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Title:
ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/012677
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotary internal combustion engine containing rotors (6, 7) comprising circular tracks and at least one fixed central disk (1,2,3), where radial valve elements move (9,10) with an axial movement as they follow the profile of the circular tracks, said circular tracks having a cam profile (37) and being designed such that the admission-compression is carried out on the side of one of the rotors (6) and the combustion-exhaust on the side of the other (7), the compressed air transfer being performed via the radial valve elements (9,10). In an alternative embodiment, it can act as a compressor.

Inventors:
BRICIO ARZUBIDE ALVARO FABIÁN (MX)
Application Number:
PCT/MX2014/000099
Publication Date:
January 29, 2015
Filing Date:
July 27, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BRICIO ARZUBIDE ALVARO FABIÁN (MX)
International Classes:
F01C1/344; F01C3/04
Foreign References:
US2070606A1937-02-16
DE10110261A12002-09-05
ES2115352T31998-06-16
US3769945A1973-11-06
US1686767A1928-10-09
DE10022401A12001-11-15
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Claims:
REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad lo contenido en las siguientes clausulas:

1. MOTOR RADIANO DE COMBUSTION INTERNA que evoca su nombre a su principio mecánico , la manera en que se desplaza y la forma en que son alimentadas las cámaras de compresión y combustión del motor , que se caracteriza por ser un motor de diseño circular con uno o más rotores en su interior que también le funcionan como masas, que estos rotores contienen un número determinado de pistas circulares concéntricas, que alimenta sus cámaras de compresión y combustión utilizando el largo de un juego de esclusas radiales de movimiento axial llamadas RADIANOS, que con la ayuda de los Radíanos las pistas de estos rotores se convierten en las cámaras de compresión y combustión del motor, que sigue un ciclo bipartido de 4 tiempos (Admisión, Compresión-Transportación, Combustión (Explosión), Escape), que en todo el ciclo termodinámico se mantiene una fuerza sobre un brazo de palanca constante aplicada a la flecha del motor, que posee uno o más juegos de estas esclusas radiales llamadas RADIANOS y que funcionan también como válvulas, que estos deben su movimiento axial a su desplazamiento hermético sobre las pistas circulares del rotor en donde estos Radíanos se apoyan, que estas pistas contienen un número determinado de crestas que le sirven de leva para lograr en ellos un movimiento axial armónico y sincrónico en todo momento, que la admisión y compresión del aire se realiza en una parte del motor y la combustión y escape en otra, que a través del interior de los Radíanos así como por otros conductos puede ser transportado el aire presurizado entre las cámaras de compresión como también de un extremo del motor al interior de la cámara de combustión, lo que sucede de igual manera con la inyección de combustible, que el movimiento axial y la forma geométrica de los Radíanos es aprovechada para dosificar eficientemente el combustible y aire comprimido en el interior de la cámara de combustión ya que estos son capaces de alojar una gran cantidad de salidas de combustible y aire comprimido a todo lo largo de ellos, que respetando el principio mecánico señalado anteriormente estos motores logran las cuatro fases del ciclo termodinámico, que las fases de expansión y compresión pueden ser realizadas en varias etapas para un aumento en la eficiencia energética, que puede recibir múltiples tipos de combustible (multi-fuel) , que la mezcla aire-combustible puede ser encendida por chispa, cuerpo candente o por la elevada temperatura de los gases de salida de compresión, que posee un gran, momento angular de efecto giroscópico aprovechable y que este se incrementa al acoplarle acumuladores de energía cinéticos , que su diseño puede ser escalado dimensionalmente asi como para albergar uno o más juegos de Radíanos y de igual manera incluir una o más crestas (levas) en las pistas circulares de los rotores, que pueden ser acoplados a otros motores Radíanos de manera axial o polar, con o sin grados de rotación entre ellos, que con la ayuda del acoplamiento de acumuladores de energía puede desarrollar una gran potencia y que con esta flexibilidad en su diseño resuelve muchas necesidades en muchos campos de la actividad del hombre.

2. BOMBA-COMPRESOR DE FLUIDOS RADIANO DE ALTA PRESION que evoca su nombre a su principio mecánico , la manera en que se desplaza y la manera en que son alimentadas sus cámaras, que se caracteriza por ser una bomba-compresor de forma circular con uno o más rotores en su interior que también le funcionan como masas y que estos rotores contienen además un número determinado de pistas circulares concéntricas, que 'en todo momento se mantiene una fuerza aplicada por un brazo de palanca constante sobre el aire o fluido de admisión a través de o de los rotores los cuales están acoplados a la flecha del compresor, que puede alimentar y descargar sus cámaras de compresión por medio de una o más esclusas radiales de movimiento axial llamadas RADIANOS así como por otros conductos , que con la ayuda de los Radíanos las pistas de estos rotores se convierten en las cámaras de compresión, que estas esclusas llamadas Radíanos que funcionan también como válvulas, y que deben su movimiento axial a su desplazamiento hermético sobre las pistas circulares del rotor en donde estos Radíanos se apoyan, que estas pistas contienen un número determinado de crestas que le sirven de leva para lograr en ellos un movimiento axial armónico y sincrónico en todo momento, que con la ayuda de los Radíanos las pistas del rotor se convierte en las cámaras de compresión , y que es al impulsar la flecha en la que están montados el o los rotores que la energía cinética o potencial (impulso o compresión) es agregada a los fluidos que le son alimentados, que su diseño puede ser escalado dimensionalmente asi como para albergar uno o más juegos de Radíanos y de igual manera incluir una o más crestas (levas) en las pistas circulares de los rotores, que estos pueden ser diseñados con uno o más rotores así como con una o más cámaras (o etapas) consecutivas de compresión- logrado a través de pistas circulares concéntricas- como también por uno o más juegos de Radíanos , y que con esta flexibilidad en su diseño resuelve necesidades en muchos campos de la actividad del hombre.

REIVINDICACIONES MODIFICADAS

recibidas por la oficina Internacional el 29 de diciembre de 2014 (29.12.2014)

Habienao descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad lo contenido en las siguientes clausulas:

1. - Motor rotativo de combustión interna compuesto de una carcasa, un cuerpo fijo, uno o más rotores y dos o más esclusas, que se caracteriza porque sus rotores poseen pistas en un arreglo concéntrico en donde descansan las esclusas , que este arreglo le permite lograr la compresión de los gases de admisión y la expansión de los gases de combustión en varias etapas al transferir los gases de una pista a otra, que este arreglo también puede ser utilizado como bomba o compresor de fluidos.

2. - .- Motor rotativo de combustión interna compuesto de una carcasa, un cuerpo fijo, uno o más rotores y dos o más esclusas como se menciona en la reivindicación #1, que se caracteriza porque las esclusas de este motor son alargadas para contener en ella depósitos de aire comprimido y combustible con múltiples salidas hacia la cámara de combustión, que estas se desplazan axialmente siguiendo las pistas concéntricas con perfil de leva de los rotores, que con ellas y con las pistas concéntricas de los rotores se forman las cámaras de compresión y combustión del motor para realizar de manera simultánea los cuatro tiempos de un ciclo termodinámico bipartido (Admisión, Compresión- Transportación, Combustión y Escape), que con la ayuda de un sistema de inyección que opera como resultado a su movimiento axial, el aire comprimido y el combustible es liberado directamente a la cámara de combustión.

Description:
MOTOR ROTATIVO DE COMBUSTIÓN INTERNA

CAMPO DE LA INVENCION

Esta invención se refiera a motores de combustión interna del tipo rotativo que transforman la energía química de los gases en una cámara de combustión en movimiento mecánico. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en sí misma, a diferencia por ejemplo de la máquina de vapor. Estos motores son universalmente utilizados para un sinnúmero de aplicaciones en todas las ramas de la actividad del hombre como son la transportación de personas, animales o cosas a través de tierra , agua o aire, para la operación de maquinaria ligera y pesada, en el desarrollo de tareas pesadas para el hombre y para la generación de energía eléctrica, Hidráulica, Neumática entre muchos otros, por lo que de su eficiencia depende que estos procesos sean llevados al cabo de la mejor manera posible para beneficio de la humanidad. Asimismo esta invención se refiere también a aparatos que utilizando un movimiento rotatorio positivo son utilizados para el desplazamiento de materia tal y como son las bombas de fluidos y compresores de aire.

