси) через общий полый вал 3 роторов модулей (тело модулей) и «поэтажно» имеет(ют) кривошипы 29 или рычаги 39 с шатунами 20, или толкателями 21 лопаток (в зависимости от выбранного механизма). Этим обеспечивается согласованное выдвижение лопаток 4 всех секций - модулей. Выпускные окна 9 полостей одной секции (Si) последовательно соединены трубопроводами 45 с впускными окнами 8 другой Si+1 (последующей по циклу). А так, как (при условии выдвижения смежных лопаток в противофазе) не имеет значения, из какой полости секции (Si) рабочее тело перейдет в конкретную полость следующей по циклу секции (Si+1), то можно (в соответственном месте согласно циклу) выходы одной секции и входы следующей свести в один, охватывающий двигатель, кольцевого типа коллектор. Данный коллектор можно использовать в качестве теплообменника, причем значительная площадь его поверхности будет этому способствовать. Для двигателя, с нечетным количеством лопаток и функциональных полостей (движение смежных лопаток не в противофазе), подвод трубопроводов идет только от и к полостям с синфазным движением лопаток (возможно незначительное смещение). An engine with an external heat supply of a closed cycle (Figs. 1, 13) is composed of modules (sections) Si (where ί = 1, 2 ... k.), Sequentially located on one shaft, and each represents a given rotary machine and, each of which has N functional cavities of a certain (conditional) volume Vi. The engine consists of two clearly separated parts. One is heated (hot) Dh, and the other is cooled (cold) Dc. The sections of the body and the rotor belonging to different parts are thermally insulated from each other. The main elements of the VU (gear ring of the body ring 32, gear wheels 30, 35, curved crank 34, link 38, etc. (depending on the selected mechanism), which drive the VU 28 shafts, should preferably be located in the "cold" part of the engine and they can be common for all sections of the engine. And the shaft (shafts) VU 28 passes (s) along the geometric axis (or parallel to the axis) through the common hollow shaft 3 of the rotors of the modules (the body of the modules) and "floor by floor" has (s) cranks 29 or levers 39 with connecting rods 20, or pushers 21 blades (depending on the selected mechanism). This ensures the coordinated extension of the blades 4 of all sections - modules. Outlet ports 9 cavities of one section (Si) are connected in series with pipelines 45 with inlet ports 8 of another Si + 1 (next in the cycle) And since (provided that adjacent blades move out in antiphase) it does not matter from which cavity of the section (Si) the working fluid goes into the specific cavity of the next section in the cycle (Si + 1), then it is possible ( according to place according to the cycle), the outputs of one section and the inputs of the next are brought together into one, covering the engine, ring-type manifold. This collector can be used as a heat exchanger, and its significant surface area will contribute to this. For an engine with an odd number of blades and functional cavities (the motion of adjacent blades is not in antiphase), pipelines are supplied only from and to the cavities with in-phase motion of the blades (slight displacement is possible).
