Verbrennuin,-sinaschliie mit unmittelbarer Druckwirkung des Treibmittels C auf eineu rotierenden Flüssigkeitsmantel. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Verbrennungsmaschine mit unmittel barer Druchwirkung des Treibmittels auf einen in einem stillstehenden Arbeitsraum ro tierenden Flüssigkeitsmantel, bei der der Ar beitsraum<B>von</B> jeder, den Umlauf hemmenden Einbaute frei ist, so dass die fangeDtial mit grosser Geschwindigkeit. einströmende Flüs sigkeit unter der Wirkung der Zentrifugal kraft einen zusammenhängenden Mantel bildet.
In der Zeichnung ist die Verbrennungs maschine in mehreren beispielsweisen Aus führungsformen und Anwendungsarten dar gestellt. Fig. <B>1</B> dient dazu, das Prinzip der Maschine zu erklären; Fig. 2 -und<B>3</B> zeigen in Seitenansicht und im Grundriss, teilweise im Schnitt, einen Arbeitsraum gemäss der Erfin dung.
In gestrichelten Linien ist eine zweite Ausführungsform veransel-iaulicht; Fig. 4 und <B>5</B> zeigen Arbeitsräume mit mehreren Einlass- lind Auslassöffnungen, Fig. <B>6</B> und<B>7</B> stellen in Seitenansicht und im Grundriss einen Ar- beitsraum von koniscber Form mit spiral förmigen Einlass- und Auslassleitungen dar;
Fig. <B>8</B> ist ein Querschnitt eines Arbeitsranmes mit einer innern rolirförmigen Wand; Fig. <B>9</B> zeigt einen Arbeitsraum in Verbindung mit einem Hilfskompressionsraum; Fig. <B>10</B> stellt einen Schnitt durch einen ArbeitsraLim mit beweglichen Hilfswänden dar.
In diesen ver schiedenen Beispielen liegt die Achse des Ärbeitsraumes teils senkrecht, teils wagrecht; Fig. <B>11</B> bis<B>15</B> zeigen den Arbeitsraum in Verbindung mit Windkesseln, die zum Aus-- gleich der im Arbeitszyklus auftretenden Puls#ationen dienen; Fig. <B>16</B> bis<B>19</B> veran schaulichen Querschnitte von Steuerorganen, durch die das Strömen der Flüssigkeit in einer bestimmten Richtung veranlasst wird;
Fig. 20 bis<B>23</B> zeigen die \Verbindung des Arbeitsraunies mit einer Turbine", wobei Windkessel eingeschUtet und Rücklcitungen für den Kreislauf der Flüssigkeit vorgesehen sind; Fig. 24 iln-d. <B>25</B> zeigen Querschnitte eines Arbeitsraunies senkrecht -zur Achse und längs der Achse; Fig. <B>'26</B> ist ein Dia gramm;
Filg. <B>27</B> zeigt einen teilweisen Längs schnitt einer weiteren Ausführun"sform der Verbrennungsmaschine mit Turbine und Zen- trifugalpumpe.
Lässt man nach Fig. <B>1</B> Wasser mit der Tangentialgeschwindigkeit it, bei 4 in ein frieliter- oder zylinderartiges, feststehendes Gefäss einströmen, so nimmt die TImfangs- geschwindigkeit beim Weiterströmen nach<B>5</B> ungefähr nach einer hyperbelartigen Kurve auf den Betrag it. zu, und es bildet sich in der Mitte ein schlauchartiger ]Hohlraum<B>3</B> von oben hegeliger, unten mehr zylindrischer Form.
Das Gesetz der Umfangsgeschwindig keiten lautet ungefähr u,<B>-</B> r,<B>=</B><I>u-.</I><B>-</B> r2<B>=</B> const. Bei genügender Zuströmgeschwindig- keit I.(, tritt die Ilohlraumbildung auch in Ge fässen mit horizontaler Achse ein.
Fig. 2 und<B>3</B> zeigen in Auf- und Grund- riss einen feststehenden zylindrischen Arbeits raum für Verbrennungsmaschinen. Die Flüs sigkeit strömt bei<B>8</B> überwiegend tangenfial <B>zu,</B> bildet durch Zentrifugalwirkung- den mittleren Ilohlraum <B>3,</B> in welchem die Ver brennung unter Volumenänderung (Verdich- fung, Ausdehnung usw.) erfolgt und strömt dann durch<B>9</B> dauernd oder absatzweis'e un gefähr fangential weiter,
zwechs nützlicher Verwertung ihres Druckes und ihrer Ge schwindigkeit.
<B>16, 17, 18</B> bedeuten die für den jeweiligen Verbrennungsprozess erforderlichen<B>Spül-,</B> Einlass-, Auslass, Anlass- usw. Organe be liebiger Konstruktion, insbesondere für Zwei- fahtprozesse. Der Treibmittelprozess an sieh bildet nicht den Gegenstand vorliegender Er findung; deshalb sind in den weiteren Dar stellungen die genannten Organe meistens weggelassen.
<B>10, 11</B> zeigen in einer andern Ausfüli- rungsform Flüssigkeitskanäle, von denen der Kanal<B>10</B> zur Verlangsamung der Eintritts- geseliwindigkeit na-eli dem Arbeitsraum hin schlank erweitert ist, *während durch Ver engung des Austriftskanals <B>11</B> die Austritts geschwindigkeit erhöht wird. Der Austritts kanal<B>11</B> liegt in der Verlängerung des Ein- trittskanals, z-%veeks unmittelbarer Weiter verwertung der Eintrittsgeschwindigkeit.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Arbeitsraumes mit mehreren Ein- und Aus trittskanälen<B>13</B> und 12, während Fig. <B>5</B> eine Ausführungsform mit turbinenleitradartigen Leitapparaten 14 in den Eintrittskanälen<B>8</B> zeigt. Der Arbeitsra.um in Fig. <B>6</B> und<B>7</B> hat koniselie Gestalt und spiralgeliäuseartige <B>EI</B> in- und Austritte.
Fig. <B>8</B> zeigt einen radialen Austritt 1.1, umgekehrt ähnlich Fig. <B>5,</B> -und einen ach- sialen Eintritt<B>13,</B> ähnlich Fig. 4. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 und<B>8</B> wird die Flüssigkeit ebenfalls in tangentialer Richtung in den Arbeifsraum eingeführt.
Bei sehr hohen Drücken und in Fällen zentral durchgehender Wellen, Rohre und dergleichen kann zur Entlastung der hoch belasteten Seitenböden ein zylindrischer Ver bindungskörper 22 (Fig. <B>8)</B> angebracht -wer den, so dass ein ringförmiger Verbrennungs raum entstellt, in welchem zweckmässig meh rere Zündstellen und eine ringartige Spii- luno- verwendet werden.
Fig. <B>10</B> zeigf, wie durch frei auf Kugel lagern<B>28, 29</B> rotierende, von der Flüssig keit durch Reibung mitgenommene offene Rotationskörper<B>25</B> oder<B>26</B> die Gesamtwand- reibung vermindert werden kann. Wesentlich ist dabei, dass diese Rotationskörper die Flüssigkeit nicht abdichtend einschliessen, sondern zum Beispiel Löcher haben, um ledig- lieh die Relativreibung zu verkleinern. Diese Einrichtung kommt weniger für den Arbeits zylinder, als für die unten besprochenen Windkessel in Betracht.
Besondere Vorteile werden erreicht wenn die durch die Rotation und Expansion im Arbeitszylinder von der Flüssigkeit empfan gene Schwungbewegung in den darauffolgen- den Strömungsfeilen ungefähr gleichartig er- l#alten und weiter verwertet wird. insbeson- der in einem darauffolgenden Windhessel# welel#e.r zur Vergleichmässigung der Förde rung dient.