ANTECEDENTES

La invención de los motores de combustión interna se atribuye a dos personajes italianos : el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote esculapio, y Felice Matteucci, ingeniero hidráulico y mecánico que en 1853 presentaron varias patentes en Europa. El motor reciprocante tal como lo conocemos hoy fue desarrollado por el alemán Nikolaus Augusto Otto, quien en 1886 patentó el diseño de un motor de combustión interna a cuatro tiempos, basado en los estudios del inventor francés Alphonse Beau de Rochas de 1862, que a su vez se basó en el modelo de combustión interna de Barsanti y Matteucci.

Los principales tipos de estos motores son los Reciprocantes o Alternativos, el motor Rotatorio y la Turbina de gas. Los primeros se clasifican en motores de dos tiempos y de cuatro tiempos siendo los más representativos los motores de explosión ciclo Otto, ( cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo desarrolló, Nikolaus Otto, es el motor convencional de gasolina, también se lo conoce como motor de ciclo Beau de Rochas debido al inventor francés que lo patentó en 1862) y el motor Diesel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, que funciona con un principio diferente y en sus inicios solía consumir gasóleo.

En general la estructura y funcionamiento de los motores Reciprocantes o Alternativos (que son el tipo de motor más comúnmente producido en la actualidad) utilizan el ciclo Otto y un rotor excéntrico. Otros motores los llamados Rotatorios utilizan un completo arreglo de engranes planetarios y palancas para operar brazos interconectados o un sistema de múltiples flechas.

La mayoría de los diseños de motores de combustión interna son basados directamente o presentan pequeñas variantes ya sea del ciclo Ericsson, Stirling, Otto o Diesel.

El análisis termodinámico del ciclo de estos motores revelan que es el ciclo Ericsson el que desarrolla el mayor trabajo sin embargo la necesidad de altos volúmenes de gas caliente son requeridos para mantener la presión constante incrementando el tamaño del motor y limitando la utilización de este ciclo para la gran mayoría de las aplicaciones.

El ciclo Otto y Diesel son más propios en . la utilización de motores en donde la combustión del combustible se realiza dentro de la propia cámara interna. La eficiencia del ciclo Otto en los motores de combustión interna es limitado debido a la temperatura del aire en la cámara de combustión, esta no puede elevarse demasiado sino a cierta temperatura para prevenir detonaciones por pre ignición que al ocurrir deterioran severamente el desarrollo de estos motores, esto sin embargo no ocurre en el ciclo Diesel en donde el combustible requiere de temperaturas más altas para encender.

En particular un motor de combustión interna Reciprocante es aquel en que el eje gira debido a la acción de los pistones en su movimiento de arriba abajo. De manera común en la industria automotriz se utilizan generalmente motores reciprocantes de cuatro tiempos en donde una mezcla explosiva de aire y combustible es arrojada al interior de un cilindro en el primer ciclo y esta es comprimida y encendida en el segundo ciclo, el trabajo se realiza en el tercer ciclo de trabajo, y los productos de la combustión son exhalados en el cuarto ciclo.

Un Motor rotatorio de combustión interna es aquel que la fuerza es trasmitida directamente a la flecha giratoria. Un buen ejemplo de este tipo de motores es el Wankel que hasta el año 2013 era producido por la empresa automotriz MAZDA, en otras palabras un motor rotatorio de combustión interna tiene cámaras de combustión con pistones que en lo general son de forma triangular el cual oscila mientras rota.

De manera general una turbina es cualquier maquina en la cual la energía de un fluido en movimiento es convertido en fuerza mecánica por el impulso o reacción del fluido que pasa por una serie de paletas o aspas colocadas en un arreglo alrededor de la circunferencia de una rueda o cilindro. Un motor de turbina es aquel en el que la energía de un fluido en movimiento es convertido en energía mecánica por la acción que se ejerce a las aspas del motor para que giren. Un motor de turbina típico tendrá una serie de aspas montadas en un rotor que asimilan y comprimen aire, el combustible se agrega y se enciende la mezcla. La expansión de los gases calientes de la combustión se aceleran al pasar por una serie de aspas y finalmente impulsan las aspas de los rotores de la turbina a su paso a través de ellos, al girar las aspas del rotor promueven la entrada de más aire fresco cerrando el ciclo.

Son los motores del tipo Reciprocante los universalmente utilizados debido principalmente a que de manera simple convierten el movimiento reciprocante de los pistones a un movimiento rotatorio de un eje, sin embargo los motores reciprocantes de combustión interna tienen una limitación en lograr altos niveles de eficiencia en el consumo de combustible debido principalmente al bajo aprovechamiento de la fuerza de la expansión de los gases de combustión, la deficiente transmisión de la fuerza al cigüeñal, el reducido tiempo en el aprovechamiento de la fuerza de expansión de los gases por la prematura expulsión de elevada energía potencial de los gases a alta temperatura al medio ambiente sin ser utilizada, que estos motores han sido diseñados y perfeccionados teniendo como principio la generación instantánea de potencia, y adicionalmente a esto es muy elevada la energía que es consumida por la fricción de un sinnúmero de partes móviles característicos en estos motores. Debido a esto la eficiencia térmica de los motores reciprocantes de combustión interna es reducida, las limitaciones se inician en su mismo diseño, los materiales utilizados, la manera en que operan y el uso de un mismo cilindro para todas las fases del ciclo. Aun mas, ya que estos motores desarrollan energía mecánica por la trasformación de movimiento lineal reciprocante de los pistones en movimiento rotatorio en la flecha, es durante el inicio de su tercer ciclo, cuando la mezcla aire-combustible explota o se consume, que la posición del pistón se ubica en el punto muerto superior (PMS), y es haciendo un análisis vectorial de fuerzas, que en este punto el brazo de palanca con el cual la biela le trasmite fuerza al cigüeñal es muy cercano a cero. Por lo tanto en el momento de máxima energía liberada por los gases de la combustión el pistón le ejerce un torque mínimo sobre el cigüeñal. Al moverse el pistón desde el punto muerto superior, el brazo de palanca por el que el pistón le trasfiere fuerza a la flecha se incrementa, pero al mismo tiempo los gases de la combustión se expanden y van perdiendo fuerza de propulsión por lo que el máximo torque que el pistón ejerce sobre la flecha o cigüeñal siempre será muy inferior comparado con el torque que el pistón pudiera transferirle si el pistón pudiera hacerlo con el brazo de palanca al máximo, como esto no es lo que ocurre, la realidad es que lamentablemente los motores reciprocantes entregan malos resultados en términos de la conversión de la energía potencial de los gases de la combustión en energía mecánica, mas aun en la práctica resulta que en estos motores los gases son liberados de la cámara de combustión cuando estos aun poseen elevada energía potencial, si a estos dos grandes temas le agregamos que la mezcla aire combustible no siempre es encendida en su totalidad, que la admisión se vea afectada en ocasiones por la válvula de escape pues en ocasiones esta libera parte de los gases de admisión disminuyendo el potencial del motor reciprocante, y por último, resulta que una parte importante de la energía desarrollada por los gases de la combustión es absorbida para refrigerar y para contrarrestar la fricción interna del motor, todo esto como resultado arroja que la eficiencia de estos motores sea bajo.