Подвод тепла к рабочему телу происходит в нагревателе Н от любого источника тепла (в представленном двигателе - горелки). Охлаждение рабочего тела осуществляется в холодильнике С посредством охлаждающей жидкости, с последующим отводом тепла через радиатор (Rd). Нагрев и охлаждение, также захватывают стенки модулей в соответствии с расположением последних в определенных зонах (частях) двигателя. В определенном месте (в соответствии с термодинамическим циклом), в разрез трубопроводов 45 противонаправленных потоков рабочего тела, вставлены вращающиеся вокруг своей оси дисковые регенераторы (регенератор) рабочего тела 46 (Rg1). Регенератор 46 в корпусе содержит диск 47, который имеет радиальное разделение его насадок 48 на секторы теплоизоляционными пластинами 49 (в поперечном разрезе - как цитрусовые). Трубопроводы 45 различных направлений (относительно зон нагрева и охлаждения), в разрез которых вставлен диск-кассета 47, чередуясь, последовательно разнесены с учетом направления вращения диска 47 с насадками 48 (причем на один диск могут подводится трубопроводы от нескольких полостей, или от их общего коллектора). Смежные сектора с насадками 48 на диске 47, при вращении последнего, не должны находиться одновременно в створе трубопроводов с противонаправленными потоками рабочего тела (трубопроводы с противонаправленными потоками желательно размещать над диском так, чтобы они располагались не менее, чем через два сектора, друг от друга). Скорость вращения диска 47регенератора 46, толщина и свойства материала насадок 48, должны быть согласованы со скоростью вращения ротора 2, с приводом 50 от двигателя (показанном на фиг. 1 , или через ременный привод, посредством шкивов - не показано). Также регенератор 46 может иметь независимый привод, или комбинированный. Для более эффективного использования тепла рабочего тела служит и предварительный теплообменник МС, выравнивающий температуру отходящего и входящего потока рабочего тела. Однако, значительно меньшая зависимость от паразитных объемов, может позволит вообще отказаться от дискового регенератора 46, заменив его теплообменником НС соответствующей длины и объема. Данный теплообменник представляет из себя блок, составленный из прилегающих друг к другу каналов (в поперечном сечении - в виде квадрата каждый) с общими стенками (продолженные кубоидные соты), из материала, имеющего высокий коэффициент теплопередачи. Противонаправленные потоки рабочего тела от разных отделов двигателя разнесены по каналам в шахматном порядке. Для регулировки мощности служит золотник Z, управляемый посредством штока и перепускной канал, соединяющий выпускной трубопровод секции S1 с впускным, или даже с впускным трубопроводом секции S4. Выдвигаясь, при регулировании, золотник отсекает часть потока рабочего тела выходящего из модуля холодного отдела и следующего в горячий, возвращая эту часть потока во входящий трубопровод данного модуля, или во входящий трубопровод первого модуля ($4) холодной части двигателя. Тем самым определяется количество рабочего тела, проходящего через зону нагрева, что и, соответственно, влияет на изменение мощности с высокой степенью реакции. Подвод воздуха к горелкам (для источников тепла, требующих кислород) может происходит посредством нагнетателя, через теплообменник, встроенного в противонаправленные каналы подвода воздуха и отвода отработанных газов. Такая обвязка позволяет максимально исключить (уменьшить) тепловые потери. Heat is supplied to the working fluid in the heater H from any heat source (in the presented engine - burners). Cooling of the working fluid is carried out in refrigerator C by means of a coolant, followed by heat removal through a radiator (Rd). Heating and cooling also capture the walls of the modules in accordance with the location of the latter in certain areas (parts) of the engine. In a certain place (in accordance with the thermodynamic cycle), in the section of the pipelines 45 of the oppositely directed flows of the working fluid, disk regenerators (regenerators) of the working fluid 46 (Rg1) rotating around their axis are inserted. The regenerator 46 in the housing contains a disc 47, which has a radial division of its nozzles 48 into sectors by heat-insulating plates 49 (in cross-section - like citrus fruits). Pipelines 45 of different directions (relative to the heating and cooling zones), into the section of which the disk-cassette 47 is inserted, alternately, are sequentially spaced taking into account the direction of rotation of the disk 47 with nozzles 48 (moreover, pipelines from several cavities can be fed to one disk, or from their common collector). Adjacent sectors with 48 nozzles on disc 47, during the rotation of the latter, they should not be simultaneously in the alignment of pipelines with counter-directional flows of the working fluid (it is advisable to place pipelines with counter-directional flows above the disk so that they are located at least two sectors apart from each other). The speed of rotation of the disk 47 of the regenerator 46, the thickness and material properties of the nozzles 48 must be matched with the speed of rotation of the rotor 2, driven 50 by the engine (shown in Fig. 1, or through a belt drive, by means of pulleys - not shown). Also, the regenerator 46 can have an independent drive, or a combined one. For a more efficient use of the heat of the working fluid, a preliminary MS heat exchanger is also used to equalize the temperature of the outgoing and incoming flow of the working fluid. However, much less dependence on parasitic volumes may allow to completely abandon the disk regenerator 46, replacing it with an HC heat exchanger of appropriate length and volume. This heat exchanger is a block composed of adjacent channels (in cross-section - in the form of a square each) with common walls (extended cuboid honeycomb), from a material having a high heat transfer coefficient. The counter-directed flows of the working fluid from different parts of the engine are spaced along the channels in a checkerboard pattern. To adjust the power, there is a spool Z, controlled by a rod, and a bypass channel connecting the outlet pipe of the S1 section with the inlet, or even the inlet pipe of the S4 section. When extending, during regulation, the spool cuts off a part of the flow of the working fluid leaving the module in the cold section and following into the hot one, returning this part of the flow to the input pipeline of this module, or to the input pipeline of the first module ($ 4) of the cold part of the engine. Thus, the amount of the working fluid passing through the heating zone is determined, which, accordingly, affects the change in power with a high degree of reaction. The air supply to the burners (for heat sources that require oxygen) can be carried out by means of a blower, through a heat exchanger built into the oppositely directed air supply and exhaust gas discharge channels. Such piping allows you to exclude (reduce) heat losses as much as possible.
