Роторный двигатель с внешним подводом теплоты

 

Изобретение позволяет обеспечить возможность повышения экономичности двигателя путем изменения относительного положения полостей расширения и сжатия на различных режимах его работы. Для этого двигатель снабжен вращающейся обоймой 22 и регулировочным винтом 23, причем полости сжатия 18 размещены между вторым ротором 2 и обоймой 22, а регулировочный винт 23 установлен в статоре 4 и связан своей резьбой с обоймой 22, образуя с ней винтовую пару. Трубки 7 нагревателя и трубки 15 охладителя размещены соответственно на торцовых 6 и 17 поверхностях первого и второго роторов и выполнены в виде радиальных каналов центробежных колес, одно из которых подключено к камере сгорания 5, а другое - к радиатору 21 системы охлаждения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

7 4 А1 (19) (И) (51)5 F 02 С 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

21 22 2J В

Рие.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4392 120/25-06 (22) 15.03.88 (46) 23.01.90. Вюл. Р 3 (75) В.В.Иясников и А.П.Власенко (53) 641.3(088.8) (56) Заявка Японии Р 58-57627, кл. F 02 С 1/043, опублик. 1983. (54) РОТОРВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ

ПОДВОДОИ ТЕПЛОТЫ (57) Изобретение позволяет обеспечить воэможность повышения экономичности двигателя путем изменения относительного положения полостей расширения и сжатия на различных режимах

его работы. Для этого двигатель снаб2 жен вращающейся обоймой 22 и регулировочным винтом 23, причем полости 18 сжатия размещены между вторым ротором 2 и обоймой 22, а регулировочный винт 23 установлен в статоре 4 и связан своей резьбой с обоймой 22, образуя с ней винтовую пару. Трубки 7 нагревателя и трубки 15 охладителя размещены соответственно на торцовых

6 и 17 поверхностях первого и второго роторов и выполнены в виде радиальных каналов центробежных колес, одно из которых подключено к камере сгорания 5, а другое — к радиатору 21 системы охлаждения. 2 ил.

1537864

Изобретение относится к машиностроению, я именно к двигателестроению, и может быть использовано для привода транспортных средств как хо5 лодильняя машина или как тепловой насос, Цель изобретения — повышение экономичности двигателя путем обеспечения относительного положения полостей 10 сжатия и расширения.

Ня фиг. 1 приведена компоновочная схема роторного двигателя с внешним подводом теплоты; на фиг. 2 — схема, поясняющая принцип регулирования мощ- 1

15 ности двигателя.

Двигатель содержит первый горячий пластинчятый ротор 1, второй холодный пластинчатый ротор 2, связанные единым валом 3, статор 4, камеру 5 сгорания, в которой вращается торцовая поверхность 6 горячего ротора с трубками 7 нагревателя рабочего тела, выполненными в виде центробежного колеса с радиальными каналами,

40 винтовой пары, образованной внешним зацеплением обоймы 22 с регулировочным винтом 23, у1глотнения 24 и 25, расположенные н» внешних сторонах горячего и холодного роторов, и керами45 ческую обойму 26 регенераторов, жестко связанную с вялом 3 и размешенную в замкнутой картерной полости 27, Роторный двиг»тель работает следующим образом. 50

При запуске хо11одного двигателя включается нягне.г»тель 11, подающий воздух в окочофорсуночное пространство. К форсунке 8 подводится жидкое

HJIH гязообрязнс е TolIJIHI3o которое воспламеняется г 11о1ояью .1юбого из известных ",«п.1111,:и1х . гl ройств. Продукты сгopdHHH TollJIHB» обтекают трубки 7 нагрева рабочего тела и проходят вдоль пов рхпости подогревателя 9 воздуха, входящего в камеру сгорания ° Рабочее тело в полостях 12 нагревается, при этом его дав 1ение возрастает. Если обойма 22 повернута так, что в тех частях, где при вращении ротора 1 происходит расширение полостей 12, а изменение объемов полостей 18 происходит с некоторым запаздыванием относительно изменения полостей 12, то давление рабочего тела в диапазоне углов расширения полостей 12 будет больше давления в диапазоне углов сжатия рабочего тела. Образующийся момент вызывает вращение выходного вала 3. Однако и при вращении вяла и соответственно холодного и горячего роторов 1 и 2 существует неравновесное распределение рабочего тела по полостям 12 и 18 и выходной вал двигателя вращается со скоростью, определяемой его нагрузкой и интенсивностью подвода и отвода теплоты.

