DE1526390C3 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Rotationskolben-BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE1526390C3 DE1526390C3 DE19661526390 DE1526390A DE1526390C3 DE 1526390 C3 DE1526390 C3 DE 1526390C3 DE 19661526390 DE19661526390 DE 19661526390 DE 1526390 A DE1526390 A DE 1526390A DE 1526390 C3 DE1526390 C3 DE 1526390C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- opening
- compression
- combustion engine
- internal combustion
- rotary piston
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 23
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 1
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
mit äußerer Wärmezufuhr, bestehend aus einer Erhitzungskammer zwischen einem Kompressionsteil und einem Expansionsteil, beide in
Form von innerhalb eines von Stirnwänden begrenzten Mantels umlaufenden schraubenförmigen Rippen- und
Nutenrotoren in Kämmeingriff, mit in den Stirnwänden befindlichen, sich teilweise in benachbarte Mantelbereiche
erstreckende Ein- und Auslaßöffnungen.
Bei einer bereits bekannten Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung (CH-PS
2 70 648) bestehen Kompressionsteil und Expansionsteil aus getrennten zu einem Aggregat zusammengebauten
Maschinenteilgruppen, deren umlaufende Teile durch Kardanwellen verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit äußerer Verbrennung oben genannter Art hinsichtlich Raumbedarf,
Gewicht und baulicher Einfachheit bei gleichbleibender Leistung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Kompressionsteil und Expansionsteil in einer, aus
einem Rippenrotor und einem Nutenrotor bestehenden Maschineneinheit dadurch zusammengefaßt sind, daß
auf der einen Seite der durch beide Rotorachsen gehenden Eingriffsebene in der ersten Stirnwand und im
benachbarten Mantelbereich eine Luftansaugöffnung sowie in der zweiten Stirnwand eine Kompressionsöffnung
und auf der anderen Seite der Eingriffsebene in dem der ersten Stirnwand benachbarten Mantelbereich
eine Überströmöffnung und in der zweiten Stirnwand und im benachbarten Mantelbereich eine Auspufföffnung
vorgesehen sind, und daß durch die relative Lage von Luftansaugöffnung und Auspufföffnung sowie
durch die Schraubenform der Rotoren periodisch eine kurzzeitige direkte Verbindung beider Öffnungen
zustandekommt.
Eine solche Rotationskolben-Brennkraftmaschine kann dadurch noch weiter ausgestaltet werden, daß der
Luftansaugöffnung eine Gebläseeinrichtung vorgeschaltet ist. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit
besteht darin, daß der Auspufföffnung eine Gebläseeinrichtung nachgeschaltet ist.
Ferner kann im Kompressionsteil zwischen der Luftansaugö'fnung und der Kompressionsöffnung eine
Nebenschlußöffnung vorgesehen sein, an die ein Nebenschlußkanal angeschlossen ist, der ein Regelventil
enthält und in einem an die Kompressionsöffnung angeschlossenen Kompressionsluftkanal mündet.
Vom Kompressionsluftkanal kann ein Entnahmekanal mit einem Ventil abgezweigt sein.
Die Auspufföffnung mit der Luftansaugöffnung kann durch eine Rückführleitung mit einem Wärmetauscher verbunden sein.