Классический цикл Стирлинга (фиг. 13) реализуется в двигателе, в котором на всех этапах цикла используется только газообразное рабочее тело с четырьмя переменными объемами и с использованием регенераторов. Каждая часть состоит из двух секций S. Соотношение условных объемов V полостей соответствующих секций Si (модулей), определяется V1 = V2, V3 = V4 и V1 , V2 соответственно меньше V3, V4 (для данного цикла). Прохождение рабочего тела показано на схеме, а в рабочей полости описан выше (описание работы). В данном исполнении термодинамический цикл будет более полно соответствовать теоретическому циклу Стирлинга. Если исключить секцию S2 меньшего объема в горячем отделе, имеющей условный объем полости V2 (фиг. 14), тогда получим двигатель, в котором реализован цикл работы, состоящий из изотермы, изобары и изохоры. Эффективность цикла в данном случае будет ниже цикла Стирлинга, но можно получить определенные преимущества. Во-первых, на один модуль будет меньше, что приведет к упрощению, уменьшению затрат на изготовление и повышению мех. КПД. Во - вторых (наиболее важное), в более напряженном месте, где имеют место значительные тепловые нагрузки, в секции с условным объемом полости V3 (больший объем в горячем отделе) - перед лопаткой и сразу за ней, будет область примерно равного давления. Отсюда будут значительно меньшие требования к уплотнениям. В-третьих, особенности роторной машины, в которой элемент преобразования - лопатка (хотя бы одна), постоянно находящаяся в рабочей зоне, позволяет осуществить запуск (автозапуск) двигателя только нагревом. Нагрев рабочего тела между условными объемами V1 (малый «холодный») и V3 (большой «горячий»), при первоначальном пуске двигателя, создаст избыточное давление между разновеликими лопатками, постоянно находящимися в рабочих зонах этих объемов (полостей). И движение определенно начнется в выбранном направлении, в сторону лопатки, имеющей большую площадь грани. Объем полости V4 (секция в холодном отделе) можно иметь и несколько больше объема полости V3 (секция в горячем отделе). The classic Stirling cycle (Fig. 13) is implemented in an engine in which only a gaseous working fluid with four variable volumes and using regenerators is used at all stages of the cycle. Each part consists of two sections S. The ratio of the conditional volumes V of the cavities of the corresponding sections Si (modules) is determined by V1 = V2, V3 = V4 and V1, V2, respectively, less than V3, V4 (for a given cycle). The passage of the working fluid is shown in the diagram, and in the working cavity is described above (description of work). In this version, the thermodynamic cycle will more closely correspond to the theoretical Stirling cycle. If we exclude the section S2 of a smaller volume in the hot section, which has the conditional volume of the cavity V2 (Fig. 14), then we get an engine in which a cycle of operation is realized, consisting of an isotherm, isobar and isochore. The efficiency of the cycle in this case will be lower than the Stirling cycle, but certain advantages can be obtained. Firstly, one module will be less, which will lead to simplification, lower manufacturing costs and higher fur. Efficiency. Secondly (most importantly), in a more stressed place, where significant heat loads take place, in the section with the conditional volume of the cavity V3 (larger volume in the hot section) - in front of the blade and immediately behind it, there will be an area of approximately equal pressure. Hence, there will be significantly less requirements for the seals. Thirdly, the features of a rotary machine, in which the conversion element is a blade (at least one), which is constantly in the working area, allows starting (autostarting) the engine only by heating. Heating of the working fluid between the nominal volumes V1 (small "cold") and V3 (large "hot"), at the initial start of the engine, will create excess pressure between blades of different sizes, which are constantly in the working zones of these volumes (cavities). And the movement will definitely start in the chosen direction, towards the blade, which has a large face area. The volume of the V4 cavity (section in the cold section) can be slightly larger than the volume of the V3 cavity (section in the hot section).
