РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

1. Роторно-поршневой двигатель (1), включающий в себя ступень (2) сжатия и ступень (3) расширения, соответственно содержащие по вращающемуся рабочему поршню (20, 30) для сжатия или же для расширения рабочего газа,
отличающийся тем, что
рабочие поршни (20, 30) ступени (2) сжатия и ступени (3) расширения расположены в осевом направлении друг за другом, предпочтительно выполнены с возможностью вращения вокруг общей оси.
2. Роторно-поршневой двигатель (1) по п.1, отличающийся тем, что рабочие поршни (20, 30) ступени (2) сжатия и ступени (3) расширения расположены на общем валу (4).
3. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что сжатый рабочий газ для воспламенения отведен в радиальном направлении внутрь к оси вращения рабочих поршней (20, 30).
4. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что ступень (2) сжатия удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований:
a) сжатый рабочий газ проведен для воспламенения через рабочий поршень (20),
b) рабочий поршень (20) содержит по меньшей мере одно отверстие (21), проходящее через него,
c) отверстие (21) проходит через рабочий поршень (20), по существу, в радиальном направлении,
d) рабочий поршень (20) содержит боковую поверхность (22), которая вместе с корпусом (10) роторно-поршневого двигателя (1) образует по меньшей мере один участок (2a, 2b, 2c) кольцевой полости,
e) боковая поверхность (22) рабочего поршня (20) является, по существу, цилиндрической,
f) рабочий поршень (20) содержит по меньшей мере одну заслонку (23), предпочтительно выступающую в радиальном направлении от боковой поверхности (22) рабочего поршня (20),
g) заслонка (23) выполнена в поперечном сечении в форме эвольвенты,
h) заслонка (23) вместе с корпусом (10) роторно-поршневого двигателя (1) и боковой поверхностью (22) рабочего поршня (20) образует участок кольцевой полости, предпочтительно уплотненный со всех сторон,
i) рабочий поршень (20) содержит несколько заслонок (23), выступающих от боковой поверхности (22) рабочего поршня (20) с равномерными угловыми интервалами по отношению к оси вращения рабочего поршня (20),
j) рабочий поршень (20) содержит три заслонки (23), выступающие от боковой поверхности (22) рабочего поршня (20) с угловыми интервалами 120° по отношению к оси вращения рабочего поршня (20),
k) отверстие (21) оканчивается на боковой стороне заслонки (23), предпочтительно на боковой стороне заслонки (23), расположенной впереди по направлению вращения,
l) рабочий поршень (20) выполнен в виде полого цилиндра с двойной стенкой, при этом внутренний цилиндр рабочего поршня (20) предпочтительно имеет большую длину в осевом направлении, чем наружный цилиндр рабочего поршня (20),
m) рабочий поршень (20) взаимодействует с вспомогательным поршнем (25), чтобы образовать по меньшей мере одну камеру сжатия с переменным объемом,
n) рабочий поршень (20) взаимодействует с вспомогательным поршнем (25), чтобы образовать по меньшей мере одну камеру всасывания с переменным объемом,
о) вспомогательный поршень (25) содержит, по существу, цилиндрическую боковую поверхность,
р) вспомогательный поршень (25) содержит выемки (26) в количестве, согласованном с количеством заслонок (23) рабочего поршня (20),
q) при взаимной обкатке рабочего поршня (20) и вспомогательного поршня (25) обеспечена возможность размещения заслонки (23) в выемке (26) с уплотнением,
r) рабочий поршень (20) и вспомогательный поршень (25) выполнены с возможностью вращения с принудительной синхронизацией,
s) ступень (2) сжатия включает в себя регулируемый управляющий элемент (620), который периодически обеспечивает и предотвращает выпуск сжатого рабочего газа из ступени (2) сжатия.
5. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что ступень (3) расширения удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований:
a) воспламененный рабочий газ проведен для расширения в радиальном направлении наружу от оси вращения рабочих поршней (20, 30),
b) воспламененный рабочий газ проводят для расширения через рабочий поршень (30) ступени (3) расширения,
c) рабочий поршень (30) содержит по меньшей мере одно отверстие (31), проходящее через него,
d) отверстие (31) проходит через рабочий поршень (30), по существу, в радиальном направлении,
e) рабочий поршень (30) содержит боковую поверхность (32), которая вместе с корпусом (10) роторно-поршневого двигателя (1) образует по меньшей мере один участок кольцевой полости,
f) боковая поверхность (32) рабочего поршня (30) является, по существу, цилиндрической,
g) рабочий поршень (30) содержит по меньшей мере одну заслонку (33), предпочтительно выступающую в радиальном направлении от боковой поверхности (32) рабочего поршня (30),
h) заслонка (33) выполнена в поперечном сечении в форме эвольвенты,
i) заслонка (33) вместе с корпусом (10) роторно-поршневого двигателя (1) и боковой поверхностью (32) рабочего поршня (30) образует участок кольцевой полости, предпочтительно уплотненный со всех сторон,
j) рабочий поршень (30) содержит несколько заслонок (33), выступающих от боковой поверхности (32) рабочего поршня (30) с регулярными угловыми интервалами по отношению к оси вращения рабочего поршня (30),
k) рабочий поршень (30) содержит три заслонки (33), выступающие от боковой поверхности (32) рабочего поршня (30) с угловыми интервалами 120° по отношению к оси вращения рабочего поршня (30),
l) отверстие (31) оканчивается на боковой стороне заслонки (33), предпочтительно на боковой стороне заслонки (33), расположенной сзади по направлению вращения,
m) рабочий поршень (30) выполнен в виде цилиндра с одной стенкой,
n) рабочий поршень (30) взаимодействует с вспомогательным поршнем (35), чтобы образовать по меньшей мере одну камеру расширения с переменным объемом,
о) вспомогательный поршень (35) содержит, по существу, цилиндрическую боковую поверхность,
р) вспомогательный поршень (35) содержит выемки (36) в количестве, согласованном с количеством заслонок (33) рабочего поршня (30),
q) при взаимной обкатке рабочего поршня (20) и вспомогательного поршня (25) обеспечена возможность размещения заслонки (23) в выемке (26) с уплотнением,
r) рабочий поршень (30) и вспомогательный поршень (35) выполнены с возможностью вращения с принудительной синхронизацией,
s) ступень (3) расширения включает в себя регулируемый управляющий элемент (630), который периодически обеспечивает и предотвращает проникновение воспламененного рабочего газа в ступень (3) расширения.
6. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит камеру (60) воспламенения, удовлетворяющую по меньшей мере одному из следующих требований:
a) камера (60) воспламенения по меньшей мере частично расположена в радиальном направлении внутри рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия и/или в радиальном направлении внутри рабочего поршня (30) ступени (3) расширения,
b) камера (60) воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью (2) сжатия в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня (20),
c) камера (60) воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью (3) расширения в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня (30),
d) камера (60) воспламенения не выполнена с возможностью сообщения ни со ступенью (2) сжатия, ни со ступенью (3) расширения, в предпочтительно регулируемом диапазоне угла рабочего поршня (30),
e) камера (60) воспламенения содержит впуск (62, 63, 64) камеры воспламенения, выполненный с возможностью сообщения с камерой сжатия через отверстие (21) в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия,
f) камера (60) воспламенения содержит выпуск камеры воспламенения, выполненный с возможностью сообщения с камерой расширения через отверстие (31) в предпочтительно регулируемом диапазоне угла поворота рабочего поршня (30) ступени (3) расширения,
g) камера (60) воспламенения содержит свечу (65) зажигания, ориентированную, по существу, параллельно оси вращения рабочих поршней (20, 30),
h) камера (60) воспламенения по меньшей мере частично расположена в осевом направлении внутри рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия и/или по меньшей мере частично расположена в осевом направлении внутри рабочего поршня (30) ступени (3) расширения,
i) камера (60) воспламенения по меньшей мере частично выполнена внутри рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия и/или по меньшей мере частично внутри рабочего поршня (30) ступени (3) расширения, при этом участки (602, 603) камеры воспламенения предпочтительно расположены со смещением по отношению друг к другу в радиальном направлении и/или в окружном направлении и предпочтительно имеют различную величину,
j) камера (60) воспламенения расположена эксцентрично по отношению к оси рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия и/или эксцентрично по отношению к оси рабочего поршня (30) ступени (3) расширения, при этом расстояние от камеры (60) воспламенения до оси рабочих поршней (20, 30) предпочтительно больше, чем расстояние от камеры (60) воспламенения до боковой поверхности (22, 32) рабочего поршня (20, 30),
k) выход камеры воспламенения расположен смещенным по отношению к входу камеры воспламенения в радиальном и/или в окружном направлении, предпочтительно в радиальном направлении снаружи от входа камеры воспламенения, и/или смещенным по отношению к входу камеры воспламенения по направлению вращения рабочего поршня (20, 30).
7. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит управляющую консоль (6), удовлетворяющую по меньшей мере одному из следующих требований:
a) управляющая консоль (6) расположена в корпусе (10) роторно-поршневого двигателя (1) с возможностью перестановки, предпочтительно с возможностью поворота,
b) управляющая консоль (6) выполнена с возможностью поворота по отношению к корпусу (10) роторно-поршневого двигателя (1) вокруг оси вращения рабочих поршней (20, 30) на угол ±30°, предпочтительно ±20°, более предпочтительно ±10°, особенно предпочтительно ±5°,
c) камера (60) воспламенения и/или впуск (62, 63, 64) камеры воспламенения, и/или выпуск камеры воспламенения, и/или свеча (65) зажигания расположены в управляющей консоли (6),
d) управляющая консоль (6) включает в себя первый цилиндрический участок (61), расположенный в радиальном направлении внутри рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия,
e) управляющая консоль (6) включает в себя второй цилиндрический участок (66), расположенный в радиальном направлении внутри рабочего поршня (30) ступени (3) расширения.
8. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит корпус (10), удовлетворяющий по меньшей мере одному из следующих требований:
a) корпус (10) выполнен составным из элементов (101, 102, 103, 104), имеющих, по существу, форму пластины,
b) корпус (10) включает в себя переднюю крышку (101) корпуса, корпусную раму (102) для ступени (2) сжатия, корпусную раму (103) для ступени (3) расширения и заднюю крышку (104) корпуса,
c) по меньшей мере два элемента (101, 102, 103, 104) корпуса уплотнены по отношению друг к другу,
d) корпус (10) имеет, по существу, прямоугольный контур,
e) корпус (10) включает в себя устройство сопряжения (11) для подвода топлива, и/или устройство (12) сопряжения для циркуляционного контура охлаждения корпуса, и/или устройство сопряжения (13) для циркуляционного контура охлаждения управляющей консоли, и/или выпуск (14) отработанных газов, и/или устройства сопряжения (15, 16) для передачи данных и сигналов,
f) корпус (10) включает в себя подвод топлива, в котором предпочтительно расположен шариковый обратный клапан.
9. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит по меньшей мере один вал (4, 5), удовлетворяющий по меньшей мере одному из следующих требований:
a) вал (4, 5) расположен в корпусе (10) с возможностью вращения,
b) вал (4, 5) полностью проходит через корпус (10) и выступает из корпуса (10) на противоположных сторонах,
c) вал выполнен в качестве рабочего вала (4), на котором неподвижно или с возможностью перестановки расположены рабочий поршень (20) ступени (2) сжатия и/или рабочий поршень (30) ступени (3) расширения,
d) вал выполнен в качестве вспомогательного вала (5), на котором неподвижно или с возможностью перестановки расположены вспомогательный поршень (25) ступени (2) сжатия и/или вспомогательный поршень (35) ступени (3) расширения,
e) рабочий и вспомогательный валы (4, 5) соединены друг с другом посредством передачи,
f) передача выполнена в виде зубчатой передачи,
g) зубчатые колеса (40, 50) зубчатой передачи расположены снаружи корпуса,
h) зубчатые колеса (40, 50) зубчатой передачи выполнены в виде цилиндрических зубчатых колес, предпочтительно косозубых,
i) передаточное отношение передачи составляет 1:1.
10. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит по меньшей мере один циркуляционный контур охлаждения, предпочтительно два отдельных циркуляционных контура охлаждения.
11. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит карбюратор, для приготовления рабочего газа.
12. Роторно-поршневой двигатель (1) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что роторно-поршневой двигатель (1) содержит впрыскивающее устройство для впрыска рабочего газа в ступень (2) сжатия или в камеру (60) воспламенения.
13. Роторно-поршневой двигатель (1), включающий в себя ступень (2) сжатия и ступень (3) расширения, соответственно содержащие вращающийся рабочий поршень (20, 30), для сжатия или же расширения рабочего газа, а также камеру (60) воспламенения для воспламенения и сжигания рабочего газа, отличающийся тем, что
камера (60) воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью (2) сжатия и/или со ступенью (3) расширения в регулируемом диапазоне угла поворота соответствующего рабочего поршня (20, 30).
14. Роторно-поршневой двигатель (1) по п.13, отличающийся тем, что диапазон угла поворота соответствующего рабочего поршня (20, 30), в котором камера (60) воспламенения выполнена с возможностью сообщения со ступенью (2) сжатия и/или со ступенью (3) расширения, выполнен с возможностью управления или регулирования в зависимости от измеряемой величины, предпочтительно частоты вращения соответствующего рабочего поршня (20, 30).
15. Роторно-поршневой двигатель (1), включающий в себя ступень (2) сжатия и ступень (3) расширения, соответственно содержащие вращающийся рабочий поршень (20, 30) для сжатия или же расширения рабочего газа, а также камеру (60) воспламенения для воспламенения и сжигания рабочего газа, отличающийся тем, что камера (60) воспламенения по меньшей мере частично расположена в радиальном направлении внутри рабочего поршня (20) ступени (2) сжатия и/или в радиальном направлении внутри рабочего поршня (30) ступени (3) расширения.