Die Auspufföffnung mit der Luftansaugöffnung kann durch eine Rückführleitung mit einem Wärmetauscher verbunden sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erhält eine
Rotationskolben-Brennkraftmaschine der zur Rede stehenden Art, wie leicht ersichtlich, eine besonders
gedrungene Bauform, ein relativ kleines Gewicht und eine im Vergleich zum Bekannten erheblich einfachere
Gestaltung, obgleich die Leistung keineswegs geringer zu sein braucht als diejenige einer entsprechenden
Maschine von bekannter Ausbildung.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit den Strömungswegen
des Arbeitsmechanismus, mit einer Erhitzungskammer, einem Gebläse und einem Regenerator,
Fig. 2 eine Außenansicht, bei welcher Verteilereinrichtungen, Zahnräder und andere Teile fortgelassen
sind, um die Öffnungen an der Seite der Maschine während des Kompressionsvorganges klarer erkennen
zu lassen,
Fig.3 eine Ansicht mit Blickrichtung auf die linke
Stirnwand der Darstellung von F i g. 2,
Fig.4 eine Ansicht mit Blickrichtung auf die rechte
Stirnwand der Anordnung von F i g. 2,
F i g. 5 ist eine Ansicht der Expansionsseite der Maschine und zeigt auf der rechten Seite die
Überströmöffnung zur Einführung der heißen Gase und auf der linken Seite eine Auspufföffnung,
F i g. 6 ist eine teilweise Abwicklungsdarstellung der Umfange der Rotoren für eine Ausführungsform und
zeigt die verschiedenen Winkellagen mit Bezug auf die Eingriffslinie, bei welcher bestimmte Druck- und
Volumenbedingungen in einer Maschine herrschen, die für ein Druckverhältnis 4 :1 ausgebildet ist,
F i g. 7 ist eine graphische Darstellung der Schwankungen der Nuten- und Rippenvolumen in Abhängigkeit
von der Winkelbewegung der Rotoren, aus der die jeweils erforderliche Lage bestimmter öffnungen
hergeleitet werden kann,
F i g. 8 ist eine Abwicklungsdarstellung, ähnlich wie F i g. 6, der Umfange der Rotoren für die in den F i g. 9
bis 11 dargestellte Ausführungsform und zeigt die Lagen
der öffnungen mit Bezug auf die schraubenförmigen Nuten und Rippen,
F i g. 9 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Maschine, bei der verschiedene Teile gebrochen
dargestellt sind, um die Beziehung zwischen der Luftansaugöffnung für Frischluft und den Rotoren sowie
der Kompressionsöffnung für komprimierte Luft und den Rotoren zu veranschaulichen;
Fig. 10 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig.9,
jedoch von der entgegengesetzten Seite der Maschine her gesehen, und es zeigt die darin vorhandenen
Öffnungen und die miteinander in Verbindung stehenden Kanäle;
Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 von F i g. 9;
Fig. 12 zeigt eine Maschine mit geschlossenem Arbeitszyklus in Verbindung mit einem Wärmetauscher
als Kühlvorrichtung für die rücklaufenden Gase, während sie von der Expansionsseite der Maschine zu
der Einlaßöffnung auf der Kompressionsseite strömen;
Fig. 13 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform,
bei der Kompressionsluft aus dem System für andere Zwecke als die der Arbeitsweise der Maschine
entnommen wird;
Fig. 14 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der ein besonderer Ausgang auf der Kompressionsseite der
Maschine in einem Bereich vorgesehen ist, in dem der Gasdruck geringer ist als der Enddruck; dabei wird die
komprimierte Luft auf dem Wege eines Nebenschlusses direkt zu dem zum Brenner führenden Durchgang
geleitet und es ist ein Ventil vorgesehen, um die durch den besonderen Ausgang hindurchgehende Luftmenge
zu steuern.
Bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach der Erfindung sind die hauptsächlich wesentlichen Teile
zwei ineinandergreifende Rotoren und ein Gehäuse, wie sie im Querschnitt in F i g. 1 dargestellt sind. Der
Rippenrotor 1 besitzt schraubenförmige Rippen von im wesentlichen der Form einer Epitrochoide, die von der
Teilkreislinie nach außen vorstehen. .
Der Nutenrotor 2 besitzt schraubenförmige Nuten von im wesentlichen der Form einer Epitrochoide, die
von der Teilkreislinie aus radial nach innen geschnitten sind. Diese Art zusammenwirkender Zahnformen ergibt
im Eingriffsbereich der beiden Rotoren einen Abschluß mit nur geringer Undichtheit. Die beiden Rotoren sind
in einem einheitlichen, blockartigen Gehäuse 3 eingeschlossen, welches die Enden und Umfange beider mit
Ausnahme des Eingriffsbereichs dicht umfaßt, wie dies in den F i g. 3 und 4 zu sehen ist. Die Rotoren werden in
hier nicht näher im einzelnen dargestellten Lagern innerhalb der beiden sich überlappenden Bohrungen 4
und 4' getragen.
