DE2059968A1

DE2059968A1 - Combustion or explosion engine

Info

Publication number: DE2059968A1
Application number: DE19702059968
Authority: DE
Inventors: Maurice Wagner-Melka
Original assignee: WAGNER MELKA MAURICE
Current assignee: WAGNER MELKA MAURICE
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-05
Publication date: 1971-06-16
Also published as: LU60016A1

Description

Verbrennungs- bzw. Explosionsmotor Die Erfindung betrifft einen neuartigen Verbrennungs- oder Explosionsmotor, imbesonderen einen Verbrennungs- oder Explosionsmotor welcher mit Drehkolben arbeitet. Internal combustion or explosion engine The invention relates to a novel one Internal combustion or explosion engine, in particular an internal combustion or explosion engine which works with rotary lobes.

Im Motorenbau sind zurzeit zwei verschiedene Bauarten bekannt, die sich im wesentlichen durch ihre Arbeitsweise unterscheiden. So arbeitet der Kolbenmotor diskontinuierlich, während der Turbinenmotor mit kontinuierlich bewegtem Rotor arbeitet. In engine construction, two different types are currently known, the differ essentially in the way they work. This is how the piston engine works discontinuous, while the turbine engine works with a continuously moving rotor.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Vorteile beider bekannten Systeme zu vereinen. The present invention is directed to achieving the advantages of both to unite known systems.

Sie wird an Hand der nachstehend beschriebenen Zeichnungen dargestellt, in denen: Figur 1 einen Querschnitt durch einen im Prinzip dargestellten erfindungsgemässen Verbrennungs- oder Explosionsmotor zeigte Figur 2 die gleiche prinzipielle Ausführungsform des erfindungsgemässen Verbrennungs- bzw. Explosionsmotors in teilweise aufgebrochener perspektivischer Darstellung zeigt.It is shown on the basis of the drawings described below, in which: FIG. 1 shows a cross section through an inventive device shown in principle Combustion or explosion engine, FIG. 2 shows the same basic embodiment of the internal combustion or explosion engine according to the invention in partially broken open perspective view shows.

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte erfindungsgemässe Verbrennungsmo-tor setzt sich im wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuseblock 1, beispielsweise aus einem Stahl- oder Aluminiumlegierungsguss, und zwei rotierbaren Drehzylindern 2 und 3 zusammen. Die beiden Drehzylinder oder Drehkolben 2 und 3 sind in entsprechenden Aushöhlungen 2' und 3' des Gehäuseblocks 1 gelagert, wobei ihre Längsachsen 4 und 5 gegeneinander parallel verlaufen. Der Gehäuse block 1 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in der Form einer Acht ausgebildet bestehend aus einem Teilstück 9 und einem Teilstück 10, wobei der Zylinder 2 gegenüber dem Drehzylinder 3 mit kleinerem Durchmesser ausgeführt wurde Die beiden Zylinderhöhlungen 2' und 3' sind durch einen schlitzförmigen Verbindungsspalt 17 miteinander verbunden. The combustion engine according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 consists essentially of a stationary housing block 1, for example made of a cast steel or aluminum alloy, and two rotatable rotating cylinders 2 and 3 together. The two rotary cylinders or pistons 2 and 3 are in corresponding Recesses 2 'and 3' of the housing block 1 stored, with their longitudinal axes 4 and 5 run parallel to each other. The housing block 1 is in the one shown here Embodiment designed in the shape of a figure eight consisting of a section 9 and a section 10, the cylinder 2 opposite the rotary cylinder 3 with smaller diameter was executed The two cylinder cavities 2 'and 3' are connected to one another by a slot-shaped connecting gap 17.