Возможно построение двигателей, использующих смешанное двухкомпонентное рабочее тело (фиг.15). В данном случае рабочее тело включает две составляющие: одна постоянно пребывающая в цикле в газообразном состоянии - газовый носитель; другая, в течении цикла, изменяющая свое фазовое состояние. Газовая составляющая изначально находится при повышенном давлении и химически нейтральна ко второй компоненте. Данный двигатель состоит из трех секций St, S3, S4 с условными объемами V1 (меньший) и равными V3, V4 (большими). Первая секция S1 , с условным объемом V1 , и третья S4, с условным объемом V4, являются насосами газовой компоненты, а вторая S3, с условным большим объемом V3 - машина расширения. Двухкомпонентное рабочее тело (в газообразном состоянии), пройдя после расширения регенератор 45 (Rg 1) и холодильник С, начинает разделяется и в конденсаторе - сепараторе Cs окончательно конденсируется и переходит в жидкость (компонента изменяющая агрегатное состояние), а газовая составляющая попадает в большую «холодную» секцию S4 (V4). В секции S4 происходит сжатие и транспортировка газовой составляющей в объем V1. На выходе секции S1 , перед регенератором, или через открытый торец его обода, компоненты опять смешиваются, жидкообразная из конденсатора- сепаратора Cs подается к форсунке F и распыляется, а газовая составляющая позволяет создавать направленность потока и осуществляет перенос компоненты, изменяющей фазовое состояние. Трубопровод 44 перед регенератором разделен на камеры таким образом, что сначала в первой камере (по чередованию прохождения насадки) происходит смешивание компонент. Пройдя регенератор 45 (Rg 1) жидкая составляющая опять становится газом (паром) и поступает через нагреватель в зону расширения в секцию S3 (V3). Форсунка Fa расположенная в зоне нагрева служит для максимально быстрого изменения - акселерации (увеличения) мощности. В итоге получается паровая машина с регенераторами, где газовая составляющая является постоянной компонентой замкнутого цикла. Построение двигателя по данной схеме, с использованием двухкомпонентного рабочего тела, позволяет получить при существующих уровнях среднего давления рабочего тела, почти кратное увеличение удельной мощности. При построении парового двигателя данная роторная машина выполняет роль машины расширения прямоточного типа. It is possible to build engines using a mixed two-component working fluid (Fig. 15). In this case, the working fluid includes two components: one that is constantly in a cycle in a gaseous state - a gas carrier; the other, during the cycle, changes its phase state. The gas component is initially at an elevated pressure and is chemically neutral to the second component. This engine consists of three sections St, S3, S4 with nominal volumes V1 (smaller) and equal to V3, V4 (larger). The first section S1, with the nominal volume V1, and the third S4, with the nominal volume V4, are the pumps of the gas component, and the second S3, with the conditional large volume V3, is the expansion machine. The two-component working fluid (in the gaseous state), having passed the regenerator 45 (Rg 1) and the refrigerator C after expansion, begins to separate and in the condenser-separator Cs finally condenses and turns into a liquid (a component that changes its state of aggregation), and the gas component enters a large cold ”section S4 (V4). In section S4, the gas component is compressed and transported into the volume V1. At the outlet of section S1, in front of the regenerator, or through the open end of its rim, the components are mixed again, the liquid-like Cs from the condenser-separator is supplied to the nozzle F and sprayed, and the gas component allows the flow direction to be created and carries out the transfer of the component that changes the phase state. The pipeline 44 in front of the regenerator is divided into chambers in such a way that first in the first the chamber (according to the alternation of the passage of the nozzle), the components are mixed. After passing through the regenerator 45 (Rg 1), the liquid component again becomes a gas (vapor) and enters through the heater into the expansion zone into section S3 (V3). The Fa nozzle located in the heating zone serves for the fastest possible change - acceleration (increase) of power. The result is a steam engine with regenerators, where the gas component is a constant component of a closed cycle. The construction of the engine according to this scheme, using a two-component working fluid, makes it possible to obtain, at the existing levels of average pressure of the working fluid, an almost multiple increase in specific power. When constructing a steam engine, this rotary machine acts as an expansion machine of the direct-flow type.
