BRPI0614354A2 - máquina de transferência de energia - Google Patents

Abstract

MAQUINA DE TRANSFERENCIA DE ENERGIA Máquina de transferência de energia, por exemplo, um dispositivo de combustão interna de deslocamento positivo, tem um alojamento externo fixo, um transportador giratório interno e um ou mais rotores internos com eixos rotacionais que são deslocados do eixo rotacional do transportador de rotor interno. As projeções do alojamento externo fixo e o rotor se engrenam uns com os outros para definir câmaras de volume variável. Em outra máquina de transferência de energia, em que o alojamento externo pode estar fixo ou girando, projeções do rotor são expansíveis dentro de cilindros definidos por projeções do alojamento externo.

Description

MÁQUINA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA

ANTECEDENTES

A publicação de patente dos Estados Unidos20030209221 (a publicação '221, publicada em 13 denovembro de 2003) divulga um dispositivo de deslocamentogiratório bidimensional compreende um alojamento, umrotor externo e pelo menos um rotor interno. Os eixos derotação do rotor externo e do pelo menos um rotor internosão paralelos. Essa geometria proporciona problemas, taiscomo forças giroscópicas e carga centrífuga do rotorexterno associado com a grande massa de giro do rotorexterno.

SUMÁRIO

Uma máquina de transferência de energia éproporcionada, que usa pelo menos um giro de rotorinterno em um eixo mecânico. O eixo mecânico é fixado aum transportador giratório. À medida que o transportadorgira, o rotor interno gira em torno do eixo mecânico eengranza com um estator externo fixo. 0 rotor interno e oestator externo engrenam juntos de tal maneira quecâmaras de deslocamento positivo são formadas, as quaismudam de volume à medida que o transportador gira. Essascâmaras de volume variável podem ser usadas, por exemplo,como câmaras de combustão em um motor de combustãointerna ou para acionar ou serem acionadas por fluido ougás. O rotor interno tem projeções externas, que podemser referidas, por exemplo, como lóbulos ou dentes oupalhetas ou protuberâncias. As projeções externas podemfuncionar como pistões. O estator tem projeções internas,que engrenam com as projeções externas do rotor interno.As projeções internas podem ser referidas, por exemplo,como lóbulos ou dentes ou palhetas ou protuberâncias. Asprojeções internas podem funcionar como as paredes decilindros, em que as projeções externas se movem paracriar as câmaras de volume variável. Mais de um rotorinterno com projeções externas do rotor internoengrenando com as projeções internas do estator externopodem ser usados.

Em um método de operação de uma máquina detransferência de energia, um rotor interno é levado agirar dentro de um transportador, onde o transportadorgira em relação a um estator externo. Projeções no rotorinterno engrenam com projeções no estator para criarcâmaras de volume variável enquanto o rotor interno giradentro do transportador. O rotor interno é levado a girarpor meio de expansão de gases dentro das câmaras devolume variável ou por meio de rotação do transportador.Essas e outras características de máquinas detransferência de energia são apresentadas nasreivindicações, que são aqui incorporadas através dereferência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Modalidades serão agora descritas com referência àsfiguras, em que caracteres de referência semelhantesdenotam elementos semelhantes, à guisa de exemplo, e emque:

A figura 1 é uma vista esquemática de uma máquina detransferência de energia com um transportador giratório;

A figura 2 é uma vista seccional isométrica damáquina da figura 1, configurada como um motor;A figura 3 é uma vista isométrica de um estator parauso com a máquina da figura 2;

A figura 4 é uma vista isométrica simplificada de umconjunto interno para a máquina da figura 2;

A figura 5 é uma vista isométrica simplificada dolado de exaustão de um conjunto interno com placasextremas de transportador removidas na máquina da figura 2;

A figura 6 é uma vista isométrica simplificada dolado de admissão do conjunto da figura 5;

A figura 7 é uma vista seccional isométrica damáquina da figura 1 configurada como uma bomba;

As figuras 8A - 8E são uma seqüência de vistas,mostrando operação da máquina da figura 7;

As figuras 8F e 8G são vistas de máquinas detransferência de energia com características parapermitir o uso das máquinas como expansores;

A figura 9 é uma vista lateral de um bujão para usona máquina da figura 7;

A figura 10 é uma vista isométrica, parcialmente emcorte, mostrando bujões da figura 9 instalados;

A figura 11 ilustra uma modalidade de quatro rotoresinternos de uma máquina de transferência de energia; e

A figura 12 mostra um rotor interno e princípios deconstrução para uso como os rotores internos da figura 11.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Fazendo referência à figura 1, há mostrada umamáquina de transferência de energia 10 que tem um estatorexterno 12, tendo uma superfície voltada para dentro 14 eprojeções internas 16 dispostas em torno da superfícievoltada para dentro 14. Um transportador 18 é preso pararotação, em torno de um eixo A, pelo menos parcialmentedentro do estator externo 12. Um rotor interno 22 é presopara rotação em torno de um eixo B dentro dotransportador 18. O eixo A é paralelo ao eixo Β. O rotorinterno 22 tem uma superfície voltada para fora 24 eprojeções externas 26 dispostas em torno da superfícievoltada para fora 24. As projeções internas 16 seprojetam para dentro e as projeções externas 26 seprojetam para fora, para engrenarem umas com as outras edefinirem câmaras de volume variável 28 entre asprojeções internas 16 e as projeções externas 26, àmedida que o rotor interno 22 gira dentro dotransportador 18. As passagens de transferência defluido, não mostradas na figura 1, são proporcionadas empelo menos um dentre o estator externo 12 e otransportador 18 para permitir fluxo de fluido paradentro e para fora das câmaras de volume variável 28. Aspartes mostradas podem ser feitas de qualquer materialadequado, incluindo cerâmica.

No esquema da figura 1, as projeções externas 26 dorotor interno 2 2 são mostradas como um arranjo de pistões25 com pontos centrais 20, que estão localizados um raioX do eixo rotacional B do rotor interno 22. Os pistões 25são mostrados com seção transversal circular, mas podemter outras formas e, em particular, a seção transversalcircular representa uma seção através de um pistão quepode ter várias formas que se encaixariam em um cilindrocorrespondente, tal como esférica, cônica, truncadacônica ou cilíndrica. O comprimento do raio X é igual àdistância de deslocamento 27 do eixo rotacional B dorotor interno até o eixo rotacional A do transportador.