Durch jede schraubenförmige Nut und die darin eingreifende schraubenförmige Rippe wird eine Kammer
von ständig veränderlichem Volumen, wie in F i g. 10 gezeigt, gebildet, beginnend vom Volumen 0 auf
der Expansionsseite und dem Einlaßende, wo die Rotoren sich aus dem Eingriff heraus bis zu einem
Maximalvolumen und dann wieder zurück bis zu dem Kammervolumen 0 drehen, bei welchem die schraubenförmige
Nut und die schraubenförmige Rippe wieder miteinander auf der entgegengesetzten Seite und am
entgegengesetzten Ende der Rotoren, nachstehend als Auspuffende bezeichnet, zum Eingriff kommen.
Diese Charakteristik zwangläufig zunehmender und abnehmender Volumina wird zur Ausbildung der
Kraftmaschine benutzt, wobei das abnehmende Volumen zur Kompression des gasförmigen Arbeitsmittels
dient, das anschließend durch Verbrennung oder auf andere, hohe Temperaturen erzeugende Art und Weise,
wie z. B. auf chemischem oder nuklearem Wege, erhitzt wird. Seine Volumenzunahme wird als Mittel zum
Leistungsentzug, entweder durch Konstantdruckexpansion oder durch eine Kombination von Konstantdruck-
und adiabatischer Expansion, benutzt, und Raum- und Zeitphase bei Beendigung der Expansion und Beginn
der Kompression dienen als räumliche Zone bzw. Zeitpunkt für den Auspuff des verbrannten oder
erhitzten Gases und die Einführung neuen oder zurücklaufenden Gases je nach Art der angewandten
Erhitzung. Innerhalb der Einschränkungen der Volumenkurve gemäß Fig. 7 können zahlreiche Kombinationen
von Zyklen und Gestaltungsbedingungen vorgesehen werden.
Die linke bzw. erste Stirnwand 5 in F i g. 2 weist Öffnungen 6, 7 auf (Fig. 3), um den Durchgang der
Wellen 8 und 9 zu ermöglichen.
Eine ähnliche zweite Stirnwand 10, F i g. 2, ist für das Ende der Maschineneinheit auf der rechten Seite
vorgesehen. Die zweite Stirnwand 10 besitzt Öffnungen 11 und 12 (F i g. 4), durch welche die Rotorwellen 8 bzw.
9 hindurchgehen.
In den Raum zwischen den Rotoren und dem Mantel der Maschineneinheit kann auf der Kompressionsseite
der Rotoren Luft durch die Luftansaugöffnung 17 in der ersten Stirnwand 5 (F i g. 1) sowie durch die dazugehörige
Luftansaugöffnung 18 (Fig.2) in dem Mantel, eingeführt werden. Wenn die Maschine für Ansaugen
ohne Fremdhilfe ausgebildet ist, erfolgt die Einführung der Luft direkt in diese öffnungen. Andernfalls kann ein
Gebläse 19 vorgesehen werden, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Die komprimierte oder von dem Gebläse
gelieferte Luft wird durch einen Kanal 20, F i g. 1, zu den Luftansaugöffnungen geleitet.
Wenn die Rotoren nach der Eingriffslinie 22, F i g. 6, zusammenlaufen, wird die Luft komprimiert. Die
Kompressionsluft wird in den Kanal 23, Fig. 1, durch Kompressionsöffnungen in dem Mantel und in der
zweiten Stirnwand 10 geschoben, welche in bezug auf die Länge und Breite der Rotoren so angeordnet sind,
daß die Luft bis auf den gewünschten Druck komprimiert wird. Die in den sich durch den Umlauf der
Rotoren verkleinernden Räumen komprimierte Luft strömt von den erwähnten Kompressionsöffnungen
über einen Verteiler in den Kompressionsluftkanal 23.