En general los motores de combustión interna actuales tanto Reciprocantes como Rotatorios sufren de diversas deficiencias, uno de ellos es que su eficiencia térmica sean en la práctica mucho menores que sus eficiencias teóricas de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, se ha calculado que hasta el 25% del calor (energía) desarrollado por la combustión del combustible es absorbido por el propio sistema de enfriamiento, otro 25% es dedicado a las operaciones del propio motor como lo son la compresión de aire, sistema de lubricación y operación del generador entre otros, y es hasta el 10% de la energía disponible desechada por combustiones incompletas del combustible. Otra deficiencia en estos motores es el hecho de que encontramos substancias toxicas en los tubos de escape como partículas de carbón e hidrocarburos carcinogénicos debido a combustiones incompletas debido a la altísimas RPM que estos motores desarrollan, también, y por el miso motivo, óxidos nitrosos formados en las temperaturas más altas de la combustión (de 1800 a 2000 Celsius) .

Los motores reciprocantes de combustión interna existen pero son altamente complejos y altamente deficientes en términos de aprovechamiento de energía. Por otro lado el motor rotatorio Wankel aunque ha tenido un desempeño aceptable en la industria los problemas de alto consumo de aceite y deficiente rendimiento le han impedido sustituir en la industria a los motores reciprocantes.

Otras formas de motores rotatorios han sido propuestos, en estos se incluyen los motores Toroidales en donde se tiene un pistón de forma toroidal que corre en una cámara de la misma forma formando un rotor que es conectado a un eje o flecha en donde los pistones Toroidales se mueven de manera cíclica acercándose y separándose entre ellos formando cámaras de compresión y expansión, las entradas y salidas de aire y combustible y gases de la combustión se ubican en el contorno de la carcasa toroidal. Algunos de estos diseños utilizan un mecanismo interno que afecta el movimiento cíclico de los pistones para lograr que ellos realicen las distintas fases del ciclo.

Son muchos los diseños de motores que han sido patentados y manufacturados en el pasado. La mayoría han sido propuestos como un camino para reducir las grandes desventajas asociadas a los motores actuales sobre todo a los de pistones reciprocantes o también como una forma de proveer motores compactos y ligeros que sean económicos de manufacturar y eficientes en el consumo de combustible, sin embargo a la fecha los únicos motores de combustión interna que se producen masivamente son el motor Rotatorio Wankel y los motores convencionales reciprocantes de pistones. Teniendo como objetivo la producción en masa se ha considerado que todas las nuevas propuestas y diseños tienen desventajas ya sea por un diseño ineficiente en términos de operación o por su bajo desempeño en condiciones normales de carga como lo es el mantener una óptima potencia de manera constante. Muchos de estas propuestas requieren de sofisticados procesos de manufactura y ensamble, son difíciles de sellar, muy complejos, u operan de manera ineficiente.

Haciendo un análisis de lo anteriormente descrito, los motores de combustión interna de cada uno de los tipos anteriormente descritos tienen sus ventajas y desventajas particulares, en resumen podemos decir que un motor Reciprocante tiene un diseño maduro pero con muchísimas partes móviles (10 veces más partes que un motor rotatorio), relativamente bajo costo de manufactura y una relación moderada peso-potencia, un tamaño moderado y muy baja eficiencia en la trasformación de energía química de los gases en energía mecánica. Un motor rotatorio tiene un diseño menos maduro, un alto costo de producción, un moderado coeficiente peso -potencia, un moderado tamaño y un coeficiente pobre de eficiencia en consumo de combustible, a simple vista ninguno de ellos en términos de eficiencia logra resolver el problema, por otro lado, los motores de turbina son muy complejos y para aplicaciones muy particulares en donde se demanda una altísima potencia, para lograrlo estos motores alcanza velocidades de rotación superiores a las 30,000 RPM.

Decenas de Motores rotatorios se han desarrollado y perfeccionado anteriormente pero ninguno hasta ahora ha podido ser tan exitoso en su diseño como para ser manufacturado masivamente, las siguientes son algunas patentes que muestran esto: US40351 1 1 , US4753073, US5203307, US5305721 , US6071098, US6132197, U 6250277, US 6293775, US6371743, US6488004, US6739307, US6880494, US7059294, US7305937, US7398757, US7458791 , US 2804059, US3939808, US3951 1 12, US5934229, US4005951 , US4024840, US4854279, US5076228, US5352295, US 5540199, US571 1268, US6125814, US6202600, US6371743, US6435851 , US6659744, US71 17839, US7140853, US 7314035, US7942000, US8037863, US8156919, US8210151.

Es necesaria la invención de un nuevo tipo de motor de combustión interna totalmente diferente a lo actualmente propuesto, que sea diseñado a partir de un nuevo y diferente enfoque teniendo como principales objetivos:

1. La maximización de la transformación de la energía de los gases de combustión en energía mecánica (eficiencia), minimizando en los gases de escape subproductos tóxicos como el Monóxido de carbono (CO), oxido nitroso (NOX) o hidrocarburos.

2. Que sea compacto, ligero, económico, compuesto de pocas partes, duradero y fácil de manufacturar.

3. Qüe su diseño permita de manera eficiente y eficaz su sellado y lubricación ,

4. Y, que sea fácilmente escalable en sus dimensiones con el objetivo de satisfacer con eficiente precisión las amplias necesidades requeridas para estos motores, más aun, que puedan ser aplicado a nuevos usos que los motores convencionales por las razones anteriormente expuestas no han sido capaces de satisfacer.

La presente invención se refiere a un motor " Radiano" de combustión interna, que posee ventajas tanto de los sistemas rotatorios como los de turbina y que resuelve muchas de los problemas y desventajas de los motores reciprocantes y rotatorios actuales, como resultado este nuevo motor nombrado "Radiano" (su nombre hace referencia a la manera en que se desplaza y se alimenta), ofrece más ventajas operacionales y es muchas veces más sencillo y eficiente a aquellos conocidos hasta ahora.

DESCRIPCION

Se presenta un novedoso diseño de Motor "Radiano" de combustión interna, su nombre evoca a su principio mecánico, la manera en que este se desplaza y en que se alimentan las cámaras de compresión y combustión del motor, es un motor de diseño circular que sigue un ciclo bipartido de 4 tiempos ( Admisión , Compresión, Combustión /Explosión y Escape), en él, la admisión y compresión del aire es realizado en una primera etapa del motor como ocurre en los motores de turbina y es transferido a la cámara de combustión que se localiza en la segunda etapa del motor, es ahí que en combinación con la inyección de combustible hace encender la mezcla ya sea por el disparo de una chispa, elemento candente o por la elevada temperatura del aire presurizado, provocando que los gases de la combustión a alta presión impulsen al rotor.

