DE2536315A1

DE2536315A1 - Rotary piston IC engine - has rotary slide valve with combustion chamber and heat exchanger

Info

Publication number: DE2536315A1
Application number: DE19752536315
Authority: DE
Inventors: Klaus Seidel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1977-02-24

Abstract

An improvement to a main patent No. 514212, being a double action engine with an induction and compression chamber two working chambers and a sub divided rotary slide valve for the fuel mixture the pressure chamber and auxiliary cooler. The fuel combustion no longer takes place in the working chambers but in an external combustion chamber. The energy from the combustion gases is given to the combustion air via a heat exchanger.

Description

71ZfO Ludwigsburg
Theodor Heuss-Sraße 1 1
bei Fam.Bölke71ZfO Ludwigsburg
Theodor Heuss-Strasse 1 1
at the Bölke family

UmlaufkolbenverbrennungsmotorRotary piston internal combustion engine

Die Erfindung betrifft die Verbesserung des Umlaufkolbenmotors Patentanmeldung P 25 1 k 212.5 vom 1.0Zf. 1975.The invention relates to the improvement of the rotary piston engine patent application P 25 1 k 212.5 from 1.0Zf. 1975.

Die Erfindung bezweckt den Umlaufkolbenmotor wirtschaftlicher und umweltfreundlicher arbeiten zu lassen.The invention aims to make the rotary piston engine work more economically and environmentally friendly.

Wir leben in einer Zeit die ein Umdenken auf vielen Gebieten unseres Lebens erfordern.Davon sind die Verbrennungskraftmaschxnen nicht ausgeschlossen.Wenn man bisher mehr Wert auf Leistungssteigerung,als auf Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit gelegt hat,so muß heute mehr Wert auf Wirtschaftlichkeit (Ölkrise) und Umweltfreundlichkeit (Abgas- und Bleigesetz) bei den Verbrennungsmotoren gelegt werden.We live in a time that requires rethinking in many areas of our lives, but the combustion engines are not If you have previously placed more emphasis on increased performance than on Economic efficiency and environmental friendliness have laid down, so today must be more Value should be placed on economic efficiency (oil crisis) and environmental friendliness (exhaust gas and lead law) for internal combustion engines.

Da bei Hubkolbenmotoren,dank ihrer langen Entwicklungszeit,sämtliche Entwicklungsmeglichkeiten nahezu ausgeschöpft sind,zeigt sich immer mehr,daß nennenswerte Fortschritte nur sehr mühsam zu erreichen sind. (W.D.Bensinger:Rotationskolben-Verbrennungsmotoren,Springer-Verlag,Berlin, Heidelberg,New York,1973,Seite 3)As with reciprocating engines, thanks to their long development time, all of them Development opportunities are almost exhausted, it always shows more that noteworthy progress can only be achieved with great difficulty. (W.D.Bensinger: Rotary piston internal combustion engines, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1973, page 3)

Es ist auch hinreichend bekannt daß bei einem Verbrennungsmotor rund 30% der zugeführten Energie durch die Kühlung der wärmebeanspruchten Bauteile verloren geht.Dieser Verlust kann bei den herkömmlichen Verbrennungsmotoren nicht verringert werden.Bei der starken Zunahme des Energiebedarfs und immer knapper und teuerer werdenden Kraftstoffe kann dieser Zustand nicht mehr rechtfertigt werden.Durch die Zunahme des Automobilverkehrs ist die Belastung der Umwelt mit Schadstoffen aus den Abgasen heute ein ernstes Problem.Es ist auch bekannt,daß bei den Kolbenkraftmaschinen mit innerer Verbrennung,der Verbrennungsablauf nicht einwandfrei beherrscht werden kann,um die Schadstoffe in den Abgasen zu verringern. (Heinz Grohe:Otto- und Dieselmotoren,Vogel-Verlag,Würzburg, 1 973,S.6Zf)It is also well known that in an internal combustion engine, around 30% of the energy supplied is due to the cooling of the heat stressed Components is lost. This loss cannot be reduced in conventional internal combustion engines This situation can no longer be justified by the need for energy and fuels that are becoming increasingly scarce and expensive, due to the increase in automobile traffic The pollution of the environment with pollutants from the exhaust gases is a serious problem today. It is also known that in the case of reciprocating engines with internal combustion, the combustion process cannot be properly controlled in order to reduce the pollutants in the exhaust gases. (Heinz Grohe: Otto and diesel engines, Vogel-Verlag, Würzburg, 1 973, page 6Zf)

