DE1045732B

DE1045732B - Device for generating thermal and mechanical energy by intermittently repeated combustion of ignitable mixture

Info

Publication number: DE1045732B
Application number: DESCH11319A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-19
Filing date: 1952-12-19
Publication date: 1958-12-04

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung" thermischer und mechanischer Energie mit absatzweiser Verbrennung von Brennstoff in Luft durch Stoßwellenzündung in einem Verbrennungsraum sowie mit Beschleunigen von absatzweise in einem Schwingungsraum eingeführten zusätzlichen Gasmassen durch die Energie der Verbrennungsgase, wobei der Schwingungsraum in den Beschleunigungsraum mündet, durch welchen sowohl das Verbrennungsgas als auch die zusätzlichen Gasmassen absatzweise strömen und wobei die Frequenz der Eigenschwingung im Schwingungsraum für die Zusatzluft annähernd gleich der Frequenz der Verbrennung ist und wobei die absatzweise Einführung der zusätzlichen Gasmassen durch die über den Beschleunigungsraum angefachten Schwingungen im Schwingungsraum selbstgesteuert in der Weise erfolgt, daß die zum Schwingungsraumeinlaß laufenden Druckwellen dort in annähernd voller Höhe reflektiert werden, nach Patent 968 328.The invention relates to a device for generating " thermal and mechanical energy with intermittent combustion of fuel in air by shock wave ignition in a combustion chamber as well as with accelerating intermittently in one Vibration chamber introduced additional gas masses by the energy of the combustion gases, whereby the oscillation chamber opens into the acceleration chamber, through which both the combustion gas as well as the additional gas masses flow intermittently and with the frequency of the natural oscillation im Oscillation space for the additional air is approximately equal to the frequency of the combustion and where the intermittent Introduction of the additional gas masses through those fanned over the acceleration space Vibrations in the vibration chamber are self-controlled in such a way that the vibration chamber inlet running pressure waves are reflected there in almost their full height, according to patent 968 328.

Intermittierende Verbrennungsvorrichtungen, die mit Stoßwellenzündung arbeiten, fanden bisher vorwiegend ihre Anwendung als Strahltriebwerke für den Antrieb von Flugkörpern sowie zum Erzeugen eines Gasstrahles. Bei diesen Geräten erweisen sich die auftretenden starken Geschwindigkeitsschwankungen der geförderten Druckgasstrahlen in einigen Fällen als unvorteilhaft. Innerhalb kurzer Zeiträume folgen auf Spitzen der Ausströmgeschwindigkeit bis zu etwa 1000 m/s Rückströmgeschwindigkeiten bis zu einigen 100 m/s. Bei eingehenden Untersuchungen wurde beobachtet, daß eine Erhöhung des Wirkungsgrades und der Gemischladung dann erreicht werden kann, wenn der Rohrauslaß von Luft hoher Geschwindigkeit umströmt wird. Diese Verbesserungen sind offenbar auf eine Verstärkung der zündenden Stoßwelle zurückzuführen, die durch eine hohe Geschwindigkeit der den Brennraumauslaß umströmenden Luft bewirkt wird.Intermittent combustion devices using shock wave ignition have prevailed so far their use as jet engines for propelling missiles as well as for generating a Gas jet. The strong fluctuations in speed that occur are evident in these devices the conveyed compressed gas jets in some cases as disadvantageous. Within short periods of time follow on Outflow velocity peaks up to about 1000 m / s. Backflow velocities up to a few 100 m / s. In detailed investigations it was observed that an increase in the efficiency and the mixture charge can then be achieved when air flows around the pipe outlet at high speed will. These improvements are apparently due to an amplification of the igniting shock wave, caused by the high speed of the air flowing around the combustion chamber outlet will.