Построение двигателя с внешним подводом теплоты (фиг.16) на базе роторной машины Ванкеля 43 может быть реализован в любой комбинации указанной выше. При этом необходим согласованный подвод трубопроводов 45 к впускным 13 и выпускным 14 окнам модулей, последующих по тактам, только от, и к полостям с синфазным движением вершин граней ротора 44 (возможно незначительное смещение). Показана схема, где реализован цикл работы двигателя, состоящего из изотермы, изобары и изохоры. Двигатель содержит три модуля (секции) с условными объемами V1 (меньший) и равными V3, V4, посаженных на один вал. Данная роторная машина позволяет при построении двигателя использовать известную и уже отработанную конструкцию. При этом двигатель за один оборот ротора совершает 6 рабочих такта, что значительно улучшает удельные характеристики. The construction of an engine with an external heat supply (Fig. 16) based on a rotary Wankel machine 43 can be implemented in any combination of the above. In this case, a coordinated supply of pipelines 45 to the inlet 13 and outlet 14 windows of the modules, subsequent in cycles, only from, and to the cavities with in-phase movement of the tops of the rotor edges 44 is necessary (a slight displacement is possible). A diagram is shown where the engine operation cycle is realized, which consists of isotherm, isobar and isochore. The engine contains three modules (sections) with nominal volumes V1 (smaller) and equal to V3, V4, mounted on one shaft. This rotary machine makes it possible to use a well-known and already developed design when building an engine. In this case, the engine makes 6 working strokes in one rotor revolution, which significantly improves the specific characteristics.
Как было указано выше, возможны и другие варианты построения двигателей при любой комбинации модулей с подобранными параметрами и определенными зонами нагрева и охлаждения для каждого, с заданным термодинамическим циклом работы. И в качестве модуля (секции) для построения двигателя, могут быть любые роторные машины (включая турбины) с однонаправленным вращением ротора и прямоточным однонаправленным движением рабочего тела. Причем, возможно в одном двигателе использовать в качестве модулей роторные машины различных типов. As mentioned above, other options for constructing motors are possible for any combination of modules with selected parameters and specific heating and cooling zones for each, with a given thermodynamic cycle of operation. And as a module (section) for building an engine, there can be any rotary machines (including turbines) with unidirectional rotation of the rotor and unidirectional unidirectional movement of the working fluid. Moreover, it is possible to use rotary machines of various types as modules in one engine.
Заявляемые двигатели более надежные, проще по конструкции, более технологичные, экономичные, с высокой удельной мощностью и КПД. The inventive motors are more reliable, simpler in design, more technological, economical, with high power density and efficiency.