Zu diesem Zweck wird die Flüs- siglieit (Fig. <B>11)</B> naell dem Austritt aus dem Arbeitszylinder in ein taugential anschliessen- des, spiral- oder schraubenförinig gewun denes Überströmrohr <B>9</B> geführt, und darauf durch ein entsprechendes Rohr 32 in einen ähnlich gebauten Windkessel<B>30,</B> in welchem sie gleichfalls tangential eintritt und um läuft und einen Hohlraum<B>30</B> erzeugt, der hier jedoch lediglich als passiver Pufferraum zur Erzeugung einer Federwirkung dient.
Entsprechend erfolgt der Austritt clureh eine tangential anschliessende Führung 33.
In der entsprechenden Anordnung nach Fig. 12 fehlt eine gerade Rohrstrecke. zwi schen<B>9</B> und<B>32,</B> und die Rotation im Arbeits- zylinder. und im Windkessel hat entgegen gesetzten Sinn.
Durch die gleichartige, riemcnartige 'Wei- ferführung der Schwungringflüssigkeit wer den beträchtliche Ersparnisse an Reibungs, #Virbelungs- und Stossverlusten erzielt.
<B>-</B> Fig. <B>13</B> und 14 zeigen, wie dieses Prinzip auch für den Fall eines Eintrittswindkessels 40 vor dem Arbeitszylinder-systematisch ver- -wendet werden kann.
Die Flüssigkeit strömt hier ta.n,-ential durch<B>38.</B> in den Eintritts- windkessel 40 und durch 39 in das S- ystem der Fig. <B>11</B> oder 12, unfer steter Erhaltung ihrer schwiin(Yradi,rtigen Umlaufbewegung.
n<B>-</B> ZD Besonders günstig wirkt die vollkommen gleichachsige Anordnung gleichei, Art nach %.<B>1.5,</B> deren Einzelteile den vorhergehenden Figuren entsprechen. Die erforderlichen Über gangssäulen<B>39</B> be7w. <B>32</B> sind hier schrauben- förmi(r ausgeführt, wie in Fig. <B>6</B> -und <B>11,</B> und zn an odef zwischen die, einzelnen Arbeitszylin der (rewirIzeIt,
so dass die K-.tnal'krümm-tin- Z, n und damit die Geschwindig#keitsverteilung in_ allen Stellen ungefihr gleichartig wird. Durch <B>Z,</B> die 'beschriebene spiralige Anordnung der Merströmrohre werden nieht nur die genann ten #'3trt;mun'gsverluste, sondern a-neh Raurn und Gewicht beträchtlich verringert-.
Die Verbindung des Arbeitszylinders mit den beschriebenen Windkesseln mit Flüssi(r- keitsumlauf hat die Wirkung, 'bei stetiger Zu- und Abströmung der Flüssigkeit die Arbeits spiele im Arbeifszylinder zu ermöglichen.
Die Flüssigkeit strömt dauernd in den Ein- trittswintIkessel ein, behält dort infolge der kreisenden Bewegung ihre Strömungsenerigle und komprimiert die Luftfüllung, so -dass die Einströmung in den Arbeitszylinder und die Kompression der in diesen eingelassenen Treibgase rasch und gleichmässig vor<B>-</B> sieh geht. Nach der Zündung treiben die expan dierenden Gase die Flüssigkeit in den Aus- trittswindkessel, aus dem sie der Verwen dungsstelle zugeführt wird.
Der periodi;fch auftretende Überschuss wird in diesem 'Wind- hessel aufgespeichert und allmählich wieder abgegeben, so dass die Lieferung keine Unter brechung erfährt.
Da die Flüssigkeit in -allen diesen aneinander anschliessenden Räumen in g <B>,</B> leicher 'Weise kreist, bleibt die Austritts- gesehwindigkeit jeweils im nächsten Raura erhalten, und der Übertritt geschieht fast stossfrei.
Wägen der stillstehenden Anordnung<B>des</B> Arbeitszylinders können die für die Stelle- rung der Treibiniftpl (Luft, Gas, 01), sowie für die Zündung und das Anlassen erforder- liehen Kanäle oder Steueroraane bei vorlie gender Erfindung leicht an<B>den</B> festen Bö den des Arbeitszylinders angeordnet<B>.</B> und zweel#m-,*Lssig entweder ei nzeln (Fig. 2, unten, Fig. <B>23,</B> links) oder gruppenweise (Fig. 2-, oben)
angeordnet werden. Sie können ferner durch eine grössere Mittelöffnung <B>'</B> (in F ig. <B>(9</B> bei 22) oder durch die Flüssigkeitsführung ,5,3 in Fig. <B>-</B> 21 hindurchgeführt werden'. Tii Fig. <B>1.5</B> sind Einführungskaniäle, die -solche Steuerorgane enthalten können, bei 41, 42 punktiert angedeutet. Statt dessen kann auch die Einführung dieser Steuerungsorgane -und -kanäle durch einen der angebauten Windkessel hindurch geschehen (Fig. <B>23).</B>
Die Steuerungskanäle und '-organe mün den zweckmässig so ein, dass sie dem in den Hohlrau m- <B>3</B> eintretenden' Gemisch oder son stigen -Trdibmi-Hel eine Drehbewegung er- teileii, die am Flüssigfkeifsspiegel iiiit der des Spiegels selbst ungefähr übereinµtimmt, da mit die Relativbewegung von Treibmittel und Flüssigkeit möglichst klein wird.<B>-</B> Hier durch wird die W--#irme-#ibgabe an die Flüs sigkeit, die Dampfbild-tino,
und damit der t> Flüssigkeifsverlust. sowie der Übergan- von <B>C</B> schädlichen Verbrennungsgasen und -dämp fen (z. B. Schwefeldioxyd und Säurebildern) in die Flüssigkeit wesentlich verringert, die Wirtschaftlichkeit und die Lebensdauer gefährdeter Meiallteile gestei- ,gert.
Diese günstige Wirkung kann noch da durch verliessert werden, da.ss die Luft- und Brennstoffzuführung so ausgeführt wird, (lass sieh in unmittelba.rer Berührun mit dem Flüssigkeifsspiegel eine kühlere passiveLuft- schicht oder wenigstens luftreichere Schicht befindet bezw. erhält.
In manchen Fällen ist die Unterbringung der Windkesselpufferräume in enggebauten Maschinen schwierig. Tn diesem Falle werden zwee 'km: li ssig deren Gasräume. zum Beispiel nach Fig. <B>9,</B> durch Verbindungsrohre, und regelbare Absperrorgane 44 mit ausserhalb liegenden Raumen, zum Beispiel 20, verbun den.
Hierdurch kann das Puffervolumen be- liebio- verändert und gleichzeitig im Fall von t# L, < auftref enden Schwingungen t' der Flüssigkeit eine wirksame Dämpfung durch die im Regelorgan auftretende Luft- oder Gasdros- selun <B>g</B> erzielt werden.
Man ist auf diese Weise imstande, sowohl schädliche Schwin gungen der Flüssigkeifssäulen zwischen den einzelnen Räumen abzudämpfen, wie auch die Schwingungszalil derselben durch -Änderung der Federkraft des 'Windhessels in gewissen Grenzen einzustellen. Dies kann zur Beseiti- ,iing p schädlicher *Resoiia,nzs(,hwin",un.-en er- wünscht sein.
Aber -auch umgekehrt Izann es in gewissen Fällen Vorteile, bieten,# -absieht- lieh eine bestimmte Resonanz zv#,iselien ein zelnen oder mehreren Paaren von Spiegeln lipriieizuf-ühren,"um 'besondere nützliche Wir- huncen, <B>zum</B> Beis-Piel eine sell#qtt"itig(-. Unter- sfützung s el der Auspuff-,
Spül- oder Laflevor- , in- #e oder eine Veränderung der Spielzahl der Maschine oder der Druel,-verteilung in irgend welchen Teilen derselben, zu erzielen.
Diese Regelung ist bei den vorliegenden t' <B>Z',</B> Anordnun--en noch deshalb besonders wirk- 3am, weil sie durch die gleichsinnige Wir- kung der Vergrösserung oder Verhikinerung der Flüssigkeitsseliwungringe verstärkt wird.