Sofern nicht diese Luft in einem Wärmeübertragungssystem oder Regenerator 26 für eine Maschine mit einem
hohen thermischen Wirkungsgrad erhitzt werden soll, strömt sie direkt aus dem Kompressionsluftkanal 23 in
den Brenner oder die Brennkammer 27.
Der Brennstoff kann mittels einer Düse 28, Fig. 1, in
die komprimierte Luft eingeführt werden. Beim Anlauf der Maschine wird das Gemisch aus komprimierter Luft
und Brennstoff anfänglich durch eine Zündkerze oder eine ähnliche Einrichtung 29, F i g. 1, gezündet. Nach der
Zündung erfolgt die Verbrennung kontinuierlich. Die heißen Gase bleiben bei im wesentlichen konstantem
Druck in dem Teil 30 der Erhitzungskammer bzw. Brennkammer, von wo aus sie in die Räume zwischen
den Rotoren und dem Gehäuse auf der Expansionsseite der Rotoren durch eine oder mehrere Überströmöffnungen,
wie die Öffnung 31 in F i g. 1, oder die öffnung 31' in Fig.5, und die dazugehörige und die damit
verbundene Überströmöffnung 32 in der ersten Stirnwand 5 in F i g. 3, strömen. Der Druck der heißen
komprimierten Gase gegen die schraubenförmigen Rippen und Nuten der gegeneinander drehbaren
Rotoren erzwingt deren Drehung. Nachdem so die expandierenden Gase die Rippen und Nuten voneinander
weggedrückt und damit die Rotoren in Drehung versetzt haben, werden die Gase durch die Auspufföffnungen
33 und 33', F i g. 5, bzw. die Öffnung 34 in F i g. 4 ausgestoßen.
Wenn die Auspuffgase diese öffnungen verlassen, strömen sie durch einen Auspuffverteiler in den Kanal
35, Fig. 1. Wenn keine Regeneration angewendet wird, können diese Gase dann direkt in die freie Atmosphäre
entweichen, andernfalls werden sie in die Wärmeübertragungsvorrichtung oder den Regenerator 26 zurück in
Räume geleitet, die an das Kompressionsluftkanalsystern angrenzen, durch welches die komprimierte Luft
zur Brennkammer 27 strömt. Die Bereiche in der Wärmeübertragungsvorrichtung 26, durch welche die
Auspuffgase strömen, sind von dem Kompressionsluftsystem getrennt.
Die Auspuffgase können dann anschließend durch ein Auspuffrohr oder einen Auspufftrichter 38 ins Freie
entweichen. Dabei kann ein Auspuffgasejektor als Zwischenglied vorgesehen werden, um das Abfließen zu
beschleunigen.
Die allgemeine Lage und Form der Luftansaug- und Kompressionsöffnungen 18 und 24 sowie die Überströmöffnung
31 sind in F i g. 6 dargestellt.
Aufbau und Arbeitsweise der Maschine sollen nachstehend an Hand der F i g. 7 und 8 erläutert werden.
Der Winkel O in den F i g. 7 und 8 entspricht
derjenigen Stellung, bei der die betrachtete Nut am Ende des Nutenrotors in der Rotorachsenebene liegt.
Bei dieser Ausführungsform haben die Rippen- und Nutendurchgänge einen Schraubwinkel von 270°, was
vielleicht am besten im unteren Teil von F i g. 8 zu erkennen ist, wo die Mittenlinie der Nut M bei dem
Winkel beginnt, der auf der rechten Seite der F i g. 8 mit O markiert ist, und bei der Markierung 270° auf der
rechten Seite des Rotors endet. Da die Rippen des Rippenrotors auf der Kompressionsseite der Achsenebene von der Eingriffszone weg gerichtet sind, zu
welcher sich die Rotoren hindrehen, muß sich der Rotor über eine vollständige Umdrehung hinaus noch um 270°
weiter drehen, um den Schraubwinkel zu kompensieren und die vollständige Luftvolumendurchgangskurve zu
durchlaufen.