Claims

Формула Formula
1. Двигатели (силовая установка) с внешним подводом теплоты, составленные из одного или нескольких модулей (секций), каждый из которых реализует определенный такт цикла, на базе роторной машины, посаженных на один вал и соединенных соответственно элементами впускного- выпускного тракта, включающие трубопроводы и теплообменники, комбинация модулей с подобранными параметрами и определенными зонами нагрева и охлаждения для каждого задает любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл работы двигателя при последовательном (строго через каждый определенный модуль) непрерывно-прямоточно-однонаправленном потоке рабочего тела, с возможным применением регенератора вставленного в соответствующем месте в разрыв трубопроводов противонаправленных (относительно зон нагрева и охлаждения) потоков рабочего тела, роторная машина содержащая, неподвижный корпус с выполненными в нем канавками, жестко посаженного на вал ротора и выдвижное устройство (ВУ), канавки с ободом ротора образуют полости которые имеют впускные и выпускные окна, ротор выполнен в виде колеса внутри спиц (радиальных, тангенциальных) которого имеются каналы-направляющие с расположенными в них лопатками, выдвижное устройство (ВУ) обеспечивает согласованное движение (выдвижение и задвигание) лопаток с углом поворота ротора, отличается тем, что обод ротора выполнен с кольцеобразным выступом прямоугольной или полусферической формы (в поперечном сечении) и соответствующей формой выдвигающегося торца лопаток и канавок корпуса, канавки в зоне впускного и выпускного окон расширены в сторону переходов, способ работы выдвижного устройства (ВУ) обеспечивает возможность нахождения в различных частях (местах) одной и той же функциональной полости двух смежных лопаток одновременно и содержит, либо зубчато-кривошипно (возможно с неподвижным кривошипом) -ползунный механизм с вращающимся валом ВУ с расположенными на нем кривошипами, либо пространственный зубчато-кривошипный (с косым кривошипом)-кулисно-рычажно-ползунный механизм с качающимся валом ВУ с расположенными на нем рычагами, механизмы могут иметь несколько валов ВУ проходящих через тело ротора, участок (зона) функциональной полости между впускным и выпускным окнами (рабочая полость) выполнен соответствующего размера, который позволяет в пределах участка на противоположных его концах находится одновременно двум смежным лопаткам в определенный момент вращения ротора, спицы лопаток выполнены в виде коробов, изолированных от внутриободного пространства ротора с внутренними каналами-направляющими для лопаток, с выходом лопаток только в рабочие полости и имеющие шарнирное соединение с элементами ВУ (толкателями) через штоки. 1. Engines (power plant) with an external heat supply, composed of one or several modules (sections), each of which implements a certain cycle stroke, based on a rotary machine, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the intake-exhaust tract, including pipelines and heat exchangers, a combination of modules with selected parameters and certain heating and cooling zones for each sets any (closed, open) thermodynamic cycle of the engine with a sequential (strictly through each specific module) continuous-direct-flow unidirectional flow of the working fluid, with the possible use of an inserted regenerator in an appropriate place in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid, a rotary machine containing a stationary body with grooves made in it, rigidly mounted on the rotor shaft and a retractable device (VU), grooves with the rotor rim form cavities that have inlet and outlet windows, the rotor is made in the form of a wheel inside the spokes (radial, tangential) of which there are guide channels with blades located in them, the retractable device (VU) provides a coordinated movement (extension and retraction) of the blades with the rotor rotation angle, differs in that that the rotor rim is made with an annular protrusion of a rectangular or hemispherical shape (in cross section) and the corresponding shape of the retractable end of the blades and grooves of the housing, the grooves in the area of the inlet and outlet windows are expanded towards the transitions, the method of operation of the retractable device (VU) provides the possibility of being in different parts (places) of the same functional cavity of two adjacent blades at the same time and contains either a gear-crank (possibly with a stationary crank) -sliding mechanism with a rotating shaft VU with cranks located on it, or a spatial gear-crank (with an oblique crank ) -kulisno-lever-slider mechanism with an oscillating shaft of the VU with levers located on it, the mechanisms can have several shafts of the VU passing through the rotor body, the section (zone) of the functional cavity between the inlet and outlet windows (working cavity) is made of the appropriate size, which allows within the section at its opposite ends simultaneously to two adjacent blades at a certain moment of rotation of the rotor, the spokes of the blades are made in the form of boxes isolated from the inner free space of the rotor with internal guide channels for the blades, with the blades coming out only into the working cavities and having a hinged connection with the VU elements (pushers) through the rods.
