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Patent Searching and Data


Title:
JET ENGINE WITH CONTINUOUS AND DISCONTINUOUS IMPULSE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/229317
Kind Code:
A1
Abstract:
A jet engine (1) with continuous and discontinuous impulse, which comprises a diffuser (2) with a cylindrical exterior shape, a combustion chamber (3), and several fuel injection means (19) and a nozzle (4), both with same exterior shape as the diffuser, a rotating disk chamber (5) that allows air to pass continuously or discontinuously from the diffuser (2) to the combustion chamber (3), an alternative engine with an alternative shaft (13) connected to a main shaft (9) of the engine (1) by means of a first cam (14), several means of stopping the main shaft (9), and a pressurized air chamber (16) connected to the main shaft (9), wherein the fuel injection means (19) are suitable for activating the injection in synchronization with the passage of air from the diffuser (2) to the combustion chamber (3).

Inventors:
ACCION PENAS, Antonio (C/ Alvaro Cunqueiro, 2 9 A, A CORUÑA, 15008, ES)
Application Number:
ES2018/070419
Publication Date:
December 20, 2018
Filing Date:
June 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ACCION PENAS, Antonio (C/ Alvaro Cunqueiro, 2 9 A, A CORUÑA, 15008, ES)
International Classes:
F02K7/06; F02C5/12; F02K7/20
Domestic Patent References:
WO2014018416A12014-01-30
Foreign References:
GB2411208A2005-08-24
US20070157625A12007-07-12
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
CARPINTERO LOPEZ, Mario (Herrero & Asociados, S.L.Cedacero, 1 MADRID, 28014, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, caracterizado por que comprende

- un difusor (2) de entrada de aire de forma exterior cilindrica;

- una cámara de combustión (3) con una bujía y unos medios de inyección de combustible (19) y, una tobera (4) de salida, ambas de igual forma exterior que el difusor;

- una cámara de discos rotativos (5) situada entre el difusor (2) y la cámara de combustión (3), que permite el paso del aire desde el difusor (2) a dicha cámara de combustión (3) de forma continua o discontinua;

- un motor alternativo con un eje alternativo (13) del mismo conectado a un eje principal (9) del motor (1) mediante una primera leva (14), una primera manivela corredera (15) y una primera biela (23);

- unos medios de parada del eje principal (9), y;

- una cámara de aire presurizada (16) con un compresor, conectada al eje principal (9) mediante una segunda manivela corredera (17) y una segunda biela (18);

- donde los medios de inyección de combustible (19) están conectados con el eje principal (19) mediante unos medios de accionamiento intermitente de los mismos, aptos para accionar la inyección de forma sincronizada con el paso del aire desde el difusor (2) a la cámara de combustión (3).

Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según la reivindicación 1 , caracterizado por que la cámara de discos rotativos (5) presenta una primera y una segunda tapas (6) planas fijas paralelas a la sección del difusor (2) y de la cámara de combustión (3) y de dimensión tal que exceden de las mismas y, una primera y una segunda ruedas (7, 8) de engranaje dispuestas ambas de forma intermedia a dichas tapas (6), donde la primera rueda (7) está conectada de forma coaxial con el eje principal (9) del motor (1) y, la segunda rueda (8) y ambas tapas (6) están situadas de forma coaxial con el difusor (2), con un mismo eje secundario (10) paralelo al eje principal (9). 3- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según la reivindicación 2, caracterizado por que la segunda rueda (8) presenta una relación de engranaje 3:1 con la primera rueda (7) y tanto la segunda rueda (8) como ambas tapas (6) de la cámara de discos rotativos (5) presentan en su superficie tres orificios (1 1) abiertos y tres zonas cerradas (12), dispuestos radialmente de forma alternativa y equidistante tal que se permite el paso del aire desde el difusor (2) a la cámara de combustión (3) cuando los orificios (11) de la segunda rueda (8) son coincidentes con los de las tapas (6) y se impide el paso del mismo en caso contrario.

4- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de accionamiento están formados por una segunda leva (20) y una correa de transmisión (21).

5- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que los medios de accionamiento están formados por una electroválvula.

6- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de parada del eje principal (9) están formados por un freno hidráulico conectado a un disco de frenado (22) que actúa sobre dicho eje principal (9).

7- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el compresor de la cámara de aire presurizada (16) está formada por un pistón interior, unido en su centro y de forma perpendicular al mismo a la segunda manivela corredera (17).

8- Motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos medios de control electrónico del encendido y apagado del motor alternativo, del accionamiento del pistón de la cámara de aire presurizado (16), de los medios de parada y de la chispa de la bujía.