Beim Verfolgen der graphischen Darstellungen in F i g. 7 ist zu beachten, daß eine Öffnung für eine
bestimmte Nut freigegeben wird, wenn die Vorderkante dieser Nut die erste Öffnungskante passiert, und daß sie
geschlossen wird, sobald die Hinterkante der Nut die gegenüberliegende oder Schließkante dieser Öffnung
überläuft. Da die Winkelweite der Nuten bei der hier betrachteten Ausführungsform 32° beträgt, läuft die
Vorderkante der Nut der Mittenlinie derselben Nut um 16° voraus; dies macht es erforderlich, daß die
Öffnungskante 16° vor der definierten Stellung angeordnet wird und daß die Schließkante der Öffnung
16° hinter der definierten Schließlage liegt. Demgemäß befindet sich die definierte Winkellage für die
Luftansaugöffnung bei 290°, aber die tatsächliche Lage der Öffnungskante muß sich bei 306° befinden; .und
während die definierte Lage für die Schließkante der Luftansaugöffnung für den Nutenrotor bei 464° liegt,
muß sie tatsächlich um eine halbe Nutenbreite versetzt, d. h. bei 448° liegen.
Die Öffnungskanten der öffnungen für den Rippenrotor
müssen so angeordnet werden, daß die Hinterkante der Rippenspitze an ihnen bei der definierten Winkellage
vorbeiläuft. Da der Rippenwinkelabstand von Mitte zu Mitte, d. h. der Teilkreiswinkel 45° beträgt und die
Rippenspitze 4° breit ist, muß die Öffnungskante ihrer definierten Lage von 290° um 45° minus der halben
Rippenspitzenbreite von 2° vorauslaufen; die Kante der Öffnung muß also bei 333° liegen. Ferner muß die halbe
Rippenspitzenbreite von 2° zu der definierten Schließstellung der öffnung von 464° addiert werden, um die
richtige Lage der Öffnungsschließkante zu erhalten. Diese liegt somit bei 466°, wie in der graphischen
Darstellung gezeigt ist
Aus F i g. 8 ist zu ersehen, daß die Luftansaugöffnung 118 zur Auspufföffnung 134 hin über annähernd drei
Nutenabstände A, B, C auf einer Seite des Eingriffsbereiches und drei Rippenzwischenräume A', ß'und C'auf
der anderen offen ist. Die Reinigung dieser Nuten und Rippenzwischenräume beginnt unmittelbar nach der
Freigabe dieser öffnungen. Die Reinigung wird durch eine der nachstehend beschriebenen Einrichtungen
bewirkt.
Diese beiden öffnungen schließen bei der gezeigten 464°-Lage auf der Kompressionskurve von F i g. 7 und
auf der linken Seite von Fig.8, wobei die gereinigten
Nuten- und Rippenzwischenräume voll Frischluft zurückgelassen werden. Das maximale kombinierte
Volumen jeder Nut und des dazugehörigen Rippenzwischenraums ist auf der Spitze der Volumenkurve bei
etwa 330° angegeben. Diese Nuten und Rippenzwischenräume bewegen sich zur Eingriffszone und der
Kompressionsöffnung 124, Fig.8 und 9. Wenn diese
öffnung freigegeben wird, ist ihr Volumen, wie durch die Kurve angegeben ist, so groß, daß das geplante
Kompressionsverhältnis von 4 :1 erhalten wird.
Die Kompressionslufteinlaßöffnung 118, die so angeordnet ist, wie an den Kurven von F i g. 7 festgelegt,
ist an dem Mantel in Fig.9 erkennbar, wo der Einlaßverteiler aufgebrochen dargestellt ist, um die
gegenseitige Beziehung der öffnung und der schraubenförmigen Nuten und Rippen der Rotoren deutlich zu
machen. Diese öffnung und ihre Beziehung zu den Nuten des Nutenrotors und den Rippenzwischenräumen
des Rippenrotors sind auch in F i g. 8 dargestellt.