Wie aus Figur 2 ersichtlich1 ist der Zylinder 2, der, wie nachträglich noch beschrieben, als eine Art Mischventil fungiert, mit einer Mehrzahl von Kammern 8, 8' usw. versehen, die gleichmässig über seinen Umfang verteilt sind. Die Kammern 8, 8'... erstrecken sich über die Gesamtlänge des Drehzylinders 2. Wie aus der Figur 1 ersichtlich, bilden die Kammern 8, 8'.. jeweils einen nach strömungsdynamischen Gesichtspunkten ausgebildeten Hohlraum, der so gestaltet ist, dass ein ihm zugeführtes brennbares Gasgemisch oder ein Explosivstoff unter möglichst günstigen Strömungsverhältnissen, d.h. unter geringem Druckverlust, in den Verbindungsspalt 17 umgeleitet wird0 Der schlitzförmige Verbindungsspalt 17 dient in seiner Funktionsweise als Verbrennungs- bzw. Explosionskammer. Aus strömungstechnischen Gesichtspunkten ist er zum Drehzylinder 3 hin stark verengt. As can be seen from FIG. 2, the cylinder 2, as subsequently still described, acts as a kind of mixing valve, with a plurality of chambers 8, 8 ', etc., which are evenly distributed over its circumference. The chambers 8, 8 '... extend over the entire length of the rotary cylinder 2. As shown in the figure 1, the chambers 8, 8 '.. each form one according to the flow dynamics Aspects formed cavity, which is designed so that a fed to it flammable gas mixture or an explosive under the most favorable flow conditions possible, i.e. with little pressure loss, is diverted into the connecting gap 17 slot-shaped connecting gap 17 serves in its mode of operation as a combustion or explosion chamber. From a fluidic point of view, it is a rotary cylinder 3 strongly narrowed.

Der Drehkolben 3 ist seinerseits mit einer Anzahl schaufelförmig ausgebildeten Aussparungen 16, 16'... The rotary piston 3 is in turn shovel-shaped with a number formed recesses 16, 16 '...

usw. versehen, die wiederum gleichmässig über seinen Umfang verteilt sind und deren Anzahl mit derjenigen der Kammern 8, 8'... des Drehzylinders 2 abgestimmt ist. Wie in der Figur 1 angedeutet, haben die Aussparungen 16 die Form von Umlenkschaufeln, ihre Funktion ist diejenige einer Entspannungskammer. Hierzu werden sie abwechselnd mit einer, in den Figuren nicht gezeigten Abgasanlage in Verbindung gebracht.etc., which in turn are evenly distributed over its circumference are and their number matched with that of the chambers 8, 8 '... of the rotary cylinder 2 is. As indicated in Figure 1, the recesses 16 have the shape of deflection blades, its function is that of a relaxation chamber. To do this, they take turns associated with an exhaust system not shown in the figures.

Ueber in dem oberen Teilstück 9 des Gehäuses 1 angeordneten Oeffnungen 14 und 15 können den Zylinderkammern 8, 8' ... wechselweise feste, flüssige oder gasförmige Brenn- oder Explosivstoffe selektiv zugeführt werden. About in the upper part 9 of the housing 1 arranged openings 14 and 15 can the cylinder chambers 8, 8 '... alternately solid, liquid or gaseous fuels or explosives are selectively supplied.

Diese werden bei der Rotierung des Zylinders 2 in den Kammern 8, 8'.. mitgeführt. Hierzu ist der Drehzylinder 2 seitlich durch hier nicht dargestellte Dichtungsringe nach aussen hin abgedichtet. Ein Entweichen der Brennstoffe in eine nächstfolgende Kammer wird durch die enge Anpassung des Drehzylinders 2 an die Zylinderhöhlung 2' des Gehäuses 1 und durch Anbringung von sogenannten "Staustreckendichtungen" zwischen den Kammern 8, 8'... erreicht.When the cylinder 2 rotates, these are in the chambers 8, 8 '.. carried along. For this purpose, the rotary cylinder 2 is laterally through not shown here Sealing rings sealed to the outside. An escape of the fuels in one The next following chamber is created by the close adaptation of the rotary cylinder 2 to the cylinder cavity 2 'of the housing 1 and by attaching so-called "buffer zone seals" between the chambers 8, 8 '... reached.

Sobald eine Kammer 8 durch Drehung des Zylinders 2 vor die Verbrennungskammer 17 zu stehen kommt, wird über eine schlitzförmige Düse 12 der Gemischkammer komprimierte Verbrennungsluft zugeführt. Die Düse 12 ist in der Gehäusewand 9 so angeordnet, dass der daraus austretende Strom sich der Strömungsform der Kammer 8 anpasst und das Gemisch Brennstoff/Verbrennungsluft der Verbrennungskammer 17 zugeführt und darin komprimiert wird. Daraufhin wird die Kammer 17 durch Weiterbewegung des Zylinders 2 nach oben hin, d.h. gegen die Zylinderhöhlung 2' durch die Aussenwand des Zylinders 2 allmählich abgedichtet. As soon as a chamber 8 by rotating the cylinder 2 in front of the combustion chamber 17 comes to a standstill, the mixture chamber is compressed via a slot-shaped nozzle 12 Combustion air supplied. The nozzle 12 is arranged in the housing wall 9 so that that the flow emerging therefrom adapts to the flow shape of the chamber 8 and the fuel / combustion air mixture is supplied to the combustion chamber 17 and is compressed in it. The chamber 17 is then opened by further movement of the cylinder 2 upwards, i.e. against the cylinder cavity 2 'through the outer wall of the cylinder 2 gradually sealed.