Selbstversfi#ndlich können-ausserdem noch alle bekannten Mittel- zür Veränderung von Schwingungszahlen (z. B. Teränderung der Län"e der Flüssigkeitss, ulen), sowie andern g ä an sieh zum Teil bekannte Dämpfungsein- richtuing-en, z.
B. Drosselungs-, Reibungs, Wirbelungssfellen t' für die Flüssi gkeit oder die Gasinhalte, Bremszylinder mit Kolben, die einerseits vom Gas, anderseits von Flüs- s;
,gleeit bespült werden, ablenkende Leit- Wände, Irilfswindl#es.sel, die an besonderen Stellen- ein- oder angeschaltet sind, Rüek- schlaglieder, die ein Rückseliwin.gen verliin- dern oder dämpfen usw., damit vereinigt werden.
Bei verschiedenen Ausführuncsformen dc,r vorliegenden Verbrennungsmaschine ist es erforderlii1, 7,wischen dem Arbeitsz-irlindp--, und dem Austritts- oder Eintriftswindlressel ventilartirre 'Rücksehla-vorrichtungen g anzu- ordnen. Dabei handelt es sich hier gewöhnlich um grosse Geschwindigkeiten, Drücke und -Massermengen,
ausserdem nicht nur urn die creri uschlose Absperrung und Offnun <B>,</B> son- t# <B>9</B> dern iuch -um die neue Aufgabe, der mi. ausserordentlich grosser Geschwindig gkeit durchströmenden Flüssi2#lzel-#Lu zugleich ein,?,
bestimmte Richtung iind Geschwindigkeitg- Crrösse zu erteilen.
Diese Bedingungen können durch eint3 eigenartige Vereinigung von Turbinenleit- #.%ppi,raten 46 mit unmittelbar anschliessen den, fein unterteilten Federvenfilen 47, 48 (Fig. <B>16</B> bis<B>18)</B> erfüllt werden.
Dabei ist die Einricht-un(r so aetroffen, dass die Leitscha.ii- fel li 46 zusammen mit den steifen Teilen 47 die ausserordentlich hohen Druckkräfte der Flüssicheit'bei der Explosion aufnehmen, zu- olleich aber der Flüssigkeit selion in der 11auptsache die gewüDschte E,ichtung erteilen.
Die feinere Regulierung derselben und die Erzielung der Abschlussbewegung soll rIen federnden Klappen 48 zufallen, welche zweck- m,qssi < r nach Fig <B>18</B> aus einem doppelten oder doppeltliegenden Federbleeli bestehen, welches an der Wurzel bei 49 befesti(r t ist. Diese <B>;
Z</B> Konstruktion löst die ge nannten Aufgaben mit der denkbar kleinsten bewegten Masse und höchsten Festigkeit.
Nach Fig. <B>17</B> werden diese Klappenleit- apparate vorteilhaft derart ausgeführt, dass (lie <B>-</B> bei a eintretende höchste Durchström- gesellwindi"ykeitbeibdurcheiiiediffusora ige Wirkungder geöffneten Klappen nützich verlan-samt und in Pressung verwandelt wird.
Dies ist ein besonderer Vorteil bei allen Einrichtungen mit ungleichförmig zuströmen- Jer Flüssigkeit, bei welchen infolge der vor kommenden Beschleunigungen und Verzöge- ru.ugen zeitweise sehr hohe örtliche Druck- und Geschwindigkeitssteigerungen vor, bezw. hinter dem Ventil auftreten.
Zur Steigerung der genannten Diffusor- wirkung werden die Leitapparate zweck mässig, wie gezeichnet, mit zentrifugaler Strö- müng gebaut, so dass beim Offnen die Klap pen divergierende Kanäle bilden.
Ferner bie tet es Vorteile, die Klappen in der Strö- inungsrichtung der Flüssigkeit auf einen möglichst langen Umfangsbogen der Wand <B>C</B> des Arbeitsraumes, bezw. des Windkessels zu verteilen, damit sie sieh infolge der örtlich allmählich fortschreitenden Druel-,verände- rung jeder Überströmsäule nacheinander<B>öff-</B> nen und schliessen. Hierdurch werden die Ventilschläge und Verluste stark verringert.
Ferner ist es vorteilhaft, die genannten Leitapparate an den einzelnen Strömungs hohlräumen (z. B.<B>3, 30,</B> 40 in Fig. <B>15)</B> der art anzuordnen, wie z. B. in Fig. 23 und<B>27</B> dargestellt, dass ein möglichst grosser Teil der zugeführten Strömung seinen Weg mög lichst unmittelbar nach der Auslassvorrich- tung (Leitapparate oder Überströmsäule) findet, ohne erst durch Mischung mit. dem Hauptinhalt des betreffenden Gefässes seine Geschwindigkeit teilweise zu verringern.
Dies gilt besonders für den Fall der unten näher zu besprechenden Verbindung der Verbren- nungsmaseliine nach vorliegendem System mit einer Turbine, um jede Welle erhöhter Gecshwindigkeit sofort im Laufrad auszu- Ilutzen. Zur weiteren 7erbesserung der VerÜren- nungsmaschine gemäss der Erfindung können nach Fig. <B>19</B> an den Stellen, wo die glatten Mantelflächen<B>62</B> der Zylinderräume<B>3,
30</B> und 40 an die spiralartig oder ähnlich an schliessenden Überströmrohre oder dort be ginnende Leitapparate früher beschriebener Art anschliessen, gewissermassen als Verlänge- rung der glatten Zylindermantelfläclie dünne, stark federnde Abdeckbleelie <B>60</B> angebracht werden, welche während der Zeiten der Aus strömung sich nach dem folgenden Strö- mungsteil (Kanal<B>61,</B> Fig. <B>l9,</B> oder Leit apparat 46, Fig. <B>16)</B> öffnen und dabei mit den festen Körpern<B>63</B> zusammen eine glatte,
wirbelfreie Ausströmung ermöglichen, wäh rend in den Förderpausen ein glatter Ge- Läusemantel der umlaufenden Flüssigkeit dar'geboten wird. Durch die fiseliförmigen Stege<B>63</B> wird gleichzeitig eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit in der Längsricli- tung des Zylinders erreicht.
Eine weitere Verbesserung des Erfindungs- gegenstandes ergibt sich dadurch, dass bei Zweitaktmaschinen nicht nur dem Treibmit tel, sondern vorher schon der Spülluft eine geeignete Drehbewegung im Sinne der Flüs sigkeitsrotation erteilt wird, am besten in solchem Sinne, dass die rotierende Spülluft die Verbrennungsrückstände vor sich her, un ter Ausnutzung ihrer vorher erteilten, gleich sinnigen Rotationsgescliwindigkeit, nach der Auspufföffnung treibt, von wo sie gegebenen falls durch ein in den Verbrennungsraum reichendes,
konzentrisches Rohr nach den Auslassorganen geführt werden können. Durch Ausnutzung dieser Rotationsgeschwin digkeiten können die Quersebnitte für die Grasströmungen wesentlich verkleinert wer den.
Die Verbrennunosmaschine lässt für den Fall, dass mehrere Arbeitszylinder mit<B>ge-</B> meinsamen Eintritts- oder Austrittswind- kesseln zusammenarbeiten, eine günstige Lei stungsregelung ohne Verschlechterung des Wärmeprozesses für Teilbelastunu züi. Es ist nämlich möglich,
von Hand oder vom Regler aus einen oder mehrere der Arbeitszylinder durch Ausfliessenlasseil des Luftinhaltes #etwa durch ein llilfs- oder Jiauptauslassve11- til) vorteilhaft<B>von</B> der Eintrittsseite her mit Flüssigkeit zu füllen und dadurch ausser Be trieb zu setzen, während die übrigen Ar beitszylinder samt den Windkesseln weiter arbeiten. Selbstverständlich kann iiebenher ein geeignet angeordnetes Ventil in den Zu- oder Cberströmrohren geschlossen werden.
