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Title:
ROTARY ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/013933
Kind Code:
A1
Abstract:
The engine comprises two rotary parts or rotors fitted into each other and housed inside a cylindrical casing, each rotor having a structure of a cylindrical central hub wherefrom two radial stages extend so that, when the two rotors are fitted into each other, both chambers having a volume varying from a position of maximum separation between the opposite faces of the rotors to a position of maximum proximity when the walls are adjacent, are determined between two facing sidewalls of the rotors and the corresponding walls of the central hub, of the cylindrical external casing body and the sidewalls. Application to the fabrication of a rotary engine.

Inventors:
AMELL AMELL JORGE (ES)
Application Number:
PCT/ES1993/000092
Publication Date:
June 23, 1994
Filing Date:
November 23, 1993
Export Citation:
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Assignee:
AMELL AMELL JORGE (ES)
International Classes:
F01C1/073; F01B9/08; F02B53/00; (IPC1-7): F01C1/073
Foreign References:
DE3923906A11990-06-07
FR466138A1914-05-05
FR1276352A1961-11-17
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Claims:
REIVINPICACIOI.ES
1. Motor rotativo, caracterizado por comprender dos piezas rotativas o rotores encajados entre si y comprendidos en el interior de una envolvente cilindrica, con paredes de limitación lateral, adoptando cada uno de los rotores una estructura de cubo central cilindrico 'del que se prolongan dos expansiones radiales que presentan en planta una forma equivalente a la de un segmento de corona circular, de manera que al quedar encajados los dos rotores quedan determinadas, entre dos paredes laterales enfrentadas de los mismos y las correspondientes paredes del cubo central, del cuerpo cilindrico envolvente exterior y de las paredes laterales, sendas cámaras de volumen variable desde una posición de m xima separación entre las caras opuestas de los rotores y una posición de máxima proximidad al quedar en posición adyacente entre si dichas paredes, para efectuar ei ciclo térmico; y existiendo sistemas de lumbreras laterales en las paredes laterales de cierre del cuerpo cilindrico para la transferencia de gases asi como oujias e inyectores en la cámara para permitir la realización del ciclo térmico deseado.
2. Motor rotativo, según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los rotores es susceptible de quedar enclavado en una posición fija de giro mediante dispositivos mecánicos de enclavamlen o, para permitir la fase de compresión por la acción de giro del otro rotor y poseyendo medios para ei desenclavamlento del otro rotor al llegar al final de dicha carrera de compresión.
3. Motor rotativo, según ia reivindicación 1, caracterizado porque una de JLas caras laterales de cada lóbulo de cada rotor giratorio presenta zonas rebajadas para determinar la cámara de compresión.
Description:
PATENTE DE INVENCIÓN

MOTOR ROTATIVO

La presente Patente de Invención esta destinada a dar a conocer un motor rotativo que presenta notables características de novedad dentro del campo de los motores térmicos. 5

Entre los motores térmicos que han conocido aplicación practica han sido ios motores de tipo alternativo los que nan gozado de mayor diiuslón desde el principio de su introducción. Una serie de lactores tecnológicos y

10 de tradición han lniluido indudablemente en mantener el predominio de los motores de tipo alternativo hasta nuestros dias. Si bien αesde el punto de vista tecnológico, de selección de materiales y nasta cierto punto de rendimiento, los motores alternativos nan

15 significado una solución satisfactoria para la motorización masiva, ios inconvenientes que los mismos presentan son muy numerosos, deriv ndose fundamentalmente de la estructura de maquina alternativa que presentan, con la consiguiente

20 necesidad de gran numero de piezas para la construcción el motor , aparición de esl uerzos alternat ivos de dif í cil compensación, vi braciones, etc . En particular, una de las limitaciones mas caracterí sticas e ios

motores alternativos estriba en la limitación de la velocidad de rotación, lo cual a su vez comporta ia limitación de ia potencia especifica, es decir, la potencia referida a la cilindrada del motor.

Desde tiempo inmemorial se han hecho múltiples intentos para conseguir motores rotativos en sustitución de ios motores alternativos. Entre dichos motores de tipo rotativo se deben incluir las turbinas de gas, que si bien son apropiadas para la generación αe grandes potencias, han tropezado siempre con el inconveniente de un rendimiento térmico global reducido y con importantes proDlemas metalúrgicos y din micos cuya solución encarece notaolemente la unidad de potencia. Es por ello que las turbinas de gas han quedado completamente descartadas para la motorización masiva mediante unidades de potencias relativamente reducidas lo cual es característico del automóvil y sus derivados.

