2nd Inventors' Olympiad - GENIUS 2000 Budapest, Virtual Exhibition

Registry number: F-167 Category: F Country: Hungary
Rotary-vane internal-combustion engine
The invention
  • The problem to be solved:
    The main aim was to design an internal-combustion engine that does not contain components having alternate longitudinal motion and directly converts the fuel heat energy into rotational motion with a high efficiency.
  • Definition:
    The invented internal-combustion engine uses two rotary vane pairs in the cylinder instead of an alternate longitudinal motion piston and, this way, four varying volume regions are obtained. The vane pairs alternately turn in the same direction after each half turn due to the forced coupling between the two vane pairs. There is an approximately 60 degrees segment when both vane pairs are turning together in the same direction. This arrangement realises the four stroke tasks (aspiration, compression, explosion, exhaust) required for the operation. It is a valveless engine.
  • Presentation:
    The engine cylinder is divided into four varying volume regions by four vanes (two vane pairs) and the vane pairs are rotated alternately. Each vane pair makes a half turn and there is an approximately 60 degrees segment where they turn together near the dead point position and when the two vane pairs become closed to each other. The operation of the engine can easily be understood on the basis of the attached schematic diagram that shows the inner layout of the cylinder with the vane pairs. The vanes isolate the regions from each other. No valves used due to the novel design.

    Legend: (1) is the cylinder block, (2) is the aspiration inlet, (3) is the exhaust outlet, (4) is the spark-plug, (O) is the centre of gyration, (A) and (B) are the two vane pairs in the figure.

    The figure shows the position of vane pair (A) just after the moment of explosion and it is turning counter-clockwise. There are four isolated regions formed between the four vanes. As can be seen in the figure, in the four region the following tasks are performed on the effect of and after the explosion: an exhaust, an aspiration and a compression occurs continuously. During this phase the vane pair (B) is blocked with respect to the cylinder block and does not move. After a 120 degrees turn of the vane pair (A) vane pair (B) starts to turn together with the vane pair (A) in the same direction. After a half turn vane pair (A) stops. The same condition is repeated in case of vane pair (B) and vice versa. The alternate operation of the vane pairs are controlled mechanically by a synchronously rotating forced coupling that is not shown in the attached figure due to the limited space available.

    Fig. 1. Inner layout of the cylinder with the vane pairs.

  • Application: The invented engine can be used in the same fields where the traditional internal-combustion engines were used, specially there, where a highly reduced vibration, smoothly operating and economical petrol engine required.
  • Advantages:
    The vibration is highly reduced because it does not contain traditional piston nor other components that have an alternate longitudinal motion. Its construction and operation are simple, since, no valves nor valve gear required. Its weight and dimensions are twice as low and small, respectively, its turning moment is approximately twice as high as those ones of a four-stroke Otto-engine having the same displacement volume.
  • Stage of development:
    No prototype has been built as yet, due to the limited economic situation, but a demonstration model is available which verifies the concept that it can technically be realised and it really works.
  • Documentation available: Yes
The inventor(s)
  • Name(s): Attila PÁSTI
  • Self introduction: The inventor is 37 years old, Hungarian citizen. He is a skilled worker, a car mechanic. He has a wide sphere of interests, specially, his favourite field of interest is the mechanics. He is fond of the novelties and he himself searches also for the unusual solutions.
The protection
  • Form: patented (registration no.: 217 342)
  • Priority: 1994/1999
  • Countries where it is force: Hungary.
Business intention: The inventor is looking for an investment partner who could cover the costs of further development and the manufacture of the engine and, who could facilitate its introduction to the market.
Contact
  • Name: Attila PÁSTI
  • E-mail: bpasti@freemail.hu
  • Fax:
  • Phone: +36-42 490-768
  • Address: H-4400 Nyíregyháza-Kőlapos, Korhány út 12. Hungary

 

Magyar
A találmány:

Forgólapátos belsőégésű motor

  • A megoldott probléma:
    A fő cél egy olyan belsőégésű motor kialakítása volt, amelyik nem tartalmaz váltakozó hosszirányban mozgó alkatrészeket és a hőenergiát magas hatásfokkal közvetlenül forgó mozgássá alakítja át.
  • Meghatározás:
    A feltalált belsőégésű motor két forgó lapátpárt használ a hengerben egy váltakozó hosszirányban mozgó dugattyú helyett és így négy darab változó térfogatú térrész keletkezik. A lapát párok váltakozva forognak ugyanabban az irányban félfordulatonként, a két lapát pár kényszerkapcsolata miatt. Egy körülbelül 60 fokos szegmens van, amikor mindkét lapát pár együtt forog ugyanabban az irányban. Ez az elrendezés megvalósítja a négy ütemet (beszívás, sűrítés, robbanás, kipufogás), ami a működéshez szükséges. Ez egy szelep nélküli motor.
  • Bemutatás:
    A motor hengere négy, változó térfogatú térrészre van osztva a négy lapát (két lapát pár) segítségével és a lapát párok felváltva forognak. Az egyes lapát párok fél fordulatot tesznek és van egy körülbelül 60 fokos szakaszuk, amikor együtt forognak a holtpont közelében és amikor a két lapát pár egymáshoz közel kerül. A motor működése könnyen megérthető a mellékelt vázlat alapján, ami a henger belső kialakítását mutatja a lapát párokkal együtt. A lapátok elválasztják egymástól a térrészeket. Az újszerű kialakítás miatt nincsenek szelepek.

    Jelmagyarázat. (1) hengerblokk, (2) beszívó nyílás, (3) kipufogó nyílás, (4) gyújtógyertya, (O) forgásközpont, (A) és (B) a két lapát pár az ábrán.

    Az ábra az (A) lapát pár helyzetét mutatja a robbanás pillanatában, s az az óramutató járásával ellentétesen forog. Négy térrész alakul ki a négy lapát között. Ahogy az az ábrán látható, a négy térrészben a következő feladatok játszódnak le a robbanás hatására és az után: kipufogás, beszívás és sűrítés történik folyamatosan. Ez alatt a fázis alatt a (B) lapát pár reteszelve van a hengerblokkhoz viszonyítva és nem mozog. Az (A) lapát pár 120 fokos fordulata után a (B) lapát pár együtt kezd forogni az (A) lapát párral, ugyanolyan irányban. Fél fordulat után az (A) lapát pár megáll. Ugyanezek a körülmények ismétlődnek meg a (B) lapát pár esetében is és viszont. A lapát párok váltakozó működését mechanikusan vezérli egy szinkronban forgó kényszerkapcsolat, amit nem mutat a mellékelt ábra a korlátozottan rendelkezésre álló hely miatt.

    (ábra)

    1. ábra. A henger belső kialakítása a lapát párokkal.

  • Előnyök:
    A vibráció nagymértékben le van csökkentve, mert nincs benne sem hagyományos dugattyú, sem egyéb alkatrész, amelynek változó, hosszirányú mozgása lenne. Felépítése és működése egyszerű, mivel nincs szükség sem szelepekre, sem vezérlőműre. Súlya és mérete feleannyi, forgatónyomatéka körülbelül kétszer akkora, mint az azonos lökettérfogatú, négyütemű Ottó motorénak.