As projeções internas 16 do estator externo 12 formam umarranjo de cilindros 29, cada um com um eixo central, queestão todos no mesmo plano que os pontos centrais depistão esférico e que coincidem no eixo rotacional A dotransportador. Desse modo, nesta modalidade, o estatorexterno 12 tem duas vezes tantos cilindros 2 9 quanto orotor interno 22 tem pistões esféricos 25.

À medida que o transportador 18 gira, neste exemplo,os pistões esféricos 25 entram, intermitentemente, noscilindros 29, formados por projeções internas 16 ecomprimem o gás contido dentro dos cilindros 29. Este gáspode, então, ser expelido dos cilindros 29 por meio deuma válvula unidirecional (como para uma aplicação emcompressor ou bomba de vácuo, mostrada nas figuras 7 -10). Alternativamente, combustível pode ser injetado eentrar em combustão (como com uma aplicação em motordiesel) ou uma mistura de ar/ combustível pode seraspirada ou carregada na admissão, antes que os pistões25 vedem com os cilindros 29 formados por projeçõesinternas 16. Essa mistura pode entrar em combustão em ouquase em compressão máxima em uma modalidade de motor queé mostrada, por exemplo, nas figuras 2 - 6. A combustãopode ser iniciada por centelha ou algum outro tipo demétodo de ignição ou por explosão, se a temperatura docilindro 29 e dos pistões 25, junto com o calor decompressão, for alta o bastante.

Uma modalidade com pistões esféricos 25 e cilindroscilíndricos 2 9 formados por projeções internas 16 é umexemplo simples usado principalmente para explanação.Contudo, pode ter benefícios com relação à simplicidadede maquinaria para certas aplicações; por exemplo,aplicações com bomba de vácuo de pressão relativamentebaixa. Muitas outras geometrias podem ser usadas com essamáquina tendo um estator externo fixo 12 e umtransportador giratório 18, se as geometriasproporcionarem uma característica de deslocamentopositivo para toda ou parte da fase de compressão e/ ouexpansão de cada engrenamento pistão - cilindro.

Outras geometrias de deslocamento positivo podem serusadas com um transportador giratório 18 e estatorexterno fixo 12. Por exemplo, embora o número deprojeções Ns no estator possa ser um múltiplo inteiro donúmero de projeções Nr no rotor interno, isso não énecessário em algumas modalidades. Daí, por exemplo, emuma modalidade Ns = Nr + 1. Para a geometria de pistão-25, pistões cilíndricos ou de outras formas (tais comocone afunilado ou seção de cone parcial) podem ser usadosdesde que o eixo central do pistão, do cilindro ou daseção de cone seja perpendicular ou quase perpendicularao eixo rotacional B do rotor interno e do eixorotacional A do transportador. As formas do cilindro 2 9correspondem à forma dos pistões 25 para proporcionar umacâmara vedada, de deslocamento positivo, para toda ouparte da compressão e/ ou expansão. Por exemplo, umpistão 25 com seção transversal circular no plano dafigura 1 pode ter uma seção transversal quadrada,trapezoidal ou circular em um plano perpendicular a umraio do rotor interno passando através do pistão 25. Nocaso onde o pistão 25 é cilíndrico, cônico truncado ouesférico, respectivamente.

As projeções externas 26 e as projeções internas 16podem ser configuradas conforme mostrado para a geometriados pistões 25 e do cilindro 29 da figura 2 da publicação'221, em que cada projeção externa 26 tem uma perna 26A eum pé 26B, de modo que o pé 26B é mais largo do que aperna 26A na direção circunferencial. Essa estrutura émostrada nas figuras 2-8E. Cada pé 26B é arredondado paraaumentar a área de superfície da área de vedação,enquanto as projeções externas 2 6 se movem para dentro epara fora dos cilindros 29 formados pelas projeçõesinternas 16. Um dispositivo de alto deslocamento deacordo com a máquina mostrada na figura 1 é possível,que, comparado com o dispositivo mostrado na publicação221, evita problemas, tais como forças giroscópicas ecarga centrífuga de rotor externo associado com a grandemassa de giro do rotor externo na publicação '221. Umamáquina de transferência de energia 10, conforme mostradona figura 1, também pode ter capacidade de vedaçãoaumentada das câmaras vedadas 28 (pela eliminação docurso de vazamento do rotor - externo para - carcaça dodispositivo da publicação '221) e pode operar como ummotor de combustão interna com maior capacidade depotência devido à maior capacidade de pressão decompressão e/ ou combustão como oposto ao motor decombustão externa descrito na publicação '221.

Os pontos centrais 20 das projeções 26 definem umcírculo tendo raio X, que é o raio efetivo do rotorinterno 22. Os pontos 30, que correspondera aos pontos deposição externa máxima dos pontos 20, enquanto o rotorinterno 22 gira dentro do estator 12, definem um círculotendo raio R, que é o raio efetivo do círculo virtual emcujo interior gira o rotor interno 22. Em geral, R émaior do que X. Além disso, R/X = Ns/Nr. Quando R=2X,conforme mostrado na figura 1, o curso de um ponto 2 0enquanto o rotor interno 22 gira no estator 12 em relaçãoao estator 12 é uma linha reta, conforme discutido napublicação '221. Na modalidade quando R=2X, as projeções26 podem vedar contra as projeções 16 durante acompressão e a expansão. Quando R não é 2X, as projeções26 podem vedar com as projeções 16 durante a compressãoou a expansão, mas não ambas. Por exemplo, quando R:X é4:1, o curso de um ponto 2 0 segue um curso astróide. Essecurso pode ser adequado para uma modalidade, tal como emuma bomba, onde o uso de válvulas unidirecionais torna avedação na expansão ou na compressão desnecessária. Emgeral, os pontos 20 definem hipociclóides, que é o cursoseguido por um ponto em um círculo rolando dentro de umcírculo maior. Na prática, a configuração da projeção 26pode ter várias geometrias, dependendo da aplicação. Ospontos na periferia externa do rotor interno 22, que nãosão coincidentes com os pontos 2 0 terão cursosligeiramente diferentes de um hipociclóide. Os cursosdesses outros pontos, em parte, determinarão aconfiguração da superfície interna 14 do estator 12.

Material pode ser adicionado à periferia externa do rotorinterno 22, por exemplo, para fins de uso e, como umaconseqüência, uma quantidade equivalente de material podeprecisar ser removida da superfície interna 14 do estator 12.

Conforme indicado acima, os pontos 20 traçam umcírculo de raio X durante rotação em relação ao eixo B.

Em relação ao estator 12, os pontos 20 traçam linhasretas que passam através do eixo A. Os lados doscilindros 2 9 são linhas retas correspondentes que ficamao longo dos cursos traçados por bordas externas dospistões 25. Esses lados são paralelos ou quase paralelose deslocados da linha reta definida pelo curso dos pontoscentrais 20.