Um dieses Problem der Schadstoffemission zu lösen,wurden verschiedene Wege vorgeschlagen und auch beschritten.Der erste Weg war der,die Abgase durch Nachverbrennung zu reinigen.Heute geht man immer mehr dazu über,daß Übel an der Wurzel anzupacken,indem man das Entstehen der Schadstoffe zu verhindern trachtet.(Heinz Grohe:Otto und Dieselmotoren,Vogel-Verlag, Würzburg, 1973, Seite 64) Die eine Möglichkeit,die Bildung der Schadstoffe schon bei der Verbrennung zu verhindern,ist die,den Verbrennungs-In order to solve this pollutant emission problem, various Paths suggested and also taken. The first path was to clean the exhaust gases through post-combustion. Today, more and more people are doing it about tackling that evil at the root by preventing the emergence of the pollutants seeks to prevent. (Heinz Grohe: Otto und Dieselmotoren, Vogel-Verlag, Würzburg, 1973, page 64) One possibility, the formation of the pollutants Preventing the incineration is to prevent the incineration

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motor als Gasmotor zu betreiben.Da aber Flüssggas noch nicht in ausreichenden Mengen zu Verfügung steht,muß man doch noch auf flüssige Kraftstoffe ausweichen.Wie schon beschrieben, (Patentanmeldung P 25 1 i+ 212.5) arbeitet der Umlaufkolbenmotor mit Vorverdichtung zwar mit flüssigem Kraftstoff,doch bedingt durch die Vorverdichtung als "echter"Gasraotorj und deshalb umweltfreundlicher,Um eine bessere Verbrennung im Arbeitsraum zu erzielen wurden verschiedene Verfahren ausgearbeitet wie z,B. das MAN-FM und die Schichtladung mit dem CVCC-System der japanischen Firma Honda.(Helmut Hütten:Motoren,Motorbuch-Verlag,Stuttgart,1974,S.396)The engine can be operated as a gas engine, but liquefied gas is not yet sufficient If there is any quantity available, you still have to rely on liquid fuels As already described, (patent application P 25 1 i + 212.5) The rotary piston engine with pre-compression works with liquid fuel, but due to the pre-compression it is a "real" gas engine and therefore more environmentally friendly, To achieve better combustion in the work area Various methods have been worked out to achieve this, e.g. the MAN-FM and the stratified charge with the CVCC system of the Japanese Honda company. (Helmut Hütten: Motoren, Motorbuch-Verlag, Stuttgart, 1974, p.396)

Da die Schichtladung noch nicht vollkommen erforscht ist hat vor kurzem die Bundesregierung einen Forschungsauftrag an die VW-Werke von 10 Millionen DM vergeben um die Schichtladung bis zur Serinreife zu entwickeln. Wie man sieht ein sehr kostspieliges Verfahren.Since the stratified charge has not yet been fully explored, plans to do so recently the federal government awarded a research contract to the VW works worth 10 million DM to develop the stratified charge up to serine maturity. As you can see, this is a very costly process.