El motor rotativo objeto de la presente Patente presenta como importante característica su notable simplicidad, estando fundamentalmente constituido a base de dos elementos rotativos o rotores encajados entre si, cuya forma vista en planta es la equivalente a ia de un doble sector circular simétrico con respecto a un cuDO central, de lorma que se integra un conjunto rotativo en el que existen αos cuerpos simétricos entre

sí, cuya superficie exterior corresponde a una superficie cilindrica, de manera que al coincidir por encaje ambos cuerpos, determinan dos c maras de volumen variable entre las caras laterales enfrentadas de los dos cuerpos giratorios, quedando contenidos los rotores dentro de un cilindro exterior envolvente del conjunto formado por ambos. La entrada y salida de gases se realiza por las paredes laterales de limitación del cilindro exterior, es decir, las bases del cilindro, mediante lumbreras convenientemente dispuestas para la admisión αe aire o mezcla y para ei escape de los gases quemados. Igualmente el encendido se realizara mediante las oportunas bujías en los puntos escogidos de la c mara, como puede ser la propia pared cilindrica o las paredes laterales de cierre. Evidentemente, el motor permitir también la instalación de sistemas de alimentación por inyección de gasolina o para funcionamiento tipo Diesel.

Para conseguir el ciclo luhclonal en cada cámara de aspiración dei aire o de la mezcla, compresión, encendido y expansión previa ai escape, el motor oDJeto de la presente invención comportara dispositivos para el enciavamlento y desenclavamiento cíclicos de ambos cuerpos giratorios, con la característica de que el desenciavamlento de cada rotor tiene lugar αe forma mec nica al llegar el otro rotor a una posición

determinada que coincide con el volumen mínimo de la cámara correspondiente.

Mediante esta disposición de órganos se posibilita resolver de manera fácil la realización del motor, de manera que una vez ilena una de las cámaras en situación de máximo volumen, se producir ia compresión de ia mezcla o del aire en dicha cámara por avance dei rotor o pieza giratoria correspondiente, mientras la otra se encuentra enclavada, hasta llegar ai finai de la compresión en cuyo momento saltara la chispa si se trata de un ciclo otto o se habrá producido la inyección de combustible si se trata de un ciclo diesel, después de lo cual se enclavara el rotor que previamente, había realizado el movimiento de giro y se desenclavará el rotor o pieza giratoria siguiente, que quedara impulsada por los gases, de la combustión, efectuando la carrera útil hasta llegar ai punto siguiente de enciavamiento, en el cuai haora tenido lugar ia fase de escape, continuando de manera sucesiva el funcionamiento del motor.

La salida de potencia del motor se realizara por los ejes asociados a cada uno de los rotores, que serán concéntricos, atacando cada uno de eilos a un sistema de salida de potencia que puede ser de tipo engranajes, a través del sistema similar ai diferencial o de otro tipo apropiada.

A continuación se describirá una realización a titulo de ejemplo de un motor rotativo realizado de acuerdo con la presente patente, de acuerdo con los dibujos adjuntos en los cuales:

Las figuras 1, 2, 3 y 4 representan secciones transversales simplificadas de un motor realizado de acuerdo con la presente patente, observándose diferentes posiciones funcionales de los dos rotores o piezas móviles del motor.

í Las figuras 5 y 6 son respectivamente una vista en planta y en alzado con sección parcial de uno de ios rotores o piezas móviles del motor.

La figura 7 muestra una vista en alzado y con sección parcial del otro rotor del motor.

La figura 6 muestra un detalle de la realización de ios dispositivos de enciavamiento.

Tal y como se muestra en las figuras, el motor objeto del ejemplo de realización de la presente Patente queda constituido a base de dos piezas giratorias principales o rotores encajados entre si, los cuales se nan representado individualmente en las figuras 5, 6 y 7, habiéndose designado con ios numerales -R.- y -R_≥-. Cada rotor presenta dos expansiones simétricas tales

como -2- y -3- para el rotor -R.- y -4- y -5- en el caso del rotor -R∑- , las cuales adoptan en planta una estructura de segmento de corona circular, de manera que sus caras laterales tales como -6- y -7- para el caso de la expansión -2-, tienen disposición radial con respecto al centro de ia pieza. Dichos rotores son susceptibles de encajar entre si, para lo cual uno de dichos rotores presenta un orificio central -8- y el otro un eje pasante -9- , existiendo ademas un sistema de expansiones de control de los enclavamientos que se explicara más adelante.