Wenn die Kompressionsöffnung 124, F i g. 8 und 9, bei der definierten Winkellage von 547° öffnet, die am
unteren Ende der Kurve von F i g. 7 dargestellt ist, strömt die Druckluft durch den Verteiler 123, F i g. 9, in
den Verbrennungsraum, wo Brennstoff durch die Düse eingeführt und mittels der Zündkerze gezündet wird.
Die Überströmöffnung 131, Fig.8 und 10, öffnet am
unteren Teil der Expansionskurve bei einer definierten Winkellage von 0°. Das heiße Gas expandiert dann bei
konstantem Druck, bis sich die Überströmöffnung in der
definierten Winkellage von 147,5° auf der Expansionskurve von F i g. 7 schließt. Die Überströmöffnung 131 ist
in Fig. 10 und in der Abwicklungsdarstellung der Rotoren in F i g. 8 zu sehen, wo ihre Öffnnung zu dem
Nutenrotor mit 131 und ihre öffnung zu dem Rippenrotor mit 131' bezeichnet ist.
Wenn die Überströmöffnung schließt, expandieren die Gase adiabatisch bis die Auspufföffnung bei einem
definierten Winkel von 275° freigegeben wird, wie dies auf der Expansionskurve in F i g. 7 und auch in F i g. 8
gezeigt ist, wo die Auspufföffnung 134 in ihrer Beziehung zu den Rotoren und in Fig. 10 in ihrer
Beziehung zum Verteiler 235 zu sehen ist.
Die Nuten des Nutenrotors und die Rippen des Rippenrotors werden während des gesamten Expansionsvorganges
auseinandergetrieben.
Wie schon erwähnt, können die Verbrennungsprodukte durch die Auspufföffnung 134 auf verschiedene
Weise abgeführt werden. Einmal kann dies durch ein Gebläse 19, F i g. 1, geschehen, durch das Frischluft über
den Kanal 20 in die Luftansaugöffnung 18, F i g. 1 und 2, geblasen wird, welche der Luftansaugöffnung 118
(Fig.9, 11) der vorliegenden Ausführungsform entspricht.
Das Gebläse kann durch die Maschine selbst oder durch eine andere Energiequelle betrieben werden.
Eine zweite Reinigungsmöglichkeit besteht in einem Sauggebläse. In diesem Falle werden die verbrannten
Gase durch die Auspufföffnung und, sofern eine Regenerierung angewendet wird, über einen Regenerator
abgesaugt, und Frischluft in die Luftansaugöffnung am anderen Ende des Systems eingesaugt. Entfällt die
Regenerierung, so kann das Sauggebläse in der Nähe der Auspufföffnung angeordnet werden.
Eine dritte Art der Reinigung ist die mit Hilfe einer Ejektorpumpe. Eine entsprechende Ausgestaltung der
hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die, daß der Expansionsdruck oberhalb des Atmosphärendrucks
liegt, wenn die Auspufföffnung öffnet. Diese Wahl für die Lagen der öffnungen gemäß F i g. 7 erfolgt
bewußt zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Maschine und zur Erzeugung eines Strahls mit hoher
Geschwindigkeit, um die verbrannten Gase aus den Nut- und Rippenzwischenräumen nach dem Ejektionsprinzip
zu entfernen. Die Auspufföffnung öffnet bei 275° und die Luftansaugöffnung nicht vor 290°. Dementsprechend
sind 15° der Rotordrehung verfügbar, um den Gasdruck in den jeweiligen Nut- und Rippenzwischenraumdurchgängen
auf den atmosphärischen Druck zu vermindern. Dieser Energiegasstrom erzeugt bei entsprechender
Richtung einen starken Saugeffekt in dem Expansionsauslaßverteiler, durch den die zurückbleibenden
Auspuffgase abgesaugt und Frischluft durch Luftansaugöffnung in die entsprechenden Durchgänge
eingesaugt wird.