Eine andere Möglichkeit ist auf Gasturbinen auszuweichen,bei denen die Verbrennung besser zu beherrschen ist.Dieses ist in der Luftfahrt der Fall aber für den PKW Antrieb sind kleine Gasturbinen wegen ihrem geringen Wirkungsgrades,hohe Baukosten und Raumbedarf nicht vorteilhaft. Die Gasturbinen enthalten prozentuel gesehen weniger Schadstoffe in den Abgasen,doch ist deren Menge bedeutend größer,als bei den Otto-Motoren.Another possibility is to switch to gas turbines where the combustion can be controlled better. This is in aviation the case, however, for the car drive, small gas turbines are not advantageous because of their low efficiency, high construction costs and space requirements. The gas turbines contain fewer pollutants in the exhaust gases in percentage terms, but their amount is significantly greater than in the case of Otto engines.

Wenn man bis heute die Motoren mit innerer Verbrennung als einen großen Fortschritt betrachtet hat,so kommt man heute eben wegen den Schadstoffemissionen, wieder auf Kraftmaschinen mit äußerer Verbrennung zurück, bei denen der Verbrennungsablauf besser beherrscht wird.If up to now the engines with internal combustion have been regarded as a great step forward, today because of the pollutant emissions, back to engines with external combustion, in which the combustion process is better controlled.

Ein solcher Motor wurde von der holländischen Firma Philips entwickelt. Der Philips-Stirling-Motor zeichnet sich durch seinen sehr ruhigen Lauf,guten Wirkungsgrad und Umweltfreundlichkeit aus.Doch sein technischer Aufwand ist sehr groß und dadurch beansprucht der Philips-Stirling-Motor 3j5 mal mehr Raum und ist ifj5 mal schwerer und teurer als ein Otto-Motor.Aus diesen Gründen ist dem Philips-Stirling-Motor der Durchbruch zum PKW-Motor noch nicht gelungen.Such a motor was developed by the Dutch company Philips. The Philips Stirling engine is characterized by its very quiet Running, good efficiency and environmental friendliness. But its technical The effort is very high and therefore the Philips Stirling engine takes up 3j5 times more space and is ifj5 times heavier and more expensive than one Otto engine. For these reasons, the breakthrough was the Philips Stirling engine to the car engine not yet succeeded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die bestehenden Nachteile zu verringern insbesondere die durch die notwendige Kühlung verlorengegangene Energie nutzbar zu machen und dadurch den Wirkungsgrad des Umlaufkolbenmotors zu verbessern sowie die Anteile der Schadstoffe in den Abgasen unter die vom Gestzgeber vorgeschriebenen Mindestmengen zu senken.The invention is based on the existing disadvantages to reduce, in particular, to make the energy lost through the necessary cooling usable and thereby the efficiency of the rotary piston engine to improve and to reduce the proportion of pollutants in the exhaust gases below the minimum amounts prescribed by the legislature.

Diese Aufgaben werden erfindungsmäßig gelöst:These tasks are solved according to the invention:

a.) durch Innenkühlung des Umlaufkolbenmotors (Patentanmeldung P 25 1Zf 212,5) die ja bekantlich die beste Kühlung der wärmebeanspruchten Bauteile ermöglicht, unter gleichzeitiger Nutzbarmachung der,von der Kühlluft aufge-a.) through internal cooling of the rotary piston engine (patent application P 25 1Zf 212.5) which, as is well known, enables the best cooling of the components exposed to heat, while at the same time making use of the