Em uma modalidade, uma máquina de transferência deenergia 10 de acordo com a figura 1 configurada como ummotor tem um único rotor interno 22 com metade de tantoquanto pistões 25 de rotor interno quanto o estatorexterno 12 tem cilindros 29. As figuras 2-6 mostram umamáquina de transferência de energia 10 disposta como ummotor de combustão interna, com passagens detransferência de fluido compreendendo um conduto deadmissão de combustível 32, um arranjo de condutos deadmissão de ar 34 e plenum de exaustão 36 notransportador 18. Furos 38, estendendo-se do aro externo39 do estator externo 12 até a superfície voltada paradentro 14, podem estar presentes de modo que elementos deignição podem ser colocados em cada cilindro 29 atravésdos furos 3 8 (figura 3) . Vários elementos de igniçãopodem ser usados, dependendo da aplicação, ou em umaconfiguração de diesel ou de explosão, os elementos deignição podem ser omitidos. Em uma modalidade, otransportador 18 tem um lado de admissão de ar 41,mostrado, por exemplo, na figura 6, e um lado de exaustão43, mostrado, por exemplo, na figura 5.

Na figura 2, o estator externo 12 é formado de duaspeças, uma carcaça fixa 12A que inclui as projeçõesinternas 16 e as paredes 4 0 de um lado dos cilindrosformados pelas projeções internas 16 e uma placa decobertura de carcaça 12B que forma as paredes 4 2 no ladooposto dos cilindros nas paredes 40. A carcaça fixa 12A émostrada separadamente, na figura 3. A placa de coberturade carcaça 12B inclui orifícios de exaustão 46. Uminvólucro de admissão de ar 44 é preso à carcaça fixa12A. Um invólucro de exaustão (não mostrado) também podeser usado. 0 transportador 18 é montado em um primeiroconjunto de mancais 4 8 preso dentro da carcaça fixa 12Bpor um anel de retenção 5 0 e um segundo conjunto demancais 52 preso dentro da carcaça fixa 12A por um anelde retenção 54. A lubrif icação e as vedações para osmancais 48, 52 também podem ser proporcionados. Tambémpreso à carcaça fixa 12A está um invólucro de admissão decombustível 56. Há várias maneiras de construir otransportador 18, o rotor 22 e o estator 12, usando umaou mais peças, tais como usando duas placas extremas,intercalando um anel central, para formar o estator. 0transportador 18 não precisa ser posicionado axial eprecisamente. O rotor interno 22 também pode flutuaraxialmente em seu eixo mecânico. As espessuras relativasdo rotor interno 22 e do estator 12 mantêm o rotorinterno em sua posição axial correta.

Presas em respectivos lados opostos do transportador18 estão placas extremas de transpbrtador 58A e 58B. Aplaca extrema de transportador 58A, mostrada em uma vistalateral completa na figura 4, inclui um eixo mecânico desaída 59. Parafusos (não mostrados) são colocados emfuros de parafusos 61 para prender as placas extremas detransportador 58A, 58B ao transportador 18. A placaextrema de transportador 58B inclui um conduto decombustível centrífugo 60 (figura 6) , que é umacontinuação do conduto de admissão de combustível 32(figura 2). Uma derivação 62 (figura 2) do conduto decombustível 60 pode ser dirigida para os mancais 63rolando no eixo mecânico 64, formando o eixo rotacional Bdo rotor interno 22 para resfriamento e lubrificação.Meios de alinhamento, tais como cavilhas, podem serusados para obter montagem de precisão e, por exemplo,permitir alinhamento dos eixos AeB.

Conforme mostrado na figura 5, o lado de exaustão 43do transportador 18 incorpora, pelo menos parcialmente oplenum de exaustão 36. Na figura 5, a direção de rotaçãoem operação normal da máquina de energia é com otransportador 18 girando no sentido contrário ao dosponteiros do relógio, conforme mostrado na figura. Umaversão em espelho do dispositivo mostrado pode ser usadapara rotação inversa. 0 plenum de exaustão 3 6 é, pelomenos parcialmente, limitado radialmente para dentro notransportador 18 por uma superfície de plenum 65 que, emuma primeira porção 66 do plenum de exaustão 36, temseção transversal em geral crescente na direção do luxode exaustão. Isto é, à medida que a exaustão escapa doscilindros, os plenums têm seção transversal crescente nadireção do fluxo de exaustão, que é oposta À direção derotação do transportador em operação normal. Desse modo,os gases de exaustão são vetoriados de radialmente paradentro para movimento circunferencial oposto à direção derotação do transportador. Uma segunda porção 65B doplenum de exaustão 36, em geral, tem seção transversalcrescente na direção do fluxo de exaustão. Em umamodalidade, a superfície de plenum 65 na primeira porçãodo plenum de exaustão 36 tem múltiplas seções 65A, 65B,65C, cada seção sendo escalonada da outra na direção derotação. Outros números de seções transversais sãopossíveis, tantas quantas possam se encaixar naestrutura.

No lado de admissão de ar, mostrado na figura 6, olado de admissão de ar do transportador 18 incorpora,pelo menos parcialmente, o conduto de admissão de ar 34.

Nesta figura, o transportador 18 tem uma direção derotação em operação normal, que é no sentido dosponteiros do relógio, na figura. 0 conduto de admissão dear 34 é, pelo menos parcialmente, limitado radialmentepara dentro no transportador 18 por uma superfície deadmissão de ar 70, que se inclina dentro do transportador18, de modo que o conduto de admissão de ar 34 tem seçãotransversal decrescente na direção do fluxo de ar. Dessemodo, ar é vetoriado radialmente para fora, oposto àdireção de rotação de transportador em relação aotransportador. 0 conduto de admissão de combustível 60 seestende de uma parte interna do transportador 18 noconduto de admissão de ar 34. Um intensificador de fluxo,tal como uma virola 72, por exemplo, a junção entre oconduto de admissão de ar 34 e o conduto de admissão decombustível 60 é proporcionado no transportador 18 parainduzir turbulência no combustível que está sendoalimentado nas câmaras de volume variável 28 e auxiliarno esboço da mistura ar - combustível do conduto 60 pelacriação de uma região de baixa pressão adjacente à virola72. O transportador 18 pode também se dotado de condutode limpeza de ar fresco 74, localizado na frente dotransportador 18 em relação ao conduto de admissão de ar34, na direção de rotação do transportador 18. 0 condutode limpeza de ar fresco 74 é pelo menos parcialmentelimitado radialmente para dentro no transportador 18 poruma superfície de limpeza 76, que se inclina dentro dotransportador 18. A finalidade da limpeza com ar fresco édeslocar ou parcialmente deslocar os gases de combustão.

