Rotationsmaschine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsmaschine, bei welcher z. B. ein Fluidum unter Druck als Bewegungs mittel benutzt wird, oder bei welcher Lei stung von einer äussern Quelle auf die Vor richtung aufgedrückt wird, um Fluidum zu bewegen und daher als Pumpe zu wirken.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung wie die erwähnte vorzu sehen, welche radiale Flügel besitzt, die aus einem Rotor vorstehen und bei welcher ein durch Zentrifugalkräfte bewirktes Andrük- ken der Flügel an den Zylinder vermieden ist.
Zahlreiche Ausführungsformen von Ro- tationsmaschinen und dergleichen sind be kannt, bei welchen infolge der Exzentrizität des Rotors der Raum zwischen ihm und dem umschliessenden Zylinder regelmässig verändert worden ist, um die erforderlichen Bedingungen des Arbeitskreislaufes zu er halten und in Verbindung mit welchem ra dial liegende Flügel benutzt worden sind, um den Raum in erforderlicher Weise abzudich ten. Die Erfindung betrifft eine Verbesse rung bei eolchen Vorrichtungen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist schematisch in der bei liegenden Zeichnung dargetellt.
Fig. 1 ist ein Querschnitt der Maschine, und Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1.
Die Maschine weist, wie gezeigt, ein Ge häuse oder Stator 1 mit einem Zylinder 2 auf, in welchem sich ein Rotor 3 dreht, der einen ringförmigen Körper 4 und eine An zahl Flügel 5 aufweist.
Der Ring 4 bildet den Kopf eines Zap fens 6, in welchen die Welle 7 für die Kraft aufnahme der Maschine eingekeilt ist.
Die Achse 8 des Zapfens 6 ist zur Achse 9 des Zylinders 2 seitlich versetzt. Der dem Zapfen 6 gegenüberliegende Gehäuseteil 10 trägt eine Achse bzw. einen Achsstummel 11, der zentral in den Zylinder 2 vorsteht. Auf dieser Achse 11 sind eine Reihe Ring lagerteile 12 drehbar angeordnet, die Flügel 5 tragen, von welchen bei der dargestellten Maschine vier gezeigt sind. Jeder Flügel besitzt zwei Lagerteile 12, die auf die Achse 11 aufgepasst sind. Zum Beispiel kann der Flügel 5a Lagerteile 13, 14 besitzen. Die Flügel selbst berühren normalerweise den Zylinder 2 nicht, sondern sind mit Streifen 15 versehen, welche in die gabelförmigen Enden 16 eingesetzt sind.
Diese Streifen können federbeeinflusst sein, um eine fluidumdichte Berührung mit dem Zylinder zu ergeben.
Der ringförmige Teil 4 des Rotors 3 wird durch den kreisringförmigen Teil<B>17</B> getra gen, welcher gewöhnlich mit dem Zapfen 6 ein Stück bildet. Der Ring 4 ist radial bei 18 geschlitzt, und der Ring ist längs der Schlitze 1-8 parallel zu der Achse ,des Rin ges durchbohrt, um in jedem Schlitz zwei halbzylindrische Dichtungsstücke 19 unter zubringen, wobei :
der Schlitz zwischen je zwei Stücken 1,9 eine Gleitpassung für einen Flü- gel 5 .ergibt. Die innern und äussern Enden -der Sehlitze 18 in dem Ring 4 ,sind so breit, dass während der Drehung der Maschine eine Winkelbewegung der Flügel 5 in der Schlit zen 18 möglich ist, welche infolge der Ver setzung der Achsen 8, 9 des Ringes 4 und des Achsenstummels 11 stattfindet.
Es ist zu beachten, dass der Ring 4 im Zylinder 2 infolge der Versetzung der ent sprechenden Achsen einen gekrümmten Raum 20 zwischen Ring 4 und Zylinder 2 vorsieht. Der Raum ist sehr klein auf einer Seite, der obern Seite in der Darstellung, und besitzt sein Maximum diametral gegenüber, das ist auf der untern gezeigten Seite.
Die Flügel 5 teilen diesen gekrümmten Raum 20 in vier ungefähr gleiche Winkel räume.