Description:
MOTOR A REACCIÓN CON IMPULSO CONTINUO Y DISCONTINUO

DESCRIPCIÓN Campo técnico de la invención

La presente invención corresponde al campo técnico de las máquinas térmicas motoras de combustión interna usadas en el sector de la aviación, tales como turbinas de gas, estatorreactores, turborreactores, reactores de pulso y demás aerorreactores.

Antecedentes de la Invención

En la actualidad existen diversos tipos de motores a reacción para impulsar aviones. Tanto los reactores de pulso como los estatorreactores son muy baratos y fáciles de construir, sin embargo ambos presentan inconvenientes, pues por un lado los reactores de pulso rompen las válvulas con gran facilidad pasado un tiempo de funcionamiento y los estatorreactores sólo pueden funcionar cuando los aviones superan una velocidad mínima.

No se conoce, al menos por parte del solicitante, la existencia de ningún motor a reacción, ni ninguna otra invención de aplicación similar en el estado de la técnica, que proponga la utilización de un estatorreactor que sea capaz de funcionar cuando el avión se encuentre a bajas velocidades, incluso parado, propulsando el avión y superando dicha velocidad mínima sin recurrir a mecanismos pesados, voluminosos, motores turborreactores o vehículos de lanzamiento.

Descripción de la invención El motor a reacción con impulso continuo y discontinuo que aquí se presenta, comprende un difusor de entrada de aire de forma exterior cilindrica, una cámara de combustión con una bujía y unos medios de inyección de combustible y, una tobera de salida, ambas de igual forma exterior que el difusor. Comprende además una cámara de discos rotativos situada entre el difusor y la cámara de combustión, que permite el paso del aire desde el difusor a dicha cámara de combustión de forma continua o discontinua. Así mismo, el motor comprende un motor alternativo con un eje alternativo del mismo conectado a un eje principal del motor mediante una primera leva, una primera manivela corredera y una primera biela, unos medios de parada del eje principal, y una cámara de aire presurizada con un compresor, conectada al eje principal mediante una segunda manivela corredera y una segunda biela.

Los medios de inyección de combustible están conectados con el eje principal mediante unos medios de accionamiento intermitente de los mismos, aptos para accionar la inyección de forma sincronizada con el paso del aire desde el difusor a la cámara de combustión.

De acuerdo con una realización preferente, la cámara de discos discontinuos presenta una primera y una segunda tapas planas fijas paralelas a la sección del difusor y de la cámara de combustión y de dimensión tal que exceden de las mismas y, una primera y una segunda ruedas de engranaje, dispuestas ambas de forma intermedia a dichas tapas.

La primera rueda está conectada de forma coaxial con un eje principal del motor y, la segunda rueda y ambas tapas están situadas de forma coaxial con el difusor, con un mismo eje secundario paralelo al eje principal.

En una realización preferida, la segunda rueda presenta una relación de engranaje 3: 1 con la primera rueda y tanto la segunda rueda como ambas tapas presentan en su superficie tres orificios abiertos y tres zonas cerradas, dispuestos radialmente de forma alternativa y equidistante tal que se permite el paso del aire desde el difusor a la cámara de combustión cuando los orificios de la segunda rueda son coincidentes con los de las tapas y se impide el paso del mismo en caso contrario.

Según una realización preferente, los medios de accionamiento están formados por una segunda leva y una correa de transmisión. En otra realización preferida, los medios de accionamiento están formados por una electroválvula.

De acuerdo con una realización preferente, los medios de parada del eje principal están formados por un freno hidráulico conectado a un disco de frenado que actúa sobre dicho eje principal.

Según una realización preferente, el compresor de la cámara de aire presurizada está formado por un pistón interior unido en su centro y de forma perpendicular al mismo a la segunda manivela corredera.

En una realización preferida, el motor comprende unos medios de control electrónico del encendido y apagado del motor alternativo, del accionamiento del pistón de la cámara de aire presurizado, de los medios de parada y de la chispa de la bujía.

Con el motor que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.

Esto es así pues se consigue un mecanismo simple, ligero y eficaz para resolver el problema existente en los motores a reacción para impulsar aviones, que sirve para aeronaves con vuelo subsónico, supersónico e hipersónico, para una amplia gama de velocidades, desde el estado de parada hasta Mach5 o superior.

Así pues, los aviones equipados con este motor, pueden volar a velocidades hipersónicas sin necesitar mecanismos complejos, pesados o un vehículo auxiliar para conseguir una velocidad mínima y los aviones que vuelen a velocidades subsónicas tienen un motor más simple, ligero y con mejor relación empuje-peso que si contaran con un turborreactor.