Conforme mostrado na figura 5, em uma modalidade, asuperfície de admissão de ar 70 se inclina em um ângulomenor do que a superfície de limpeza 76.

O motor mostrado é análogo a um ciclo de motor dedois tempos, mas sem muitas das desvantagens de umsistema de pistão de dois cursos.

Um único rotor interno 22 permite ao motor usarmuito da rotação de transportador entre a extremidade dafase de expansão e o começo da fase de compressão paraesgotar a mistura de combustível/ ar queimada doscilindros e proporcionar uma carga de ar fresca paralimpeza do ar e / ou proporcionar a mistura de ar para oscilindros. Um rotor único também permite ao motor usarmuito da rotação do transportador entre a extremidade dafase de expansão e o começo da fase de combustão pararesfriar os componentes que são aquecidos pela fase decombustão. Um estator externo proporciona a vantagem deuma folga de vazamento muito menor devido à eliminação dafolga de vazamento entre o rotor externo de giro e acarcaça do dispositivo da publicação '221. AScaracterísticas de limpeza do ar podem ser usadas, porexemplo, para permitir emissões diminuídas de combustívelnão queimado.

Conforme mostrado na figura 5, por exemplo, asprojeções 2 6 do rotor interno 22 podem ter cada uma delasuma ponteira 26C e um talão 26DA ponteira 26C e o talão26D em algumas modalidades são radiados, conformemostrado na figura 5. O raio proporciona resistência aodesgaste aumentada da ponteira 26C e do talão 26D. Cadaponteira 25C e talão 26D pode ser considerado como sendorespectivas projeções adjacentes das projeções 26ilustradas na figura 1. Isto é, o pé 26B mostrado, porexemplo, na figura 4 é composto de duas versõescilíndricas das projeções 26 da figura 1, unidas econectadas com uma única perna 26A ao restante do rotorinterno 22. Desse modo, o raio de uma das ponteiras 26Cou talões 26D funciona de maneira semelhante ao raio deuma projeção 2 6 na figura 1. Os lados 16A, 16B dasprojeções 16 na figura 4 seguem as linhas retas traçadaspelas bordas externas da ponteira 26C e do talão 26D,respectivamente, essas linhas sendo deslocadas eparalelas ou quase paralelas aos cursos radiais dospontos centrais do talão 26D e da ponteira 26C. Os lados16A, 16B podem ser embandeirados, isto é, ligeiramenterecortados em sua extremidade interna para facilitar atransição dos pistões 26 para dentro e para fora doscilindros formados pelas projeções 16.

A relação de R:X para a modalidade das figuras 2-6é 2:1, o que significa que os pontos no pé do rotor 26B,ficando uma distância X do eixo do rotor interno, semovem em linhas retas em relação ao estatorl2. Os lados16A, 16B das projeções 16, assim, contatam as ponteiras26C e os talões 26D, visto que os centros dos arcos dasponteiras 28C e dos talões 26D seguem seus cursos retos,que se estendem radialmente através do eixo A dotransportador. A localização dos lados 16A, 16B dasprojeções 16 que contatam a ponteira 26C e o talão 26D éestabelecida pelo curso traçado pelas superfíciesexternas da ponteira 26C e do talão 26D visto que assuperfícies externas da ponteira 26C e do talão 26Dmantêm uma tolerância estreita ou vedação de contato comos lados 16A, 16B das projeções 16. Em uma configuraçãode múltiplos rotores internos, como usado, por exemplo,em uma bomba, onde a relação R:X é maior do que 2, oscursos traçados por pontos nos pés das projeções 26seguirão cursos hipociclóides ou quase hipociclóides, masserá, em qualquer caso, definida por matemática bemconhecida, descrevendo os cursos de pontos sobre ou nointerior de um círculo rolando no interior de outrocírculo. Esses cursos, modificados por conta de qualquerperda ou adição de material, por exemplo, para fins deuso, definem a forma dos lados 16A, 16B das projeções 16.

Uma descrição mais detalhadas do princípio/ ciclo deoperação de uma modalidade do motor é como segue. Ar éaspirado para o motor através do invólucro de admissão44, como um resultado da redução da pressão do ar causadapela admissão de ar 34 do transportador de giro 18. 0combustível pode ser adicionado a esse ar que entra devárias maneiras, tal como por um venturi ou por uminjetor de combustível em combinação com uma válvula deestrangulamento de ar, para controlar o volume de ar queentra e manter a proporção correta de da mistura de ar -combustível para ignição e combustão adequadas, se umacombustão por ignição de centelha for desejada. Ocombustível também pode ser aspirado através do condutode combustível centrífugo 60, o que permite que ar frescoseja aspirado primeiro, para limpar o ar de combustão viao novo conduto de limpeza de ar fresco 74 . Se a igniçãopor explosão for usada, então, a quantidade decombustível é controlada para produzir a saída de energiadesejada.

O ar e/ ou a mistura de ar/ combustível é, então,carregada centrifugamente nos cilindros estacionários 2 9definidos pelas projeções internas 16 do estator 12. Oplenum de exaustão 36, de preferência, se fecha, uma vezque todos os gases de combustão são expelidos (e,possivelmente algum do ar fresco), mas antes qualquer umda mistura de ar/ combustível não queimado pode serexpelido. O efeito de cunha do plenum de admissão de ar34 do transportador assegura que a pressão inicialdesejada dos cilindros estacionários 29 é alcançada antesda compressão. Isso pode ser abaixo, em ou acima dapressão atmosférica, dependendo das exigências doprojeto.

Para um motor à explosão, o volume de cilindrocomprimido é, de preferência, menor do que o volumedesejado necessário para combustão por explosão (isto é,a relação de compressão é maior do que necessário paraproduzir o calor requerido para ignição). A admissão dear 34 é, então, estrangulada ligeiramente para obter arelação de compressão desejada, a fim de conseguir aexplosão em compressão máxima ou quase. Um computadorpode ser usado para estrangular o ar que entra no motor afim de obter pressão de compressão ótima total (e,portanto, temperatura) em várias velocidades e condiçõesde operação. Dessa maneira, será possível controlar,ativamente, a quantidade de ar que entra no motor (pelaválvula de estrangulamento) e, portanto, a pressão decompressão final, assim, parâmetros ideais de operação dedetonação podem ser obtidos para uma ampla faixa develocidades e saída de força. Um motor como esseprovavelmente requererá uma ignição por centelha embaixas velocidades, tais como quando da partida e, então,mudará para explosão, quando a velocidade requerida (paravedação e compressão aerodinâmica) for alcançada. Umavela de incandescência também pode ser usada para iniciara explosão em certas condições.