Für den Fall, dass Hilfseinrichtungen oder lfilfsmaschinen zum Betrieb der Verbren- nungsmaselline erforderlich sind (wie Turbo- ge bläse, Kühlpumpen, Windkesselauffüllung mit Luft, Flüssigkeitsersatz;
usw.), kann die -Irbeitsweise der Verbrennungsmaschine der art ein--erielltet werden, dass der Hauptteil des Treibmittels seine Arbeit unmittelbar an die Flüssigkeit abgibt, während ein kleinerer Rest desselben unmittelbar<B>(d.</B> h. ohne Ver mittlung von Hilfsflüssigkeit) eine oder meh rere der genannten lhlfseinriehtungen an treibt.
Die Verbrennungsmaschine kann in man- .nigfacher Weise als Pumpe, Gasturbine G'askompressor usw. verwendet werden. Für ersteren Zweck braucht nach Fig-. <B>11</B> bis 14 nur an den Ausguss <B>9</B> oder<B>33</B> ein Diffusor 34 zur Umsetzung der Geschwindigkeit in Druck angebaut zu werden.
Für die Verwendung der Verbrennungs maschine zum Antrieb einer Turbine -wird zum Beispiel nach Fig. 20 ein enggeschlosse- ner Kreislauf zwischen Arbeitszylinder<B>3,</B> Druckwindkessel <B>30,</B> Flüssigkeitsturbine<B>50,</B> Eintrittswindkessel 40, zurück nach<B>3</B> ange ordnet.
Vorteilhafter jedoch wird die An ordnung nach Fig. <B>15</B> benutzt und an den Druckwindkessel <B>30</B> eine gleichachsig lie gende Turbine<B>50</B> mit regelbarem Leitapparat <B>51</B> und Kraftwelle 55 angebaut (Fig. 21). Der Rückfluss aus dem Turbinenrad<B>50</B> er folgt am besten gleichachsig durch das die Windkessel und den Zylinder durchsetzende Rohr<B>53,</B> das in den gegebenenfalls mit Leit apparaten<B>56</B> ausgerüsteten Diffusor 54 im Eintrittswindkessel 40 mündet.
Bei Verwendung flüssigen Brennstoffes kann es erwünscht sein, zentrale Einsprit- zung des Brennstoffes anzuordnen, wobei das Rückflussrohr <B>53</B> aussen um die Turbine her um geführt wird (Fig. 22). In diesem Rohr wird die Flüssigkeit durch die äussere Luft gekühlt. Die Rüakleitung hann auch die Ge stalt angebauter Kanäle oder Taschen erhal ten. Es können auch Anschlüsse zum Ein leiten des durch Verdampfen oder Leckens verbrauchten Wassers vorgesehen sein.
Filog. <B>23</B> zeigt den engen Zusammenbau des Arbeitszylinders mit einem Austritts- windkessel 030, einem Eintriftswindkessel <B>-10,</B> Überströmkanälen <B>Ö9</B> und<B>322,</B> Leitapparat 52, Turbine<B>50,</B> Rüeklauf <B>53</B> und Treibmittel- kanal 42 mit zentraler Durchführung durch den Eintrittswindkessel 40 in mehr konstruk tiver Form.
Verbrennun-smaschinen mit mehreren Ar beitszylindern werden zweckmässig dadurch gebildet, dass mehrere Systeme, ähnlich Fig. <B>23,</B> auf eine Welle oder wenigstens in eine Linie gereiht werden, jedoch so, dass entweder die Eintritts- oder die Austrittswindkessel ür mehrere Verbrennungszylinder gemein sam sind. Statt dessen kann die Turbine ge- el meinsam sein.
Beispielsweise kann die Aufeinanderfolge in folgender Weise gewählt werden: Ar beitszylinder, Eintrittswindkessel, Steuer kanäle, Arbeitszylinder, Austrittswindkessel, A.rbeitszylinder, Steuerhanäle, Eintritts- windkessel, Arbeitszylinder, wobei die beiden äussern Arbeitszylinder freiliegencle Steuei teile an den Enden haben. Oder die Anord nung lautet: Turbinenrad mit Austrittswind- kessel, Arbeitszylinder, Eintrittswindkessel mit Steuerkanälen, Arbeitszylinder.
In diesem Fall sind also im ganzen mir zwei Windhessel für zwei Arbeitszylinder vor- Jianden. Dieselbe Anordnung kann nun syni- metrisch zum Turbinenrad verdoppelt wer den.
Im Falle mehrzylindriger Antriebe mühs <B>t></B> sen die in diesem Fall ungleich sehrägliegen- den Überströmkanftle die gleiche wirksame Länge aufweisen. Längere Kanäle müssen dabei grössere Weite haben als kürzere.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele der vorliegenden Verbrennungsmasehine er geben verschiedene wichtige Neuerungen im Betriebe. Die hauptsächlichsten Kennzeichen der Arbeitsweise bestehen darin, dass die ihrtiptströmung der Flüssigkeit duroli tan- gential, in einer mittleren Richtung 4' aus laufende Kanäle oder dergleichen (Fig. 24 und 25) dem Arbeitszylinder<B>10'</B> derart zu geführt wird,
dass sie eine sehr beträchtliche -lichativrotation erhält und so starke Zentri- fugalwirkungen erzeugt, dass einerseits die Pressung der Flüssigkeit von derMitte, bezw. von der Eintrittssielle <B>17"</B> bis zum Aussen mantel.<B>10'</B> in bedeutendem Masse zunimmt, anderseits ein zylindenflinlicher Flüssigkeits spiegel von veränderlichem Durchmesser<B>11'</B> bis 12' im stillstehenden Arbeitszylinder er zeugt wird,
der zusammen mit den festen Seitenbegrenzungen<B>13'</B> und 14' den Ver- brennun,r,Yshohlraum bildet. In diesen tritt die Flüssigkeit zum Beispiel aus dem Zufluss- rohr durch bekannte Rückschla-einrichtun- gen, zum Beispiel Ventil<B>16',</B> und die Leit- orrielitung, <B>17".</B>
Die Erfindung lässt sieh sinngemäss jeder Art von Verbrennungsmaschinenprozessen, Zweitakt, Viertakt, Gleielidruck, Verpuffung, Dieselverfahren usw., anpassen. Der zylin drische oder parabolische r' lüssigkeitsspiegel kann auch durch Rotation eines an Stelle der Leitvorrichtung IV eingebauten, ungefähr bis zum Zylindermantel reichenden Zentri- fugalpumpenrades mit radialen Schaufeln erzeugt werden, durch das die Flüssigkeit'in tangentia,ler Richtung in den Arbeitsraum getrieben wird.
Im einzelnen spielt sich das Arbeitsver fahren in der Ausführungsform. nach Fig. 24 und 25 folgendermassen ab: Aus der Zufüh rungsform<B>15"</B> strömt die. Flüssigkeit in den mit -#Terbrennungsgemisch gefüllten Zylinder 10', erzeugt dort vermöge ihrer Relativrota tion den sieli schnell verengenden Flüssig keitsring<B>11"</B> bezw. U', der das eingeschlos sene Gemisch dabei verdichtet.
Nach der Zün- duno, und Explosion erweitert sieh der Flüs sigkeitsmantel 20', wobei unter starker DrückerUbhung ein Teil der Flüssigkeit durch den Austrittsquerschnitt F, in das ge nügend lange Ausgussrolir 21", 22*'getrieben wird.
Es können dort auch andere, die Ener gie der Flüssigkeit ausnutzende Einrielltun- gen, wie Windkessel, Akkumulator, Tur binenrad oder dergleichen,angeschlossensein. Die Flüssigkeit fliesst dann im Ausgussrohr infolge ihrer lebendigen Kraft noch einige Zeit nach dem Aufhören des Explosionsdruk- kes weiter. Hierzu gesellt sieh aber noch die Wirkung des relativ rotierenden Schwung ringes, welche die Wirkung der Säule we sentlich unterstützt, steigert und verlängert, indem ein Teil der im Arbeitszylinder selbst gespeicherten SchwungriDgmasse seine kine tische Energie abgibt.