Breve descripción de los dibujos

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del motor a reacción con impulso continuo y discontinuo, para un modo de realización preferente de la invención.

La Figura 2.- Muestra una vista en explosión de la cámara de discos rotativos, para un modo de realización preferente de la invención. Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención

A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, el motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo que aquí se presenta, comprende un difusor (2) de entrada de aire de forma exterior cilindrica, una cámara de combustión (3) con una bujía y unos medios de inyección de combustible (19) y, una tobera (4) de salida, ambas de igual forma exterior que el difusor (2).

Como se muestra en la Figura 1 , el motor (1) comprende también una cámara de discos rotativos (5) situada entre el difusor (2) y la cámara de combustión (3). Esta cámara de discos rotativos (5) permite el paso del aire desde el difusor (2) a dicha cámara de combustión (3) de forma continua o discontinua.

En este modo de realización preferente de la invención, como puede observarse en la Figura 2, la cámara de discos rotativos (5) presenta una primera y una segunda tapas (6) planas fijas paralelas a la sección del difusor (2) y de la cámara de combustión (3) y de dimensión tal que exceden de las mismas y, una primera y una segunda ruedas (7, 8) de engranaje, dispuestas ambas de forma intermedia a dichas tapas (6).

Como se muestra en dicha Figura 2, la primera rueda (7) está conectada de forma coaxial con un eje principal (9) del motor y, la segunda rueda (8) y ambas tapas (6) están situadas de forma coaxial con el difusor (2), con un mismo eje secundario (10) paralelo al eje principal (9). En este modo de realización preferente de la invención, dicha segunda rueda (8) presenta una relación de engranaje 3: 1 con la primera rueda (7) y tanto la segunda rueda (8) como ambas tapas (6) presentan en su superficie, tres orificios (1 1) abiertos y tres zonas cerradas (12), dispuestos radialmente de forma alternativa y equidistante tal que se permite el paso del aire desde el difusor (2) a la cámara de combustión (3) cuando los orificios (11) de la segunda rueda (8) son coincidentes con los de las tapas (6) y se impide el paso del mismo en caso contrario.

Este motor (1) a reacción con impulso continuo y discontinuo comprende además, un motor alternativo (no representado) con un eje alternativo (13) del mismo conectado al eje principal (9) mediante una primera leva (14), una primera manivela corredera (15) y una primera biela (23), unos medios de parada del eje principal, y una cámara de aire presurizada (16) con un compresor, conectada al eje principal (9) mediante una segunda manivela corredera (17) y una segunda biela (18).

Por otra parte, en este motor (1) los medios de inyección de combustible (19) están conectados con el eje principal (9) mediante unos medios de accionamiento intermitente de los mismos, aptos para accionar la inyección de forma sincronizada con el paso del aire desde el difusor (2) a la cámara de combustión (3). En este modo de realización preferente de la invención, dichos medios de accionamiento están formados por una segunda leva (20) y una correa de transmisión (21).

Así pues, con esto se consigue que cuando el avión se desplaza a una velocidad reducida, inferior a la mínima de funcionamiento de un estatorreactor, que está en el orden de los 320km/h, o cuando está parado, el motor alternativo gira el eje alternativo (13) y éste a través de la conexión mediante la primera leva (14), la primera manivela corredera (15) y la primera biela (23), gira el eje principal (9) del motor (1). Debido a la conexión mediante la primera leva (14) y la excentricidad de la misma, el motor alternativo gira el eje alternativo (13) con una velocidad angular constante mientras que el eje principal (9) gira con una velocidad angular no uniforme.

Al girar el eje principal (9) hace girar la primera rueda (7) de la cámara de discos rotativos (5) y esta primera rueda (7) hace girar la segunda rueda (8). Así pues, al girar dicho eje principal (9) también se genera el giro de la segunda leva (20) de accionamiento de los medios de inyección de combustible (19). Esta segunda leva (20) gira por la conexión al eje principal (9) mediante la correa de transmisión (21), de manera que tanto dicha segunda leva (20) como la primera rueda (7) giran solidarios con el eje principal (9).

Debido a la relación de engranaje 3: 1 entre ambas primera y segunda ruedas (7, 8), por cada revolución del eje principal (9) se genera una rotación de la primera rueda (7) y un tercio de la segunda rueda (8). Igualmente, cuando la segunda rueda (8) realiza una rotación completa, se tienen tres revoluciones de la primera rueda (7) y tres revoluciones de la segunda leva (20) de los medios de accionamiento, junto con sus tres inyecciones de combustible correspondiente.