Exatamente antes da compressão mecânica pelo rotorinterno 22 a fase começa, o transportador 18 veda ovolume do cilindro completamente. A compressão mecânica,então, começa quando as pontas dos pés 26B do rotorinterno entram nos cilindros 29. A ignição ocorre nacompressão máxima ou quase. Uma vedação de tolerânciaestreita existirá entre a superfície externa 24 dos pés26B do rotor interno e a superfície interna dotransportador 18. Desse modo, os pés de rotor 26 farãouma vedação de tolerância estreita com a superfície 23Ado transportador 18, mostrado na figura 5. A superfície23A é uma superfície retangular nesta modalidade, que seestende em torno da superfície interna do transportador18, exatamente no interior da ponta 21 da parte dotransportador que sustenta o rotor interno 22. Desempenhoaperfeiçoado é obtido com uma ponta aguda 21, bem comouma ponta aguda correspondente no outro lado da aberturaque recebe o rotor interno 22 no transportador 18. Umavedação de tolerância estreita também existirá entre asuperfície correspondente 23B no outro lado da aberturaque recebe o rotor interno 22 no transportador 18.

Também, uma vedação de tolerância estreita existirá entreas pontas das projeções 16 e as superfícies externas dotransportador 23C e 23D, as quais, na figura 5, sãomostradas com uma vedação de tolerância estreita, comprojeções 16S e 16T, respectivamente. Folga seráproporcionada entre outra 18 e o estator 12, a fim dereduzir o atrito e fácil montagem. Por outro lado, a faceplana do lado do rotor interno 22 e a face plana doestator 12 têm um encaixe de tolerância estreita, porexemplo, com menos do que 0,001 polegadas de folga,combinada em ambos os lados, portanto menos de 0,0005polegadas de folga em cada lado. Essas superfícies planaspodem ser obtidas, por exemplo, através deesmerilhamento.

O fluxo de ar será permitido em torno das projeções16, que se estendem nas cavidades entre os pés de rotor26B ou fluxo de ar será proporcionado entre cavidadesadjacentes em ambos os lados de um pé de rotor 2 6B.Se uma ignição por centelha for usada, então, umavela de ignição, com uma espécie de meio desincronização, pode ser usada. Um sistema mais simplesusará um único eletrodo ou condutor na superfície externade cada pé de rotor interno 26B, que entra em proximidadecom dois ou mais eletrodos na superfície externa doscilindros definidos pelas projeções internas 16. Em umamodalidade, eletricidade de alta tensão é fornecida paraum. dos eletrodos estacionários no cilindro, fazendo-osarquear para o eletrodo (ou condutor) de rotor interno e,então, para o outro eletrodo estacionário, que éesmerilhado. Um arranjo de eletrodos estacionários podeser usado, os quais são cabeados separadamente e dotadosde tensão produtora de centelha com alguns desseseletrodos cabeados separadamente entrando em proximidadede centelha mais depressa do que outros. Dessa maneira, épossível mudar a sincronização de ignição simplesmentedesviando a tensão de um conjunto para o seguinte. Essaignição por centelha também pode ser usada para aumentara pressão na câmara o bastante para iniciar a explosão e,assim, reduzir ou eliminar a possibilidade de pré-explosão. A tensão variável também pode ser usada paravariar a sincronização fazendo a centelha saltar o espaçoentre o estator e o rotor interno em varias posições dorotor. Outro meio de ignição usando uma fonte de energiaexterna, em lugar de calor resultante de energiacompressiva, pode ser usado, particularmente meios deignição que aumentem a velocidade de ignição, que sejamagora conhecidos ou venham a ser desenvolvidos depois.

Para facilitar a rápida ignição em altas velocidades domotor, uma serie de eletrodos ou outros dispositivos deignição poderiam ser arranjados circunferencialmente aolongo da superfície interna dos cilindros do estator eativados ao mesmo tempo ou em um padrão desejado, talcomo em seqüência. Os dispositivos de ignição em umamodalidade iniciam uma centelha da superfície do estatoratravés do gás comprimido para a superfície externa dorotor interno para um ou mais dos dispositivos deignição, assim, maximizando a área de superfície frontalda chama e a velocidade de combustão.

Quando a combustão ocorre e a expansão começa, aforça vetorial da pressão, empurrando contra a superfícievoltada para fora 24 dos pés de rotor interno 26B, fazcom que o transportador 18 gire através da forçatransferida para o eixo mecânico 64 do rotor interno emancais 63. Essa força de expansão acontece N vezes porrotação do transportador, onde N é o número de cilindrosdefinidos pelas projeções internas 16. N pode ser, porexemplo, 12, como na modalidade mostrada. A força deexpansão está constantemente se sobrepondo e, no exemplode 12 cilindros, dá ao motor um princípio de operação dealto torque de doze tempos. Mais ou menos pistões 25 ecilindros 29 também podem ser usados.

Quando a fase de expansão está completa, quaisquergases em pressão elevada são, de preferência, esgotadosgradualmente ou em estágios e vetoriados para longe darotação do transportador 18, apesar dos plenums deexpansão vetoriados 65A, 65B, 65C, para proporcionarenergia rotacional extra para o transportador 18. O plenode expansão de primeiro estágio 65A tem uma seçãotransversal muito pequena para fazer uso máximo da altapressão enquanto é vetoriado para longe da rotação dotransportador 18. Isso também terá o benefício de reduzira energia da onda sonora (que, usualmente, acompanhamotores de combustão interna, onde as válvulas ouorifícios se abrem muito mais subitamente) porque essapressão de escape é gradualmente liberada, em lugar detoda de uma vez. O segundo plenum de expansão vetoriado65B tem uma seção transversal mais larga para captura deenergia da pressão menor que ainda permanece após a quedade pressão de primeiro estágio e assegurar que a pressãoé reduzida significativamente, antes do último plenumvetoriado. O último plenum de expansão vetoriado 65C édestinado a capturar energia de pressão restante, seainda existir pressão no cilindro.

O gás despressurizado é vetoriado axialmente peloplenum de exaustão 65 em direção aos orifícios deexaustão 46 e substituído por ar fresco do conduto delimpeza de ar fresco 74 e o ciclo é repetido.