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nommenen Energie.Der Umlaufkolbenmotor mit Innenkühlung muß ein Zeifach-Mdtor sein.(Die Bezeichnung Zweifach-Motor erfolgte in Anlehnung an die einheitlichen Bestimmungen für die Bezeichnungen der Bauteile bei Kreiskolbenmotoren nach W.D.Bensinger:Rotationskolbenmotoren,Springer-Verlag, Berlin,Heidelberg,New York,1973,Seite 126)»mit einem Ansauge- und Verdichtungsraum für die Kühlluft,einem Ansauge- und Verdichtungsraum für • das Gas-Luft-Gemisch und zwei Arbeitsräumen.Der Drehschieber läuft mit halber Wellendrehzal und ist geteilt,um abwechselnd einmal zündfähiges Gemisch,das anderemal Kühlluft in die Arbeitsräume zu leiten.Die Kühlluft entziet den zu kühlenden Bauteilen Wärmeenergie,sie dehnt sich aus, der Druck im Arbeitsraum steigt an,die Luft expandiert und leistet folglich Arbeit.The rotary piston engine with internal cooling must have a double Mdtor (The designation twin engine was based on the uniform provisions for the designations of the components in rotary piston engines after W.D.Bensinger: rotary piston engines, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1973, page 126) »with a suction and compression space for the cooling air, a suction and compression room for • the gas-air mixture and two work rooms. The rotary valve runs with it half the shaft speed and is divided to alternately ignite once Mixture, the other to direct cooling air into the work rooms removes thermal energy from the components to be cooled, it expands, the pressure in the working space rises, the air expands and consequently performs Job.

b.)durch Verlegung des Brennraumes außerhalb des Arbeitsraumes.Die Verbrennung findet in einem Brennraum statt und die Energie der Verbrennungsgase wird dem Arbeitsmittel -Luft- über Wärmeaustauscher die im Drehschieber liegen zugeführt.Die Luft wird in dem Ansauge- und Verdichtungsraum angesaugt und verdichtet,strömt in den Druckraum der sich im Drehschieber befindet,wird dort durch die Wärmeaustauscher erhitzt und strömt energiereicher inden Arbeitsraum wo sie expandiert und Arbeit leistet. Aus dem Arbeitsraum strömt die Luft vorgewärmt in den Brennraum,b.) by relocating the combustion chamber outside the working area takes place in a combustion chamber and the energy of the combustion gases is transferred to the working medium -air- via the heat exchanger in the rotary valve The air is fed into the suction and compression space sucked in and compressed, flows into the pressure chamber located in the rotary valve is located there, is heated by the heat exchanger and flows more energetic into the work area where it expands and does work. The pre-warmed air flows from the working chamber into the combustion chamber,

Die mit der Erfindung erziehlten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß der Umlaufkolbenmotor mit Innenkühlung die bestmöglichste Kühllung überhaupt besitzt,daß durch die Nutzbarmachung der Abwärme eine Leistungssteigerung des Umlaufkolbenmotors erzielt wird bei gleichbleibendem Kraftstoffverbrauch, und daß der Schadstoffanteil der Abgase im Verhältnis zur Leistung sich verringert.The advantages achieved with the invention are in particular that the rotary piston engine with internal cooling provides the best possible cooling has at all that by utilizing the waste heat, an increase in the performance of the rotary piston engine is achieved while maintaining the same Fuel consumption, and that the pollutant content of the exhaust gases in the Relationship to performance decreases.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß der Umlaufkolbenmotor mit äußerer Verbrennung kraftstoffgleichgültig ist j daß er jede beliebige Wärmequelle ausnützen kann,daß er einen sehr ruhigen Lauf besitzt da die harten Verbrennungsgeräusche herkömmlicher Verbrennungsmotoren entfallen,daß er nur einen Wärmeaustauscher besitzt da die Luft schon ."vorgewärmt" in den Brennraum tritt,daß er kleiner,leichter und billiger herzustellen ist als ein Philips-Stirlig-Motor,daß durch die äußere Verbrennung die Schadstoffanteile der Abgase leicht unter die vom Gestzgeber vorgeschriebenen Mindestmengen gesenkt werden,daß er sehr leise arbeitet da kein unangenehmes Pfeifen wie bei den Gasturbinen auftritt und daß er nach dem bestmöglichen Vergleichsprozeß arbeitet der den besten thermischen Wirkungsgrad aufweist. The advantages achieved by the invention are in particular that the rotary piston engine with external combustion is indifferent to fuel is j that he can use any heat source, that he is a runs very smoothly because the harsh combustion noises of conventional internal combustion engines are no longer present and there is only one heat exchanger the air already has it. "preheated" enters the combustion chamber so that it smaller, lighter and cheaper to manufacture than a Philips-Stirlig engine that external combustion reduces the pollutant content of the exhaust gases can easily be reduced below the minimum quantities prescribed by the legislature, so that it works very quietly there is no unpleasant whistling as with the gas turbines occurs and that it works according to the best possible comparison process which has the best thermal efficiency.