Durch eine oder mehrere in der Verbrennungskammer 17 angebrachte Zündkerzen 18 wird das komprimierte Gasgemisch zur Verbrennung bzw. Explosion gebracht. Gleichzeitig wird durch Drehung des Zylinders 3 die Verbrennungskammer 17, mit einer der schaufelförmig ausgebildeten Entspannungskammern 16 in Verbindung gebracht. Hierdurch wird das durch die Explosion hochkomprimierte Gas in dieser Kammer entweichen und entsprechende Radialkräfte auf die Schaufclwand der Kammer 17 übertragen. Dem Drehkolben 3 wird dementsprechend eine Drehbewegung verliehen, die bei dem nächstfolgenden, sich in gleicher Weise abspielenden Verbrennungs- bzw. By one or more mounted in the combustion chamber 17 Spark plugs 18, the compressed gas mixture is caused to burn or explode. At the same time, by rotating the cylinder 3, the combustion chamber 17, with a the shovel-shaped expansion chambers 16 brought into communication. As a result, the gas, which was highly compressed by the explosion, will escape in this chamber and transmit corresponding radial forces to the vane wall of the chamber 17. To the Rotary piston 3 is accordingly given a rotary movement, which in the next following, combustion resp.

Explosionsprozess wiederholt wird.Explosion process is repeated.

Der Drehkolben 3 wird also in eine kontinuierliche Drehbewegung versetzt und kann eine Arbeit ausführen> die beispielsweise über ein entsprechendes Getriebe der Antriebsvorrichtung einer Maschine zugeführt wird.The rotary piston 3 is thus set in a continuous rotary movement and can carry out a job> for example via a suitable gearbox the drive device of a machine is supplied.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist es wichtig, dass die Kammern 8, 17 und 16, sowie die Düse 12 strömungsdynamisch aufeinander so abgestimmt sind, dass das Gasgemisch strömungstechnisch so geführt wird, dass eine möglichst grosse Radialkraft bei jeder Explosion auf den Drehkolben 3 aufwirkt. As can be seen from the description above, it is important that the chambers 8, 17 and 16 as well as the nozzle 12 are matched to one another in terms of flow dynamics are that the gas mixture is fluidically guided in such a way that a large radial force acts on the rotary piston 3 with each explosion.

Es sei noch erwähnt, dass der Drehkolben 3 seitlich ähnlich abgedichtet ist, wie der Drehkolben 2 und dass gleichfalls über seinen Umfang sogenannte "Wirbeldichtungen" angebracht werden können. It should also be mentioned that the rotary piston 3 is laterally sealed in a similar manner is how the rotary piston 2 and that also so-called "vortex seals" over its circumference can be attached.

Beide Drehkolben 2 und 3 sind durch eine geeignete Vorrichtung gekoppelt, so dass sie synchron laufen und zwar in entgegengesetzten Richtungen wie dies durch die Richtungspfeile 6 und 7 in der figur 1 angedeutet wurde In den Kammern 8, 8',,. verbleibende Gasgemische werden bei Weiterrotierung des Kolbens 2 über die Oeffnung 13 abgeführt und gegebenenfalls in das Zuleitungssystem der Verbrennungsgase zurückgeführt. Desgleichen sind in dem Zylinder 3 Einschnitte 19, 19 vorgesehen, die zwischen den Kammern 162 16'.,. liegen, um die aus der Verbrennungskammer 17 verbleibenden Restgase abzuführen. Both rotary lobes 2 and 3 are coupled by a suitable device, so that they run synchronously and in opposite directions as this through the directional arrows 6 and 7 in Figure 1 was indicated In the chambers 8, 8 ',,. Remaining gas mixtures are passed through the opening as the piston 2 continues to rotate 13 discharged and optionally returned to the supply system for the combustion gases. Likewise, 3 incisions 19, 19 are provided in the cylinder, which between the Chambers 162 16 '.,. lie to the residual gases remaining from the combustion chamber 17 to dissipate.