Die Wand 21 ,des Zylinders 2 besitzt we nigstens vier Öffnungen, die passend um den Umfang liegen. 22 ist der Auspuffkanal. Der Einlass für die Luft befindet sich bei 23. 24 ist der Einlass für den Brennstoff und 25 ist eine Aussparung für die Zünd vorrichtung. Eine bei 2ss und 24 eintretende Ladung wird verdichtet, bis sie nie Zünd- stelle 25 erreicht, wo sie entzündet wird, und der dadurch erzeugte Druck presst auf den Flügel 5 gerade nach der Stelle 25, um .den Rotor 3 zu drehen. Der Druck wird in diesem Raum aufrechterhälten, bis er den Auspuff kanal 22 erreicht.
Somit werden bei jeder Um drehung der Maschine vier Ladungen auf genommen, verdichtet, entzündet und ausge- pufft.
Es ist ein Merkmal dieser Rotations maschine, dass die Auspuffgase benutzt wer den, um einen Vorverdichter 26 für die Luft anzutreiben. Zu diesem Zweck treten die Aus puffgase durch geeignet geformte Kanäle 27 aus, so dass sie auf Schaufeln 28 eines Ra des auftreffen. Diametral gegenüber gehen die Schaufeln 58 des Rades an einer Öffnung 29 vorbei, die zu der Atmosphäre führt. Die Schaufeln 28 nehmen bei der Drehung Luft auf, welche sie zu einem Kanal 30 leiten, der mit demn Einlass 23 der Maschine durch einen ringförmigen Kanal 31 verbunden ist, der teilweise um die Aussenseite des Vorverdich ters 2e herumgeht. Die Maschine wind durch eine Ölpumpe 32 geschmiert, welche schematisch in der Zeichnung als.
Zahnradpumpe gezeigt ist, die durch die Maschinenwelle 7 mittels Zahn rädern 33, 34 angetrieben werden kann. Die Ölzuführung unter Druck ist so ausgeführt, dass sie durch die Enden des Zylinders 35 hindurchgeht. Jedes Ende wird abwechselnd durch einen Steuerkolben so bedient, dass die Kolben 36 sich hin und her bewegen und den flüssigen Brennstoff aus dem Rohr 37 pum pen, um ihn der Rotationsmaschine zuzufüh ren. Die Räume 38 bilden Leitungen in den Zylinderwänden für Kühlwasser.
Die Wirkungsweise der Maschine kann verstanden werden, wenn die Verhältnisse betrachtet werden, welche in den Räumen während einem Arbeitskreislauf auf der Vor derseite und auf der Rückseite des einen Flügels 5a bestehen, wobei die Drehung im Uhrzeigersinn erfolgt.
Wenn der Flügel 5a über den Auspuff kanal 22 hinweggeht, treten die Gase hinter ihm in die Schaufeln 28 des Vorverdichter rades 26 ein, um dieses zu drehen Gleich zeitig saugen die Schaufeln 28 auf der ge genüberliegenden Seite des Rades 2'6 Luft durch die Öffnung 29 an, um sie unter Druck durch den Kanal 23 zu entladen. Daher be findet sich die neue Luftladung vor dem Flügel 5a ursprünglich unter einem gewissen Druck. Mittlerweile, wenn der Flügel 5a die in Fig. 1 gezeigte Lage erreicht, ist sie am Kanal 23 vorbeigegangen, und Luft ist in den Raum 20 hinter ihm eingetreten, um die- sen Raum zu spülen und die Auspuffgase daraue auszustossen.
Der Rotor 3 fährt fort, sich im LThrzei- gersinn zu drehen und der Raum vor dem Flügel 5a befindet sich in der in Fix. 1 ge zeigten. Lage, in der er gegen den Brenn- stoffeinlass 24 offen ist.