Eine Umströmung des Brennraumauslasses und gleichzeitig ein Beschleunigen zusätzlicher Gasmassen wird bei der Einrichtung des Hauptpatents mittels Ausnutzung von durch vorangegangene Verbrennungen unmittelbar erzeugter Energie erzielt. Der Brennrohrauslaß ist zu diesem Zweck von einem Mantel umgeben, der an seinem Vorderende einen gesteuerten Einlaß für zusätzliche Luftmassen aufweist. Zwischen diesem Einlaß und dem Brennraumauslaß ist ein Schwingungsraum abgegrenzt, in dem die Luftsäule, angeregt durch die ausgestoßenen Brenngase, in einer dem Verbrennungsrhythmus angepaßten Frequenz schwingt. In dem zwischen Brennraumauslaß und dem Auslaß der Einrichtung gelegenen Beschleunigungsraum werden die durch den Schwingungsraum zugeführten zusätzlichen Gasmassen durch die aus dem Vorrichtung zum Erzeugen
thermischer und mechanischer EnergieA flow around the combustion chamber outlet and, at the same time, an acceleration of additional gas masses is achieved in the establishment of the main patent by utilizing energy directly generated by previous burns. For this purpose, the combustion tube outlet is surrounded by a jacket which has a controlled inlet for additional air masses at its front end. Between this inlet and the combustion chamber outlet a vibration chamber is delimited, in which the air column, excited by the exhausted combustion gases, vibrates at a frequency adapted to the combustion rhythm. In the acceleration chamber located between the combustion chamber outlet and the outlet of the device, the additional gas masses supplied by the oscillation chamber are released from the device for generating
thermal and mechanical energy

durch absatzweise wiederholte
Verbrennungen von zündfähigem Gemischrepeated by paragraphs
Burns from an ignitable mixture

Zusatz zum Patent 968 328Addendum to patent 968 328

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Paul Schmidt,
München, Nibelungenstr. 14Dipl.-Ing. Paul Schmidt,
Munich, Nibelungenstr. 14th

Dipl.-Ing. Paul Schmidt, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Paul Schmidt, Munich,
has been named as the inventor

Brennraum austretenden Brenngase beschleunigt, wobei sich die Energie der Brenngase unter Ausbildung einer Druckfront unmittelbar als Druckkraft auf die Gasmassen überträgt. Diese Energieübertragung verläuft mit hohem Wirkungsgrad.Combustion gases exiting the combustion chamber are accelerated, with the energy of the combustion gases under training a pressure front directly as a pressure force on the gas masses. This energy transfer takes place with high efficiency.

In Weiterbildung der im Hauptpatent geschützten Einrichtung werden nach der Erfindung auch die Abmessungen des Beschleunigungsraumes so abgestimmt, daß die Eigenfrequenz der in ihm mit veränderlicher Geschwindigkeit strömenden Gasmassen annähernd gleich der Verbrennungsfrequenz ist. Der Beschleunigungsraum kann ein auf die Arbeitsfrequenz des Verlor ennungsraumes abgestimmter rohrförmiger Raum sein, der in geeigneter Weise Ouerschnittsänderungen, Krümmungen und Verzweigungen aufweisen kann. Er kann aber auch als rotationskörperförmiger Raum ausgebildet sein, in dem die aus dem Verbrennungsraum austretenden Verbrennungsgase auf die in dem Beschleunigungsraum kreisenden Luftmassen und Brenngase vorangegangener Verbrennungen im wesentlichen tangential auftreffen.In a further development of the device protected in the main patent, the dimensions are also determined according to the invention of the acceleration space so tuned that the natural frequency in it with variable Velocity of flowing gas masses is approximately equal to the combustion frequency. The acceleration space can be a tubular space tuned to the working frequency of the lost space be, which can have cross-sectional changes, curvatures and branches in a suitable manner. He but can also be designed as a rotational body-shaped space in which the from the combustion chamber exiting combustion gases on the air masses circulating in the acceleration space and Combustion gases from previous burns impinge essentially tangentially.

In beiden Fällen wird durch die Abstimmung des Beschleunigungsraumes auf die Arbeitsfrequenz des Verbrennungsraumes erreicht, daß die Geschwindigkeit der den Verbrennungsraumauslaß umströmenden Gasmassen pulsiert und ein Maximum der Strömungsgeschwindigkeit in diejenigen Zeiten fällt, welche zwischen dem Austreten der Druckgasstrahlen aus dem Verbrennungsraum liegen. Außerdem wird durch dieseIn both cases, the adjustment of the acceleration space to the working frequency of the Combustion chamber achieved that the speed of the combustion chamber outlet flowing around Gas masses pulsate and a maximum of the flow velocity falls in those times which lie between the exit of the compressed gas jets from the combustion chamber. Also, through this

1809 697/1701809 697/170

Abstimmung des Beschleunigungsraumes verhindert, daß die Pulsationen der Gassäule im Schwingungsraum durch ungünstige Schwingungsvorgänge im ßeschleunigungsraum beeinträchtigt werden. Die pulsierenden Bewegungen der in dem Beschleunigungsraiim zum Auslaß hin fortschreitenden Gase werden .-omit den Pulsationen des Schwingungsraumes angepaßt, so daß durch Schwingungsüberlagerung in der Gegend des Brennraumauslasses die erwünschte Strömung der vorbeigeführten Luftmassen verstärkt wird.Coordination of the acceleration chamber prevents the pulsations of the gas column in the vibration chamber from unfavorable vibration processes in the Acceleration room are impaired. The pulsating Movements in the acceleration area The gases progressing towards the outlet are adapted to the pulsations of the oscillation space, so that the desired flow is achieved by superimposing vibrations in the area of the combustion chamber outlet of the air masses carried by is amplified.

