DE102006018024A1

DE102006018024A1 - Hydrogen engine, has suction chamber, compression chamber, combustion chamber and discharge chamber provided with inlet and outlet, respectively, where air sucked by suction chamber is pressed into pre-combustion chamber

Info

Publication number: DE102006018024A1
Application number: DE200610018024
Authority: DE
Inventors: Leo Kirchner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-10-25

Abstract

The hydrogen engine has a suction chamber, a compression chamber, a combustion chamber and a discharge chamber provided with an inlet (3) and an outlet (4), respectively. Air sucked by the suction chamber is pressed into a pre-combustion chamber. The pre-combustion chamber is arranged between the compression and the combustion chambers, where the hydrogen engine works as a four-cycle engine. A rotor (1) is designed with channels to ensure exchange of gas. The compression and the combustion chambers are separated from each other.

Description

Die zurzeit üblichen Verbrennungsmotoren müssen in naher Zukunft ersetzt werden, da die Ölvorräte zu Ende gehen. So muss nach einem Ersatz gesucht werden. Hier bietet sich die Wasserstofftechnologie an. Da der Wasserstoff mit Sonnenenergie erzeugt werden kann, ist er die ideale Energiequelle. Um die Entwicklung voranzutreiben, werden große Summen von Fördergeldern vom Staat bezahlt. In der Antriebstechnik werden zwei Systeme entwickelt. Der sehr aufwendige und teure Weg erfordert die Brennstoffzelle. Als einfacher und wirtschaftlich günstiger Weg wird der Wasserstoff direkt im Motor verbrannt. Hierbei zeigt sich, dass die üblichen Hubkolben Motoren nicht geeignet sind. Dagegen ist ein Wasserstoff betriebener Wankelmotor von den Japanern zur Serienreife gebracht wurden. Der Wankelmotor besitzt gegenüber dem Hubkolben-Motor zwei entscheidende Vorteile:

1. Bei dem Motor ist die Kammer für die Verdichtung des Wasserstoff-Luft-Gemisches von der Kammer für die Verbrennung getrennt. So kommt es nicht zu Fehlzündungen bei der Verdichtung durch die hohe Temperatur in der Verbrennungskammer.
2. Die Ventile sind beim Wankelmotor als Schieber ausgeführt. Diese Ventile halten die hohen Temperaturen der Wasserstoffverbrennung entschieden besser aus. Die beim Hubkolben-Motor verwendeten Stöpsel werden beschädigt.

The current internal combustion engines will have to be replaced in the near future as oil supplies come to an end. So you have to search for a replacement. This is where hydrogen technology comes in handy. Since the hydrogen can be generated with solar energy, it is the ideal source of energy. To drive development, large sums of money are paid by the state. Two systems are being developed in drive technology. The very expensive and expensive way requires the fuel cell. As a simple and economical way the hydrogen is burned directly in the engine. This shows that the usual reciprocating engines are not suitable. In contrast, a hydrogen-powered Wankel engine was made ready for series production by the Japanese. The Wankel engine has two decisive advantages over the reciprocating engine:

1. In the engine, the chamber for the compression of the hydrogen-air mixture is separated from the chamber for combustion. So there is no misfiring in the compression due to the high temperature in the combustion chamber.
2. The valves are designed as valves on the Wankel engine. These valves are much better at withstanding the high temperatures of hydrogen combustion. The plugs used in the reciprocating engine will be damaged.

In diesem Patent wird der ideale Wasserstoffmotor beschrieben. Das Grundprinzip des Motors entspricht der Patentanmeldung "Anordnung zur Umwandlung der Volumenänderung einer Arbeitskammer in eine Drehbewegung und reversibel". Der Motor besitzt die Vorteile des Wankel Motors, die in der Trennung von Verdichtungskammer und Verbrennungskammer sowie in den als Schieber ausgebildeten Ventilen bestehen. Darüber hinaus besitzt der neue Motor einen großen Vorteil bei der Verbrennung des Wasserstoff-Luft-Gemisches. Die Verbrennung erfolgt wie bei einem Turbinenmotor. Bei der Verbrennung wird die Luft verdichtet und durch eine Düse gepresst. In der Düse wird der Brennstoff dazugegeben, um bei dem Austritt zu verbrennen. Diese Verbrennung kann über einen langen Zeitraum erfolgen und lässt sich gut steuern. Bei dem Motor kann für den maximalen Antrieb die Verbrennungszeit 2/3 der Umdrehung betragen. Ein weiteres 1/3 der Umdrehung expandiert die Brennkammer, sodass über die gesamte Umdrehung ein Antrieb vorliegt. Dies lässt einen sehr günstigen Drehmomentverlauf erwarten.In This patent describes the ideal hydrogen engine. The Basic principle of the motor corresponds to the patent application "arrangement for conversion the volume change a working chamber in a rotary motion and reversible. "The engine has the advantages of the Wankel engine resulting in the separation of compression chamber and combustion chamber and in the valves designed as a slide consist. About that In addition, the new engine has a great advantage in the combustion of the Hydrogen-air mixture. The combustion takes place like a Turbine engine. During combustion, the air is compressed and through a nozzle pressed. In the nozzle the fuel is added to burn at the exit. This combustion can over take a long time and can be controlled well. In which Engine can for the maximum drive is the combustion time 2/3 of the rotation. Another 1/3 of a revolution expands the combustion chamber, so over the entire revolution is a drive. This leaves a very favorable one Expect torque curve.