Die Brenngase expan dieren dabei besonders stark, gegebenenfalls bis ins Vakuum, worauf Auspuff, Spülung und Neuladung, so-wie Neueintritt von Flüs sigkeit erfolgen und das Spiel sich wieder holt.
Vorteilhaft wird dabei das oben genannte Gesetz der Umfangsgeschwindigkeiten auch in dem Sinne verwendet, dass der Durchmes ser der Eintrittsfläche F, (bei<B>17)</B> wesent lich kleiner als der Zylinderdurchmesser #O,' und der Austrittsquersehnitt F., ge wählt wird. Hierdurch wird es möglich, dass die Flüssigkeit aus dem Bereich kleinerer Drücke bei<B>15'</B> bezw. <B>17'</B> in den Bereich köherer Drücke bei 10' und F, gelangt.
Eine eigenartige \Wirkung und Verein fachung des Betriebsverfahrens ergibt sich, wenn die tangentiale Zuströmung, statt durch eine stillstehende Rückschlagvorrichtung, durch ein Zentrifugalpumpenrad erfolgt, des sen QIH Charakteristik (Kurve des Zusam menhanges zwischen der jeweiligen Förder menge<B>Q</B> pro Sekunde und dem zuge hörigen, von der Pumpe erzeugten Ge- samtdruch bezw. der Gesamtförderhöhe) bei abnehmender Fördermenge<B>Q</B> (Konstante Drehzahlen vorausgesetzt)
sehr stark ansteigt (Fig. <B>26,</B> ausgezogene Linie). Bei Rädern mit radialen Schaufeln trifft allerdings das Ge genteil zu; bei ihnen fällt in diesem Fall der erzeugte Gegendruck (punktierte Linie); sie .sind daher für diesen Zweck --a.nz ungeeig- ZD iz iiet. Wohl aber eig ,
nen sieh zum Beispiel Rä- der mit starker Rückwärtskrümmung <B>-</B> der 23 Schaufeln.
31an kann die Verhältnisse so wählen, dass der Förderdruck bei sinkender Fürdermenge <B>Q,</B> in der Nähe der -Nullförderung, so stark ansteigt, dass er dem bei der Explosion er zeugten Druck (mit Berücksichtigung der ZD e<B>im</B> durch die Radienunterschiede von Zentrif ugal- -pumpenrad und Flüssigkeitsspieggel bedingten Zentrifu-a.Idrücke der Zylinderflüssigkeit) das G'leichgewicht hält und eine Rückströmung verhindert.
lnfolgedessen wirkt eine solche Pumpe in gewissen Grenzen ähnlich wie eine Rflie Ilchlagvorrichtung, die im vorliegenden Fall den Rückfluss zwar nicht durch feste Rüekschlagorgalie, aber doch durch sehr schnellen, automatisch entstehenden Anstieg des Ge-endruckes verhindert.
Die Verhält nisse der Drücke, Geschwindigkeiten, Quer schnitte, Winkel und Zeiten können so ge wählt werden, dass sogar während der höch- sten Explosionsdrücke <B>7</B> eine begrenzte Flüs- sigkeitsmenge aus dem Arbeitsraum in das eben genannte Zentrifugalpumpenrad zurück tritt, entsprechend negativer Fürdermenge <B>Q</B> Wig. <B>26).</B> Die auftretenden Stossverluste kön nen durch geeignete Wahl der Verhältnisse in mässigen Grenzen gehalten werden;
ausser dem werden sie zum Teil durch die dann ein tretende Arbeitsübertragung auf das Pum penrad ausgeglichen.
Jedenfalls hann Ilierdurell die Förderun- im Zuflussrohr wesentlich gleichmässiger un.-1 rt,hi,Yer als bei festen, aufeinanderschlage.n- t# tn den Rückschlagorganen gestaltet und unter Umständen in eine kontinuierlich pulsierende verwandelt werden,
ähnlich der des Druck- rühres. Dieser Vorteil tritt besonders her- wenn die vorliegende Verbrennungs- masehine als Pumpe zum Antrieb einer Gas- oder Olturbine mit: Hilfsflüssigkeit dient (Fig-. <B>27),</B> wobei letztere aus dem Fürderrolir 25' oder dergleiehen durch einen Leitapparat <B>26'</B> in ein Turbinenrad<B>27'</B> zu dessen Antrieb geleitet wird.
Da in diesem Fall eine rotie rende Welle<B>28'</B> an sich vorhanden ist, so kann der Zufluss zum Arbeitszylinder durch das genannte Zentrifu.-.#alpumpeu-rad 3()'* leicht geregelt werden.
Dieses kann dann ZD ZD auch die Erzeugung der nötigen Relativ rotation im feststehenden Arbeitszylinder 32" übernehmen, entweder allein oder zusammen mit einem Leitapparat (ähnlich wie<B>17'</B> in Filg. <B>25).</B> Unter Umständen kann die Leit- vorrielitung <B>31'</B> (Fig. <B>27)</B> auch mit dreh baren Leitschaufeln ausgerüstet sein,
um die Einströmung in den Arbeitszylinder<B>32'</B> bei verschiedener Belastuli-- zu re-eln. Die Fi-ur ZD JZ> deutet an, dass die Bewegung dieser Rege- t> ZD #-> lung durch im Eintrittswindkessel <B>33"</B> lie gende lIebel,
ähnlich der Fink'schen Re--u- lierung von Francis-Turbinen, erfolgen kann.
Die Flüssigkeit führt hierbei einen en- geschlossenen Kreislauf vom Arbeitszylinder <B>329'</B> durch das schraubenförmiae Druchrohr <B>b</B> <B><U>95'</U></B> in einen Austrittswindkessel 34' und darauf durch Turbinenleitapparate 26a und <B>26',</B> das Turbinenrad<B>27",</B> das Zentrifugal- pumpenrad <B>030'</B> und die Leitvorriehtung <B>31'</B> zurück zum Arbeitszylinder aus.
Der 'jeweils überschüssi-e Anteil der der Zeiitrifu-al- pumpe <B>30"</B> aus dem Turbinenrade <B>27"</B> unge- zn fi-*iltr -leichförinig zu.strömenden Arbeitsflüs sigkeit wird bei<B>45'</B> vorübergehend nach dein Eintrittswindkessel <B>33"</B> geleitet, in welchem ein genügend hoher Druck herrschen muss, um der Flüssigkeit nachlier die Arbeit zur R'ompression des Gemisches zu übertragen.
Der Austrittswindliessel 34' dient zur wei teren Verbesserung der ohnedies schon ziem- lie <B>11</B> gleichmässig -verlaufenden Fürderströ- i i. u n '(Ir.
Dasselbe Verfahren ],isst sieh natürlich auch bei den übrigen Ausführungsformen bei sinil--emässer Anordnung der betreffendür, Hilfseinrichtungen ausführen.
t#
Combustion, -sinaschliie with direct pressure effect of the propellant C on a rotating liquid jacket. The subject matter of the present invention is an internal combustion engine with direct effect of the propellant on a fluid jacket rotating in a stationary work space, in which the work space is free from any built-in components that impede circulation, so that the catching force is greater Speed. Inflowing liquid forms a coherent jacket under the effect of centrifugal force.
In the drawing, the internal combustion machine is shown in several exemplary embodiments and types of application. Fig. 1 is used to explain the principle of the machine; Fig. 2 - and <B> 3 </B> show in side view and in plan, partly in section, a work space according to the invention.
A second embodiment is shown in dashed lines; 4 and <B> 5 </B> show work rooms with several inlet and outlet openings, FIGS. <B> 6 </B> and <B> 7 </B> show a work room in a side view and in plan conical in shape with spiral inlet and outlet ducts;
Fig. 8 is a cross-section of a working runner with an inner roll-shaped wall; Fig. 9 shows a working space in connection with an auxiliary compression space; Fig. 10 shows a section through a work area with movable auxiliary walls.