2. Двигатели (силовая установка), роторная машина которых по п.1 , отличающаяся тем, что ротор содержит изогнутые лопатки с постоянным радиусом кривизны равным длине плеча жестко связанных с ними маятниковых рычагов на осях, расположенных на внутреннем ободе ротора, прикрытых защитными кожухами и имеющих рычаги привода для соединения с элементами ВУ. 2. Engines (power plant), the rotary machine of which according to claim 1, characterized in that the rotor contains curved blades with a constant radius of curvature equal to the length of the rigidly arm associated pendulum levers on the axles located on the inner rim of the rotor, covered with protective covers and having drive levers for connection with the elements of the VU.
3. Двигатели (силовая установка) с внешним подводом теплоты, составленные из одного или нескольких модулей (секций) каждый из которых реализует определенный такт цикла на базе роторной машины, посаженных на один вал и соединенных соответственно элементами впускного- выпускного тракта включающих трубопроводы и теплообменники, комбинация модулей с подобранными параметрами и определенными зонами нагрева и охлаждения для каждого задает любой (замкнутый, открытый) термодинамический цикл работы двигателя при последовательном (строго через каждый определенный модуль) непрерывно-прямоточно-однонаправленном потоке рабочего тела, с возможным применением регенератора, вставленного в соответствующем месте в разрыв трубопроводов противонаправленных (относительно зон нагрева и охлаждения) потоков рабочего тела, отличается тем, что модуль (секция) представляет собой роторную машину Ванкеля с двумя функциональными полостями имеющими по впускному и выпускному окну каждая, с выполнением профильной стенки полости между впускным и выпускным окнами соответствующего размера который позволяет там находится одновременно двум вершинам граней ротора в определенный момент его вращения и подводом трубопроводов между модулям к полостям, с синфазным (возможно с незначительным смещением) вращением вершин граней ротора. 3. Engines (power plant) with an external heat supply, composed of one or several modules (sections), each of which implements a certain cycle stroke based on a rotary machine, mounted on one shaft and connected, respectively, by elements of the inlet-outlet tract including pipelines and heat exchangers, a combination of modules with selected parameters and certain heating and cooling zones for each sets any (closed, open) thermodynamic cycle of the engine operation with a sequential (strictly through each specific module) continuous-direct-flow unidirectional flow of the working fluid, with the possible use of a regenerator inserted in the corresponding place in the rupture of pipelines of oppositely directed (relative to the heating and cooling zones) flows of the working fluid, it differs in that the module (section) is a rotary Wankel machine with two functional cavities each having an inlet and outlet window, with a profile wall and a cavity between the inlet and outlet ports of an appropriate size which allows there to be simultaneously two tops of the rotor edges at a certain moment of its rotation and the supply of pipelines between the modules to the cavities, with in-phase (possibly with a slight displacement) rotation of the tops of the rotor edges.
PCT/RU2020/000153 2019-05-15 2020-03-23 Rotary engine with external heat supply (variants) WO2020231292A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114939 2019-05-15
RU2019114939A RU2731466C1 (en) 2019-05-15 2019-05-15 Rotary machine of power plant with external supply of heat (embodiments)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020231292A1 true WO2020231292A1 (en) 2020-11-19

Family

ID=72421774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000153 WO2020231292A1 (en) 2019-05-15 2020-03-23 Rotary engine with external heat supply (variants)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2731466C1 (en)
WO (1) WO2020231292A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113670113A (en) * 2021-09-14 2021-11-19 东北电力大学 Multi-dimensional cleaning device for ammonium bisulfate deposition in rotary air preheater

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113567085B (en) * 2021-08-20 2023-03-31 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Binary cascade high-speed wind tunnel gust simulation device
CN113465871B (en) * 2021-08-20 2023-04-14 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Parallel binary cascade high-speed wind tunnel gust simulation device
CN113465867B (en) * 2021-08-20 2023-03-31 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Single-side single-blade-grid high-speed wind tunnel gust simulation device
CN113465870B (en) * 2021-08-20 2023-03-31 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Single-side parallel blade grid high-speed wind tunnel gust simulation device
CN113465869B (en) * 2021-08-20 2023-03-31 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Two-side blade grid high-speed wind tunnel gust simulation device
CN113465868B (en) * 2021-08-20 2023-04-14 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 High-speed wind tunnel gust simulation device with two parallel blade grids on two sides

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1271678A (en) * 1960-08-04 1961-09-15 Improvements to positive displacement machines, in particular internal combustion engines with eccentric rotor and sliding radial blades
US20060242960A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-02 Herring John A Hybrid engine
RU2454546C2 (en) * 2010-08-18 2012-06-27 Олег Георгиевич Чантурия Rotary power converter and ice therewith
RU183285U1 (en) * 2018-04-23 2018-09-17 Юрий Иосипович Новицкий VEHICLE ENGINE

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO155942C (en) * 1984-11-02 1987-06-24 Aase Jan M ROTATION MOTOR.