A lubrificação pode ser realizada pelo uso de umaditivo comum de lubrificação de combustível para doistempos. Para emissões menores, o uso de um combustíveltal como um diesel de alta lubricidade pode proporcionarlubrificação suficiente no lado de compressão, ainda quetodo o combustível possa ser queimado no lado deexpansão. Isso é devido ao fato de que os pistões da fasede compressão determinam a posição dos pistões de fase deexpansão menos lubrifiçados. Além disso, as paredes docilindro que são radialmente para dentro da câmara deexpansão, que são vedadas da temperatura e da chama decombustão, proporcionarão lubrificação para os pistões deavanço (radialmente para dentro) 25 contatarem.

O uso da combustão por explosão intencionalmente éum problema para motores de pistão porque a fase depressão mais alta, onde a explosão ocorrerá, tem um tempode permanência relativamente longo e, assim, a misturaar/ combustível explodida tem um tempo relativamentelongo onde a pressão e a temperatura aumentadas podemcausar danos aos pistões e aos cilindros. O motordivulgado, por outro lado, não tem esse mesmo perfilsenoidal de compressão/ expansão e, assim, os pistões 25passam apenas uma fração do tempo em compressão completa,onde a explosão poderia causar danos. Acredita-se que asvantagens da combustão por explosão incluem maiorpotência, menores emissões e maior eficiência.

Outra modalidade da máquina de transferência deenergia 10, mostrada na figura 1, é para uso como umcompressor ou bomba de vácuo. O dispositivo nestamodalidade pode ter menos do que a metade de tantos"pistões 25" no(s) rotor(es) interno(s) 22 quanto"cilindros 29" no estator externo 12. Um exemplo de umcompressor ou bomba é mostrado nas figuras 7 - 10. Ageometria do rotor interno 22 e do transportador 18 dabomba 80 das figuras 7 - 10 é a mesma que a das partescorrespondentes da bomba das figuras 15 e 17 napublicação '221. Ao contrário do dispositivo dapublicação '221, a bomba 80 das figuras 7 - 10 usa umestator externo fixo 12.

Um dispositivo de acordo com a figura 1 pode serusado como uma bomba de vácuo, se gás for aspirado para ovolume de carcaça central e expelido através de válvulasunidirecionais em cada cilindro, enquanto o rotor internoveda e comprime esse gás para uma pressão maior do que nolado externo das válvulas unidirecionais. A bomba podeser usada como uma bomba compressiva ou não compressiva.Em uma modalidade de bomba, o eixo mecânico de saída dotransportador se torna uma entrada de acionamento.

Mostrada na figura 7 está uma modalidade simples,mas efetiva, de uma bomba a vácuo 80. Como mencionado noexemplo do pistão esférico 25 da figura 1, cada cilindro29, definido por projeções internas 16 tem um tipo deválvula unidirecional, como, por exemplo, válvulas 82, oque permite que os pistões 25, definidos por projeçõesexternas 26, empurrem gases para fora dos cilindros 29,mas não permite que os gases circulem de volta. Asválvulas unidirecionais 82 podem ser válvulas bujãoafuniladas 84, conforme mostrado na figura 9 ou podem serválvulas de palheta ou uma banda única moldada,possivelmente com protuberâncias afuniladas ou de outraforma ou outras válvulas adequadas. Velas bujãoafuniladas de alguma espécie, quer velas bujãoindividuais ou múltiplas velas bujão, moldadas como umapeça em uma banda ou mola flexível, são preferíveis,porque elas permitem um volume de compressão final muitobaixo, através do enchimento do volume entre assuperfícies internas e externas do estator e, portanto,proporcionando alta pressão de vácuo e alta eficiência oualta pressão de compressão.

A modalidade das figuras 7 - 10 também pode serusada como um compressor, se um plenum de pressão elevadaadicional for proporcionado em torno do lado externo doscilindros 29, para conter o ar que é empurrado para alémdas válvulas (não mostradas nos projetos).

Uma característica importante do projeto desta bombade vácuo 80 (ou compressor) é um sistema de cortes oucanais de alívio 86, que permitem que ar encha a câmarade expansão vedada entre cada pé de rotor interno 2 6B e ocilindro 29, após cada fase de compressão (12/ revoluçãode transportador, nesses exemplos) estar completa. Furosde equilíbrio podem ser perfurados no transportador 18para equilibrar a distribuição de peso e/ ou reduzir opeso global da unidade.

O exemplo da figura 8 é mostrado com um único rotorinterno 22, mas múltiplos rotores internos 22 (ou outrasgeometrias ou números de pistão/ cilindro) também podemser usados.

Na figura 8A, a projeção interna está perto deentrar na câmara 17A definida por projeções externas 16X.

As projeções 16X incluem os elementos mostrados e omaterial que forma as paredes laterais da câmara 17A. 0transportador 18 pode vedar a câmara de cilindro 17Aantes que a compressão mecânica comece. Na figura 8B, acompressão mecânica começa na câmara 17A enquanto asbordas dianteiras e as bordas traseiras da projeção 26Cvedam contra as paredes do cilindro. Na figura 8C, quemostra a primeira parte do ciclo de compressão, todas astrês válvulas unidirecionais 82A, 82B e 82C estãodisponíveis para expelir gás pressurizado. Na figura 8D,a vedação entre a superfície externa 24 do rotor interno22 e a superfície interna 14 do estator 12 se moveatravés da câmara 17A na direção de movimento dotransportador 18. A vedação nesse caso pode ser, porexemplo, uma vedação de tolerância estreita ou de contatoou vedação de sobreposição, tal como uma vedação delabirinto. À medida que a vedação se move através dacâmara 17A, cada uma das válvulas permite que o gásescape. O volume final nesta posição pode serextremamente baixo. Tão pouco quanto 1/4 00° do volumeinicial foi predito por modelos de computador, o quepermite uma pressão de vácuo muito baixa ou uma altapressão de compressão. Na figura 8E, recortes 8 6 naparede do cilindro (e/ ou poderiam ser na parede depistão 25) permitem que o gás encha a câmara de expansão17A após a compressão estar completa. Uma pequenacavidade 88 no pé 26C permite que o volume de expansãotraseiro aumente com um aumento de vácuo reduzido. Umamodalidade com múltiplos rotores pode eliminar ou reduziras características do fluxo de ar, tais como recortes 86,88, devido a sua característica inerente de não vedaçãodurante a entrada ou a saída do pé em um cilindro. Asválvulas 82 também podem estar localizadas nas paredeslaterais das câmaras 17A.