El Motor Radiano es un nuevo tipo de motor de combustión interna que por medio de unas paletas radiales llamados "RADIANOS" que se mueven axialmente y que deben su movimiento sincrónico al desplazamiento hermético apoyados en las pistas circulares del rotor en donde se encuentran un número determinado de crestas que les sirven de leva para lograr en este un movimiento axial armónico y sincrónico, estas levas en las pistas de destinadas a la compresión del aire de admisión podrán ser tan largas como la longitud total de la pista del rotor logrando obtener altos niveles de compresión y sellado, en el motor Radiano es en el rotor donde se ubican las cámaras de compresión y combustión, y en estas se realiza con mucha eficiencia las cuatro fases del ciclo termodinámico. Cada motor pueden contener uno o más juegos de Radíanos , (cada juego de Radíanos está compuesto por uno o más Radíanos de Compresión y uno o más Radíanos de Combustión según sea este diseñado), que serán distribuidos en círculos concéntricos al eje del motor. La longitud y desplazamiento axial de los Radíanos determinará por ejemplo la cantidad de aire comprimido que será inyectado a la cámara de combustión y la relación de compresión de los gases de admisión que serán inyectados a la cámara de combustión. El diseño del Motor Radiano permite la compresión del aire de admisión en una o más fases, con esto se logran una elevada relación de compresión de los gases de admisión. Entre las fases de compresión y combustión podrá existir un pequeño desfase (retraso) entre el inicio y fin de la etapa de compresión que garantiza alta presión e inyección completa de todos los gases de admisión presurizados ya que estos son alojados en un depósito de aire comprimido para ser utilizados en el momento en que se inicia la fase # 3 del ciclo (la combustión/explosión). Estos motores pueden tener uno o varios juegos de rotores acoplados axialmente que cumplan el ciclo termodinámico completo dentro del mismo motor, estos rotores pueden ser colocados con o sin grados de rotación entre ellos, asimismo los motores Radíanos pueden acoplarse axialmente o polarmente entre sí en arreglos de dos o más con la posibilidad de instalarlos también con grados de rotación entre sí para suavizar la marcha y homologar el par motor en todo momento. El diseño del Motor Radiano permite aprovechar una gran cantidad de la energía potencial de los gases de la combustión y esta la trasmite directamente a la flecha manteniendo un brazo de aplicación de la fuerza constante durante todo el ciclo. El diseño del ciclo termodinámico del Motor Radiano permite tener gases de escape más limpios debido principalmente a la prolongación del tiempo de combustión de la mezcla en la cámara de combustión, a la homogenización eficiente de la mezcla estequiométrica, al precalentamiento del combustible y al mantenimiento de una elevada temperatura de la cámara de combustión (cámara caliente) sin que esta sea excesiva. La geometría en el diseño del Motor Radiano permite mantener las cámaras de combustión a altas temperaturas (sin ser excesiva) evitando así la generación de partículas toxicas como lo son los óxidos nitrosos (NOX), esta geometría facilita el sellado, lubricación (liquida y/o solida) y la refrigeración del motor la cual es fácil de obtener y mantener, por lo tanto la perdida de energía por fricción es pequeña. El motor Radiano está compuesto de pocas partes, siendo las partes móviles importantes: Rotores (masas), los Radíanos (Esclusas) y para un diseño particular de este motor las levas superiores de los Radíanos que le ayudaran a elevarse al final de cada ciclo, las partes fijas son la concha o tapas del (o de los) rotor(es), el cuerpo y los discos que contendrán los ductos para el ingreso de aire, combustible, refrigerante y como salida de gases de escape. La alimentación de combustible puede ser mecánica o electrónica, la admisión de aire puede ser natural a presión atmosférica o con turbo cargador, y los gases de escape salen a través de una lumbrera a baja presión y temperatura. Por último en término del número de Rotores, los Motores Radíanos pueden trabajar con un rotor (Single Rotor) o dos rotores (Twin Rotor). El Single Rotor es un Motor con un solo rotor de Compresión-Combustión llamado rotor de "Compresstion" mientras que en el arreglo del Twin Rotor cada motor posee dos rotores y cada rotor cumple una función de compresión o de combustión. Cada uno de estos ofrece ventajas importantes.

El diseño y principio mecánico de este motor Radiano le permite tener mucha flexibilidad ya que puede ser adaptado y escalado para cubrir cualquier necesidad o aplicación, con información como la dimensión de diámetro del motor, posición y longitud de los Radíanos, desplazamiento axial, numero de Radíanos de compresión y combustión en el motor, numero de rotores y numero de levas en las pistas circulares en los rotores, volumen de admisión de aire y combustible se permite obtener motores eficientes con infinitas posibilidades de par motor de salida teniendo un consumo muy eficiente del combustible, un bajo peso y un bajo costo de manufactura y mantenimiento. Al separar los espacios en donde se realiza la compresión del aire de admisión con el de la combustión permite optimizar ei desempeño del motor adaptándolo con precisión a las características de trabajo y consumo de combustible requeridos, así, el volumen de masa del aire admitido y la relación de compresión de estos gases pueden ser determinados y definidos con precisión, por otro lado la cámara de combustión alargada le permite lograr una quema completa del combustible y un alto aprovechamiento de la energía de expansión de los gases de combustión. Y de la misma manera con información como son el Par motor de salida requerido, el diámetro máximo del motor , la variación porcentual máxima de la velocidad, el numero de motores a ser acoplados se obtienen datos como el volumen y relación de compresión de los gases de admisión, consumo de combustible, longitud del Radiano , distancia del centro del Radiano al centro de rotación del motor , carrera axial del Radiano , numero de motores acoplados con ángulo rotatorio de acoplamiento entre ellos así su desempeño puede ser calculado a fin de diseñar el motor Radiano óptimo a cada aplicación.

Por su diseño estos motores pueden ser diseñados para mantener una velocidad (RPM) relativamente uniforme logrando ser muy eficientes en términos de aprovechamiento de la energía química de los gases asi como obtener altos niveles de par motor. En conjunto con acumuladores de energía (de cualquier tipo) estos motores pueden lograr mucha flexibilidad para ser adaptados a sistemas en donde se requiera -además de un alto par motor- de una alta potencia.

Operación del motor Radiano Single Rotor:

(Posee un solo rotor llamado Rotor de Compresstion)

El aire es admitido a la cámara de compresión que se ubica en el Rotor de Compresstion (Rotor Compresión/Combustión), una esclusa llamada Radiano de Compresión al cerrarse contra el Rotor de Compresión forma una pared y es a través de ella que los gases de admisión son altamente presurizados. Puede realizarse la compresión del aire a través de uno o más cámaras concéntricas que formaran un compresor altamente eficiente y de alta capacidad de compresión, esto debido a que el aire admitido en la primera pista del Radiano de Compresión una vez presurizado alimentara la siguiente cámara adyacente y concéntricamente interior y esta a su vez comprimirá estos gases que alimentaran la siguiente cámara de compresión adyacente concéntricamente interior hasta que sea la última cámara de compresión radialmente la mas interna cuando el aire presurizado sea transferido al depósito de compresión en el Radiano de Combustión y con él se alimentara de aire comprimido la cámara de combustión, con la ayuda de un sencillo sistema de inyección en este depósito se liberara (inyectara) el aire presurizado a la parte interna de la cámara de combustión, esta acción será el resultado del desplazamiento axial del Radiano de Combustión que actuara como válvula liberadora y dosificadora tanto del aire presurizado como también del combustible, y que al mezclarse de manera homogénea (esto aprovechando el gran numero de inyectores de aire y combustible que se alojan en el Radiano de Combustión) que la mezcla estequiométrica (mezcla de aire y combustible en donde existe la masa correcta de aire y combustible para realizar una combustión completa sin que exista un exceso o limitación de ninguno de los dos componentes iniciales) será consumida en la cámara de combustión dando impulso al rotor , el encendido de la mezcla es llevada a cabo de manera automática por la liberación casi simultánea e instantánea de aire presurizado a alta temperatura (y presión) y del combustible al interior de la cámara de combustión, sin embargo también puede ser llevada a cabo por un encendido eléctrico o electrónico, los gases de la combustión son expulsados a través de lumbreras localizadas al final de las pistas que es en donde finaliza el ciclo. Como se ha mencionado la transferencia del aire presunzado hasta la cámara de combustión es realizada a través de los mismos Radíanos -o a través de interior de unos conductos entre las diferentes pistas- para posteriormente ser trasferido al depósito de compresión en el interior del Radiano de Combustión, el rotor es montado sobre la flecha (en este rotor las pistas o cámaras cercanas a la flecha son a su vez las cámaras de compresión del aire de admisión y la(s) más alejada(s) la(s) cámara(s) de combustión). El proceso anteriormente descrito se repite instantáneamente y de forma natural por el disparo descendente de los Radíanos sobre la pistas del Rotor que por su movimiento poseen alta energía cinética y es por esto que también le funcionan como masas.