Die Ausbildung der rhythmischen Schwingungen in einem vorzugsweise langgestreckten Schwingungs-und Jk-^ehleunigungsraum wird dadurch gefördert, daß man den Einlaß, durch den die Gasmassen in diese Räume eingeführt werden, absatzweise steuert. Da es sich bei dem Betrieb eines Brennrohres mit Stoßwellenzündung um selbsttätig ablaufende Vorgänge handelt, die durch geringfügige Änderungen der Brennstoffzusammensetzung, der eingeführten Luftmenge, des Luftdrucks usw. in der Weise beeinflußt werden können, daß der Rhythmus der Verbrennungen sich ändert, so müssen die Steuerglieder einer solchen Änderung unverzüglich folgen, um die Vorrichtung störungsfrei zu betreiben. Diese Forderung wird in vorteilhafter Weise durch Steuerglieder erfüllt, die in bereits bekannter Weise als frei schwingende Bauteile ausgeführt sind und durch die Druckkräfte der Gaspulsationen selbsttätig gesteuert werden. Für diese Steuerglieder wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein selbständiger Schutz begehrt.The formation of the rhythmic oscillations in a preferably elongated oscillation and Jk acceleration space is promoted by the fact that the inlet through which the gas masses are introduced into these spaces is intermittently controlled. Because it The operation of a combustion tube with shock wave ignition involves processes that take place automatically, minor changes in the fuel composition, the amount of air introduced, the air pressure etc. can be influenced in such a way that the rhythm of the burns itself changes, the control members must immediately follow such a change to the device to operate trouble-free. This requirement is met in an advantageous manner by control elements that are shown in already known way are designed as freely oscillating components and by the pressure forces of the gas pulsations can be controlled automatically. For these control members is within the scope of the present invention no independent protection desired.

Zur Veranschaulichung der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 7 einige Anwendungsbeispiele dargestellt.To illustrate the invention, some application examples are shown in FIGS.

Fig. 1 zeigt einen rohrförmigen Brennraum mit rohrförmigem Schwingungs- und Beschleunigungsraum, Fig. 1 shows a tubular combustion chamber with a tubular oscillation and acceleration chamber,

Fig. 2 läßt einen rohrförmigen Brennraum mit großen Strömungsquerschnitten der Steuereinrichtung und des Füllungsraumes'für das Zündgemisch erkennen,Fig. 2 leaves a tubular combustion chamber with large flow cross-sections of the control device and the filling space for the ignition mixture

Fig. 3 veranschaulicht eine Einrichtung mit frei schwingenden Steuergliedern am Einlaß des Schwingungsraumes, Fig. 3 illustrates a device with freely oscillating control members at the inlet of the oscillation chamber,

Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit zwei hintereinandergeschalteten Einheiten,Fig. 4 shows an arrangement with two units connected in series,

Fig. 5 stellt die Anwendung mehrerer hintereinandergeschalteter Einheiten bei einer Vorrichtung zur kombinierten Verbrennung oder Vergasung staubförmiger Brennstoffe dar,FIG. 5 illustrates the use of a plurality of units connected in series in one device combined combustion or gasification of pulverized fuels,

Fig. 6 und 7 veranschaulichen ein Strahltriebwerk, dessen Wandungen teilweise mit Schall- und Stoßwellen absorbierenden· Stoffen versehen sind.6 and 7 illustrate a jet engine, the walls of which are partially affected by sound and shock waves absorbent materials.

Die Einrichtung nach Fig. 1 zeigt einen rohrförmigen Brennraum 1, der mit Lufteinlaßventilen 2 bestückt ist. Der Brennstoff wird durch die Leitung 3 einem tellerförmigen Hohlraum 4 zugeführt und gelangt von dort durch Düsen in den Brennraum. Um das Brennrohr in Betrieb zu setzen ist eine Düse 5 angeordnet, welcher Luft unter Überdruck durch eine Leitung 6 zugeführt wird und die durch ein Rohr 7 den zur Bildung des Gemisches erforderlichen Brennstoff erhält.The device according to FIG. 1 shows a tubular combustion chamber 1 equipped with air inlet valves 2 is. The fuel is fed through the line 3 to a plate-shaped cavity 4 and arrives from there through nozzles into the combustion chamber. A nozzle 5 is required to put the combustion tube into operation arranged, which air is supplied under excess pressure through a line 6 and through a pipe 7 receives the fuel required to form the mixture.