El conjunto de los dos rotores encajados, según se aprecia en las figuras 1 a 4, queda contenido en ei interior de una envolvente cilindrica -10- con pareαes de cierre extremas, una de las cuales corresponde ai numeral -11- de la il ura 1.

En las paredes laterales mencionadas se abrir n las lumbreras para la entrada y salida de gases, es αecir, para la entrada de aire o mezcla carburada y para ia salida de ios gases quemados. En las figuras se nan indicado, a titulo de ejemplo, las iu Dreras -12- y -13-; -14- y -15- asi como -16- y -17- que forman parejas de lumbreras αe controi de gases con ia extensión y ei ligero deslase angular necesario para permitir la transierencla adecuada de gases, eiectuanαo el Darrido aproplaαo αe la cámara.

El movimiento de los rotores es giratorio alrededor del eje ideal geométrico, con enciavamlento por medios automáticos y desenciavamien o por acción mutua de un rotor sobre el adyacente. Asi, por ejemplo, en ia vista representada en la figura 1, la c mara -18- que eventualmente puede recibir ei combustible mediante inyectores o por meαio de mezcla carburada, empezara la fase de compresión al desplazarse el lóbulo -2'- del rotor -R∑- hasta llegar a una posición en la que la cámara tiene su dimensión mínima, al final de ia carrera de compresión, tal como se aprecia en ia figura 2, en la que se producirá la combustión, Iniciada por ia chispa de una bujía apropiada montada preferentemente en las paredes laterales de limitación del cilindro o en el propio cilindro, habiéndose indicado en el dibujo adjunto las bujías -19-, -19'- y -19' '-. Al llegar ei lóbulo -2'- a la posición representada en ia figura 2 se producirá ei desenclavamlento del rotor -R.-, con lo que ei lóbulo adyacente -1'- recibirá la acción de los gases de escape, pasanαo a la posición mostrada en ia figura 3, en la cual se producirá el enclavamiento αei rotor -R.- y el αesenelavamiento del rotor -R___-, con lo que ei lóbulo -2"- recibirá el impulso motriz de la combustión producida en la cámara de combustión representada con ei numeral -18'- en ia figura 2.

Las cámaras de combustión podran quedar realizaαas mediante rebajes de forma apropiada, tales como el rebaje -30-.

En la figura 4 se representa una posición de los rotores equivalente a la αe la figura 2, habiéndose por lo tanto completado ei ciclo.

El enclavamiento y desenclava lento periódicos de ios rotores se podran realizar mediante diferentes dispositivos concretos sin que ello signifique una variación esencial en el alcance de la presente invención.

En los dibujos se han representado ejemplos a Dase de rampas helicoidales -20- y fiadores articulados -21- y también la realización mostrada de manera más detallada en la figura 8, en la que se aprecia la disposición de los fiadores -22- portadores de salientes -23- susceptibles de introducirse en ios entrantes -24- del cubo cilindrico, complementándose con expansiones axiales arqueadas tales como -25- y -26- que presenta cada uno de los rotores y que se introducen en aberturas conjugadas del otro rotor, tal como se puede apreciar en la figura 5, en la que se han representado las aberturas -27- y -28- en las que se alojan las expansiones del otro rotor. En el caso del rotor -Ri-

las expansiones correspondientes se han indicado con ios numerales -25'- y -25"-.

Tal como se representa en la figura 8, las posiciones de enclavamiento pueden corresponder a ia disposición de los fiadores -22- coincidiendo los salientes -23- en las aberturas -24-, produciéndose el desenciavamiento al incidir el plano inclinado frontal -29- de la expansión -26- sobre el extremo igualmente inclinado del fiador -22-.

Los rotores recibirán, por lo tanto, de manera cíclica los impulsos motrices de cada una de las cámaras de volumen variable que van quedando determinadas entre dos rotores en el funcionamiento del motor. La salida de potencia se realizara por ei cubo -30- del rotor -Ri- y el e e -9- del rotor -R∑- , pudiéndose acopiar a sistemas de engranajes de tipo diferencial o similares.

Co o se comprenderá, la anterior descripción se refiere a una realización preferente de un motor de acuerdo con la presente invención, pero se podrían introducir en el mismo muchos cambios en cuestiones de detalle y ejecución concreta que no se apartarán del contenido de las reivindicaciones que se adjuntan.