Operación del motor Radiano Twin Rotor:

(Posee dos rotores el primero el Rotor de Compresión y el segundo el Rotor de Combustión) El aire es admitido a la cámara de compresión que se ubica en el Rotor de Compresión, una esclusa llamada Radiano de Compresión al cerrarse contra el Rotor de Compresión forma una pared y es a través de ella que los gases de admisión son altamente presurizados. Puede realizarse la compresión del aire a través de uno o más cámaras concéntricas que formaran un compresor altamente eficiente y de alta capacidad de compresión, esto debido a que el aire admitido en la primera pista del Radiano de Compresión una vez presurizado alimentara la siguiente cámara adyacente y concéntricamente interior y esta a su vez comprimirá estos gases que alimentaran la siguiente cámara de compresión adyacente concéntricamente interior hasta que sea la última cámara de compresión radialmente la mas interna cuando el aire presurizado sea transferido al depósito de compresión en el Radiano de Combustión y con él se alimentara de aire comprimido la cámara de combustión, con la ayuda de inyectores en este depósito se liberara (inyectara) el aire presurizado a la parte interna de la cámara de combustión esta acción será el resultado del desplazamiento axial del Radiano de Combustión que actuara como válvula liberadora y dosificadora tanto del aire presurizado como también del combustible, y que al mezclarse de manera homogénea (esto por el gran numero de inyectores de aire y combustible que se alojan en el Radiano de Combustión) que la mezcla estequiométrica (mezcla de aire y combustible en donde existe la masa correcta de aire y combustible para realizar una combustión completa sin que exista un exceso o limitación de ninguno de los dos componentes iniciales) será consumida en la cámara de combustión dando impulso al rotor , el encendido de la mezcla es llevada a cabo de manera automática por la liberación casi simultánea e instantánea de aire presurizado a alta temperatura (y presión) y del combustible al interior de la cámara de combustión, sin embargo también puede ser llevada a cabo por un encendido eléctrico o electrónico, los gases de la combustión son expulsados a través de lumbreras localizadas al final de las pistas que es en donde finaliza el ciclo. Como se ha mencionado la transferencia del aire presurizado hasta la cámara de combustión es realizada a través de los mismos Radíanos -o a través de interior de unos conductos entre las diferentes pistas- para posteriormente ser transferido al depósito de compresión en el interior del Radiano de Combustión, el rotor es montado sobre la flecha (en este rotor las pistas o cámaras cercanas a la flecha son a su vez las cámaras de compresión del aire de admisión y la(s) más alejada(s) la(s) cámara(s) de combustión). El proceso anteriormente descrito se repite instantáneamente y de forma natural por el disparo descendente de los Radíanos al fondo de las pistas del Rotor que por su movimiento circular poseen alta energía cinética y que debido a esto también realizan la función de masas del motor.

En ambos casos la flecha del motor impulsa las bombas de gasolina, lubricante y sistema de refrigeración, y otros dispositivos mas como los generadores de corriente para el encendido y operación.

El arranque del motor puede ser llevado a cabo por motores eléctricos (marchas) conectados a la flecha y se detiene por el eventual corte en el suministro de combustible o Aire-combustible.

Las principales ventajas que tiene este novedoso motor Radiano de combustión interna son las siguientes:

1. El motor Radiano posee un novedoso sistema de compresión de aire por etapas altamente eficiente que logra alta presurización del aire con el fin de aumentar la eficiencia del ciclo termodinámico.

2. El Motor Radiano es eficiente en la transmisión de la fuerza a la flecha del motor pues esta actúa sobre un brazo de palanca constante y que al alejarla del centro de la flecha podrá ser tan grande como se requiera.

3. Este motor Radiano aprovecha casi en su totalidad la fuerza química potencial de los gases de la combustión, debido a la dosificación precisa de la mezcla aire-combustible y al diseño de la cámara de combustión alargada provechando con esto la energía potencial de los gases por más tiempo.

4. En el motor Radiano la expansión de los gases de la combustión pueden ser aprovechada casi en su totalidad ya que puede determinarse la cantidad en volumen de mezcla en relación al largo de la cámara de combustión que le permita una expansión casi completa, esta es por sí misma una cámara de combustión alargada lo que además de contribuir a una combustión completa del combustible reduce la generación de residuos tóxicos al final del ciclo, la Expansión (al igual que la Compresión) puede ser llevada a cabo en varias etapas dentro del motor. En el motor Radiano la cámaras de combustión (y compresión) son alimentadas tomando como referencia la dimensión longitudinal de las esclusas llamados "Radíanos" que al ser esta muy alta le permite alojar múltiples entradas (y salidas) de aire presurizado y combustible que optimizan la admisión, la inyección y el dosificado del aire presurizado así como del combustible a la cámara de combustión logrando una mezcla homogénea en una operación precisa, rápida.

El motor Radiano es multi-fueí, es decir puede recibir una gama amplia de combustibles.

Este motor Radiano puede generar elevadas relaciones de compresión del aire de admisión debido a la compresión por etapas así como al amplio sello que otorgan las pistas circulares del rotor y la amplia superficie de contacto de los Radíanos con las pistas.

La elevada temperatura del aire presurizado de admisión así como una cámara de combustión caliente permiten tener o no la presencia de chispa o elemento candente para el inicio de la tercera fase del ciclo (combustión/explosión).

Este motor Radiano puede albergar uno o más rotores con una o más crestas (levas) en sus pistas circulares y de igual manera con uno o más juegos de Radíanos, esto lo hace un motor muy flexible al momento de diseñar el motor adecuado para cubrir cada necesidad.

El motor Radiano está compuesto de muy pocas partes, es compacto y fácil de manufacturar.

En el motor Radiano existe la posibilidad de tener áreas a diferentes temperaturas, como ejemplo, se puede mantener la cámara de combustión a una elevada temperatura produciendo con esto una mayor eficiencia en el ciclo termodinámico.

Este motor Radiano es regulado por sí mismo sin necesidad de secuenciadores o de una cadena de distribución como en el caso de los motores reciprocantes. Su velocidad es uniforme logrando ser eficiente en términos de consumo de combustible.

Un motor Radiano puede ser escalado o reducido en sus diámetros y dimensiones (sin cambiar de diseño o principio mecánico) a fin de resolver óptimamente cualquier necesidad, asimismo el motor puede alojar múltiples Radíanos con múltiples crestas (levas) en las pistas de los rotores a elección, más aun pueden acoplarse axialmente o polarmente dos o más motores entre sí de manera fácil, confiable y segura #21 y #22 Fig. 1 , 16. Si consideramos la fuerza generada por la combustión de una mezcla aire - combustible como un valor promedio ponderado, el momento o torque aumenta con el incremento de la distancia de la aplicación de la fuerza sobre un eje, motores con mayor torque pueden ser producidos al incrementar la posición o distancia de los Radíanos al eje #8 Fig. 2,3,4,5,6,7,8, 13, 16, 17, 18, 19,20,21 ,22,23,24,25,26 del motor.

En este motor Radiano el enfriamiento, sellado y lubricación se hace a través de aire, agua o aceite presurizado entre otros, utilizando sellos metálicos y no metálicos de manera fácil y confiable ya que tiene grandes áreas destinadas para ello.

Para aumentar su eficiencia en términos de consumo de combustible el motor Radiano puede ser de velocidad constante , asimismo en arreglos de varios motores puestos en serie o paralelo se logra que el conjunto pueda alcanzar alta eficiencia al encender solamente los motores que fueran requeridos esto aplica para una aplicación en la que la demanda de trabajo o potencia fuera variable.

Este motor puede tener sensores que lo controlen y ajusten de manera automática para lograr el desempeño deseado de manera precisa.

Con el acoplamiento de acumuladores como pueden ser de tipo eléctricos, mecánicos, neumáticos o hidráulicos -entre otros- estos motores pueden desarrollar una alta potencia

Este motor Radiano posee un gran momento angular de efecto giroscópico que puede ser muy aprovechable sobre todo cuando se le es acoplado el acumulador cinético de alta velocidad angular, a manera de ejemplo esta fuerza puede aumentar en gran medida la estabilidad de un vehículo en movimiento cuando este es instalado convenientemente para este propósito. Este motor Radiano tiene aplicaciones para desempeñar trabajos Mecánicos, Neumáticos, Hidráulicos o Eléctricos (Generadores) entre otros. 20. Este motor Radiano puede ser fabricado con materiales como pueden ser Acero, Titanio, Tungsteno o Aluminio entre otros y para su manufacturas se utilizan maquinas y herramientas convencionales que pueden ser del tipo de control numérico CNC.

