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DreM : raftmascMne.
Die Erfindung betrifft, eine Drehkraftmaschine, deren Laufrad mit Kanälen für den Durchtritt des Treibmittels versehen ist und besteht in einer solchen Formgebung und Anordnung der Kanäle, dass die Tangenten jeder Kanalachse in je einer Regelfläche liegen, wobei die Tangenten an den einander entsprechenden Stellen aller Kanäle gleichfalls in je einer Regel- fläche liegen können. Diese Art der Anordnung und der Form der Kanäle, die alle im selben Drehsinne windschief zur Drehachse liegen, zeigt sich als die günstigste. Die Arbeit wird nicht nur durch Druckdifferenz bzw. Strömungsenergie des Treibmittels, sondern auch durch eine Reaktionskomponente geleistet, die an den konkaven Teilen der Kanalflächen wirkend ein Drehmoment hervorruft, wobei Wirbelbildungen gänzlich vermieden sind.
Das Integral der Arbeitsleistung an allen Stellen eines Kanals, multipliziert mit der Anzahl der Kanäle. ergibt die Gesamtleistung. Der Theorie nach müssten zwar die wirksamen Teile der Kanalwände nach obigen Regeln geformt sein, doch wurde die Kennzeichnung der Einfachheit halber auf die Mittelachsen der Kanäle, deren Form in der Praxis von jener der Strömungslinien längs der Kanalwände nur wenig abweicht, bezogen. Diese Maschine ist insbesondere zum Betrieb als Explosionsmotor geeignet, aber auch mit andern Treibmitteln (Druckgas, flüssige und feste Explosivstoffe, Dampf. Flüssigkeiten) betriebsfähig.
Sie vereinigt die Vorteile des unmittelbaren Drehantriebes mit verhältnismässig grosser Leistung und sehr geringem Gewicht, so dass sie sich nicht nur als Stabil-und Kraftfahrzeugmotor, sondern insbesondere auch als Flugzeugmotor für den Lufttorpedo-und Geschossantrieb u. dgl. eignet.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsformen schematisch dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 eine Drehkraftmaschine im Längsschnitt und im Querschnitt ; die Fig. 3 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform im Längsschnitt und in Endansicht ; die Fig. 4 und 6 stellen Maschinen anderer Ausbildung im Längsschnitt dar und die Fig. 7 und 8 zeigen Querschnittsformen der Kanäle. Die Längsschnitte gemäss den Fig. 3, 5 und 6 sind durch die Mittellinien der Kanäle geführt und in die Zeichnungsebene projiziert.
Gemäss den Fig. 1 und 2 sind in einem zylindrischen Gehäuse 1, Laufräder 2, 3, 4 angeordnet, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle 5 befestigt sind. Die Abdichtung der scheibenförmigen Laufräder kann in üblicher Weise an der Umfangsfläche (Rad 2) oder an den Seitenflächen durch Rippen 6 des Zylinders erfolgen wie dies beim Laufrad 4 dargestellt ist. Die letzterwähnte Art der Dichtung hat den Vorteil der geringeren Abnützung und des geringen Reibungswiderstandes. Es ist selbstverständlich. dass die Maschine auch mit mehr oder weniger als drei Laufrädern, eventuell auch mit nur einem ausgestattet sein kann.
Die Laufräder sind mit Kanälen 7 versehen, die von einer Seitenfläche zur andern führen und im Kreise um die Achse des Rades angeordnet sind. Diese Kanäle sind derart geformt und angeordnet, dass die Tangenten der Mittelachse jedes der Kanäle in einer Regelfläche liegen, wobei die Tangenten an den einander entsprechenden Stellen der Mittelachsen gleichfalls in je einer Regelfläche liegen können. Zweckmässig bilden die Mittelachsen der Kanäle eine Kurvenschar, deren Tangenten in der Fläche eines Hyperboloids oder einer ähnlichen Fläche liegen. Die Winkel, die die Tangenten an der Eintritts-und an der Austlittsstelle mit den Radflächen einschliessen, werden entsprechend der Ein-und Austrittsgeschwindigkeit des Treib-
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mittels bestimmt.
Der Querschnitt'der Rohre nimmt gegen das Austrittsende zu ab und wird derart gewählt, dass er in bezug auf die Drehrichtung des Rades mehr konkave als konvexe Flächenteile aufweist, damit die Aktion des Treibmittels möglichst gross ist. Der Querschnitt kann beispielsweise die aus den Fig. 7-'und 8 ersichtliche Form haben, in welcher die Drehrichtung durch einen Pfeil angedeutet ist.
Der Zylinder 1 ist mit einem Explosionsraum 8 versehen, an dem Öffnungen 9. 10 für die Zündvorrichtung und den Einlass des Treibmittels angeordnet sind. Die Kanalkränze der Laufräder können im Sinne der Strömungsrichtung des Treibmittels der Abnahme der Spannung entsprechend, zunehmende Durchmesser haben, so dass alle Räder mit gleichen Drehmomenten auf die Welle wirken.
Die im Raum 8 entstehenden Gase üben beim Durchströmen der Kanäle einen Druck auf deren Wandung aus, dessen Richtung bei allen Kanälen die Achse im selben Sinne kreuzt. so dass das Rad in Drehung versetzt wird. Als Betriebsmittel kommen nicht nur Benzin oder Rohöl, sondern hauptsächlich auch Ammoniumnitrit, Chlorate, Naphthalin. Pikrate usw. in Betracht.
Hiebei arbeitet die Maschine ohne Leitrad. Das Treibmittel wirkt vom Explosionsraum auf alle Kanäle gleichzeitig, da es in alle gleichzeitig eintritt und wirkt vom Zentrum nach allen Richtungen. Die Leiträder können ausfallen, weil die Portionierung durch Regelung der Explo- sionen, bzw. deren Anzahl pro Zeiteinheit erfolgt.
Gemäss den Fig. 3 und 5 besteht das Laufrad nicht aus einer Vollscheibe, sondern wird
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ausgebildet sind. Sie schliessen an einen an der Welle angebrachten Hohlkörper 12 an, der als Explosionsraum dient. Zweckmässig besteht der Hohlkörper mit der Welle aus einem Stück, so dass die Explosion eigentlich im Innern der Welle erfolgt. Diese Ausbildung der Vorrichtung erfordert kein Gehäuse, doch ist ein solches wünschenswert, weil es die Kühlung erleichtert. Der an den Hohlkörper 12 anschliessende Teil 13 der Welle ist hohl und ist um einen in seine Höhlung reichenden Hohlzapfen 14 drehbar, der die Brennstoffdüse 15 und das Rückschlagventil 16 enthält.
Wie Fig. 4 zeigt, kann auch bei scheibenartigem Laufrad die Anordnung der Kanäle eine sternförmige sein, wobei die Kanäle an einem im Inneren der Scheibe befindlichen Explosionsraum 17 anschliessen ; zweckmässig bestehen solche Scheiben aus zwei Teilen 18. 19, die Rinnen haben, welche aufeinanderpassend, die Kanäle 7 ergeben.
Gemäss Fig. 6 ist gleichfalls ein die Kanäle in sternförmiger Anordnung aufweisendes Laufrad 20 vorhanden, wobei jedoch der Explosionsraum durch einen Hohlraum 21 der an dieser Stelle erweiterten Welle gebildet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehkraftmaschine, deren Laufrad mit Kanälen für den Durchtritt des Treibmittels versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangenten der Mittelachse jedes der Kanäle in einer Regelfläche liegen, wobei die Tangenten an den einander entsprechenden Stellen der Mittelachsen aller Kanäle gleichfalls in je einer Regelfläche liegen können.