DE1121412B

DE1121412B - Gas generator

Info

Publication number: DE1121412B
Application number: DEL32223A
Authority: DE
Inventors: Robert Lalonde
Original assignee: ROBERT LALONDE
Current assignee: ROBERT LALONDE
Priority date: 1958-01-20
Filing date: 1959-01-17
Publication date: 1962-01-04

Description

Gasgenerator Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator, der ein Gas höheren Drucks zur Beaufschlagung einer Kraftmaschine od. dgl. liefert.Gas generator The invention relates to a gas generator that uses a gas higher pressure to act on an engine od. The like. Delivers.

Es sind bereits Gasgeneratoren mit feststehenden Mehrfachkammern bekannt, in denen sich der Kreisprozeß mit Hilfe eines umlaufenden Verteilers in ununterbrochener Aufeinanderfolge abspielt.Gas generators with fixed multiple chambers are already known, in which the circular process is uninterrupted with the help of a circulating distributor Sequence plays.

Es sind des weiteren Gasgeneratoren bekanntgeworden, die unter Umkehrung des genannten Prinzips aus einem Rotor mit einer Anzahl Kammern bestehen, in denen sich der Kreisprozeß ausschließlich in zyklischer Aufeinanderfolge abspielt. In diesem Fall erfolgt die Steuerung des Prozesses unter Ausnutzung der Umlaufbewegung des Rotors mittels eines feststehenden Verteilers.There are also known gas generators that are reversed of the principle mentioned consist of a rotor with a number of chambers in which the circular process takes place exclusively in a cyclical sequence. In In this case, the process is controlled using the orbital movement of the rotor by means of a fixed distributor.

Eine wesentliche Verbesserung in der Arbeitsweise von Generatoren der letzteenannten Art wird nun gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß in einem Gasgenerator mit umlaufenden Mehrfachkammern, der ein Gas höheren Druckes zur Beaufschlagung einer Kraftmaschine oder für ähnliche Zwecke liefert, jeweils die in einer eine bestimmte. Phase, nämlich die Kompressionsphase, der zyklischen Aufeinanderfolge durchlaufenden Kammer befindliche Frischluft durch die in der gerade die Verbrennungsphase durchlaufenden Kammer entstehende Druckwirkung verdichtet wird.A major improvement in the way generators work the latter type is now achieved according to the invention in that in one Gas generator with revolving multiple chambers that apply a higher pressure gas a prime mover or for similar purposes, each in a one certain. Phase, namely the compression phase, of the cyclical sequence The fresh air passing through the chamber flows through the chamber that is currently in the combustion phase through chamber resulting pressure effect is compressed.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in Form eines Ausführungsbeispiels in rein schematischer Weise noch kurz erläutert. Der Grundgedanke der Erfindung beschränkt sich jedoch keineswegs auf die im folgenden beschriebene und dargestellte praktische Verwirklichungsform.The invention is shown below with reference to the drawing in the form of a Embodiment briefly explained in a purely schematic manner. The basic idea however, the invention is in no way limited to that described below and illustrated practical implementation.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ansicht mit Teilschnitt einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasgenerators, Fig. 2 eine Ansicht von vorn auf die in Fig. 1 dargestellte Anordnung, Fig.3 eine Ansicht von hinten auf die in Fig. 1 dargestellte Anordnung, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1 und die Fig. 5 eine rein schematische Abwicklung der Anordnung nach Fig. 1.In the drawing, FIG. 1 shows a view with partial section of a preferred one Embodiment of the gas generator according to the invention, FIG. 2 is a view from the front on the arrangement shown in Fig. 1, Fig.3 is a rear view of the The arrangement shown in Fig. 1, Fig. 4 shows a section along the line 4-4 in Fig. 1 and FIG. 5 shows a purely schematic development of the arrangement according to FIG. 1.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den einzelnen Figuren der Zeichnung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform besteht der Generator gemäß der Erfindung aus einem zylindrischen Mantel oder Gehäuse 43, das an seinen beiden Enden durch Flansche 44 und 45 abgeschlossen wird, die mit dem Gehäuse 43 mittels Schrauben 46 verbunden sind.In the following description and in the individual figures of the For reasons of clarity, the same parts are given the same reference numbers in the drawings designated. According to a preferred embodiment, the generator according to FIG of the invention from a cylindrical shell or housing 43, which is attached to both of its Ends by flanges 44 and 45 is terminated with the housing 43 by means Screws 46 are connected.