Wenn die verwendeten Gase auf andere Weise als durch Verbrennung erhitzt werden, brauchen naturgemäß
keine Verbrennungsprodukte beseitigt und in der freien Atmosphäre verteilt zu werden. Infolge dessen
können die Gase, vorausgesetzt, daß sie in einem genügenden Ausmaß abgekühlt werden, im Kreislauf
zurückgeführt werden. Dies kann durch einen Wärmeaustauscher 48 geschehen, wie er in F i g. 12 angedeutet
ist. Die heißen Gase aus der sogenannten Auspufföff- · nung 134 strömen durch den Kanal 49 und von da aus
über den Wärmeaustauscher 48 über den Verteiler 118Λ
in die Luftansaugöffnung. Das erforderliche Kühlmittel tritt durch ein Rohr 50 in den Wärmeaustauscher 48 ein
und verläßt diesen durch ein Rohr 51.
Die in Fig. 13 gezeigte Ausführungsform weist die Besonderheit auf, daß ein Entnahmekanal 52 über eine
mit 53 bezeichnete Öffnung an den Kompressionsluftkanal 123 angeschlossen ist. In dem Entnahmekanal 52
befindet sich ein Ventil 54, so daß ein Teil der in der Maschine komprimierten Luft durch die Öffnung 53
nach dem Entnahmekanal 52 abgeblasen werden kann, um anderweitig verwendet zu werden.
In F i g. 14 ist eine Ausführung dargestellt, bei der der Druck der komprimierten Luft auf der Kompressorseite
der Maschine vermindert werden kann, um die Arbeitsweise der Maschine dadurch zu beeinflussen
oder zu verändern, daß ein Teil der Luft abgeführt wird, bevor diese ihre maximale Kompression am regulären
Kompressorausgang erreicht hat. Dies erfordert eine zusätzliche Öffnung im Bereich des Frischluftverteilers
118ß, der den Frischluftverteilern der vorher beschriebenen Ausführungsformen entspricht und mit der
Luftansaugöffnung sowie mit der Kompressionsöffnung in Verbindung steht. Der Kompressionsluftkanal 123 für
die komprimierte Luft erhält Luft von dem Kompressorausgang her zugeführt und es ist ohne weiteres zu
ersehen, daß die Luft, welche durch eine Nebenschlußöffnung 55 abströmt, in geringerem Maße komprimiert
ist als diejenige, die die reguläre Kompressionsöffnung erreicht. Die von dem Kompressorteil bei 55 abgeleitete
Luft strömt durch einen Nebenschlußkanal 56 über eine Öffnung 57 zu dem Kompressionsluftkanal 123. In dem
Nebenschlußkanal 56 befindet sich ein Regelventil 58 zur Regulierung der über den Nebenschluß fließenden
Menge komprimierten Gases, dessen Druck kleiner ist als der maximale Druck im Kompressionsluftkanal 123,
um die Arbeitsweise der Maschine zu beeinflussen oder zu verändern.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 509 587/7
Claims (6)
1. Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit äußerer Wärmezufuhr, bestehend aus einer Erhitzungskammer zwischen einem Kompressionsteil und
einem Expansionsteil, beide in Form von innerhalb eines von Stirnwänden begrenzten Mantels umlaufenden
schraubenförmigen Rippen- und Nutenrotoren in Kämmeingriff, mit in den Stirnwänden
befindlichen, sich teilweise in benachbarte Mantelbereiche erstreckenden Ein- und Auslaßöffnungen,
dadurch gekennzeichnet, daß Kompressionsteil und Expansionsteil in einer, aus einem
Rippenrotor und einem Nutenrotor bestehenden Maschineneinheit dadurch zusammengefaßt sind,
daß auf der einen Seite der durch beide Rotorenachsen gehenden Eingriffsebene in der ersten Stirnwand
(5) und im benachbarten Mantelbereich eine Luftansaugöffnung (18, 118) sowie in der zweiten
Stirnwand (10) eine Kompressionsöffnung (24, 124) und auf der anderen Seite der Eingriffsebene in dem
der ersten Stirnwand (5) benachbarten Mantelbereich eine Überströmöffnung (31, 131) sowie in der
zweiten Stirnwand (10) und im benachbarten Mantelbereich eine Auspufföffnung (34, 134) vorgesehen
sind, und daß durch die relative Lage von Luftansaugöffnung und Auspufföffnung sowie durch
die Schraubenform der Rotoren (1, 2) periodisch eine kurzzeitige direkte Verbindung beider Öffnungen
zustande kommt
2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftansaugöffnung
(18, 118) eine Gebläseeinrichtung (19) vorgeschaltet ist.