US5410998A (en) * 1991-05-21 1995-05-02 Paul; Marius A. Continuous external heat engine
CA2179468C (en) * 1996-06-19 2007-09-04 Joseph Pelleja Rotary internal combustion engine and rotary internal combustion engine cycle
RU2564366C2 (en) * 2013-08-08 2015-09-27 Олег Георгиевич Чантурия Rotary heat engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1271678A (en) * 1960-08-04 1961-09-15 Improvements to positive displacement machines, in particular internal combustion engines with eccentric rotor and sliding radial blades
US20060242960A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-02 Herring John A Hybrid engine
RU2454546C2 (en) * 2010-08-18 2012-06-27 Олег Георгиевич Чантурия Rotary power converter and ice therewith
RU183285U1 (en) * 2018-04-23 2018-09-17 Юрий Иосипович Новицкий VEHICLE ENGINE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113670113A (en) * 2021-09-14 2021-11-19 东北电力大学 Multi-dimensional cleaning device for ammonium bisulfate deposition in rotary air preheater
CN113670113B (en) * 2021-09-14 2023-10-24 东北电力大学 Integrated cleaning device of rotary air preheater

Also Published As

Publication number Publication date
RU2731466C1 (en) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2731466C1 (en) Rotary machine of power plant with external supply of heat (embodiments)
EP1492940B1 (en) Scroll-type expander having heating structure and steam engine employing the expander
US4502284A (en) Method and engine for the obtainment of quasi-isothermal transformation in gas compression and expansion
US4138847A (en) Heat recuperative engine
CA2937831C (en) A drive unit with its drive transmission system and connected operating heat cycles and functional configurations
US5335497A (en) Rotary Stirling cycle engine
US10408214B2 (en) Fluid pressure changing device
SE1530055A1 (en) Hot gas engine
EP2920433B1 (en) Rotary expander and cogeneration plant of electrical and heat energy comprising the rotary expander
US10598050B2 (en) Scissor type compression and expansion machine used in a thermal energy recuperation system
EA038808B1 (en) Heat machine configured for realizing heat cycles and method for realizing heat cycles by means of such heat machine
RU2454546C2 (en) Rotary power converter and ice therewith
KR102001123B1 (en) Rotary Stirling-Cycle Device and Method Thereof
RU2814331C1 (en) Rotary engine with external heat supply
RU2564172C2 (en) Rotary machine
JP2589521B2 (en) Thermal energy utilization equipment
RU2362881C2 (en) Multicylinder cubical expansion turbine
RU2208176C2 (en) Rotary enternal combustion engine
WO2003012257A1 (en) A stirling machine utilizing a double action planetary machine
US20050260092A1 (en) Turbostatic compressor, pump, turbine and hydraulic motor and method of its operation
RU2469203C2 (en) Roll-vane stirling engine
WO1993007374A1 (en) Rotary stirling cycle engine
RU2326256C2 (en) Heat machine "ilo" employing stirling closed cycle
RU1795237C (en) Heat-utilizing cryogenic rotary gas machine
US20040045290A1 (en) Rotary crank-rod mechanism

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: 20805428

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: 20805428

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1