Der Brennstoff, der fortlaufend in Gestalt eines dünnen Flüssig- keitsstrahles eintritt, mischt ;
sich mit der Luftladung, wenn die letztere komprimiert wird. ,Schliesslich gibt der Flügel 5-b, der sich vor dem Flügel 5a befindet, die Vertie fung 2'5 frei,. welche -die komprimierte La.- dung vor 5a in Berührung mit der Zündvor richtung bringt. Die neu komprimierte La dung verbrennt. Zwischen je zwei Flügeln ist ein Teil 39 des Umfanges des Rotors 3, wie gezeigt, weggesohnitten.
Vorteilhaft ist dieser Raum beschränkt, so dass die Zündung der Ladung bei der Drehung der Maschine zunehmend stattfindet, und infolge der gro ssen Rotationsgeschwindigkeit wird die La dung über die Zündstelle 25 hinaus mitge nommen und die ganze Ladung verbrennt während diesem Fortschreiten. Der Druck erfolgt auf die kontinuierlich sich vergrö ssernde Fläche des Flügels 5b, und die Ver brennungsladung wird in dem Raum vor dem Flügel 5a gehalten und entweicht nicht, bis der Flügel 5b am Auspuffkanal 22 vorbei geht, wenn durch die weitere Drehung der Maschine der Kreislauf wiederholt wird.
E äst klar, dass bei jedem Kreislauf jeder Raum zwischen den Flügeln 5 vier verschie denen Zuständen ausgesetzt ist, nämlich Aus puff, Einlass, Kompression und Verbrennung der Ladung. Da vier Flügel vorhanden sind, die vier Räume ergeben, wird der Kreis lauf viermal bei einer Umdrehung wieder hol und die vier verschiedenen Zustände finden gleichzeitig auf getrennten Teilendes Kreislaufes statt.
Die genaue Festlegung der vier Öffnun- gen 22, 23, 24 und 25 hängt von der erfor derlichen Geschwindigkeit, der Qualität und Hochwertigkeit der Brennstoffzufuhr und andern Faktoren ab.
Die erläuterte Rotationsverbrennungsma schine ergibt ein Minimum von nicht ausge glichener Belastung und ist einfach in dex Konstruktion und leicht zu unterhalten.
Rotary machine. The present invention relates to a rotary machine in which e.g. B. a fluid under pressure is used as a movement medium, or at which Lei stung from an external source on the device is pressed before to move fluid and therefore act as a pump.
The purpose of the invention is to provide a device like the one mentioned, which has radial vanes protruding from a rotor and in which centrifugal forces prevent the vanes from being pressed against the cylinder.
Numerous embodiments of rotary machines and the like are known in which, due to the eccentricity of the rotor, the space between it and the surrounding cylinder has been regularly changed in order to maintain the required conditions of the working cycle and in connection with which radial wing have been used to seal the space as required. The invention relates to an improvement in such devices.
An embodiment of the subject invention is shown schematically in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a cross section of the machine, and Fig. 2 is a section on line A-A in Fig. 1.
As shown, the machine has a housing or stator 1 with a cylinder 2 in which a rotor 3 rotates, which has an annular body 4 and a number of vanes 5.
The ring 4 forms the head of a Zap fens 6, in which the shaft 7 is wedged for the power consumption of the machine.
The axis 8 of the pin 6 is laterally offset to the axis 9 of the cylinder 2. The housing part 10 opposite the pin 6 carries an axle or an axle stub 11 which projects centrally into the cylinder 2. On this axis 11 a number of ring bearing parts 12 are rotatably arranged, which carry wings 5, of which four are shown in the machine shown. Each wing has two bearing parts 12 which are fitted onto the axle 11. For example, the wing 5a can have bearing parts 13, 14. The wings themselves do not normally touch the cylinder 2, but are provided with strips 15 which are inserted into the fork-shaped ends 16.
These strips can be spring loaded to provide fluid tight contact with the cylinder.
The annular part 4 of the rotor 3 is supported by the annular part 17, which usually forms one piece with the pin 6. The ring 4 is slotted radially at 18, and the ring is pierced along the slots 1-8 parallel to the axis of the ring to accommodate two semi-cylindrical packing pieces 19 in each slot, wherein:
the slot between two pieces 1,9 each gives a sliding fit for a wing 5. The inner and outer ends of the seat strand 18 in the ring 4 are so wide that an angular movement of the blades 5 in the slot 18 is possible during the rotation of the machine, which as a result of the displacement of the axes 8, 9 of the ring 4 and the axle stub 11 takes place.