Der Flansch 44 ist als Einlaßverteiler ausgebildet und mit einer länglichen Öffnung 47 versehen, die der Zufuhr der zum Spülen erforderlichen Frischluft dient. Der Flansch 44 weist ferner eine Öffnung 48 auf, die von einem Deckel 50 abgeschlossen wird. In dem Deckel 50 ist eine Einspritzdüse 51 für den Brennstoff sowie eine Zündkerze 52 angeordnet. Die Öffnung 47 steht mit dem Rohr 49, durch das die Luftzufuhr erfolgt, in Verbindung.The flange 44 is designed as an inlet manifold and is provided with an elongated opening 47 which is used to supply the fresh air required for flushing. The flange 44 also has an opening 48 which is closed by a cover 50 . An injection nozzle 51 for the fuel and a spark plug 52 are arranged in the cover 50. The opening 47 is connected to the pipe 49 through which the air is supplied.

Der Flansch 45 bildet einen Auspuffverteiler und ist mit Öffnungen 53 bis 57 versehen. Die Öffnung 53 steht zum Zwecke der Hochdruckentspannung mit einem Rohr 58 in Verbindung, wohingegen die öffnung 54 zum Zwecke der Niederdruckentspannung mit einem Stutzen 59 verbunden ist. Die Öffnung 55 ist zum Zwecke des Auspuffens der Spülgase mit einem Stutzen 60 verbunden. Schließlich ist eine Kompressionsleitung 61 angeordnet, welche die Öffnungen 56 und 57 miteinander verbindet.The flange 45 forms an exhaust manifold and is provided with openings 53 to 57. The opening 53 is connected to a pipe 58 for the purpose of high-pressure expansion, whereas the opening 54 is connected to a connector 59 for the purpose of low-pressure expansion. The opening 55 is connected to a connector 60 for the purpose of exhausting the purge gases. Finally, a compression line 61 is arranged which connects the openings 56 and 57 to one another.

Die vorstehend beschriebenen Einzelteile sind fest angeordnet. Die beweglichen Teile des Generators bestehen aus einem Rotor, der sich aus mehreren Verbrennungsräumen 62 bis 66 aufbaut, die ihrerseits in Form von parallel zueinander liegenden und gleichwinklig verteilten Rohren ausgebildet sind. Die Enden dieser Rohre sind mit Dichtungsscheiben 67 und 68 verbunden und werden darüber hinaus von Trägern 69 und 70 abgestützt, die mit der Welle 71 des Rotors über Bolzen oder Splinte 71' verbolzt oder versplintet sind. Die Welle 71 ist in Lagern 72 und 73 gelagert und wird von einer Turbine 74 in Drehung versetzt, die mit in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 76 bezeichneten Mitteln gekuppelt ist. Darüber hinaus treibt die Turbine 74 auch noch einen Verdichter 75 an, der die Frischluft aus dem Freien ansaugt und in das Rohr 49 fördert. Die Turbine 74 wird ihrerseits von den komprimierten Gasen beaufschlagt, die aus dem Abgassammler 58 herrühren.The individual parts described above are arranged in a fixed manner. The moving parts of the generator consist of a rotor which is made up of several combustion chambers 62 to 66, which in turn are designed in the form of pipes lying parallel to one another and distributed at the same angle. The ends of these tubes are connected to sealing washers 67 and 68 and are also supported by supports 69 and 70, which are bolted or split into the shaft 71 of the rotor via bolts or split pins 71 '. The shaft 71 is mounted in bearings 72 and 73 and is set in rotation by a turbine 74 which is coupled to means indicated in the drawing by the reference numeral 76. In addition, the turbine 74 also drives a compressor 75, which sucks in the fresh air from the open air and conveys it into the pipe 49. The turbine 74 is in turn acted upon by the compressed gases which originate from the exhaust gas collector 58.

