RU2425981C1

RU2425981C1 - Rotary-arc engine

Info

Publication number: RU2425981C1
Application number: RU2010106710/06A
Authority: RU
Inventors: Абрам Носонович Флаксман (RU); Абрам Носонович Флаксман
Original assignee: Абрам Носонович Флаксман
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2011-08-10

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: proposed engine comprises working medium generator, proportioner, unit of working chambers and units of gear wheels. Unit of working chambers comprises one or more complexes of working chambers. Each said complex comprises housing, face plates, separator with shaft and vanes working shafts. Inlet is made in one face plate while outlet is made in another face plate. Gear wheel unit housing accommodates sync spur gears, commutator shaft and spur gears to transmit torque to said shaft. ^ EFFECT: decreased weight and overall dimensions. ^ 5 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторным двигателям, работающим на горящих газах или на водяном паре, а также на смеси рабочих тел.The invention relates to engine building, namely to rotary engines operating on burning gases or water vapor, as well as on a mixture of working bodies.

Известен турбинно-дуговой двигатель по патенту RU 2184861 C1, опубл. 10.07.02 г., бюл. №19, отличающийся тем, что рабочее тело поступает из камеры сгорания в рабочую камеру через дозирующее устройство, расположенное между камерой сгорания и рабочей камерой, и настроено дозирующее устройство так, чтобы давление рабочего тела, вращающего рабочий вал, к началу выхлопа уравнялось с атмосферным. Дозирование подаваемой в рабочую камеру порции газа осуществляется с той целью, чтобы в процессе расширения газа в ограниченном пространстве рабочей камеры производился максимально возможный отбор энергии из содержащегося в порции газа энергетического заряда, чем и достигается повышение кпд двигателя и снижение количества экологически вредных выбросов, производимых двигателем на единицу мощности.Known turbine-arc engine according to patent RU 2184861 C1, publ. 07/10/02, bull. No. 19, characterized in that the working fluid enters from the combustion chamber into the working chamber through a metering device located between the combustion chamber and the working chamber, and the metering device is configured so that the pressure of the working fluid rotating the working shaft equals atmospheric pressure at the beginning of the exhaust. Dosing of a portion of gas supplied to the working chamber is carried out with the aim of maximizing energy extraction from the energy charge contained in the portion of gas during gas expansion in a limited space of the working chamber, thereby increasing the efficiency of the engine and reducing the amount of environmentally harmful emissions produced by the engine per unit of power.

Недостатком турбинно-дугового двигателя является то, что сепаратор сочетается только с одним рабочим валом и, следовательно, не осуществляются потенциальные возможности по массогабаритным показателям двигателя.The disadvantage of a turbine-arc engine is that the separator is combined with only one working shaft and, therefore, the potential opportunities for the overall dimensions of the engine are not realized.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание более компактной конструкции двигателя и улучшение его массогабаритных показателей.The problem to which the invention is directed, is to create a more compact design of the engine and improve its overall dimensions.

Массогабаритные показатели улучшаются за счет того, что в отличие от аналога, где один сепаратор сочетается только с одним рабочим валом, в заявляемом изобретении с одним сепаратором сочетаются два или более рабочих вала с закрепленными на них лопастями, помещенными в один корпус, закрытый торцовыми плитами, и эти элементы образуют комплекс соответственно из двух или более рабочих камер дугообразной формы. Объем и масса такого комплекса будет при прочих равных условиях непременно меньше, чем если бы каждый рабочий вал сочетался только со своим отдельным сепаратором.The overall dimensions are improved due to the fact that, unlike the analogue, where one separator is combined with only one working shaft, in the claimed invention two or more working shafts are combined with one separator with blades mounted on them, placed in one housing, closed by end plates, and these elements form a complex, respectively, of two or more working chambers of an arched shape. All other things being equal, the volume and mass of such a complex will certainly be less than if each working shaft were combined only with its own separate separator.

Заявляемое изобретение направлено также на получение возможности варьировать габаритными размерами двигателя и величиной производимой им мощности не только путем изменения параметров рабочего тела или изменения размеров элементов рабочих камер, но и путем изменения компоновки блока рабочих камер.The invention is also aimed at obtaining the ability to vary the overall dimensions of the engine and the amount of power it produces, not only by changing the parameters of the working fluid or by changing the dimensions of the elements of the working chambers, but also by changing the layout of the block of working chambers.

Так как блок рабочих камер может содержать не только один комплекс, но и батарею из нескольких одинаковых комплексов, то меняя число комплексов в блоке можно кратчайшим путем решать вопросы изменения мощности и варьировать габаритными размерами двигателя. Варьировать габаритными размерами двигателя бывает необходимо для его рационального размещения при монтаже на транспортных машинах.Since the block of working chambers can contain not only one complex, but also a battery of several identical complexes, changing the number of complexes in the block can solve the issues of changing power in the shortest way and vary the overall dimensions of the engine. Varying the overall dimensions of the engine is sometimes necessary for its rational placement during installation on transport vehicles.

На фиг.1 изображена блок-схема двигателя, которая состоит из следующих элементов.Figure 1 shows a block diagram of an engine, which consists of the following elements.

1. Генератор рабочего тела 1. В качестве генератора рабочего тела может применяться камера сгорания или парогенератор.1. Generator of the working fluid 1. As a generator of the working fluid, a combustion chamber or a steam generator may be used.

2. Дозирующее устройство 2.2. Dosing device 2.

3. Блок рабочих камер 3. В корпусе блока рабочих камер может размешаться один или несколько комплексов рабочих камер.3. The block of working chambers 3. In the case of the block of working chambers one or several sets of working chambers can be placed.

4. Блок зубчатых колес 4. В корпусе блока зубчатых колес размещаются зубчатые колеса и коллекторный вал.4. The block of gears 4. In the housing of the block of gears are placed the gears and the collector shaft.