It should be noted that the ring 4 in the cylinder 2 provides a curved space 20 between the ring 4 and the cylinder 2 as a result of the offset of the corresponding axes. The space is very small on one side, the upper side in the illustration, and has its maximum diametrically opposite, that is on the side shown below.
The wings 5 divide this curved space 20 into four approximately equal angular spaces.
The wall 21 of the cylinder 2 has at least four openings that fit around the circumference. 22 is the exhaust port. The inlet for the air is at 23. 24 is the inlet for the fuel and 25 is a recess for the ignition device. A charge entering at 2ss and 24 is compressed until it never reaches ignition point 25, where it is ignited, and the pressure generated thereby presses on wing 5 just after point 25 in order to turn rotor 3. The pressure is maintained in this space until it reaches the exhaust duct 22.
This means that each time the machine rotates, four charges are picked up, compressed, ignited and puffed out.
It is a feature of this rotary machine that the exhaust gases are used to drive a supercharger 26 for the air. For this purpose, the exhaust gases come out through suitably shaped channels 27 so that they impinge on blades 28 of a Ra. Diametrically opposite, the blades 58 of the wheel pass an opening 29 which leads to the atmosphere. The blades 28 take in air as they rotate, which they direct to a duct 30 which is connected to the inlet 23 of the machine by an annular duct 31 which goes partially around the outside of the supercharger 2e. The machine wind is lubricated by an oil pump 32, which is shown schematically in the drawing as.
Gear pump is shown, which can be driven through the machine shaft 7 by means of gears 33, 34. The pressurized oil supply is designed to pass through the ends of the cylinder 35. Each end is alternately operated by a control piston so that the pistons 36 move back and forth and the liquid fuel from the pipe 37 pum to deliver it to the rotary machine. The spaces 38 form lines in the cylinder walls for cooling water.
The operation of the machine can be understood if the conditions are considered which exist in the rooms during a working cycle on the front and on the back of one wing 5a, the rotation being clockwise.
When the wing 5a goes over the exhaust duct 22, the gases behind him enter the blades 28 of the supercharger wheel 26 to rotate this At the same time the blades 28 suck on the opposite side of the wheel 2'6 air through the opening 29 to discharge them under pressure through channel 23. The new air charge is therefore originally under a certain pressure in front of the wing 5a. Meanwhile, when the wing 5a has reached the position shown in FIG. 1, it has passed the duct 23 and air has entered the space 20 behind it in order to purge this space and to expel the exhaust gases therefrom.
The rotor 3 continues to turn clockwise and the space in front of the wing 5a is in the fixed position. 1 ge showed. Position in which it is open to the fuel inlet 24.
The fuel, which enters continuously in the form of a thin jet of liquid, mixes;
deal with the air charge when the latter is compressed. Finally, the wing 5-b, which is located in front of the wing 5a, releases the recess 2'5. which brings the compressed charge into contact with the ignition device before 5a. The newly compressed charge burns. A part 39 of the circumference of the rotor 3 is offset away between each two blades, as shown.
This space is advantageously limited so that the charge is ignited more and more as the machine rotates, and as a result of the high speed of rotation, the charge is carried along beyond the ignition point 25 and the entire charge is burned as this progresses. The pressure is applied to the continuously enlarging surface of the vane 5b, and the combustion charge is held in the space in front of the vane 5a and does not escape until the vane 5b passes the exhaust duct 22 when the further rotation of the engine causes the circuit is repeated.
It is clear that in each cycle, each space between the wings 5 is exposed to four different states, namely exhaust, intake, compression and combustion of the charge. Since there are four wings that make up four rooms, the cycle is repeated four times in one rotation and the four different states take place simultaneously on separate parts of the cycle.
The exact definition of the four openings 22, 23, 24 and 25 depends on the required speed, the quality and sophistication of the fuel supply and other factors.
The illustrated rotary combustion machine results in a minimum of unbalanced load and is simple in dex construction and easy to maintain.