In these various examples, the axis of the working area is partly vertical and partly horizontal; Fig. 11 to 15 show the working area in connection with air tanks which serve to compensate for the pulsations occurring in the working cycle; FIGS. 16 to 19 illustrate cross-sections of control members by means of which the flow of the liquid is caused in a specific direction;
20 to 23 show the connection of the work room with a turbine, with air tanks being included and return lines being provided for the circulation of the liquid; FIG. 24 in-d. 25 / B > show cross-sections of a work space perpendicular to the axis and along the axis; Fig. <B> '26 </B> is a diagram;
Filg. <B> 27 </B> shows a partial longitudinal section of a further embodiment of the internal combustion engine with a turbine and centrifugal pump.
If, according to FIG. 1, water is allowed to flow into a fixed vessel in the form of a friliter or cylinder at the tangential velocity it, at 4, then the initial velocity decreases approximately as it continues to flow to <B> 5 </B> after a hyperbolic curve to the amount it. to, and a tube-like] cavity <B> 3 </B> forms in the middle, more hilly from above, more cylindrical below.
The law of circumferential velocities is roughly u, <B> - </B> r, <B> = </B> <I> u-. </I> <B> - </B> r2 <B> = </B> const. If the inflow speed I. (, is sufficient, the cavity formation also occurs in vessels with a horizontal axis.
Fig. 2 and <B> 3 </B> show in elevation and floor plan a fixed cylindrical working space for internal combustion engines. At <B> 8 </B> the liquid flows mainly tangentially <B>, </B> through centrifugal action - forms the central hollow space <B> 3, </B> in which the combustion with a change in volume (compression- expansion, expansion, etc.) takes place and then flows through <B> 9 </B> continuously or intermittently at an unhindered level,
for useful exploitation of their pressure and speed.
<B> 16, 17, 18 </B> mean the <B> flushing, </B> inlet, outlet, starting, etc. organs of any design required for the respective combustion process, in particular for two-line processes. The propellant process itself is not the subject of the present invention; therefore, the organs mentioned are mostly omitted in the further representations.
<B> 10, 11 </B> show, in another embodiment, liquid channels, of which the channel <B> 10 </B> is narrowly widened towards the working space in order to slow down the speed of entry, * while through Narrowing of the exit channel <B> 11 </B>, the exit speed is increased. The exit channel <B> 11 </B> lies in the extension of the entry channel, z-% veeks immediate further utilization of the entry speed.
FIG. 4 shows an embodiment of a working space with several inlet and outlet ducts <B> 13 </B> and 12, while FIG. 5 shows an embodiment with turbine stator-like diffusers 14 in the inlet ducts <B> 8 </B> shows. The working space in Fig. 6 and 7 has a conical shape and spiral gel-like <B> EI </B> inlets and outlets.
FIG. 8 shows a radial outlet 1.1, vice versa, similar to FIG. 5, and an axial inlet, similar to FIG. 4, <B> 13 </B>. In the embodiments according to FIGS. 4 and 8, the liquid is also introduced into the working space in a tangential direction.
At very high pressures and in cases of centrally continuous shafts, pipes and the like, a cylindrical connecting body 22 (Fig. 8) can be attached to relieve the heavily loaded side floors, so that an annular combustion chamber is distorted , in which several ignition points and a ring-like coil are expediently used.
Fig. 10 shows how open bodies of revolution <B> 25 </B> or <B> 25 </B> or <B> or <B> or <B> 25 </B> or <B> or <B> or <B> 25 </B> or <B> or <B> 25 </B> or <B carried by the fluid entrained by the liquid by freely mounting freely on balls > 26 </B> the total wall friction can be reduced. It is essential that these bodies of rotation do not enclose the liquid in a sealing manner, but rather have holes, for example, in order to merely reduce the relative friction. This device is less suitable for the working cylinder than for the air chamber discussed below.
Particular advantages are achieved if the swinging movement received by the fluid through the rotation and expansion in the working cylinder is achieved and further utilized in the following flow files approximately in the same way. In particular, in a subsequent Windhessel # welel # e.r, it serves to equalize the funding.
For this purpose, the liquid (Fig. 11) is passed near the outlet from the working cylinder into a spirally or screw-shaped overflow pipe 9 that is connected to it, and then through a corresponding pipe 32 into a similarly constructed air chamber <B> 30 </B> in which it also enters tangentially and runs around and creates a cavity <B> 30 </B>, which here, however, only serves as a passive buffer space serves to generate a spring effect.
Correspondingly, the exit occurs through a tangentially adjoining guide 33.
In the corresponding arrangement according to FIG. 12, a straight pipe section is missing. between <B> 9 </B> and <B> 32, </B> and the rotation in the working cylinder. and in the Windkessel has the opposite sense.
The similar, belt-like 'continuation of the flywheel fluid results in considerable savings in friction, vibration and shock losses.
<B> - </B> FIGS. 13 and 14 show how this principle can also be systematically used for the case of an inlet wind chamber 40 in front of the working cylinder.
The liquid flows here ta.n, -ential through <B> 38. </B> into the inlet air chamber 40 and through 39 into the system of FIG. 11 or 12, below Preservation of their Schwiin (Yradi, orbiting motion.
n <B> - </B> ZD The completely equiaxed arrangement of the same, type according to%. <B> 1.5, </B> whose individual parts correspond to the previous figures, is particularly advantageous. The required transition columns <B> 39 </B> be7w. <B> 32 </B> are here screw-shaped (r executed, as in Fig. <B> 6 </B> -and <B> 11, </B> and zn to odef between the, individual working cylinders (REWIRE TIME,
so that the K-.tnal'krümm-tin-Z, n and thus the velocity distribution in_ all places is approximately the same. By <B> Z, </B> the spiral arrangement of the merge pipes described, not only the mentioned losses, but also space and weight are considerably reduced.
The connection of the working cylinder with the described air tanks with liquid circulation has the effect of enabling the working cycles in the working cylinder with a constant inflow and outflow of the liquid.
The liquid flows continuously into the inlet boiler, where it retains its flow energy as a result of the circling movement and compresses the air filling, so that the inflow into the working cylinder and the compression of the propellant gases admitted into it occur quickly and evenly <B> - </ B> see going. After ignition, the expanding gases drive the liquid into the outlet wind chamber, from which it is fed to the point of use.
The periodically occurring surplus is stored in this 'wind turbine' and gradually released again so that the delivery is not interrupted.
Since the liquid circles in all these adjoining spaces in a "light" way, the exit speed is maintained in the next room, and the passage is almost bump-free.
Weighing the stationary arrangement <B> of </B> the working cylinder, the channels or control oraans required for setting the propellant (air, gas, oil), as well as for ignition and starting, can easily be carried out in the present invention B> the </B> fixed floors of the working cylinder <B>. </B> and two # m -, * Lssig either individually (Fig. 2, bottom, Fig. <B> 23, </B> left) or in groups (Fig. 2-, above)
to be ordered. They can also be accessed through a larger central opening (in Fig. 9 (9) at 22) or through the liquid duct, 5, 3 in Fig. B - </ B > 21 are passed through '. Tii Fig. <B> 1.5 </B> are inlet channels, which can contain such control elements, indicated by dotted lines at 41, 42. Instead, the introduction of these control elements and channels through one of the built-on Through the air chamber (Fig. <B> 23). </B>
The control channels and organs expediently merge in such a way that they give the mixture or other stdibmi heli entering the cavity a rotary movement which is similar to that of the liquid level at the liquid level Mirror itself approximately coincides, since with it the relative movement of propellant and liquid becomes as small as possible. <B> - </B> Hereby the W - # irme- # ibgabe to the liquid, the vapor image tino,
and thus the loss of fluid. as well as the transfer of <B> C </B> harmful combustion gases and vapors (e.g. sulfur dioxide and acid build-up) into the liquid is significantly reduced, and the economic efficiency and service life of endangered metal parts increased.