На фиг.2 изображен в разрезе вдоль осей рабочих валов вариант блока рабочих камер, содержащий один комплекс из двух рабочих камер 22 и 23.Figure 2 shows a section along the axes of the working shafts of a variant of the block of working chambers containing one complex of two working chambers 22 and 23.

На фиг.3 изображен тот же блок, что и на фиг.2, но в сечении, перпендикулярном осям рабочих валов.Figure 3 shows the same block as in figure 2, but in a section perpendicular to the axes of the working shafts.

Комплекс, содержащийся в блоке, образован следующими элементами: корпусом 11, торцовыми плитами 12 и 13, сепаратором 14, валом сепаратора 15 и рабочими валами 16 и 17 с лопастями 18 и 19. В торцовой плите 12 имеется впускное отверстие 20. В торцовой плите 13 имеется выпускное отверстие 21.The complex contained in the block is formed by the following elements: the housing 11, the end plates 12 and 13, the separator 14, the separator shaft 15 and the working shafts 16 and 17 with the blades 18 and 19. In the end plate 12 there is an inlet 20. In the end plate 13 there is an outlet 21.

На валах 15, 16 и 17, которые имеют продолжение в блоке зубчатых колес (фиг.5), закреплены синхронизирующие зубчатые колеса 51, 52 и 53.On the shafts 15, 16 and 17, which have a continuation in the block of gears (figure 5), synchronizing gears 51, 52 and 53 are fixed.

На фиг.4 в сечении, перпендикулярном осям рабочих валов, изображен блок рабочих камер, содержащий в корпусе 40 три двухкамерных комплекса 41, 42 и 43.In Fig. 4, a section perpendicular to the axes of the working shafts shows a block of working chambers containing three two-chamber complexes 41, 42 and 43 in the housing 40.

На фиг.5 в вертикальном сечении вдоль осей валов сепараторов изображен блок зубчатых передач. В корпусе 50 блока зубчатых колес на валах 15, 16 и 17 размещаются синхронизирующие цилиндрические колеса 51, 52, 53, а на валу 15 также и коническое колесо 54. На коллекторном валу 55 закреплены конические зубчатые колеса 56, 57 и 58.Figure 5 in a vertical section along the axes of the shafts of the separators shows a block of gears. In the housing 50 of the block of gears on the shafts 15, 16 and 17 are placed synchronizing spur gears 51, 52, 53, and on the shaft 15 also a bevel gear 54. Bevel gears 56, 57 and 58 are fixed to the collector shaft 55.

Производство двигателя возможно на большинстве машиностроительных заводов страны.Engine production is possible at most engineering plants in the country.

Двигатель, изображенный на фиг.1, скомпонован на блочной основе с возможностью быстрого отсоединения блоков для удобства ремонта и проведения регламентных работ.The engine shown in figure 1, is arranged on a block basis with the ability to quickly disconnect blocks for ease of repair and routine maintenance.

Работает двигатель следующим образом. От генератора рабочего тела 1 через дозирующее устройство 2 и впускное отверстие 20 в верхней торцевой плите 12 порция рабочего тела поступает в рабочие камеры 22 и 23, давит на лопасти 18 и 19. Лопасти, вследствие давления рабочего тела, перемещаются и, будучи жестко связанными с рабочими валами 16 и 17, вращают их. Далее крутящий момент через синхронизирующие зубчатые колеса 52 и 53 передается на синхронизирующее зубчатое колесо 51 и, таким образом, на вал сепаратора 15. Затем на коническое зубчатое колесо 54 и далее по предназначению на ходовую часть транспортной машины или на электрогенератор и т.п.The engine operates as follows. From the generator of the working fluid 1 through the metering device 2 and the inlet 20 in the upper end plate 12, a portion of the working fluid enters the working chambers 22 and 23, presses on the blades 18 and 19. The blades move due to the pressure of the working fluid and being rigidly connected with working shafts 16 and 17, rotate them. Further, the torque is transmitted through the synchronizing gears 52 and 53 to the synchronizing gear 51 and, thus, to the separator shaft 15. Then to the bevel gear 54 and further to the chassis of the transport machine or to the electric generator, etc.

Одновременно с валом сепаратора 15 вращается закрепленный на нем сепаратор 14. В процессе вращения лопасть совмещается с имеющейся на сепараторе впадиной 24 и пропускается, таким образом, в исходное положение для совершения очередного цикла. Удаление отработанных газов осуществляется через выпускное отверстие 21 в нижней торцовой плите 13.Simultaneously with the shaft of the separator 15, the separator 14 mounted on it rotates. During rotation, the blade is aligned with the cavity 24 on the separator and is thus passed to its original position for the next cycle. The exhaust gas is removed through the outlet 21 in the lower end plate 13.

Если блок рабочих камер содержит несколько комплексов рабочих камер, как на фиг.4, то вращение через валы сепараторов будет передаваться в блок зубчатых шестерен и в нем через конические пары зубчатых колес на коллекторный вал 55 и далее от него - по предназначению.If the block of working chambers contains several sets of working chambers, as in Fig. 4, then rotation through the shafts of the separators will be transmitted to the block of gear gears and in it through bevel pairs of gear wheels to the collector shaft 55 and further from it according to its intended purpose.

Claims

A rotary-arc engine containing a working fluid generator, a metering device, a working chamber unit and a gear block, while the working chamber unit contains one or more complexes of two or more working chambers, each complex comprising a housing, end plates, a separator with a shaft and working shafts with blades, an inlet is made in one end plate, and an outlet is made in the other; synchronized spur gears, a collector shaft, and bevel gears transmitting torque to the collector shaft are placed in the gear block housing.