Habiendo descrito la naturaleza de la presente invención, tres ejemplos particulares se describirán con referencias a los dibujos adjuntos. Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán que muchas variaciones y modificaciones se pueden idear sin apartarse del alcance de la invención como fue descrita anteriormente.

De manera particular y solo para ejemplificar este diseño seleccionamos para su descripción y análisis tres motores con Radíanos de diseño o forma rectangular ( El Radiano puede tener cualquier otro contorno geométrico siempre que cumpla la condición de hermeticidad con las pistas circulares de los rotores ). El primero es un Motor Radiano compuesto de dos rotores, de dos juegos de Radíanos y dos levas en el Rotor de Compresión y en el de Combustión, la compresión se realiza en una sola etapa como se muestra en la Fig. #7, el segundo ejemplo será el de un Motor Radiano compuesto de un solo rotor, de 2 juegos de Radíanos y dos levas en el Rotor de Compresstion, la compresión se realiza en una sola etapa como se muestran en las Fig. #18. El tercero ejemplo será el de un Motor compuesto de un solo rotor, 2 juegos de Radíanos y dos levas, la compresión se realiza en tres etapas o pasos.

Numeración y descripción general de Partes contenidos en las figuras.

1.-Disco Central #1 , 2. -Disco central#2 3. -Disco central #3, 4. -Concha de Rotor, 5. -Concha de Rotor , 6.-Rotor de compresión, 7.-Rotor de combustión, 8. -Flecha, 9.-Radiano de Compresión, 10.-Radiano de Combustión, 1 1. -Baleros o cojinetes, 2. -Plano inclinado, 13.-Aceite frió (admisión a Rotores), 14. -Aceite caliente (escape), 15. -Separador de anillo para montaje de motor. 16.-Sellos del rotor, 17.- Válvula anti retorno (check) 18.- Aceite frió (admisión a Radíanos), 19.-Turbina de refrigeración. 20 Sístema auxiliar (bombas de combustible, aceite, agua, marcha generador) 21.- Base para anclaje 22. -Anillo para ajuste de grados de rotación del motor 23.-lnyector de combustible 24. -Resortes 25.- Admision de Aire 26.- Admisión combustible 27.-Cavidad guía para capsulas de trasportación de aire en discos centrales 28. -Lubricación solida(admisión) 29.-Orificios de entrada de aire a cámara de admisión 30.-Barrenos para paso de tornillos para ensamble 31.- Salidas de aire presurizado en el Radiano 32.- Tornilleria de ensamble 33.-Ductos de paso de Aceite 34. -Caja guía de Radíanos en discos centrales 35. -Lumbrera escape 36.-Ductos de alimentación o escape 37.- Cresta 38.- Plano inclinado del rotor para subir a la cresta 39.- Embolo de Inyector de combustible 40.-Camara de salida aire y combustible al interior de la cámara de combustión. 41 . -Embolo depósito de aire presurizado 42. -Barra y Base de emboló de inyección de combustible 43. -Deposito de compresión 44.- Espacio para resortes en Radíanos 45. -Pernos guía de resortes en Radíanos 46.-Orificio de salida de combustible y aire a la cámara de combustión 47.-Ducto de transportación de aire presurizado 48.-Barra de cilindro de Deposito de compresión 49.-Embolo de salida de aire presurizado 50.-Rotor de Compresstion 51.-Posicionamiento de la chispa o cuerpo candente 52. -Salida de fluido presurizado en Compresor Radiano 53.- Pistas circulares en Rotor de Compresstion utilizadas en la combustión 54.- Pistas circulares en Rotor de Compresstion utilizadas en la compresión 55.- Ductos para canalización de aire presurizado por el interior de los Radíanos. 56. -Deposito de aire presurizado en Single-Rotor 57. -Puentes de comunicación de aire presurizado entre cámaras de compresión en Compresores Radíanos. 58.- Esprea de Combustible 59.- Acumulador de Energía Cinética (por ejemplo masa de gran peso que gira a alta velocidad 60.- Cámaras de compresión en Bomba-Compresor 61.- Acumulador de energía eléctrico (por ejemplo conjunto Generador Eléctrico- banco de Baterías Eléctricas)

Descripción de Figuras:

Fig. 1 : Muestra la imagen exterior del motor Radiano de dos rotores (Twin Rotor) en vista isométrica

Fig. 2: Muestra la imagen exterior del motor Radiano de dos rotores (Twin Rotor) en vista isométrica habiendo retirado sistemas auxiliares como el de refrigeración, bombas de combustible, lubricación, turbo soplador y marcha entre otros.

Fig. 3: Muestran un corte transversal H-H' del motor señalado en la figura #2 Fig. 4: Muestran un corte transversal H-H' del motor señalado en la figura #2 en explosionado.

Fig. 5: Muestra la vista del corte J-J' señalada en la figura #2 y que exhibe la operación de los Radíanos en un sistema de Motor Radiano de dos rotores (Twin Rotor).

Fíg. 6: Muestra la vista del corte J-J' señalada en la figura #17 y que exhibe la operación de los Radíanos en un sistema de Motor Radiano de un rotor (Single Rotor).

Fig. 7: Muestra una vista en isométn ' co completa del motor Radiano Twin Rotor en explosionado. El "Compresor Radiano" de v aire de admisión lo compone la primera sección de este diagrama O - O'

Fig. 8: Muestra la vista del corte A-A' señalado en la figura #3 y que es la imagen del rotor de compresión #6

Fig. 9: Muestra la vista del corte B-B' señalado en la figura #3 y que es la imagen del rotor de compresión #6y el plato #1 de la Fig. #7 así como los Radíanos de Compresión #9

Fig. 10: Muestra la vista del corte D-D' señalado en la figura #3 y que es la imagen de la pieza #2 en la Fig. #7

Fig. 1 1 : Muestra la vista del corte C-C señalado en la figura #3 y que es la imagen de la pieza #1 en la Fig#7

Fig. 12: Muestra la vista del corte E-E' señalado en la figura #3 y que es la imagen de la pieza #3 en la Fig#7

Fig13: Muestra la vista del corte F-F' señalado en la figura #3 y que es la imagen del rotor de combustión #8y el plato #3 de la Fig. #7 así como los Radíanos de Combustión #10.

Fíg. 14: Muestra la vista del corte G-G' señalado en la figura #3 y que es la imagen del rotor de combustión #7.

Fig. 15 Muestra el arreglo axial o polar en que estos motores pueden ser acoplados.

Fig. 16 Muestra la imagen exterior del motor Radiano de un rotor (Single Rotor) en vista isométrica Fig. 17: Muestra la imagen exterior del motor Radiano de un rotor (Single Rotor) en vista isométrica habiendo retirado sistemas auxiliares como el de refrigeración, bombas de combustible, lubricación y marcha entre otros.

Fig. 18: Muestra un corte transversal del motor Radiano de un rotor (Single Rotor). Fig. 19 Muestra un corte transversal del motor Radiano de un rotor (Single Rotor) en explosionado.

Fig. 20 Muestra una vista en isométrico del motor Radiano de un rotor (Single Rotor) en explosionado. Este diagrama muestra también el compresor de aire de alta presión (sección O-O ' ) el cual puede tener un o mas fases de compresión (se muestra con una fase) la sección de combustión es la pista más alejada del eje y la de compresión la más cercana

Fig. 21 Muestra la vista del corte L-L' de la Fig. 19 y que es la pieza #3 de la Fig.18. Fig. 22 Muestra la vista del corte M-M' de la Fig. 19 y que es la pieza #2 de la Fig.18.

Fig. 23. Muestra la vista del corte K-K' señalado en la Fig.18 y que es el Rotor de Compresstion #50 y los Radíanos #10 y #9 de la misma Fig.18.