This favorable effect can still be lost by the fact that the air and fuel supply is carried out in such a way that a cooler passive layer of air or at least a layer richer in air is located or maintained in direct contact with the liquid level.
In some cases it is difficult to accommodate the air tank buffer rooms in tightly built machines. In this case, two of their gas spaces become fluid. For example, according to FIG. 9, by connecting pipes and controllable shut-off elements 44 with external spaces, for example 20, connected.
As a result, the buffer volume can be changed as desired and, at the same time, in the case of t # L, <occurring vibrations t 'of the liquid, effective damping can be achieved by the air or gas throttling occurring in the regulating element .
In this way, one is able to dampen harmful vibrations of the liquid columns between the individual rooms, as well as to adjust the vibration rate of the same by changing the spring force of the 'windmill' within certain limits. This can be desirable for the elimination of harmful * Resoiia, nzs (, hwin ", un.-en.
But vice versa there are advantages in certain cases, offering, or disregarding, a certain resonance to be applied to individual or several pairs of mirrors, "in order to provide" special useful functions, <B> for < / B> Beis-Piel a sell # qtt "itig (-. Support s el the exhaust,
Rinsing or Laflevor, in- #e or a change in the number of games of the machine or the Druel, distribution in any part of the same.
In the case of the present arrangements, this regulation is particularly effective because it is strengthened by the effect of the enlargement or reduction of the liquid separation rings in the same direction.
Of course, all known means for changing the number of vibrations (e.g. changing the length of the liquid tubes), as well as other damping devices, some of which are known, can be used, e.g.
B. throttling, friction, vertebral skin t 'for the liquid or the gas content, brake cylinder with piston, on the one hand by the gas, on the other hand by the liquid s;
, are smoothly washed over, deflecting baffles, irilfswindl # es.sel that are switched on or off at special points, backlashes that reduce or dampen a backlash, etc., are combined with them.
In the case of various embodiments of the internal combustion engine present, it is necessary to arrange ventilated rear vent devices between the working cylinder and the outlet or entry cylinder. These are usually high speeds, pressures and amounts of mass,
In addition, not just about the secrecy cordon and opening <B>, </B> but # <B> 9 </B> but also - about the new task, the mi. at the same time a liquid flowing through extremely high speed,?,
to give a certain direction and speed.
These conditions can be met by a peculiar combination of turbine guide #.% Ppi, rates 46 with directly adjoining, finely subdivided spring valve files 47, 48 (FIGS. 16 to 18) will.
The device is so affected that the guide bar 46 together with the rigid parts 47 absorb the extraordinarily high pressure forces of the liquid during the explosion, but also the liquid selion in the main the desired E, give direction.
The finer regulation of the same and the achievement of the final movement should fall to the resilient flaps 48, which, according to FIG. 18, consist of a double or double-lying feather sheet which is attached to the root at 49 ( rt is. This <B>;
Z </B> construction solves the named tasks with the smallest possible moving mass and maximum strength.
According to FIG. 17, these flap control apparatuses are advantageously designed in such a way that the highest flow velocity occurring at a is usefully slowed down by the diffusor effect of the opened flaps and in Pressing is transformed.
This is a particular advantage in all devices with non-uniform inflow of liquid, in which, as a result of the accelerations and decelerations that occur, very high local pressure and speed increases at times prevail or. occur behind the valve.
To increase the diffuser effect mentioned, the diffusers are expediently built with a centrifugal flow, as shown, so that the flaps form diverging channels when they are opened.
Furthermore, it offers advantages to place the flaps in the direction of flow of the liquid on the longest possible circumferential arc of the wall C of the working space, respectively. of the air chamber so that you can see <B> open </B> and close one after the other as a result of the locally gradually progressing pressure change of each overflow column. This greatly reduces valve impacts and losses.
Furthermore, it is advantageous to arrange the said diffusers on the individual flow cavities (for example 3, 30, 40 in FIG. 15) of the type such as, for. B. in Fig. 23 and <B> 27 </B> that as large a part of the supplied flow as possible finds its way as possible immediately after the outlet device (diffuser or overflow column) without first being mixed with. reduce the speed of the main contents of the vessel in question.
This is especially true in the case of the connection of the combustion engine according to the present system with a turbine, to be discussed in more detail below, in order to utilize every wave of increased speed in the impeller immediately. To further improve the VerÜr- nungsmaschine according to the invention, according to Fig. 19 </B> at the points where the smooth lateral surfaces <B> 62 </B> of the cylinder spaces <B> 3,
30 </B> and 40 connect to the spiral-like or similar to closing overflow pipes or guide apparatuses of the type described earlier that begin there, to a certain extent as an extension of the smooth cylinder jacket surface, thin, strongly resilient cover sheets <B> 60 </B> are attached, which During the times of outflow, it moves to the following flow part (channel 61, FIG. 19, or control apparatus 46, FIG. 16) </ B > and together with the solid bodies <B> 63 </B> create a smooth,
Enable eddy-free outflow, while a smooth casing of lice is presented to the circulating liquid during the pauses in delivery. The fiseli-shaped webs <B> 63 </B> simultaneously achieve a significant increase in strength in the longitudinal direction of the cylinder.
A further improvement of the subject matter of the invention results from the fact that in two-stroke machines not only the propellant but also the scavenging air is given a suitable rotational movement in the sense of the liquid rotation, ideally in such a way that the rotating scavenging air has the combustion residue in front of it here, taking advantage of its previously given, equally sensible rotational speed, drifts towards the exhaust opening, from where it, if necessary, through a, reaching into the combustion chamber,
concentric tube can be guided after the outlet organs. By utilizing these rotational speeds, the cross-sections for the grass currents can be significantly reduced.
In the event that several working cylinders with common inlet or outlet jacks work together, the combustion engine allows favorable power control without worsening the heating process for partial loads. Because it is possible
manually or from the regulator, one or more of the working cylinders should be filled with liquid from the inlet side through the outflow part of the air content (e.g. through an auxiliary or Jiauptauslassve11- valve) and thereby put out of operation, while the rest of the working cylinders and the air tanks continue to work. Of course, a suitably arranged valve in the inlet or overflow pipes can also be closed.
In the event that auxiliary equipment or oil machines are required to operate the incineration machine (such as turbo blowers, cooling pumps, air tank filling with air, liquid replacement;
etc.), the operation of the internal combustion engine can be set in such a way that the main part of the propellant delivers its work directly to the liquid, while a smaller remainder of it directly (i.e. without Mediation of auxiliary fluid) one or more of the mentioned auxiliary fluid drives.
The internal combustion engine can be used in many ways as a pump, gas turbine, gas compressor, etc. For the former purpose, according to Fig-. <B> 11 </B> to 14 only to be attached to the spout <B> 9 </B> or <B> 33 </B> a diffuser 34 for converting the speed into pressure.
For the use of the internal combustion machine to drive a turbine - for example according to FIG. 20 a tightly closed circuit between the working cylinder <B> 3, </B> pressure air vessel <B> 30, </B> liquid turbine <B> 50, </B> Inlet wind chamber 40, arranged back to <B> 3 </B>.
It is more advantageous, however, to use the arrangement according to FIG. 15, and an equiaxed turbine <B> 50 </B> with a controllable diffuser <B> 51 on the pressure air vessel <B> 30 </B> </B> and power shaft 55 attached (Fig. 21). The return flow from the turbine wheel <B> 50 </B> is best carried out coaxially through the pipe <B> 53 </B> passing through the air chamber and the cylinder, </B> in the possibly with control devices <B> 56 </ B > Equipped diffuser 54 opens into the inlet wind chamber 40.
When using liquid fuel, it may be desirable to arrange a central injection of the fuel, with the return pipe 53 being led around the outside of the turbine (FIG. 22). In this tube the liquid is cooled by the external air. The Rüakleitung hann also receive the form of built-on channels or pockets. Connections can also be provided for introducing the water consumed by evaporation or leakage.