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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Bild 1 und Bild dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Two embodiments of the invention are shown in Figure 1 and Figure and are described in more detail below.

Bild 1 zeigt einen Quer- und einenLängsschnitt durch einen Zweifachumlaufkolbenmotormit Innenkühlung.Er besteht aus einem Ansauge- und Verdichtungsraum für die Kühlluft der wassegekühlt ist,einem Ansauge- und Verdichtungsraum führ das Gas-Luft-Gemisch und zwei Arbeitsräumen die nach außen thermisch isoliert sind,einem Drehschieber der die Gas- und Kühlluftsteuerung übernimmt und mit halber Wellendrehzahl läuft. Der Drehschieber ist geteilt,um abwechselnd einmal zündfähiges Gas-Luft-Gemischjdas anderemal Kühlluft in die Arbeitsräume zu leiten.Im Drehschieber befindet sich der Uberstömungskanal für das Gas-Luft-Gemisch und der Druckraum für die Kühlluft in dem sich noch ein Zusatzkühler befindet.Figure 1 shows a transverse and a longitudinal section through a double rotary piston engine Internal cooling. It consists of an intake and compression chamber for the cooling air that is water-cooled, an intake and compression space for the gas-air mixture and two working spaces that are thermally insulated from the outside, a rotary valve that controls the gas and cooling air control takes over and runs at half the shaft speed. The rotary valve is divided to alternately produce an ignitable gas-air mixture For example, to direct cooling air into the work rooms, in the rotary valve there is the overflow channel for the gas-air mixture and the pressure chamber for the cooling air in which there is an additional cooler is located.

Das Verdichten der Kühlluft muß nahe an der Isotherme liegen und im Druckraum noch nachgekühlt werden,bevor die Luft in die Arbeitsräume geleitet wird.Das Nachkühlen ist erforderlich,um ein möglichst großes Temperaturgefälle zwischen der Kühlluft und den wärmeabgebenden Flächen zu erzielen.Da die Temperatur der wärmeabgebenden Flächen (Laufbahn) bedingt durch den ölfilm,nicht mehr gesteigert werden kann,muß eventuel die Luftmasse vergrößert werden,um eine einwandfreie Kühlung der Arbeitsräume zu erzielen.Da die Temperatur des Ölfilms,der am Wärmeaustausch beteiligt ist,nicht bekannt ist und ebenso die Wärmeübergangszahlen vom Ölfilm zur Kühlluft,kann nur der praktische Versuch zeigen wie groß die Masse der Kühlluft sein muß,um die Arbeitsräume einwandfrei zu kühlen und um das Ansaugvolumen und die Mantelbreite des Ansaugeraumes dementsprechend zu bestimmen.The compression of the cooling air must be close to the isotherm and must be cooled in the pressure chamber before the air enters the work rooms The post-cooling is necessary to achieve the greatest possible To achieve a temperature gradient between the cooling air and the heat-emitting surfaces. Due to the oil film, it can no longer be increased, may have to The air mass can be increased in order to achieve perfect cooling of the work rooms. As the temperature of the oil film, which is involved in the heat exchange is involved, is not known and also the heat transfer coefficients from Oil film to the cooling air, only a practical experiment can show how big it is Mass of the cooling air must be in order to cool the work rooms properly and to determine the suction volume and the jacket width of the suction space accordingly.