3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Auspufföffnung (34, 134) eine Gebläseeinrichtung nachgeschaltet ist.
4. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kompressionsteil
zwischen der Luftansaugöffnung und dei Kompressionsöffnung eine Nebenschlußöffnung (55)
vorgesehen ist, an die ein Nebenschlußkanal (56) angeschlossen ist, der ein Regelventil (58) enthält
und in einem an die Kompressionsöffnung (24, 124) angeschlossenen Kompressionsluftkanal (23, 123)
mündet.
5. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom
Kompressionsluftkanal (23, 123) ein Entnahmekanal (52) mit einem Ventil (54) abgezweigt ist.
6. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspufföffnung
(34, 134) mit der Luftansaugöffnung (18,118) durch eine Rückführleitung (49) mit einem Wärmetauscher
(48) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEG0047931 | 1966-09-17 | ||
DEG0047931 | 1966-09-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1526390A1 DE1526390A1 (de) | 1970-04-23 |
DE1526390B2 DE1526390B2 (de) | 1976-02-12 |
DE1526390C3 true DE1526390C3 (de) | 1976-09-16 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2633233A1 (de) | Waermekraftmashine mit aeusserer waermequelle | |
DE2250355A1 (de) | Integral turbo-kompressor | |
DE4220073A1 (de) | Gasturbinenanlage | |
DE2449008A1 (de) | Drehkolbenverbrennungskraftmaschine | |
DE1526390C3 (de) | Rotationskolben-Brennkraftmaschine | |
DE2525612A1 (de) | Antriebsvorrichtung mit rotationsmotor und turbine | |
DE2249992C2 (de) | Vorrichtung zum Kühlen von Gas mit Pulsationsrohren | |
EP0116356B1 (de) | Rotationskolbenmaschine | |
DE1526390B2 (de) | Rotationskolben-brennkraftmaschine | |
DE1576204C3 (de) | Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart | |
DE921169C (de) | Drehkolbenmaschine | |
DE615156C (de) | Drehkolbenbrennkraftmaschine | |
DE2155719C3 (de) | Gaskältemaschine | |
DE837024C (de) | Druckaustauscher | |
DE768037C (de) | Laufrad fuer Gasturbinen mit absatzweiser Zufuehrung des Treibmittels | |
DE2249487C3 (de) | Heißgas-Drehkolbenmaschine | |
DE652216C (de) | Umlaufverdichter oder Umlaufantriebsmaschine mit Schraubenraedern | |
DE854726C (de) | Gasturbinentriebwerk mit Kammerrotor-Druckaustauscher | |
AT358879B (de) | Heiss- bzw. druckgasmaschine mit offenem kreislauf mit wenigstens zwei trochoidalen zylindern | |
DE620639C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kompression und zur Entspannung von Gasen | |
DE1776223A1 (de) | Parallel- und aussenachsige rotationsbrennkraftmaschine | |
DE2306060C3 (de) | Parallel- und innenachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine | |
AT150186B (de) | Schraubenverdichter bzw. Schraubenmotor. | |
DE1274411B (de) | Zellenrad-Druckaustauscher | |
DE590523C (de) | Gasturbine mit einer im Laeufer der Turbine angeordneten Kolbenmaschine zur Verdichtung und Verbrennung des Gemisches |