Der Brennraum 1 ist von einem rohrförmigen Mantel 8 umgeben, der an seinem Vorderende Lufteinlaßventile 9 trägt. Zwischen den Einlaßventilen 9 und dem Brennrohrauslaß 10 ist ein Schwingungsraum 11 abgegrenzt. Der stromabwärts vom Brennrohrauslaß 10 gelegene, bis zum Auslaß 12 sich erstreckende Raum ist als Beschleunigungsraum 13 bezeichnet.The combustion chamber 1 is surrounded by a tubular jacket 8, the air inlet valves at its front end 9 wears. A vibration chamber 11 is located between the inlet valves 9 and the combustion tube outlet 10 delimited. The downstream from the combustion tube outlet 10, extending to the outlet 12 Space is designated as acceleration space 13.

Das Brennrohr arbeitet nach Startzündung durch eine Zündkerze 14 und kurzer Anlaufzeit in bekannter Weise mit selbsttätigem Ansaugen des Gemisches und Stoßwellenzündung. Die ausgestoßenen Brenngase erregen sowohl in dem Schwingungsraum als auch in dem Beschleunigungsraum, deren beider Abmessungen auf die Verbrennungsfrequenz abgestimmt sind, Eigenpulsationen der darin eingeschlossenen Gassäulen. Dadurch wird erreicht, daß am Auslaß des Brennraumes 10 das beschleunigte gasförmige Mittel sich in dem Zeitraum zum Auslaß 12 hin bewegt, in welchem der Gasdruck am Brennraumauslaß 10 aufAfter starting ignition by a spark plug 14 and a short start-up time, the combustion tube works in a known manner Way with automatic suction of the mixture and shock wave ignition. Excite the emitted fuel gases both in the oscillation space and in the acceleration space, both of their dimensions are matched to the combustion frequency, natural pulsations of the gas columns enclosed therein. It is thereby achieved that at the outlet of the combustion chamber 10, the accelerated gaseous agent moves towards the outlet 12 during the period in which the gas pressure at the combustion chamber outlet 10 rises

ίο geringe Werte abgefallen ist und dort die Bildung eines Unterdrucks einsetzt. Durch die Umströmung wird das Rücksaugen in den Brennrohrauslaß verhindert und damit dieAusbildung der zündenden Stoßwelle begünstigt.ίο low values have dropped and there is education a negative pressure begins. The flow around prevents it from being sucked back into the combustion tube outlet and thus favors the formation of the igniting shock wave.

Es ist ferner vorteilhaft, sowohl am Brennraum wie am Schwingungsraum große Einströmquerschnitte für die Luft anzuordnen. Ein Brennrohr mit einem großen Lufteinlaßquerschnitt ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Die zur Einleitung des Betriebs erforderlichen Bauelemente sind nicht eingezeichnet. Der Zuführung des Brennstoffs dienen die Hohlteller 15 mit Düsen und das Zuführungsrohr 16. Die Verbrennungsluft strömt durch die Steuereinrichtung 17 in den Raum 18 des Brennrohres ein, der zwecks Aufnähme einer größeren oder kleineren Gemischmenge in seiner axialen Erstreckung verändert werden kann. Der anschließende Raum 19 der Brennervorrichtung dient im wesentlichen zur Aufnahme von Restgasen aus der vorhergehenden Verbrennung. Er ist in seinem Anfangsteil mit einem kleineren Strömungsquerschnitt ausgeführt als der Füllungsraum 18 und geht mit einem Erweiterungswinkel von weniger als 5° in einen vergrößerten Endquerschnitt über.It is also advantageous to have large inflow cross-sections both in the combustion chamber and in the vibration chamber to arrange for the air. A combustion tube with a large air inlet cross section is for example in Fig. 2 shown. The components required to initiate operation are not shown. The hollow plates 15 with nozzles and the feed pipe 16 are used to feed the fuel. The combustion air flows through the control device 17 into the space 18 of the combustion tube, which for the purpose of recording a larger or smaller amount of mixture can be changed in its axial extent. The adjoining space 19 of the burner device essentially serves to receive residual gases from the previous combustion. It is in its initial part with a smaller flow cross-section designed as the filling space 18 and goes into a widening angle of less than 5 ° enlarged end cross-section over.