Der neue Motor arbeitet als Viertakter mit den Takten Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen. Die Takte werden pro Umdrehung doppelt ausgeführt. Im Gegensatz zu den Hubkolben Motoren überschneiden sich die Takte, sodass zu jeder Zeit ein Antrieb vorliegt.Of the new engine works as a four-stroke engine with the clock intake, compression, Burning and Ejecting. The bars are executed twice per revolution. Unlike the reciprocating pistons Engines overlap the clocks, so that there is a drive at all times.

Der Motor besteht aus den folgenden Teilen, 1. Das rotierende Element, das über eine Längstführung den Antrieb herstellt, ist der Rotor 1. Der Rotor läuft in den Ständer 2.The engine consists of the following parts, 1 , The rotating element, which produces the drive via a longitudinal guide, is the rotor 1 , The rotor runs in the stand 2 ,

Zur Demonstration des Prinzips wird der Motor abgewickelt, 2,3,4. Die Abwickelung zeigt die Oberfläche von Rotor und Stator sowie die Innenseite des Gehäuses. In dem Gehäuse befinden sich der Einlass 3 und der Auslass 4. Zwischen Verdichtungs- und Verbrennungskammer liegen die Brenner 5. Um bei bestimmten Stellungen des Rotors den Austausch der Gase zu ermöglichen, ist der Rotor noch mit den Kanälen und Austrittsöffnungen 6 versehen. Der nicht schraffierte Bereich zwischen Rotor und Stator bildet die Arbeitskammern.To demonstrate the principle, the engine is handled, 2 . 3 . 4 , The unwinding shows the surface of the rotor and stator as well as the inside of the housing. In the housing are the inlet 3 and the outlet 4 , Between compression and combustion chamber are the burners 5 , In order to enable the exchange of gases at certain positions of the rotor, the rotor is still with the channels and outlet openings 6 Mistake. The non-hatched area between rotor and stator forms the working chambers.

Funktionsbeschreibung:Function Description:

Als Erstes wird die 40° Stellung, 2, betrachtet. In der Kammer links oben ist die Einlassöffnung gerade geschlossen worden und die Verdichtung der Luft beginnt. In der Kammer rechts oben ist die Auslassöffnung voll offen und die verbrannten Gase werden ausgestoßen.First, the 40 ° position, 2 , considered. In the upper left of the chamber, the inlet opening has just been closed and the compression of the air begins. In the upper right-hand chamber, the outlet opening is fully open and the burnt gases are expelled.

Als Weiteres wird die 85° Stellung, 3, gezeigt. Hier tritt die Abweichung der Arbeitsweise gegenüber dem bekannten Viertakter auf. Im oberen Teil entstehen 4 Kammern, und es werden auch vier Funktionen zur gleichen Zeit ausgeführt. In der linken Kammer wird die Luft angesaugt. Die nächste Kammer presst die verdichtete Luft in den Brenner. Der Brennvorgang findet in der nächsten Kammer statt und sorgt für den Antrieb. In der Kammer rechts wird das verbrannte Gas ausgestoßen.Further, the 85 ° position, 3 , shown. Here occurs the deviation of the operation compared to the known four-stroke. In the upper part there are 4 chambers, and four functions are executed at the same time. In the left chamber, the air is sucked. The next chamber presses the compressed air into the burner. The burning process takes place in the next chamber and provides the drive. In the chamber on the right the burned gas is expelled.

Bei der Stellung 130°, 4, bestehen wieder zwei Kammern. In der Kammer links wird die Luft angesogen. In der rechten Kammer ist der Brennvorgang gerade beendet worden und das heiße Gas expandiert und sorgt weiter für den Antrieb.At position 130 °, 4 , there are again two chambers. In the chamber on the left, the air is sucked in. In the right chamber, the burning process has just been completed and the hot gas expands and continues to drive.

Die Stellung 175°, 5, besitzt oben zwei Kammern, wobei die linke die Luft ansaugt und die rechte das verbrannte Gas ausstößt.The position 175 °, 5 , has two chambers at the top, with the left sucking in the air and the right emitting the burned gas.

Dieser Vorgang wiederholt sich bei der folgenden 180° Drehung.This The process is repeated at the following 180 ° rotation.

Bei den unteren Kammern besteht die gleiche Funktion um 90° versetzt. Es zeigt sich, dass der Brennvorgang über 2/3 der Drehung vorliegt. Der Expansionsvorgang des Gases ohne Verbrennung besteht bei 1/3 der Drehung. So liegt während der gesamten Drehung ein Antrieb vor.at the lower chambers have the same function offset by 90 °. It turns out that the burning process is over 2/3 of the rotation. The expansion process of the gas without combustion is 1/3 the rotation. So lies during the whole turn a drive before.

Claims

Hydrogen engine according to the patent application "Arrangement for conversion the volume change a working chamber in a rotary motion and reversible "

Hydrogen engine according to claim 1, the 4 chambers has.

A hydrogen engine according to claim 1, 2, the works as a 4-stroke engine.

A hydrogen engine according to claim 1, 2, 3, at the chamber for Suction and compression with an inlet valve and the chamber for burning and Ejecting provided with an outlet valve.

Hydrogen engine according to claim 1, 2, 3, 4, at between the chambers for suction / compression and burning / ejection Burner is arranged.

Hydrogen engine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, in which the rotor with channels is performed, which allow gas exchange at certain chamber volumes