Die in Fig. 5 der Zeichnung dargestellte Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Generators ist folgende: Der thermische Kreisprozeß beginnt in dem Augenblick, in dem der eine der Verbrennungsräume, also beispielsweise die Kammer 65, mit den öffnungen 47 und 55 etwa fluchtet, und zwar derart, daß zwischen diesen Teilen eine Verbindung entsteht. Die von dem Verdichter 75 herrührende und durch das Rohr 49 zugeführte Frischluft spült die Verbrennungsgase, die sich in dem Verbrennungsraum 65 befinden, aus und stößt sie durch den Stutzen 60 ins Freie oder drückt die Auspuffgase in die Gasturbine.The mode of operation of the generator according to the invention shown in FIG. 5 of the drawing is as follows: The thermal cycle begins at the moment in which one of the combustion chambers, for example chamber 65, is approximately in alignment with openings 47 and 55, namely in such a way that a connection is established between these parts. The fresh air originating from the compressor 75 and supplied through the pipe 49 flushes out the combustion gases which are located in the combustion chamber 65 and pushes them out through the connection 60 or pushes the exhaust gases into the gas turbine.

Der Verbrennungsraum 65 bewegt sich in der in der Fig. 5 der Zeichnung durch einen Pfeil angedeuteten Richtung weiter und nimmt dann die Lage ein, in der sich kurz vorher die Kammer 64 befand. Nun beginnt der zweite Takt des Kreisprozesses, und zwar die Thermokompression. Hierbei ist zu beachten, daß das eine Ende des Verbrennungsraumes 64 von dem Flansch 44 abgeschlossen ist, während das andere Ende mit der Kompressionsleitung 61 in Verbindung steht, die in die Kammer 64 Druckluft liefert und die in der Leitung 61 befindliche verdichtete Luft auf einen höheren Wert verdichtet.The combustion chamber 65 moves on in the direction indicated by an arrow in FIG. 5 of the drawing and then assumes the position in which the chamber 64 was shortly before. Now the second cycle of the cycle begins, namely thermocompression. It should be noted here that one end of the combustion chamber 64 is closed off by the flange 44 , while the other end is in communication with the compression line 61, which supplies compressed air into the chamber 64 and the compressed air in the line 61 at a higher level Condensed value.

Während des dritten Arbeitstaktes des Kreisprozesses befindet sich der Verbrennungsraum 65 in der Lage. die am Anfang des erklärten Prozeßablaufes von der Kammer 63 eingenommen worden ist. Nunmehr findet die Verbrennung statt. Diese Kammer 63 enthält bereits die Frischluft, die während des ersten Arbeitstaktes von dem Kompressor gefördert und während des zweiten Taktes durch Zuführung von komprimierter Frischluft verdichtet worden ist. Mit Hilfe der Einspritzdüse 51 wird Brennstoff in die komprimierte Frischluft eingespritzt, der hierbei verdampft und mit Hilfe der mit einer hohen Spannung betriebenen Zündkerze 52 gezündet wird. Dabei ist zu beachten. daß der Verbrennungsraum 63 sowie die Einspritzdüse 51 so eingerichtet sind, daß sich der Brennstoff lediglich mit der halben Frischluftmenge mischt, so daß sich die in der halben Kammer 63 - die neben der Leitung 61 liegt - befindliche Frischluft nicht mit dem Brennstoff mischt, sondern in Folge der Expansion der Verbrennungsprodukte in die Leitung 61 gestoßen wird.During the third work cycle of the cycle is the combustion chamber 65 is able to. those at the beginning of the explained process flow has been taken by Chamber 63. The combustion now takes place. This chamber 63 already contains the fresh air during the first work cycle promoted by the compressor and during the second cycle by supplying compressed fresh air has been compressed. With the help of the injection nozzle 51 Fuel is injected into the compressed fresh air, which evaporates and is ignited with the aid of the spark plug 52 operated at a high voltage. Included to be noted. that the combustion chamber 63 and the injection nozzle 51 are set up so are that the fuel only mixes with half the amount of fresh air, so that the one in half the chamber 63 - the one next to the line 61 - is located Fresh air does not mix with the fuel, but as a result of the expansion of the combustion products is pushed into the line 61.