Diese Anordnung der Strömungsquerschnitte bewirkt, daß einerseits die Verbrennungsluft durch die Steuereinrichtung 17 mit kleinen Geschwindigkeiten einströmt und damit keinen wesentlichen Druckabfall erleidet. Andererseits verursacht die Verengung im mittleren Abschnitt des Brennrohres dort eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Damit wird erreicht, daß das Gemisch im Füllungsraum 18 unter einem höheren Druck steht als im anschließenden Raum 19. Da der Höchstdruck der Verbrennung ungefähr proportional dem Anfangsdruck des Gemisches ist, wird ein höherer Verbrennungsdruck und zugleich ein höherer Wirkungsgrad erzielt als bei Einführung der Verbrennungsluft durch kleine Querschnitte. Außerdem können größere Füllungsmengen in den Brennraum eingeführt werden, so daß die Ausnutzung des Brennraumes verbessert wird.This arrangement of the flow cross-sections causes on the one hand the combustion air through the Control device 17 flows in at low speeds and thus no significant pressure drop suffers. On the other hand, the constriction in the central section of the combustion tube causes a large one there Flow velocity of the gas. This ensures that the mixture in the filling space 18 below a higher pressure than in the adjoining room 19. Since the maximum pressure of the combustion is approximately is proportional to the initial pressure of the mixture, a higher combustion pressure and at the same time a higher efficiency achieved than with the introduction of the combustion air through small cross-sections. aside from that larger amounts of filling can be introduced into the combustion chamber, so that the utilization of the Combustion chamber is improved.

In der Fig. 3 ist ein Aggregat dargestellt, bei dem der Lufteintritt in den Brennraum 20 und in den Schwingungsraum 21 durch an sich bekannte, frei schwingende Ventile 22, 23 gesteuert wird. Die schwingenden Bauteile der Ventile sind in ihrer Mittellage gezeichnet, ihre Abschluß- und Öffnungsstellungen sind durch unterbrochene Linien angegeben. Da solche Steuerglieder frei von Ventilsitzstellen oder sonstigen Ruhestellungen sind, ergibt sich eine hohe Haltbarkeit, weil außer der harmonischen Federung und den Gasdruckkräften keine wesentlichen Kraftwirkungen auf die schwingenden Bauteile ausgeübt werden. Außerdem wird der Ventilquerschnitt gut und sicher abgedichtet, unerwünschte Rückströmungen werden vermieden und ein Bestwert des Wirkungsgrades wird erzielt.In Fig. 3, an assembly is shown in which the air inlet into the combustion chamber 20 and into the Vibration chamber 21 is controlled by freely oscillating valves 22, 23 known per se. the vibrating components of the valves are drawn in their central position, their closing and opening positions are indicated by broken lines. Since such control members are free of valve seat locations or other rest positions are, there is a high durability, because in addition to the harmonious suspension and the gas pressure forces exerted no significant force effects on the vibrating components will. In addition, the valve cross-section is well and reliably sealed, unwanted backflows are avoided and the best value for the degree of efficiency is achieved.

Die Fig. 4 gibt eine Ausführungsform wieder, bei der zwei Einheiten nach Art der in Fig. 1 dargestellten in der Weise hintereinandergeschaltet sind, daß der Beschleunigungsraum 24 der vorgeschalteten Ein-FIG. 4 shows an embodiment in which two units of the type shown in FIG are connected in series in such a way that the acceleration space 24 of the upstream input

heit an den selbsttätig gesteuerten Einlaß 25 des Schwingungsraumes 26 einer nachgeschalteten Einheit angeschlossen ist. Zudem wird, ein Teil der im Schwingungsraum 27 der vorgeschalteten Einheit enthaltenen Luft mit Hilfe eines Steuergliedes 28 bei erhöhtem Druck abgeführt und über die Verbindungsleitung 29 dem Einlaßventil 30 des nachgeschalteten Brennrohres 31 zugeführt. Durch diese Ausführungsform wird in dem Brennraum 31 eine Verbrennung mit erhöhtem Anfangsdruck und deshalb erhöhtem Wirkungsgrad erzielt.means to the automatically controlled inlet 25 of the vibration chamber 26 of a downstream unit connected. In addition, a part of the contained in the vibration chamber 27 of the upstream unit Air is discharged with the aid of a control member 28 at increased pressure and via the connecting line 29 the inlet valve 30 of the downstream combustion tube 31 is supplied. This embodiment is in the combustion chamber 31 a combustion with increased initial pressure and therefore increased efficiency achieved.

