DE102010052076A1

DE102010052076A1 - Internal combustion engine e.g. petrol engine, utilizes pulverized solid fuel in NSU Wankel rotary piston motor in combination with space sealing with rotation speed

Info

Publication number: DE102010052076A1
Application number: DE201010052076
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-24

Abstract

The engine utilizes pulverized solid fuel e.g. pulverized coal such as charcoal powder, in a NSU Wankel rotary piston motor in combination with space sealing with rotation speed over 4000 revolutions per minute.

Description

Dank seiner Vorteile hat sich als Antriebsaggregat, speziell für den mobilen Einsatz, der Verbrennungsmotor durchgesetzt, der nach dem Otto-, Diesel- oder Hybridverfahren arbeitet.Thanks to its advantages, the internal combustion engine, which operates according to the Otto, Diesel or hybrid process, has established itself as a drive unit, especially for mobile use.

Nachteilig ist dabei, dass überwiegend als Kraftstoff Produkte verwendet werden, die aus, vor Urzeiten in der Erde gespeicherten, brennbaren Stoffen wie Erdöl oder Erdgas, gewonnen werden, die den CO2-Gehalt des Umweltkreislaufs erhöhen. Das ist Umveltschädlich und führt zu wirtschaftlicher und politischer Abhängigkeit. Die Gewinnung dieser Stoffe ist nicht ungefährlich und ihr Vorrat ist begrenzt.The disadvantage here is that predominantly be used as a fuel products, which are obtained from primeval times stored in the earth, combustible materials such as oil or natural gas, which increase the CO2 content of the environmental cycle. This is harmful to the environment and leads to economic and political dependence. The extraction of these substances is not without danger and their stock is limited.

Das Ziel ist, die nach dem Otto-, Diesel- oder Hybridverfahren arbeitenden Verbrennungsmotoren mit einem Kraftstoff zu betreiben der aus nachwachsenden, brennbaren Stoffen wie Holz oder Stroh besteht und einfach herstellbar ist, um so unabhängig von Erdöl oder Erdgas zu sein.The aim is to operate the combustion engines operating according to the Otto, Diesel or hybrid method with a fuel which consists of renewable, combustible materials such as wood or straw and is easy to produce so as to be independent of crude oil or natural gas.

Vorgeschlagen wird als Verbrennungsmotor den ”NSU-Wankel” Kreiskolbenmotor (KKM) hochtourig, bei Drehzahlen höher als 4000 UPM, mit Spaltdichtung zu betreiben und als Kraftstoff staubförmige (pulverisierte) brennbare Stoffe wie Holz, Stroh usw. zu verwenden.It is proposed as an internal combustion engine, the "NSU-Wankel" rotary engine (KKM) hochtourig, operate at speeds higher than 4000 rpm, with gap seal and to use as a fuel dust-like (pulverized) combustible materials such as wood, straw, etc.

Dass ein Verbrennungsmotor mit pulversierten, brennbaren Feststoffen betrieben werden kann, hat der ”Rupa”-Motor bewiesen.The "Rupa" engine has proven that an internal combustion engine can be operated with pulverized, combustible solids.

Der Rupa-Motor ist ein Hubkolben-Verbrennungsmotor, bei dem Kohlenstaub (Kohlenpulver) als Kraftstoff verwendet wird. Dieser Motor ist bis zur Serienreife entwickelt worden. Zum Einsatz als Antriebsaggregat kam es nicht, da der Verschleiss der notwendigerweise aufeinander gleitenden Teile (Kolben-Zylinder-Dichtung) durch die Verbrennungsrückstände so gross war, dass kein Material einen längeren Betrieb zuliess.The Rupa engine is a reciprocating internal combustion engine that uses pulverized coal as fuel. This engine has been developed to maturity. For use as a drive unit, it did not happen because the wear of the necessarily sliding parts (piston-cylinder seal) was so large by the combustion residues that no material allowed a longer operation.

Im Gegensatz zum Hubkolben-Verbrennungsmotor gleiten bei dem ”NSU-Wankel” Kreiskolbenmotor (KKM) lediglich die Dichtungen mit der Brennraumbegrenzung (Seitenscheiben, Trochoide) aufeinander, was nur dann nötig ist, wenn der KKM, wie zur Zeit, in einem niedrigen Drehzahlbereich betrieben wird. Bei hohen Betriebsdrehzahlen, z. B. über 10000 UPM, ist eine berührungsfreie Spaltdichtung günstiger. Der Leistungsverlust durch Leckgas bei der Spaltdichtung ist geringer als der Leistungsverlust der gleitenden Dichtung durch Reibung.In contrast to the reciprocating internal combustion engine slide on the "NSU-Wankel" rotary engine (KKM) only the seals with the combustion chamber boundary (side windows, trochoid) to each other, which is only necessary if the KKM, as currently operated in a low speed range becomes. At high operating speeds, z. B. over 10,000 UPM, a non-contact gap seal is cheaper. The loss of power due to leak gas in the gap seal is less than the friction loss of the sliding seal.