De este modo, gracias a la geometría de la cámara de discos rotativos (5) y la segunda leva (20) de accionamiento de los medios de inyección de combustible

(19), se consigue que al girar la segunda rueda (8) coincidan las tres zonas cerradas (12) de la misma con los orificios (11) de ambas tapas (6). En ese momento se produce el accionamiento de los medios de inyección de combustible (19), por la excentricidad de la segunda leva (20) y, la ignición de la mezcla combustible-aire mediante una chispa producida por la bujía.

Esto genera la combustión de la mezcla combustible-aire y el incremento de la temperatura hasta 2300°C y de la presión del aire hasta 50 bares, aproximadamente, saliendo el aire a gran velocidad por la tobera (4) y propulsando la aeronave con un impulso discontinuo.

Al variar la rotación del eje principal (9), se llega a una posición de coincidencia entre los orificios (1 1) de la segunda rueda (8) y los de ambas tapas (6) de la cámara de discos rotativos (5). La segunda leva (20) también ha girado y en este caso ya no acciona los medios de inyección de combustible (19). Así pues, en esta posición de coincidencia de los orificios (1 1), no se produce inyección de combustible y el aire del difusor (2) circula a través de la cámara de discos rotativos (5) hacia la cámara de combustión (3) y la tobera (4) debido al vacío generado al salir el aire a gran velocidad por la cámara de combustión (3) en dirección opuesta a la cámara de discos rotativos (5).

En el momento en que el avión supera la velocidad mínima que en este modo de realización preferente de la invención se ha considerado de 320 km/h, se apaga el motor alternativo y se activan los medios de parada del eje principal. En este modo de realización preferente de la invención, dichos medios de parada están formados por un freno hidráulico conectado a un disco de frenado (22) que actúa sobre el eje principal (9) y consigue que éste deje de girar y quede parado en un ángulo indeterminado.

A continuación, se deja de activar dicho freno hidráulico, y se inyecta aire a presión en la cámara de aire presurizada (16). En este modo de realización preferente de la invención, el compresor de la cámara de aire presurizada (16) está formado por un pistón interior unido en su centro y de forma perpendicular al mismo a la segunda manivela corredera (17). Al inyectar aire a presión, el pistón baja accionando la segunda manivela corredera (17) y la segunda biela (18), tal que el eje principal (9) se queda fijo en un ángulo en el que los orificios (1 1) de la segunda rueda (8) y de las dos tapas (6) coinciden. En este momento se accionan los medios de inyección de combustible (19) y procedemos a la ignición de la mezcla formada por el aire y el combustible mediante la bujía.

Así pues, en ese momento puede inyectarse combustible de forma constante y el motor (1) funciona de forma continua. En este caso el aire caliente no sale por el difusor (2) debido a que el avión ha superado la velocidad mínima considerada de 320km/h.

Por otro lado, cuando el avión se desplaza por encima de dicha velocidad mínima de 320 km/h y sin superar la velocidad máxima para el funcionamiento de modo discontinuo de 640 km/h, el motor (1) funcionando en modo estatorreactor puede volver a funcionar en modo discontinuo. Para ello disminuimos la presión en la cámara de aire presurizada (16), dejamos de accionar los medios de inyección de combustible (19) y encendemos el motor alternativo de modo que vuelve a funcionar en modo discontinuo.

En este modo de realización preferente de la invención, el motor (1) comprende unos medios de control electrónico del encendido y apagado del motor alternativo, del accionamiento del pistón de la cámara de aire presurizado (16), de los medios de parada y de la chispa de la bujía.

La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible así como la información suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invención.

Con el motor a reacción con impulso continuo y discontinuo que aquí se presenta se consiguen importantes mejoras respecto al estado de la técnica.

Así pues, se consigue un motor sencillo y eficaz que permite que los aviones equipados con el mismo puedan volar a velocidades hipersónicas sin necesitar mecanismos complejos, pesados o un vehículo auxiliar para conseguir una velocidad mínima. Por otra parte, los aviones que vuelen a velocidades subsónicas consiguen un motor más simple, ligero y con mejor relación empuje-peso que un turborreactor.

Por tanto, se permite el funcionamiento dual del motor como estatorreactor cuando la aeronave supera la velocidad mínima para estatorreactores hasta velocidades hipersónicas y, como reactor de impulso discontinuo mientras no supera esta velocidad mínima.