In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für mehrere hintereinandergeschaltete Einheiten dargestellt. Die Einrichtung dient einer kombinierten Verbrennung beziehungsweise Vergasung staubförmiger, aschehaltiger Brennstoffe. Dabei sind vier Aggregate von Brenn-, Schwingungs- und Beschleunigungsräumen der vorher beschriebenen Art angeordnet, die mit 32 bis 35 bezeichnet sind. Die Brennräume sind mit Brennstofifzuführungen und Startzündkerzen ausgerüstet. Den Brennräumen wird durch einen Kompressor 36 Verbrennungsluft oder Sauerstoff entsprechenden Drucks zugeführt. Das Gas wird dem Kompressor 36 durch ein Rohr 37 zugeleitet. Die Strömung der Gase ist durch Strömungspfeile angedeutet. Die Aggregate 32 bis 35 sind durch Überführungsleitungen verbunden, wobei die Leitung 38 mit einem von Wasser oder Luft durchströmten Rohr 39 sowie mit einem Wasser- oder Luftmantel 40 versehen ist, durch welche ein Teil der Wärme des durch die Leitung 38 strömenden Gases in das die Rohre und den Mantel durchströmende Mittel übergeführt wird. Dabei kann z. B. Wasser verdampft und die gewonnene Dampfenergie zum Betrieb einer Dampfturbine oder zu Heizzwecken verwendet werden. Am Auslaß des Aggregates 35 ist ein mit Wirbelbewegung arbeitender Abscheider 41 für nicht gasförmige Bestandteile angeordnet, aus welchem die nicht gasförmigen Bestandteile durch das Rohr 42 und das Gas durch das Rohr 43 abgeführt werden. Das Rohr 43 leitet das Gas in eine Gasturbine 44. Am Auslaß der Gasturbine 44 wird ein Teil des Gases durch ein Rohr 45 zur weiteren Verwendung abgeführt, da es im allgemeinen noch höheren Druck und höhere Temperatur als die Atmosphäre hat. Ein Teil des aus der Turbine kommenden Gases wird durch ein Rohr 46 dem Schwingungsraum des Aggregates 32 zugeführt. Zur Abnahme überschüssiger Energie der Gasturbine ist ein Stromerzeuger 47 vorgesehen, der mit der Turbine gekuppelt werden kann.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment for several units connected in series. The device serves a combined combustion or gasification of dusty, Ash containing fuels. There are four aggregates of combustion, oscillation and acceleration chambers of the type previously described, denoted by 32 to 35. The combustion chambers come with fuel feeders and starting spark plugs equipped. Combustion air or oxygen is supplied to the combustion chambers by a compressor 36 Pressure supplied. The gas is fed to the compressor 36 through a pipe 37. The current the gases is indicated by flow arrows. The units 32 to 35 are through transfer lines connected, the line 38 with a pipe 39 through which water or air flows as well as with a water or air jacket 40 is provided, through which some of the heat of the line 38 flowing gas is transferred into the means flowing through the tubes and the jacket. Here can z. B. evaporates water and the steam energy obtained to operate a steam turbine or for heating purposes be used. At the outlet of the unit 35 is a working with vortex motion Arranged separator 41 for non-gaseous components, from which the non-gaseous components through the pipe 42 and the gas can be discharged through the pipe 43. The pipe 43 directs the gas in a gas turbine 44. At the outlet of the gas turbine 44, part of the gas is passed through a pipe 45 to the further Use dissipated because it is generally still higher pressure and higher temperature than the atmosphere Has. A part of the gas coming out of the turbine is passed through a pipe 46 to the oscillation chamber of the unit 32 is supplied. A power generator is used to draw off excess energy from the gas turbine 47 is provided, which can be coupled to the turbine.

Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform besteht darin, daß die Verbrennung in den Brennräumen wegen eines hohen Anfangsdrucks mit günstigen Wirkungsgraden verläuft und die Gesamtanordnung infolge des erhöhten Drucks der Gase verhältnismäßig klein ist. Das die Turbine verlassende gasförmige Mittel hat infolge der Entspannung in der Turbine relativ geringe Temperatur und kann deshalb mit Vorteil teilweise im Kreislauf verwendet werden. Der günstige thermische Wirkungsgrad der Ausführungsform ergibt eine technisch vorteilhafte Erzeugung mechanischer Energie. Von besonderem \^orteil ist dabei eine Verwendung minderwertiger, aschehaltiger Brennstoffe, wie z. B. Kohlenstaub, die nach den Erfahrungen mit offenen Brennräumen auch bei einer teilweisen Verbrennung, die zu einer Vergasung führt, durch Stoßwellenzündung unter Erzielung einer angenäherten Gleichraumverbrennung gezündet werden. Das dabei gewonnene Gas ist für eine industrielle Weiterverwendung geeignet.The advantage of such an embodiment is that the combustion takes place in the combustion chambers because of a high initial pressure with favorable efficiencies and the overall arrangement is relatively small due to the increased pressure of the gases. The gaseous form leaving the turbine Medium has a relatively low temperature as a result of the expansion in the turbine and can therefore with Advantage can be partially used in the cycle. The favorable thermal efficiency of the embodiment results in a technically advantageous generation of mechanical energy. Is of particular advantage thereby a use of inferior, ash-containing fuels, such as. B. coal dust, according to experience with open combustion chambers even with partial combustion that leads to gasification, can be ignited by shock wave ignition to achieve an approximate constant-space combustion. The gas obtained in this way is suitable for further industrial use.

Die Anordnung von Brenn- und Beschleunigungsräumen, deren Auslaß offen ist, bedingt, daß beim Betrieb erheblicher Lärm auftritt. Dieser ist dadurch wesentlich zu verringern, daß die Wandungen eines Beschleunigungsraumes für zusätzliches gasförmiges Mittel wenigstens teilweise mit Schall- und Stoßwellen absorbierenden Stoffen versehen sind.The arrangement of combustion and acceleration chambers, the outlet of which is open, requires that the Significant noise occurs during operation. This is to be reduced significantly that the walls of a Acceleration space for additional gaseous means at least partially with sound and shock waves absorbent materials are provided.

Eine Ausführungsform mit absorbierendem Belag von Wandungen zeigen die Fig. 6 und 7. In diesen Fig. sind die Belegungen von Wänden mit absorbierenden Stoffen durch unterbrochen gezeichnete Linien angedeutet. Die Fig. 6 gibt als Beispiel ein Strahltriebwerk für verhältnismäßig langsam, also mit Unterschallgeschwindigkeit fliegende Flugzeuge wieder. Die Belegungen befinden sich an der Innenwand der das Aggregat umhüllenden Speicherhaube 48 und am Auslaß des Beschleunigungsraumes 49. Diese Wandteile sind mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten beströmt, so daß eine verhältnismäßig lange Zeit der Absorptionswirkung und ein geringer Strömungswiderstand vorliegen. Diese beiden Faktoren sind technisch besonders vorteilhaft auszunutzen. Der Einströmabschnitt der Speicherhaube 48 ist mit einem düsenartigen Bauteil 50 versehen. Dieser Teil 50 dient einerseits dazu, den Flugwind mit hohem Wirkungsgrad aufzustauen und gleichmäßig einströmen zu lassen, und andererseits dazu, den Austritt von Schall- und Stoßwellen weitgehend zu verhindern. Zu diesem Zweck werden die in Fig. 6 mit c und ν bezeichneten Strömungsgeschwindigkeiten durch die Bemessung der Strömungsquerschnitte vorteilhaft so gewählt, daß sie in einem bestimmten Verhältnis zur Schallgeschwindigkeit der Luft stehen.An embodiment with an absorbent covering of walls is shown in FIGS. 6 and 7. In these figures, the covering of walls with absorbent substances is indicated by broken lines. 6 shows, as an example, a jet engine for aircraft flying relatively slowly, that is to say at subsonic speed. The coverings are located on the inner wall of the storage hood 48 enclosing the unit and at the outlet of the acceleration chamber 49. The flow through these wall parts is relatively low, so that there is a relatively long absorption effect and a low flow resistance. These two factors can be used particularly advantageously from a technical point of view. The inflow section of the storage hood 48 is provided with a nozzle-like component 50. This part 50 serves, on the one hand, to accumulate the air wind with a high degree of efficiency and to allow it to flow in uniformly, and, on the other hand, to largely prevent the escape of sound waves and shock waves. For this purpose, the flow velocities denoted by c and ν in FIG. 6 are advantageously selected by the dimensioning of the flow cross-sections so that they are in a certain ratio to the speed of sound in the air.