Schließlich gelangt der Verbrennungsraum in die Lage 62, in der diesem Raum die Öffnung 53 sowie der Hochdrucksammler 58 gegenüberliegen. Das andere Ende des Verbrennungsraumes bleibt in dieser Lage geschlossen. In dieser Stellung sind die Verbrennungsgase, die jetzt den gesamten Verbrennungsraum ausfüllen, infolge der Teilexpansion der Luft in die Leitung 61 etwas entspannt, und die völlige Expansion erfolgt in einer außenliegenden Maschine, beispielsweise in einer Gasturbine, die die Aufgabe ha:, die innere Energie der Verbrennungsgase in mechanische Arbeit umzusetzen.Finally, the combustion chamber reaches the position 62 in which this Space the opening 53 and the high pressure collector 58 are opposite. The other end the combustion chamber remains closed in this position. Are in this position the combustion gases, which now fill the entire combustion chamber, as a result the partial expansion of the air in the line 61 is somewhat relaxed, and the complete expansion takes place in an external machine, for example in a gas turbine, which the task ha: to convert the internal energy of the combustion gases into mechanical work.

Der Teil dieser Gase, der durch das Rohr 58 abgeleitet wird, dient zur Beaufschlagung der Turbine, die ihrerseits den Rotor des Gasgenerators in Drehung versetzt.The portion of these gases that is discharged through pipe 58 serves to act on the turbine, which in turn rotates the rotor of the gas generator offset.

Schließlich bewegt sich die Kammer 65 in die in der Zeichnung mit der Bezugsziffer 66 bezeichnete Lage, in der sie mit dem Expansionsstutzen 59 verbunden ist, der seinerseits mit dem Niederdrucksammler in Verbindung steht. Dieser erfüllt einen ähnlichen Zweck wie der Sammler 58.Finally, the chamber 65 moves into the position indicated in the drawing with the reference numeral 66 , in which it is connected to the expansion nozzle 59 , which in turn is connected to the low-pressure collector. This serves a similar purpose as the collector 58.

Die Regelung der abgegebenen Leistung des Generators wird durch Veränderung der von der Einspritzdüse 51 eingespritzten Brennstoffmenge erreicht.The regulation of the output power of the generator is made by changing the amount of fuel injected from the injector 51 is reached.

Die Erfindung ist keineswegs auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr deckt der Grundgedanke der Erfindung auch noch weitere praktische Ausführungsformen, die beispielsweise durch Abänderung der in den Unterlagen dargestellten und beschriebenen Verwirklichungsform der Grundkonzeption entstehen.The invention is in no way limited to that described above and in Embodiment shown in the drawing is limited. Rather, it covers the basic idea the invention also has other practical embodiments, for example by changing the implementation form shown and described in the documents the basic concept.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gas generator which supplies a gas of higher pressure to act on an engine or the like and which consists of a rotor with a number of chambers in which the circular process takes place exclusively in cyclical succession, this process being controlled with the aid occurs the rotational movement of the rotor with respect to a fixed distributor device, characterized in that respectively in a a particular phase, namely the compression phase of the cyclical succession passing through chamber (64) fresh air in through the through-running in the straight combustion stage chamber (63) resulting pressure effect is compressed.

2. Gas generator according to claim 1, characterized in that lines (61) are present, which the transmission of the pressure generated in the chamber (63) passing through the combustion phase on the compression chamber (64).

3. Gas generator according to claim 2, characterized in that the ignition (52) takes place at the point which is opposite the exit point of the gases into the pressure transmission line (s) (61).

4. Gas generator according to claim 2 or 3, characterized in that two exhaust chambers (62, 66) available. which allow a gradual exhaust.

5. Gas generator after one of claims 1 to 4, characterized in that the fixed exhaust manifold (45) has the means for transferring the pressure from the combustion chamber (63) into the compression space (64). Considered publications: German Patent Nos. 512 289, 928 857; British Patent Specification No. 710 252, 712107; U.S. Patent Nos. 2,705,867, 2,738,123.