Fig.24. Muestra el corte transversal de un ejemplo de motor Radiano Single Rotor con 3 fases de compresión.

Fig.25. Muestra el corte transversal de un ejemplo de un Compresor Radiano con más de una fase de compresión a la altura del corte K-K' de la Figura 18, en este caso se muestran como ejemplo 3 fases de compresión.

Fig.26. Muestra una vista en isométrico completa del compresor Radiano en este caso se muestran como ejemplo 3 fases para la compresión.

Ejemplo 1 : Motor Radiano de dos rotores (Twin Rotor)

Nota: Se muestra un Radiano de contorno rectangular, con una sola cámara de compresión en el Rotor de Compresión: Figuras 1 ,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1 1 ,12,13,14,15.

El aire que fue admitido en un paso previo al interior de la cámara de compresión (esto a través de los orificios #25 Fig. 2, localizados en el disco central #1 Fig.2,3,4,5,6,7,1 1 , (el volumen y presión inicial de aire de admisión puede ser natural atmosférica o incrementada a través de un turbo soplador), será presurizado por la acción de la esclusa o Radiano de Compresión #9 Fig. 3, 4, 5, 6,7,9 y por el Rotor de Compresión#6 Fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8,9 que al rotar reducirá el tamaño de la cámara de compresión produciendo la presurizacion del aire, este aire presurizado viajara por el ducto interior#47 Fig. 5 del Radiano de Compresión #9 Fig.3,4,5, 6,7,9 al Depósito de Compresión #43 Fig. 5, El Radiano de Compresión#9 Fig. 3, 4, 5, 6,7,9 al desplazarse por el plano inclinado de la pista del Rotor de Compresión#6 Fig. 3, 4, 5, 6, 7,8,9 presuriza el aire ingresándolo al Depósito de Compresión#43 Fig. 5; Cuando la cresta o leva #37 Fig. 5 de la pista del Rotor de Combustión#7 Fig.3,4,5, 6,7, 13,14 coincide con el Radiano de Combustión#10 Fig. 3, 4, 5, 6,7,13 este se eleva y precarga el resorte y embolo #49 que le ayudaran a extraer todo el aire presurizado del depósito de compresión #43, también precarga el resorte y embolo #39 que le ayudaran a extraer todo el combustible alojado en el inyector de combustible#23 Fig. 5, inmediatamente después de pasar la leva de la pista del rotor de combustión, el Radiano de combustión se dispara al fondo de la pista del rotor a gran velocidad por la acción de una serie de resortes de alta capacidad#24 Fig.7 alojados en cajas para resorte #45 Fig. 5 ubicados en todo el interior del Radiano de compresión, este movimiento permite que sea a través de un gran número de conductos#31 Fig. 7 que conectan el Depósito de Compresión#43 Fig. 5 con la cámara de combustión del rotor y que se hacen coincidir en este preciso momento, que se inyecta el aire presurizado directamente al interior de la cámara de combustión precisamente a la concha #40 Fig5, casi simultáneamente y por la misma acción de este Radiano de Combustion#10 fig. 3, 4, 5, 6,7,13 es a través de un gran número de inyectores de tipo mecánico o electrónico#23 Fig.7 ubicados a todo lo largo del Radiano que al haberse hecho coincidir los conductos de salida se inyecta el combustible a alta presión al mismo receso #40 Fig. 5 y con esta acción se mezclan de manera homogénea e instantánea el aire presurizado y el combustible obteniendo una mezcla estequiométrica, la elevada temperatura del aire presurizado o si se desea la presencia de la chispa de una bujía, iniciara la combustión de la mezcla que le dará el impulso al mismo rotor, como se ha dicho el rotor de compresión#6 Fig. 3,4,5,6,7,8,9 podría (o no) estar desfasado (retrasado) con respecto al Rotor de Combustión #7 Fig3,4,5,6,7,13,14 de manera que por unos instantes después del inicio de la combustión el Radiano de Compresión #9 Fig.3,4,5, 6,7,9 (apoyado en el Rotor de Compresión#6 Fig. 3, 4, 5, 6, 7,8,9) seguirá enviando al Depósito de Compresión#43 Fig. 5 aire presurizado y este a su vez a la cámara de combustión a fin de agotar el volumen de aire presurizado contenido en este, la mezcla arde y la fuerza de expansión de estos gases impulsan al Rotor. Válvulas check en los ductos de salida garantizaran doblemente que los gases de la combustión no sean canalizados al interior de estos elementos. Cuando la cresta #37 Fig.5 del Rotor de Compresión #6 Fig. 3, 4, 5, 6, 7,8,9 coincide con el Radiano de Compresión #9 Fig. 3, 4, 5, 6,7,9 esta se disparara al fondo del plano inclinado del Rotor de Compresión por la acción de una serie de resortes 24 Fig. 7, alojadas en caja para resorte #45 Fig. 5 de alta capacidad situados en el perímetro superior de la misma iniciando nuevamente el ciclo de presurización del aire de admisión. La admisión de aire la realiza el Rotor de Compresión #6 Fig.3, 4,5,6,7,8,9 en un compartimiento anterior al mismo tiempo en que se lleva a cabo la presurización del aire. Los gases de la combustión son liberados a través de las lumbreras#35 Fig2, 5, 6,7, 12,13 localizadas en el disco #3 estas pueden ser aprovechadas para darle impulso a los gases de admisión a través de un turbo soplador.

Ejemplo 2 Motor Radiano de un rotor (Single Rotor)

Nota: Se muestra un Radiano de contorno rectangular, con una sola cámara de compresión en el Rotor de Compresstion: Figuras 16, 17, 18, 19, 20, 21 ,22,23 El aire que fue admitido en un paso previo al interior de la cámara de compresión (esto través de los orificios localizados en el disco central #3 Fig.17, 18,19,20 (el volumen y presión inicial de aire de admisión puede ser natural atmosférica o incrementada a través de un turbo soplador), será presurizado por la acción de una esclusa llamada Radiano de Compresión #9 Fig. 18, 19,20 y por el Rotor de Compresstion #50 Fig. 18,19,20 que al girar se reducirá el tamaño de la cámara de compresión #54 Fig.20 produciendo la presurización del aire, este aire presurizado viajara por el conducto interior#47 Fig. 19,21 ubicado en el plato central #2 Fig. 17 desde el Radiano de Compresión #9 Fig.18, 19,20 al Depósito de Compresión #56 Fig. 5 ( el proceso de compresión de aire pudiera continuar incluso más allá del inicio de la combustión del combustible por un ligero desfasamiento (retraso) de las crestas en la pista de compresión del Rotor de Compresstion# 50 Fig.18, 19,20 en su pista circular #54 Fig.20 con respecto a las crestas de la pista de combustión #53 Fig. 20 con el fin de transferir completamente el aire presurizado del Depósito de Compresión#56 Fig. 5 a la cámara de combustión), el embolo #49 Fig. 5 que es accionado por unos resortes ayudara a expulsar todo el aire de este depósito, también se precarga el resorte y embolo #39 que le ayudaran a extraer todo el combustible de este depósito. Como se ha mencionado, el Radiano de Compresión#9 Fig.17, 18,19,20 al desplazarse por la pista #54 Fig. 20 del plano inclinado del Rotor de Compresstion #50 Fig.18, 19,20 presurizara el aire ingresándolo en el Depósito de Compresión#43 Fig. 5, cuando la cresta #37 Fig.5 del Rotor de Combustión#7 Fig. 3, 4, 5, 6,7 12,13,14 adelanta a Radiano de Combustión#10 Fig. 3, 4, 5, 6,7,13 esta se dispara y baja a gran velocidad al fondo del plano inclinado de este rotor por la acción de una serie de resortes de alta capacidad#24 Fig20, este movimiento permite que a través de un gran número de conductos#31 Fig.18 que conectan el Depósito de Compresión#43 Fig. 5 con la cámara de combustión del rotor y que se hacen coincidir en este preciso momento se inyecta el aire presurizado directamente al interior de la cámara de combustión al receso en forma de concha #40 Fig. 5, al mismo tiempo y por la misma acción de este Radiano de Combustion#10 Fig. 18, 19,20 a través de un gran número de inyectores de tipo mecánico o electrónico#23 Fig. 5 ubicados a todo lo largo del Radiano al hacer coincidir estos conductos de salida liberan el combustible a alta presión al receso en forma de concha #40 Fig. 5 al interior de la cámara de combustión facilitando la homologación instantánea de la mezcla estequiométrica, la elevada temperatura del aire presurizado o si se desea la presencia de la chispa de una bujía o cuerpo incandescente, iniciara la combustión de la mezcla y los gases en expansión darán el impulso al rotor. Como se ha dicho la fase de Compresión del Rotor de Compresstion #50 Fig. 18,19,20 pudiera estar desfasado (retrasado) con respecto a la fase de combustión de manera que por unos instantes después del inicio de la combustión el Radiano de Compresión #9 Fig. 18, 19,20 (apoyado en el rotor) seguirá enviando al Depósito de Compresión#56 Fig. 5 aire presurizado y este a su vez a la cámara de combustión a fin de agotar el volumen de aire presurizado contenido en este, válvulas "check" en estos conductos garantizaran doblemente que los gases de la combustión no sean canalizados al interior de estos elementos. Cuando una cresta de la pista circular de compresión del Rotor adelanta al Radiano de Compresión #9 Fig. 18, 9,20 este se disparara al fondo de la pista circular por la acción de una serie de resortes #24 Fig.20 de alta capacidad iniciando nuevamente el ciclo de presurización del aire de admisión. La admisión de aire la realiza el Rotor en un compartimiento anterior al mismo tiempo en que se lleva a cabo la presurización del aire. Los gases de la combustión son liberados a través de las lumbreras#35 Fig. 18, 19,20,21 localizadas en el disco #3 estas pueden ser aprovechadas para darle impulso a los gases de admisión a través de un turbo soplador.