Am Anfang des Schwingungsraumes 51, unmittelbar hinter dessen Einlaßventil 52 sind einige Brennstoffdüsen 53 mit einer Zuleitung für Brennstoff angeordnet, die zur Erzielung erhöhter Schubkräfte über eine kurze Zeit dienen. Wenn durch diese Düsen Brennstoff in die durch 52 zuströmende Luft eingeführt wird, dann entzündet sich das gebildete Gemisch an den heißen Gasen, die aus dem Brennraum austreten. Dadurch ergibt sich eine Steigerung der Schubwirkung des Aggregats, die zur Beherrschung besonderer, kurz dauernder Flugzustände oder beim Start eines Flugzeugs erwünscht sein kann.At the beginning of the vibration chamber 51, immediately behind its inlet valve 52, there are some fuel nozzles 53 arranged with a feed line for fuel, which to achieve increased thrust over serve a short time. When fuel is introduced through these nozzles into the air flowing through 52 then the mixture formed ignites on the hot gases emerging from the combustion chamber. This results in an increase in the thrust effect of the unit, which is necessary for the control of special, brief flight conditions or when an aircraft is taking off may be desirable.

In der Fig. 7 ist eine Ansicht auf den Auslaß des Aggregats wiedergegeben. Dieser ist in der angedeuteten Weise durch zusätzliche, mit absorbierenden Stoffen versehene Wandungen 54 unterteilt, um die an dieser Stelle hervortretenden Wellen zu absorbieren. Es ist besonders vorteilhaft, zusätzliche Wandungen am Auslaß des Beschleunigungsraumes anzuordnen, die mit Schall- und Stoßwellen absorbierenden Stoffen versehen sind.7 shows a view of the outlet of the unit. This is indicated in the Way by additional, provided with absorbent walls 54 divided to the to absorb emerging waves at this point. It is particularly advantageous to have additional walls to arrange at the outlet of the acceleration chamber the substances that absorb sound and shock waves are provided.

Claims

Patent claims:

1. To generate thermal and mechanical energy serving device in the manner of a Jet engine with intermittent combustion of fuel in air by shock wave ignition in a combustion chamber as well as with accelerating intermittently in a vibration chamber Introduced additional gas masses by the energy of the combustion gases, whereby the Sdhwingungsraum opens into the acceleration space through which both the combustion gas and the additional gas masses intermittently flow and the frequency of the natural oscillation in the oscillation space for the additional air approximately is equal to the frequency of combustion

and wherein the intermittent introduction of the additional gas noses through the over the acceleration space fanned vibrations in the vibration space are self-controlled in such a way that that the pressure waves running to the vibration chamber inlet there are almost at their full height are reflected, according to patent 968 328, characterized in that the between Brennraiimauslaß (10) and BeseMeunigungsraumauslaü (12) room (acceleration room 13) in its dimensions are matched so that the natural frequency of the gas masses pulsating in it is approximately equal to the combustion frequency.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the acceleration space is approximately Is designed in the shape of a body of revolution, the outlet of the combustion chamber tangentially into the with an axial outlet opening opens the acceleration chamber and the combustion chamber itself a control element for the intermittent supply of gases into the acceleration space forms.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet of the vibration chamber (21) automatically steering control element «: as a spring-loaded, freely oscillating, from the alternating pressures acting on them moving terminating members (23) are executed (Fig. 3).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the front Part (filling space 18) of the combustion chamber has a larger cross section than the middle one Part of the combustion chamber (space 19) and that the cross-section of the combustion chamber in a manner known per se from its narrowest point to its outlet at an angle expanded by less than 5 ° (Fig. 2).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that two or more Units are connected in series in such a way that the acceleration space (24) has an upstream Unit to the automatically controlled inlet (25) of the vibration chamber (26) one downstream unit is connected (Fig. 4).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that the vibration chamber (27) of an upstream unit via a control element (28) and a connecting line (29) with the controlled combustion chamber inlet (30) of a downstream Unit is connected (Fig. 4).

7. Device according to one of claims 1 to 6, in particular jet engine, characterized in that that the walls of the acceleration space (49) at least partially provided with substances (54) which absorb sound and shock waves (Figures 6 and 7).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the flow cross section of the Acceleration chamber (49) preferably in the area of its outlet opening by additional walls is divided, which are provided with sound and shock wave absorbing substances (54).

Considered publications:
German Patent No. 859 090;
Belgian Patent Nos. 502 027, 501851;
British Patent Nos. 641 539, 574 554,
876.

Legacy Patents Considered;
German patents No. 968 328, 947 655, 926 396.

For this purpose 2 sheets of drawings