Двухроторный двигатель

 

Изобретение относится к лопаточным двигателям и может использоваться на транспорте. Двигатель содержит рабочий ротор, на котором крепится рабочая лопатка, и изолирующий ротор, отделяющий камеру сгорания от выхлопного отверстия, имеющий впадину, в которую входит лопатка при вращении, объединенные в одном корпусе. Изолирующий ротор приводится во вращение посредством входящих в зубчатое зацепление синхронизирующих шестерен, устанавливаемых на валах роторов вне корпуса. Уменьшение работы сжатия воздуха, поступающего в камеру сгорания, осуществляется путем создания разрежения между лопаткой и изолирующим ротором при выходе рабочей лопатки из впадины изолирующего ротора. Рабочая лопатка располагается в камере сгорания. Изобретение позволяет повысить эффективность работы двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к лопастным двигателям и может использоваться на транспорте.

Известен газотурбинный двигатель непрерывного действия, содержащий компрессор, камеру сгорания и газовую турбину, в котором горение топлива происходит при постоянном давлении.

(Паровые и газовые турбоустановки, Москва, 1988, с. 297).

Недостаток газотурбинного двигателя с непрерывным горением состоит в расходе большей части работы на сжатие воздуха в компрессоре.

Известен роторный двигатель, содержащий корпус, вал, рабочий и изолирующий роторы, расположенные внутри корпуса кольцевую камеру сгорания, впускной патрубок с клапаном и выхлопной патрубок, прикрепленные к корпусу, рабочую лопатку, закрепленную на рабочем роторе и плотно перекрывающую сечение камеры сгорания, причем изолирующий ротор имеет впадину и отделяет камеру сгорания от выхлопного отверстия, причем роторы вращаются в противоположных направлениях (см.кн: Е.М.Акатов, В.С.Бологов, В.К.Горбатый, Г.Л.Ячевский "Судовые роторные двигатели, изд-во "Судостроение", Ленинград, 1967, стр. 32, 34, 35, рис. 7(а).

Недостатком указанного двигателя является неэкономичная работа.

Изобретение направлено на повышение эффективности лопастного двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что двухроторный двигатель содержит корпус, вал, рабочий и изолирующий роторы, расположенные внутри корпуса кольцевую камеру сгорания, впускной патрубок с клапаном и выхлопной патрубок, прикрепленные к корпусу, рабочую лопатку, закрепленную на рабочем роторе и плотно перекрывающую сечение камеры сгорания, причем изолирующий ротор имеет впадину и отделяет камеру сгорания от выхлопного отверстия, причем роторы вращаются в противоположных направлениях, двигатель снабжен окнами во впадине изолирующего ротора клапанами, изготовленными в полости изолирующего ротора, турбиной, вращаемой выхлопными газами, компрессором, приводимым в действие турбиной, вторыми рабочей лопаткой и впадиной, форкамерой, расположенной внутри изолирующего ротора, имеющего диаметр, равный 1/2 диаметра окружности, ограничивающей вершины лопаток, причем роторы барабанного типа вращаются с помощью синхронизирующих шестеренок, расположенных снаружи корпуса.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Двухроторный двигатель содержит корпус 1, внутри которого располагаются два ротора барабанного типа: рабочий ротор 2, на котором крепится рабочая лопатка 3, плотно перекрывающая сечение камеры сгорания и изолирующий ротор 4, отделяющий камеру сгорания от выхлопного отверстия, имеющий впадину 5, в которую входит рабочая лопатка 3 при вращении. Замкнутое пространство внутри корпуса образует кольцевую камеру сгорания 6. К корпусу 1 крепятся впускной патрубок 7 с клапаном 8 и выхлопной патрубок 9.

Работа двухроторного двигателя заключается в следующем.

Рабочий 2 и изолирующий роторы 4 вращаются в противоположных направлениях, внутри корпуса 1, например, с помощью синхронизирующих шестерен, расположенных снаружи корпуса, при этом боковые поверхности роторов соприкасаются и катятся одна по другой без скольжения. После выхода рабочей лопатки 3 на впадины изолирующего ротора 5 в камере сгорания 6 между ней и изолирующим ротором создается разрежение. В зону разрежения через впускной клапан 8 подается топливная смесь и производится ее воспламенение. Образующееся в процессе сгорания топлива рабочее тело, расширяясь, совершает работу, направленную на вращение ротора 2. Удаление продуктов сгорания осуществляется через постоянно открытое выхлопное отверстие посредством рабочей лопатки 3, выталкивающей отработавшие газы предыдущего цикла. Сжатие воздуха, поступающего в камеру сгорания, может осуществляться с помощью компрессора, приводимого в действие турбиной, вращаемой выхлопными газами, или устанавливаемого на валу двигателя, или аналогичным двухроторному двигателю по устройству нагнетателем. Для улучшения смесеобразования возможно применение форкамеры. Охлаждение двигателя может быть водяным или воздушным. Двухроторный двигатель может иметь несколько камер сгорания, располагаемых, например, последовательно на валу. В одной камере сгорания могут устанавливаться две рабочие лопатки, при этом изолирующий ротор должен иметь две впадины или иметь диаметр, равный 1/2 диаметра окружности, ограничивающей вершины лопаток. Подача сжатого воздуха от компрессора в камеру сгорания может производиться через окна во впадине изолирующего ротора по каналам, изготовленным в полости этого ротора, что позволит повысить эффективность его подачи за счет действия центробежных сил на воздух, находящийся в каналах ротора. Через изолирующий ротор может подаваться воздух для продувки и охлаждения. Внутри изолирующего ротора может располагаться камера сгорания или форкамера, сжигание топлива в которой производится во время выхода лопатки из впадины, что позволит увеличить крутящий момент за счет силы реакции, возникающей при истечении рабочего тела.

Устройство, подобное двухроторному двигателю (без впускных клапанов), могут иметь компрессоры и насосы.

Расположение рабочего органа в камере сгорания позволит создавать разрежение в камере сгорания во время подачи воздуха (топливной смеси) и за счет этого уменьшить работу сжатия воздуха, улучшить массогабаритные показатели двигателя, увеличить коэффициент полезного действия.

Формула изобретения

Роторный двигатель, содержащий корпус, вал, рабочий и изолирующий роторы, расположенные внутри корпуса, кольцевую камеру сгорания, впускной патрубок с клапаном и выхлопной патрубок, прикрепленные к корпусу, рабочую лопатку, закрепленную на рабочем роторе и плотно перекрывающую сечение камеры сгорания, причем изолирующий ротор имеет впадину и отделяет камеру сгорания от выхлопного отверстия, причем роторы вращаются в противоположных направлениях, отличающийся тем, что он снабжен окнами во впадине изолирующего ротора, каналами, изготовленными в полости изолирующего ротора, турбиной, вращаемой выхлопными газами, компрессором, приводимым в действие турбиной, вторыми рабочей лопаткой и впадиной, форкамерой, расположенной внутри изолирующего ротора, имеющего диаметр, равный 1/2 диаметра окружности, ограничивающей вершины лопаток, причем роторы барабанного типа вращаются с помощью синхронизирующих шестеренок, расположенных снаружи корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1