Ejemplo 3 Motor Radiano de un rotor (Single Rotor)

Nota: Radiano de contorno rectangular con tres cámaras de compresión en el Rotor de Compresstión.

La operación es exactamente igual al expuesto anteriormente para el motor Radiano de un rotor (Single Rotor) con la diferencia que el incremento en la presión de los gases de admisión (fase 2 del ciclo termodinámico) es realizado en varios pasos a través de cámaras concéntricas #60 Fig. 24 iniciando en la cámara de compresión más alejada al eje para concluir en la más cercana al eje este proceso eleva a muy alta presión los gases de admisión logrando elevar significativamente la eficiencia del ciclo termodinámico de este motor.

En la Fig. 15 se muestra un par de formas en que es posible acoplar entre sí dos o más motores Radíanos, el primero muestra un arreglo polar (en paralelo) y el segundo muestra un arreglo Axial (en serie). En el primer ejemplo se muestra también la utilización de un acumulador de energía que pudiera ser del tipo cinético #59 el cual se puede componer de una masa a la que se le incrementa la velocidad de rotación y que podrá proveer al sistema de gran potencia, en este caso en particular los motores Radíanos acoplados de manera polar a este acumulador podrán encenderse y apagarse en la medida en que el sistema lo demande haciéndolo muy eficiente en términos de consumo de combustible; En el segundo caso se han acoplado varios motores Radíanos en serie y estos a un acumulador que puede ser del tipo eléctrico #61 el cual puede ser compuesto por un generador de energía y un banco de baterías, al igual que el primer ejemplo los motores acoplados podrán encenderse y apagarse en la medida en que el sistema le demande más o menos potencia. Como se ve este motor Radiano ofrece muchas ventajas en cuanto a la posibilidad de ofrecer una solución en particular al ofrecer arreglos y acoplamientos que resuelvan con mucha eficiencia los requerimientos de trabajo mecánico y potencia.

Para todos los tipos de Motores Radíanos (Single y Twin Rotor) con uno o más pasos o fases de compresión y expansión aplica lo siguiente:

1. El volumen de aire de admisión presurizado que entrara a la cámara de combustión es calculado en función al porcentaje de expansión que se desee obtener de estos al momento de la combustión, por lo tanto para este cálculo se debe seleccionar las longitudes de los Radíanos, su desplazamiento axial, su posición o distancia con respecto al eje y con ello calcular los volúmenes de aire desplazado por las pistas del rotor es decir debe de seleccionarse la masa y el nivel de presurización de aire que se suministrara a la cámara de combustión ( inicialmente se debe definir el numero de pasos o fases de compresión).

2. Los inyectores de combustible pueden ser del tipo electrónico, electromecánico o mecánico ya que hablando de los inyectores el Radiano de Combustión en su movimiento axial puede abastecerlos y liberarlos del combustible mecánicamente al interior de la cámara de combustión , una bomba de combustible deberá ser el elemento que alimente #26 Fig. 5,6 a estos inyectores. En el caso de inyectores electrónicos de combustible se requerirá de un cerebro electrónico para gobernarlos. Un ejemplo de inyector mecánico es el que se ilustra con el #23 en la Fig. 5,6 este inyector consta de un embolo #39 de acción simple y un resorte que son accionados con la elevación del Radiano de Combustion#10 Fig. 3, 4, 5, 6,7,13 al subir el embolo este deja pasar el combustible alimentado al cilindro que, cuando el Radiano de Combustion#10 Fig. 3, 4, 5, 6,7,13 se dispara al fondo del Rotor de Combustion#7 Fig. 3, 4, 5, 6,7,13,14 el resorte de este inyector previamente presurizado por él se disparara inyectando el combustible a la cámara de combustión a través de los orificios#46 Fig.5 que posee para este propósito en el Radiano. Las presiones de inyección pueden llegar a ser muy altas ya que el orificio de salida del combustible puede ser muy pequeño esto gracias a que se cuentan con varios de estos inyectores a todo lo largo del Radiano (como se explico anteriormente) que permiten hacer una distribución rápida y homogénea. El aceite presurizado #18 Fig. 5,6 proveniente de un sistema de enfriamiento #19 y #20 Fig.1 , 16 es inyectado al motor a través de los orificios #13 Fig. 5 y este recorre desde la base del Rotor de Compresión hasta el lado opuesto en la base del Rotor de Combustión con ramificaciones (venas) a los puntos clave para enfriamiento y lubricación del motor así como también para la flecha.

La forma geométrica de las partes en el diseño de este motor permiten el sellado de las cámaras de compresión y combustión de manera fácil, así como el sellado y lubricación de los rotores, flechas y esclusas, el sellado se puede llevar a cabo con anillos metálicos #16 Fig. 8, 9,13 y no metálicos dispuestos de manera concéntrica así como de anillos con la forma geométrica de las cámaras, lo mismo ocurre para el sellado de los Radíanos #9y #10 y del depósito de compresión#43 Fig. 5.

La alimentación de aceite presurizado #18 Fig. 5,6 permitirá la lubricación y refrigeración del mismo en los puntos más convenientes, adicionalmente este motor puede recibir lubricantes sólidos o líquidos presurizados de alta capacidad y resistencia térmica#12, Fig. 2, 17 y #28 Fig. 9,1 1 , 12,13, que permitirá tener una lubricación y sellado constante así como reservar áreas de alta temperatura en las cámaras de combustión, esto con el fin de aumentar la eficiencia del ciclo termodinámico eliminando con esto elementos tóxicos como hidrocarburos en los gases de escape al medio ambiente. Las partes móviles como lo son los rotores son acoplados con diferentes rodamientos y cojinetes #1 1 Fig. 3,4 que permiten una operación silenciosa y sin fricción minimizando la energía desperdiciada en este tema. La masa de los rotores así como el acoplamiento a acumuladores de energía cinéticos de alta velocidad le son útiles para generar un momento angular de efecto giroscópico aprovechable así como acumular momento de inercia que le permita al motor continuar la marcha una vez encendido.