Em uma configuração de expansor, dois dos quais sãomostrados nas figuras 8F e 8G, uma característica éproporcionara para fazer com as válvulas de entrada 87Bse abram. No exemplo da figura 8F, a característica é umaprotuberância 87 na superfície externa da projeção 26,enquanto no exemplo da figura 8, a característica é umaprotuberância 87C na válvula 87B. As válvulas 87B podem,de outro modo, ser projetadas como válvulas 84. Ascaracterísticas 87, 87C fazem com que as válvulas 87b seabram por empurrão mecânico, quando o rotor está emcompressão total ou quase.

A figura 9 mostra uma vela bujão afunilada 84. Aborda externa afunilada 90 posiciona a vela bujão em umfuro afunilado no estator externo 12. Cortes de alívio 92permitem que a pressão se equalize em todas assuperfícies até a face de vedação. No lado mais estreitoda vela bujão 84, o afunilamento é aliviado para impediro ar expelido em pressão mais alta de criar força devedação demais, como um resultado de área de superfícieaumentada. A vela bujão afunilada 84 pode ser uma parteseparada de um dispositivo usado para manter a vela bujãono lugar, tal como um meio elástico ou de mola e pode sermoldada como uma parte para esse dispositivo. Conformemostrado na figura 10, as velas bujão 84 são mostradasnos furos afunilados 94 no estator externo 12. Umaranhura 96 pode ser proporcionada no furo afunilado 94para recebimento de um anel-0 ou mola ou outrodispositivo retentor resiliente.

É possível eliminar, completamente o contato entrepistões 25 e cilindros 29 (e, desse modo, permitir o usode combustíveis ou gases não lubrificantes), se o/srotor/es interno/s 22 for(em) instalado(s) em um estatorfixo. A engrenagem do estator fixo é co-axial com o eixorotacional do transportador. Nesse caso, o rotor internoé fixado, de preferência, em um eixo mecânico que tem umaengrenagem a ele fixada no interior de uma câmara vedada,lubrif içada, que gira como uma parte integrada dotransportador. Uma ou, de preferência, duas engrenagensloucas entre a engrenagem de rotor/es interno/s transmiteforça para (ou da) engrenagem fixa. Na realidade, quandoa geometria do rotor interno a figura 2 é usada, há muitopouca força que deve ser transmitida através dasengrenagens, mas velocidades e pressões maiores podem serpossíveis com essa configuração com desgaste menor enecessidade reduzida de materiais exóticos para ospistões 25 e os cilindros.

O uso de diferentes raios nas pontas dianteira etraseira dos pés de rotor interno 26B proporcionavantagens. Raios diferentes têm o efeito de mudança daforça de rotação sobre o rotor interno 22, que é causadapela pressão dos gases de compressão e/ ou expansão.Diferentes raios de pontas dianteiros e traseiros podemser selecionados, testados e otimizados para minimizar aforça rotacional do rotor interno 22 em relação aoscilindros 29. Um raio maior em uma ponta, em geral,resultará em uma força maior (devido à pressão) longe daponta de raio maior (isto é, rotacionalmente na direçãoda ponta de raio menor) como um resultado de uma área desuperfície maior afetando a rotação do rotor internosobre o qual a pressão está atuando.

A figura 11 mostra, esquematicamente, uma modalidadede uma máquina de transferência de energia com um estator112 contendo um transportador interno 118 girando emtorno do eixo A. Quatro rotores internos idênticos 122giram em torno dos respectivos eixos B que são paralelosao eixo A. Uma modalidade com 2 ou mais rotores internos122 tem a vantagem de que pode ser mais prontamenteequilibrado com relação às cargas e forças inerciaisexercidas pela pressão de fluido nos cilindros. R nestecaso é igual a AB, a distância de A a B, mais 2X. Se arelação de R:X não for igual a 2, então, os pontos nosrotores internos 122 não seguirão linhas retas e ospistões dos rotores internos 122 podem vedar com oscilindros no estator 112 apenas durante uma dentre acompressão e a expansão, e não ambas. Por exemplo, se ABigual a 2X (isto é, cada rotor fica uma distância X doeixo central A) , então, R:X=3 e cada rotor interno 122girará três vezes, enquanto o transportador 118 gira umavez dentro do estator 112.

A figura 12 mostra uma modalidade de um rotorinterno 122 que pode ser usado na máquina detransferência de energia da figura 11. O rotor interno122 tem seis projeções 126 girando em torno do eixo B.Cada projeção 126 é formada de um pé 126B e uma perna126A. Cada pé 126B tem uma ponteira 126C e um talão 126D.

Cada talão 126D tem, uma superfície externa, que édefinida por um raio r em torno de um ponto 120. À medidaque o ponto 12 0 gira em torno do eixo B de rotor interno,ele traça um curso C na estrutura de rotor interno dereferência e um curso hipociclóide em relação ao estator112, a saber, o curso seguido por um ponto em um círculogirando no interior de um círculo grande. 0 círculogrande neste caso é um círculo virtual, parte do qual émostrada pelo arco D na figura 12. A equação exata para ocurso é uma matemática bem conhecida e depende da relaçãoR: X. Cada ponto na superfície externa do talão 126D,assim, traça um curso que é deslocado do curso do ponto120 por uma quantidade igual ao raio r. O curso assimtraçado pela superfície externa do talão 126D é a posiçãoda superfície 116A da projeção 116 adjacente ao talão126S. Dessa maneira, o talão 126D pode manter contato ouproximidade de vedação com a projeção adjacente 116enquanto entra em um cilindro 119 formado entre duasprojeções consecutivas 116. O curso traçado por pontos notalão 126D que contatam a superfície 116A é mostrado comolinha F. Material adicional pode ser acrescentado à basedo pé 126B para encher o cilindro 119, quando a projeção126 está em sua posição mais profunda no cilindro 119.

Para a ponteira 126C, considerações ligeiramentediferentes se aplicam. Um ponto 123 na ponteira 126 ficafora do círculo C. Esse ponto 123 segue um cursohipociclóide ligeiramente modificado. Esse curso édefinido pelo curso de um ponto fora de um círculo quegira em um círculo maior. O curso tem a forma mostradapara a superfície 116B de cada projeção 116 e mais umavez é definido por matemática conhecida. A localização dasuperfície 116B é deslocada perpendicularmente do cursorealmente traçado pelo ponto 123 por uma quantidade igualao raio da ponteira 126C, raio que é centrado no ponto123. Em uma modalidade, o raio do talão 126D não é igualao raio da ponteira 126C. 0 curso de um ponto 126E naextremidade da ponteira 126C é mostrado pela superfície116B e pelo curso Η. O curso H mostra o curso do ponto126C à medida que ele sai do cilindro 119. A alturamáxima da projeção 116 é, assim, determinada pelanecessidade de a ponteira 126C limpar a projeção 116.