На фиг. 2 пунктиром показано положение статорной поверхности холодного ротора. Фактический угол поворота обоймы 22 равен углу о(, однако с учетом того, что за один оборот выходного вала 3 происходит двукратное расширение и сжатие рабочего тела в полостях, фактически фазовый сдвиг изменения горячих и холодных объемов составляет угол 2А. Если 2о1=90, то до:тигается максимальная положительная мощность двигателя.

Плавное регулирование мощности двигателя позволяет оптимизировать (l р жим его работы в соотве1ствии с ельефом трассы или при движении в городе с частыми торможениями и разгонами и, как следствие, повысить экономичность двигя«еля. Поскольку горячий и холодный роторы 1 и 2 вме с те с в1.1дв ижн11ми пластинами являются совершен11о симметричными относительно оси 11ряшения, двигатель полностью уряfIHoв-шс н. Балансировка двигателя не н;1ру111«ется при е ro ре гулиров анин.

При раскруTKp лвиг;1те.ll« торцовые поверхности роторов, вх дя1чие н камеру сгорания и холод1в1ьIIIIII с бразуют це11тробежные нясогк1 и вс11омогательные стартовые «гр l,1 11,l могvT

Пластины 13 горячего и холодного роторов выполнены сдвоенными, что позволяет улучшить уплотнение полостей а также позволяет осуществить разгрузку статорной поверхности от давления пластин, обусловленного статическим давлением рабочего тела, действующим на тыльную торцовую поверхность пластин.

Внутренняя картерная полость 27 двигателя, где вращаются регенераторы 14, заполнена рабочим телом под средним давлением, что позволяет исключить уплотнения с внутренних торцовых поверхностей роторов.

20

Для ме хан иче ской фик сации ре генераторов используется керамическая обойма 2б, жестко связанная с валом 3.

Керамика сравнительно плохо проводит тепло, чем исключаются тепловьн потери за счет теплообмена между соседними регенераторами. Уменьшение потерь за счет теплообмена между горячим и холодным роторами достигается за счет введения теплового сопротивления на учасчvp вала, соединяющем горячий и хо: олный роторы.

5 15378 быть отключены, а насос 20 может работать как привод электрогенератора.

Внутреннее статическое давление рабочего тела через упорные подшип5 ники воспринимается валом 3.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Роторный двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий статор, первый пластинчатый ротор, образующий с корпусом статора полости расширения, второй пластинчатый ротор, образующий с корпусом статора полости сжатия, ось, жестко связывающую роторы, нагреватели, снабженные камерой сгорания и подключенные каждый к одной иэ полостей расширения, врашающиеся охладители, подключенные каждый к одной иэ полостей сжатия и

cne HHeHHble с насосом циркуляции охлаждающей жидкости и радиатором, и регенераторы, выполненные во вращающемся блоке в количестве, соответствующем числу полостей сжатия, и подключенные каждый одним концом к нагревателю, а другим — к охладителю, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности путем регулирования относительного положения полостей сжатия и расширения, двигатель снабжен вращающейся обоймой и регулировочным винтом, причем полости сжатия размещены между вторым ротором и обоймой, а регулировочный винт установлен в статоре и связан своей резьбой с обоймой, образуя с ней винтовую пару, нагреватели и охладители размещены на торцовых поверхностях первого и второго роторов и выполнены в виде центробежных колес с радиальными каналами.

1537864

Составитель И.Дикопов

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор Е.Папи

Заказ 154 Тираж 432 Подписное

В КИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-и лательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101