Die Leckgase wirken wie bei einem Schweissbrenner. Im Gegensatz zum Kolben beim Hubkolbenmotor, kann der Innenläufer des KKM problemlos gekühlt werden, so dass die Schweissbrennerwirkung der Leckgase wirkungslos ist.The leak gases act like a welding torch. In contrast to the piston in the reciprocating engine, the internal rotor of the KKM can be easily cooled, so that the welding torch effect of the leakage gases is ineffective.

Bei dem Verdichtungstakt des KKM bilden sich zwei Teilkammern, eine voreilende und eine nacheilende, getrennt durch den Spalt zwischen der engsten Stelle der Trochoide und dem Innenläufer. Mit fortschreitender Verdichtung vergrössert sich die voreilende Teilkammer, die Nacheilende verkleinert sich bis sie ganz verschwindet. Dadurch wird, unabhängig von der Drehzahl, der Inhalt der nacheilenden Teilkammer zwangsweise in die Voreilende gedrückt. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Flammfront keinen Einfluss hat, theoretisch ist jede Drehzahl möglich.At the compression stroke of the KKM, two sub-chambers, one leading and one trailing, are formed, separated by the gap between the narrowest point of the trochoid and the inner rotor. As the compaction progresses, the leading partial chamber increases, and the trailing edge diminishes until it completely disappears. As a result, irrespective of the rotational speed, the content of the trailing partial chamber is forcibly pressed into the leading end. This means that the speed of the flame front has no influence, in theory, any speed is possible.

Von meinem Zeichenbrett, ohne eine Änderung, bis zum ersten Lauf auf dem Prüfstand, drehte der allererste NSU-Wankel KKM bereits 18000 UPM.From my drawing board, without a change, to the first run on the test bench, the very first NSU Wankel KKM already turned 18,000 rpm.

Die direkte Lagerung des Innenläufers auf der Excenterwelle beim KKM ermöglicht grosse Kräfte auf zu nehmen, was einen hohen Arbeitsdruck zulässt.The direct bearing of the internal rotor on the eccentric shaft of the KKM allows to absorb large forces, which allows a high working pressure.

1 zeigt im Prinzip den Verlauf der Leistungsverlustkurven bei Betrieb mit gleitender Dichtung und mit einer Spaltdichtung. Bei höheren Drehzahlen als bei A ist es günstiger den Motor mit einer Spaltdichtung zu betreiben. 1 shows in principle the course of the power loss curves when operating with sliding seal and with a gap seal. At higher speeds than at A, it is better to operate the engine with a gap seal.

2 ist die vereinfachte Darstellung eines Schnittes senkrecht zur Antriebswelle eines NSU-Wankel-KKM. 2 is the simplified representation of a section perpendicular to the drive shaft of a NSU Wankel KKM.

Es bedeuten:

G: Motorgehäuse mit Trochoide
I: Innenläufer
EK: Ecke des Innenläufers
AW: Antriebswelle
E: Excenter
MA: Mitte Antriebswelle
ME: Mitte Excenter
e: Abstand der Mitten MA und ME-Excenter
R: Abstand ME zu EK
DR: Drehrichtung
B: nacheilende Teilkammer
C: voreilende Teilkammer
V: Kammer im Ansaugtakt
ÜK: eine Möglichkeit eines Überströmkanals

It means:

G: Motor housing with trochoid
I: internal rotor
EK: Corner of the inner rotor
AW: drive shaft
e: eccentric
MA: Middle drive shaft
ME: Center Excenter
e: Distance between the centers MA and ME-Excenter
R: Distance ME to EK
DR: direction of rotation
B: lagging compartment
C: leading partial chamber
V: Chamber in the intake stroke
ÜK: a possibility of overflow

Der vorgeschlagene Betrieb des hochtourigen, mit Spaltdichtung arbeitenden, NSU-Wankel KKM mit pulverisierten, brennbaren Stoffen ermöglicht die Verwendung von nachwachsenden Stoffen wie Holz, Stroh usw., die im Umweltkreislauf keine Erhöhung des CO2-Gehaltes zur Folge haben und einfach herzustellen und zu transportieren sind. Die wirtschaftliche und politische Abhängigkeit wird verringert. Die Hochtourigkeit in Verbindung mit der Spaltdichtung ergibt einen klein bauenden, einfachen, verschleissarmen Verbrennungsmotor als Antriebsaggregat, speziell für den mobilen Betrieb.The proposed operation of the high-speed NSU-Wankel KKM with pulverized combustible materials enables the use of renewable materials such as wood, straw, etc., which do not increase the CO2 content in the environmental cycle and are easy to produce and transport are. The economic and political dependence is reduced. The high speed in conjunction with the gap seal results in a small, simple, low-wear combustion engine as a drive unit, especially for mobile operation.

Claims

Internal combustion engine, which is operated according to the known Otto or diesel or hybrid method, characterized in that in a NSU Wankel rotary engine in combination with gap seal at speeds above 4000 rpm pulverized solid fuel is used as fuel.