Dessa maneira, a ponteira 126C pode manter contato ouproximidade de vedação com a parede de cilindro 116Bdurante um curso de compressão, enquanto o pé 126B entrano cilindro 119, mas perde contato ou proximidade devedação com a parede de cilindro 116B à medida que o pé126B sai do cilindro 119.

Desse modo, no rotor interno 122, com R não igual a2X, o pé 126B mantém contato ou proximidade de vedaçãocom as paredes de cilindro 116A e 116B, enquanto entra nocilindro 119 e perde contato com as paredes do cilindro116A e 116B à medida que sai do cilindro 119. Por essarazão, recortes 86, 88, conforme mostrado na figura 8E,não são requeridos, se R não for igual a 2X. A modalidadedas figuras 11 e 12 é útil para uma bomba, bomba de vácuoou compressor usado com válvulas unidirecionais,ilustradas em relação às figuras 7-10.

Em uma modalidade, diversas máquinas detransferência de energia, como descrito, podem ter suassaídas acopladas juntas para potência aumentada. Nasreivindicações, a palavra "compreendendo" é usada em seusentido inclusive e não exclui outros elementos estarempresentes. O artigo indefinido "a" diante de umacaracterística de reivindicação não exclui mais de umadas características presentes. As várias característicasda máquina de transferência de energia mostrada e suasvárias modalidades descritas neste pedido de patenteprovisório podem operar com ou sem muitas dessascaracterísticas. A descrição acima é destinada apenas adescrever modalidades exemplificativas. Outras variaçõesda máquina de transferência de energia são possíveis esão destinadas a serem cobertas pelas reivindicações queseguem.

Claims (30)

1. Máquina de transferência de energia,caracterizada pelo fato de compreender:um estator externo tendo projeções internas;um transportador preso para rotação pelo menosparcialmente dentro do estator externo;pelo menos um rotor interno preso para rotação emtorno de um eixo dentro do transportador, o rotor internotendo projeções externas;as projeções internas projetando-se para dentro e asprojeções externas se projetando para fora, para engrenarumas com as outras e definir câmaras de volume variávelentre as projeções internas e as projeções externas,enquanto o rotor interno gira dentro do transportador; epassagens de transferência de fluido pelo menos emum dentre estator externo e o transportador para permitiro fluxo de fluido para dentro e para fora das câmaras devolume variável.

2. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de serdisposta como um motor de combustão interna.

3. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 2, caracterizada pelo fato daspassagens de transferência de fluido compreenderem umconduto de admissão de combustível e plenum de exaustãono transportador.

4. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de aindacompreender um conduto de admissão de ar notransportador.

5. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de aindacompreender elementos de ignição dispostos em torno doestator externo.

6. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 4, caracterizada pelo fato dotransportador ter um lado de admissão de ar e um lado deexaustão.

7. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de:o transportador ter uma direção de rotação emoperação normal; eo conduto de admissão de ar ter seção transversaldecrescente na direção de fluxo de ar.

8. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 4, caracterizada pelo fato do condutode admissão de combustível se estender de uma parteinterna do transportador no conduto de admissão de ar.

9. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 8, caracterizada pelo fato dootimizador de fluxo ser proporcionado no transportadorpara acentuar o fluxo de combustível que está sendoalimentado nas câmaras de volume variável.

10. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 9, caracterizada pelo fato dootimizador de fluxo gerar uma região de baixa pressão degás.

11. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 10, caracterizada pelo fato dootimizador de fluxo estar localizado em uma junção entreo conduto de admissão de ar e o conduto de admissão decombustível.

12. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 4, caracterizada pelo fato dotransportador ter uma direção de rotação em operaçãonormal e a máquina de transferência de energia aindacompreender um conduto de limpeza de ar fresco,localizado na frente do transportador em relação aoconduto de admissão de ar na direção de rotação dotransportador.

13. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 3, caracterizada pelo fato do lado deexaustão do transportador, pelo menos parcialmente,incorporar o plenum de exaustão.

14. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de:o transportador ter uma direção de rotação emoperação normal; euma primeira porção do plenum de exaustão ter umaseção transversal crescente na direção do fluxo deexaustão.

15. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de umasegunda porção do plenum de exaustão ter uma seçãotransversal crescente na direção do fluxo de exaustão.

16. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 14, caracterizada pelo fato dasuperfície de plenum na primeira porção do plenum deexaustão ter múltiplas seções, cada seção sendoescalonada uma da outra seção na direção e rotação.

17. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de cadaprojeção externa ser dotada de uma perna e terminar em umpé conectado à perna.

18. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de serdisposta como uma bomba, com as passagens detransferência de fluido compreendendo válvulasunidirecionais no estator externo.

19. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de asválvulas unidirecionais compreenderem válvulas bujãoafuniladas.

20. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de cadacâmara de volume variável ser dotada de múltiplasválvulas unidirecionais.

21. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do rotorinterno ter um raio X efetivo e girar dentro de umcirculo virtual tendo raio R efetivo, onde R = 2X.

22. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do rotorinterno ter um raio X efetivo e girar dentro de umcírculo virtual tendo raio R efetivo, onde R não é iguala 2X.

23. Máquina de transferência de energia, de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato dasprojeções se engrenarem para causar uma compressãosuficiente para explosão.

24. Método de operação de uma máquina detransferência de energia caracterizado pelo fato decompreender as etapas de:fazer um rotor interno girar dentro de umtransportador giratório, onde o transportador gira emrelação a um estator externo, com projeções no rotorinterno engrenando com projeções no estator para criarcâmaras de volume variável à medida que o rotor internogira dentro do transportador;em que o rotor interno é levado a girar pelaexpansão de gases dentro das câmaras de volume variávelou pela rotação do transportador.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato da máquina de transferência deenergia ser operada como um motor.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato da admissão de ar na máquina detransferência de energia ser controlada porestrangulamento.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapasde:fazer o combustível inflamar dentro das câmaras devolume variável pelo fornecimento de uma seqüência defase de ignição.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de, em uma fase de igniçãoassociada com velocidades inferiores, a ignição serativada por uma fonte de energia externa e em velocidadesmais altas a ignição ocorrer sem uma fonte de energiaexterna.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de, em velocidades mais altas, aignição ocorrer como através de explosão.

30. Método de operação de máquinas de transferênciade energia da reivindicação 1 caracterizado pelo fato deser projetado pelo acoplamento de suas saídas juntas.