Da die in die Kammer 16 eintretenden Verbrennungsgase sehr wenig an Kompression verloren haben und hierdurch mit sehr grosser Geschwindigkeit in eine hier nicht dargestellte Abgaskammer geleitet werden können, die ebenfalls als Entspannungskammer ausgebildet werden kann, ist es möglich hierdurch eine konventionnelle Gasturbine zusätzlich zu betreiben. Dementsprechend wird eine Kombination eines rotierenden Verbrennungs- bzw. Because the combustion gases entering the chamber 16 are very little have lost compression and as a result are in an exhaust gas chamber, not shown here, can also be passed as Expansion chamber can be formed, it is possible hereby a conventional one To operate gas turbine in addition. Accordingly, a combination of one becomes rotating combustion or

Explosionsmotors mit einer rotierenden Gasturbine innerhalb dem gleichen Energieerzeugungssystem erzielt.Explosion engine with a rotating gas turbine inside the same Energy generation system achieved.

In Figur 1 wurden die drei Kammern 8, 17 und 16 mit praktisch gleicher Raumgrösse dargestellt, was jedoch nicht unbedingt der Fall sein muss bei einer technischen Ausführungsforin der neuartigen Vorrichtung, Im besonderen kann die Kammer 16 mit wesentlich grösserer Raumausdehnung ausgebildet werden, so dass neben der Energie die hierin durch die in Kammer 17 hervorgerufene Verbrennung oder Explosion erzeugt wird, zusätzlich Energie wie bei einer Gasturbine durch Entspannung der unter hohen Drücken und Temperaturen in die Kammer 16 eingeführten Gase erzeugt wird. In Figure 1, the three chambers 8, 17 and 16 with practically the same Room size shown, but this does not necessarily have to be the case with a technical execution form of the novel device, in particular the Chamber 16 are formed with a much larger spatial expansion, so that next to the energy is the combustion or explosion caused by the combustion or explosion in chamber 17 is generated, additional energy as in a gas turbine by relaxation of the Generates gases introduced into the chamber 16 under high pressures and temperatures will.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist der Ablauf der verschiedenen Vorgänge nicht in demselben Zusammenhang wie dies in Figur 1 zu Veranschaulichungszwecken dargestellt wurde, d.h. wenn die Kammer 8 mit der Kammer 17 in Verbindung steht, besteht keine Verbindung zwischen den Kammern 16 und 17 und umgekehrt.As can be seen from the description, the sequence of the various Operations not in the same context as that in Figure 1 for illustrative purposes was shown, i.e. when the chamber 8 is in communication with the chamber 17, there is no connection between chambers 16 and 17 and vice versa.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Combustion or explosion engine characterized by ziin one stationary housing (9, 10) mounted rotary cylinder (2, 3) of which one with a number of mixing chambers (8, 8 '...) distributed over its circumference and the other with a further number of relaxation chambers also distributed over its circumference (16, 16 '..,) is provided, and at least one between the rotary cylinders (2, 3) Combustion or explosion chamber arranged in the stationary housing (9, 10) (17) with which the mixing chambers (8, 8 '...) and expansion chambers (16, 16' alternatively be associated.

2. Combustion or explosion engine according to claim 1, characterized in that that the mixing, combustion or explosion and relaxation chambers according to flow dynamics Aspects are trained.

3. Combustion or explosion engine according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the two rotary cylinders are synchronized in mutual directions to run

4. internal combustion or explosion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the combustion or explosion chamber is equipped with spark plugs (18).

5. Combustion or explosion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing (9, 10) with inlet and outlet channels (12, 13, 14, 15) is provided for fuels or explosives and compression gas.

6. Combustion or explosion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the expansion chambers (16 16 '...) Channels (19, 19 '...) are provided in the second rotary cylinder for discharging the residual gases are.

7, internal combustion or explosion engine according to one of claims 1 to 6 characterized in that the rotary cylinder (3) with the expansion chambers a much larger cross-section than the rotary cylinder (2) with the mixing chambers having.

L e r s e i t e