Роторный двигатель

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Нарушевич Марианна Ильинична Гречихин Леонид Иванович Анохин Александр Михайлович Гущин Анатолий Леонидович(72) Авторы Нарушевич Марианна Ильинична Гречихин Леонид Иванович Анохин Александр Михайлович Гущин Анатолий Леонидович Красовский Андрей Витальевич Большаков Виталий Александрович(73) Патентообладатели Нарушевич Марианна Ильинична Гречихин Леонид Иванович Анохин Александр Михайлович Гущин Анатолий Леонидович(57) Роторный двигатель, содержащий корпус с ресивером, смесевой камерой, связанной с камерой сгорания, выполненные в виде цилиндров эллиптической формы четыре ротора,установленные внутри корпуса с возможностью соприкосновения друг с другом и с образованием внешней камеры переменного объема между внутренней поверхностью корпуса 18577 1 2014.08.30 и внешней поверхностью роторов и внутренней камеры переменного объема между внешними поверхностями роторов, при этом роторы связаны между собой через редуктор, их оси вращения расположены на окружности через каждые 90, внутри каждого ротора размещен многодисковый компрессор, который через соответствующий канал для подачи воздуха связан с ресивером, соединенным с внешней камерой переменного объема, связанной со смесевой камерой, а камера сгорания соединена с внутренней камерой переменного объема. Изобретение относится к двигателестроению. Известен двухконтурный турбореактивный двигатель 1, состоящий из корпуса, в котором соосно установлены вентилятор, компрессор, турбина. Двигатель также содержит внутренний и внешний контуры, каналы впуска топливной смеси и выпуска отработанных газов. Турбореактивный двигатель содержит несколько независимых камер сгорания. Воздух в камеру сгорания нагнетается компрессором. Компрессор приводится во вращение турбиной. Турбина преобразует тепловую энергию в механическую работу и представляет собой тепловой насос. Когда на борту самолета работают турбореактивные двигатели, то при определенной скорости вращения вследствие образования зоны разрежения в тыльной стороне лопаток компрессора и турбины происходит превращение тепловой энергии окружающего газа в механическую работу. Газ при этом охлаждается, и реализуются условия для работы вихревого теплового насоса. Однако в процесс преобразования включается тепловая энергия только одной степени свободы, т.к. движение газов происходит вдоль одной оси, а сама турбина как тепловой насос работает неэффективно. Поэтому коэффициент преобразования двигателя достигается не более 0,33. Задачей изобретения является повышение коэффициента преобразования тепловой энергии в механическую. Поставленная задача решается следующим образом. Предложен роторный двигатель,содержащий корпус с ресивером, смесевой камерой, связанной с камерой сгорания, выполненные в виде цилиндров эллиптической формы четыре ротора, установленные внутри корпуса с возможностью соприкосновения друг с другом и с образованием внешней камеры переменного объема между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью роторов и внутренней камеры переменного объема между внешними поверхностями роторов, при этом роторы связаны между собой через редуктор, их оси вращения расположены на окружности через каждые 90, внутри каждого ротора размещен многодисковый компрессор, который через соответствующий канал для подачи воздуха связан с ресивером, соединенным с внешней камерой переменного объема, связанной со смесевой камерой, а камера сгорания соединена с внутренней камерой переменного объема. На фиг. 1 представлена схема двигателя при минимальном объеме внутренней камеры переменного объема. На фиг. 2 - роторный механизм в сечении, вид сбоку, при минимальном объеме внутренней камеры переменного объема. На фиг. 3 - представлена схема двигателя при максимальном объеме внутренней камеры переменного объема. На фиг. 4 - роторный механизм в сечении, вид сбоку, при максимальном объеме внутренней камеры переменного объема. В корпусе 1 установлены четыре ротора 2, выполненные в виде цилиндров эллиптической формы, роторы связаны между собой через редуктор 3, а оси их вращения расположены на одной окружности через каждые 90. Внешние поверхности роторов, обращенные от центра двигателя, и внутренняя поверхность корпуса образуют внешнюю камеру переменного объема 4, а внешние поверхности роторов, обращенные к центру двигателя, образуют внутреннюю камеру переменного объема 5. Внутри каждого ротора размещен 2 18577 1 2014.08.30 многодисковый компрессор 6. Многодисковый компрессор 6 через канал для подачи воздуха 7 связан с ресивером 8, который через окно 9 соединяется с внешней камерой переменного объема 4. Внешняя камера переменного объема 4 через канал 10 связана со смесевой камерой 11, которая соединяется с камерой сгорания 12 системой обтюраторов 13. Камера сгорания 12 через канал 14 диффузора 15 соединяется с внутренней камерой переменного объема 5. Внутренняя камера переменного объема 5 связана с каналом 16 для выброса отработанных газов. Воздух из окружающей среды четырьмя многодисковыми компрессорами 6 нагнетается по каналу 7 в ресивер 8. Сжатый воздух через окно 9 поступает во внешнюю камеру переменного объема 4 и затем через канал 10 подается в смесевую камеру 11, где смешивается с топливом, которое предварительно подогревается стенками камеры сгорания до температуры газификации (700-800 К). После смесеобразования воздуха и топлива в камере 11 воздушно-топливная смесь подается через систему обтюраторов 13 в камеру сгорания 12, где поджигается свечой зажигания. После полного сжигания топлива полученный рабочий газ по каналу 14 диффузора 15 подается во внутреннюю камеру переменного объема 5 в момент минимального его объема. Под действием давления рабочего газа происходит вращение роторов 2 и увеличение внутренней камеры переменного объема 5. В это же время осуществляется подача сжатого воздуха из внешней камеры переменного объема 4 в смесевую камеру 11. Изменение внутренней камеры переменного объема от минимального размера до максимального происходит за поворот роторов на 90. По достижению максимального размера внутренней камеры переменного объема 5 дальнейшее вращение роторов обеспечивается за счет инерции. В это же время происходит поступление сжатого воздуха из компрессоров 6 во внешнюю камеру переменного объема 4 и очистка внутренней камеры переменного объема 5 (выхлоп) методом вытеснения газов роторами через канал 16. Далее фазы повторяются. Технический результат достигается за счет преобразования в механическую работу тепловой энергии не одной, а двух степеней свободы, т.к. движение рабочего газа при выполнении им работы осуществляется от центра на периферию. За счет этого коэффициент преобразования предлагаемого двигателя может достигать 0,67, при этом температура рабочего газа почти в два раза ниже по сравнению с прототипом. Источники информации 1. Крюков А.М. Конструкция и летная эксплуатация двигателя -30, 2 се. - М. Воздушный транспорт, 1975. - 198 с. (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4