Filog. <B> 23 </B> shows the close assembly of the working cylinder with an outlet air chamber 030, an inflow wind chamber <B> -10, </B> overflow channels <B> Ö9 </B> and <B> 322, </ B> diffuser 52, turbine <B> 50, </B> return flow <B> 53 </B> and propellant duct 42 with a central passage through the inlet wind chamber 40 in a more constructive form.
Combustion machines with several working cylinders are expediently formed in that several systems, similar to Fig. 23, are lined up on a shaft or at least in a line, but in such a way that either the inlet or outlet wind chamber are common to several combustion cylinders. Instead, the turbine can be common.
For example, the sequence can be selected in the following way: working cylinder, inlet wind boiler, control channels, working cylinder, outlet wind tank, working cylinder, control hannels, inlet wind tank, working cylinder, with the two outer working cylinders having exposed control parts at the ends. Or the arrangement is as follows: turbine wheel with outlet wind chamber, working cylinder, inlet wind chamber with control channels, working cylinder.
In this case I have two Windhessel for two working cylinders. The same arrangement can now be doubled synchronously with the turbine wheel.
In the case of multi-cylinder drives, the overflow channels, which in this case are very similar to each other, have the same effective length. Longer canals must have a greater width than shorter ones.
The examples of the present combustion machines described above give various important innovations in operation. The main characteristics of the mode of operation are that the constant flow of the liquid is directed to the working cylinder 10 'in a central direction 4' from running channels or the like (FIGS. 24 and 25) becomes,
that it receives a very considerable -lichativrotation and generates centrifugal effects so strong that on the one hand the pressure of the liquid from the center or from the entry line <B> 17 "</B> to the outer jacket. <B> 10 '</B> increases significantly, on the other hand a cylindrical liquid level of variable diameter <B> 11' </B> to 12 'in the stationary working cylinder he is witnessed,
which together with the fixed side boundaries <B> 13 '</B> and 14' forms the combustion cavity. The liquid enters this, for example, from the supply pipe through known non-return devices, for example valve <B> 16 ', </B> and the guide line, <B> 17 ". </B>
The invention can be adapted to any type of internal combustion engine process, two-stroke, four-stroke, balancing pressure, deflagration, diesel process, etc. The cylindrical or parabolic liquid level can also be generated by rotating a centrifugal pump wheel with radial blades installed in place of the guide device IV, reaching approximately to the cylinder jacket, through which the liquid is driven in a tangential direction into the working space.
In detail, the Arbeitsver play in the embodiment. 24 and 25 as follows: From the feed form <B> 15 "</B> the liquid flows into the cylinder 10 'filled with the combustion mixture, where it generates the rapidly narrowing liquid ring due to its relative rotation B> 11 "</B> or U ', which compresses the enclosed mixture.
After the ignition and explosion, the liquid jacket 20 'expands, with part of the liquid being forced through the outlet cross-section F into the sufficiently long pouring roller 21 ", 22 *' under strong pressure.
Other devices that use the energy of the liquid, such as an air tank, accumulator, turbine wheel or the like, can also be connected there. The liquid then continues to flow in the pouring tube due to its living force for some time after the explosion pressure has ceased. In addition, however, see the effect of the relatively rotating oscillating ring, which significantly supports, increases and extends the effect of the column, as part of the centrifugal mass stored in the working cylinder itself emits its kinetic energy.
The combustion gases expand particularly strongly, possibly down to the vacuum, whereupon the exhaust, flushing and recharging, as well as new entry of liquid take place and the game repeats itself.
The above-mentioned law of circumferential speeds is also advantageously used in the sense that the diameter of the entry surface F, (at <B> 17) </B> is significantly smaller than the cylinder diameter #O, 'and the exit cross section F., is chosen. This makes it possible for the liquid to move out of the range of lower pressures at <B> 15 '</B> or. <B> 17 '</B> in the range of higher pressures at 10' and F.
A peculiar effect and simplification of the operating procedure results when the tangential inflow occurs through a centrifugal pump impeller instead of a stationary non-return device, its QIH characteristic (curve of the relationship between the respective flow rate <B> Q </B> per second and the associated total pressure or total delivery head generated by the pump) with decreasing delivery rate <B> Q </B> (assuming constant speeds)
increases very sharply (Fig. 26, solid line). In the case of wheels with radial blades, however, the opposite applies; in this case, the generated counterpressure falls (dotted line); they .are therefore --a.nz unsuitable- ZD iz iiet for this purpose. But own,
For example, see the wheels with a strong backward curvature <B> - </B> of the 23 blades.
31an can choose the conditions so that the delivery pressure increases so sharply with decreasing delivery rate <B> Q, </B> in the vicinity of zero delivery that it corresponds to the pressure generated during the explosion (taking into account the ZD e <B > in the </ B> due to the difference in radii of the centrifugal pump wheel and the liquid level, the centrifugal pressure of the cylinder liquid) maintains the equilibrium and prevents backflow.
As a result, such a pump works within certain limits in a similar way to a reflux device, which in the present case does not prevent the backflow by a fixed rebuff organ, but nevertheless by a very rapid, automatically arising increase in the pressure.
The ratios of the pressures, speeds, cross-sections, angles and times can be selected in such a way that even during the highest explosion pressures <B> 7 </B> a limited amount of liquid is returned from the working area to the centrifugal pump wheel just mentioned occurs, corresponding to the negative amount <B> Q </B> Wig. <B> 26). </B> The surge losses that occur can be kept within moderate limits through a suitable choice of conditions;
In addition, they are partially compensated for by the transfer of work then occurring on the Pum penrad.
In any case, Ilierdurell can make the delivery in the inflow pipe much more evenly un.-1 rt, hi, yer than with fixed, one-on-one impact.n- t # tn the non-return organs and possibly transformed into a continuously pulsating one,
similar to that of the pressure stirrer. This advantage arises particularly when the present combustion machine is used as a pump for driving a gas or oil turbine with: auxiliary liquid (FIG. 27), the latter being made up of the feed roller 25 'or the like by a Diffuser <B> 26 '</B> is directed into a turbine wheel <B> 27' </B> to drive it.
Since in this case there is a rotating shaft <B> 28 '</B> per se, the inflow to the working cylinder can easily be regulated by the centrifuge. # Alpumpeu-rad 3 ()' * mentioned.
This ZD ZD can then also take over the generation of the necessary relative rotation in the stationary working cylinder 32 ″, either alone or together with a guide apparatus (similar to <B> 17 '</B> in Filg. <B> 25). </ B > Under certain circumstances, the guide line <B> 31 '</B> (Fig. <B> 27) </B> can also be equipped with rotating guide vanes,
in order to regulate the flow into the working cylinder <B> 32 '</B> at different loads. The case of ZD JZ> indicates that the movement of this movement> ZD # -> caused by love lying in the inlet wind chamber <B> 33 "</B>,
similar to Fink's regulation of Francis turbines.
In this case, the liquid leads a closed circuit from the working cylinder <B> 329 '</B> through the helical flow tube <B> b </B> <B><U>95'</U> </B> into one Exit wind chamber 34 'and then through turbine guide devices 26a and <B> 26', </B> the turbine wheel <B> 27 ", </B> the centrifugal pump wheel <B> 030 '</B> and the guide device <B> 31 'back to the working cylinder.
The respective excess portion of the working fluid flowing into the Zeiitrifu-al pump <B> 30 "</B> from the turbine wheel <B> 27" </B> in an infinitely fine-uniform manner becomes at <B> 45 '</B> temporarily to your inlet wind chamber <B> 33 "</B>, in which there must be a sufficiently high pressure in order to transfer the work of compressing the mixture to the liquid.
The outlet diaphragm 34 'serves to further improve the already fairly evenly-running Fürderström-i. u n '(Ir.
The same process], of course, is also used in the other embodiments with a sinile arrangement of the relevant door, implement auxiliary devices.
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