Der Umlaufkolbenmotor arbeitet bei Innenkühlung (sonst wie bei der Patentanmeldung F 25 14 212.5 Seite 4 beschrieben) nahe am Ackeret-Keller-Prozeß,der wie der Carnot-Prozeß den bestmöglichen thermischen Wirkungsgrad aufweist.(CerbejHoffmann!Wärmelehre,Gerg Westermann-Verlag, Braunschweig,1968,Seite 134)Der Ackeret-Keller-Prozeß ist zwar ein Vergleichsprozeß für Gasturbinen doch auch für Kolbenmaschinen anwendbar.The rotary piston engine works with internal cooling (otherwise as described in the patent application F 25 14 212.5 page 4) close to the Ackeret-Keller process, the how the Carnot process has the best possible thermal efficiency (CerbejHoffmann! Wärmelehre, Gerg Westermann-Verlag, Braunschweig, 1968, page 134) The Ackeret-Keller process is a comparison process for gas turbines but also applicable for piston engines.

Arbeitsweise:Working method:

Das Ansaugen der Kühlluft erfolgt isobar im Ansaugeraum für die Kühlluft über eine ganze Umdrehung des Kolbens.Anschließend erfolgt das isotherme Verdichten der Kühlluft.Nach z.B.270°Wellenwinkel hinter der O-Punkt-Lage des Kolbens öffnet der Drehschieber Auslaß aus dem Verdichtungsraum und die verdichtete Kühlluft strömt in den Druckraum wo sie noch nacligekühlt wird.Das überströmen erstreckt sich über 90°Wellenwinkel,The cooling air is sucked in isobarically in the suction space for the cooling air over a full turn of the piston, then isothermal Compression of the cooling air, e.g. after a 270 ° shaft angle behind the O-point position of the piston, the rotary valve opens the outlet from the compression chamber and the compressed cooling air flows into the pressure chamber where it is still The overflow extends over a 90 ° shaft angle,

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bis der Verdichtungskolben die O-Punkt-Lage wieder erreicht hat.Zu diesem Zeitpunkt schließt der Drehschieber Auslaß aus dem Verdichtungsraum in den Druckraum und öffnet Einlaß in den Arbeitsraum,in dem,bei der vorangegangenen Umdrehung ein Verbrennungstakt stattgefunden hat.Z.B. 90°Wellenwinkel nach der O-Punktlage des Arbeitskolbens schließt der Drehschieber Einlaß in den Arbeitsraum und es erfolgt ein isothermes Expandieren der Kühlluft unter Leistungsabgabe.Gleichzeitig erfolgt im selben Raum das Ausschieben der Verbrennungsgasedes vorangegangenen Arbeitstaktes (Verbrennungstakt).Bei der isothermen Expansion der Kühlluft muß dieser dieselbe Energie zugeführt werden,die ihr bei der isothermen Verdichtung entzogen worden ist.Diese Energie bezieht die Kühlluft von den zu kühlenden Bauteilen.until the compression piston has reached the O-point position again Time closes the rotary valve outlet from the compression chamber into the pressure chamber and opens the inlet into the working chamber in which, at the a combustion cycle has taken place in the previous revolution. The 90 ° shaft angle after the O-point position of the working piston closes the Rotary slide valve inlet into the working area and there is an isothermal expansion of the cooling air with power output the same room the expulsion of the combustion gases of the previous one Working cycle (combustion cycle). During isothermal expansion of the cooling air it must be supplied with the same energy as it is with the isothermal The cooling air draws this energy of the components to be cooled.

Bei weiterer Drehung erfolgt ein neues Ansaugen und Verdichten der Kühlluft so wie des Gas-Luft-Gemisches in den entsprechenden Räumen. In den Arbeitsraum in dem die Kühlluft expandierte,wird nun Gas-Luft-Gemisch eingeleitet und gezündet.Es erfolgt der Arbeitstakt unter gleichzeitigem Ausschieben der Kühlluft die sich dabei noch weiter erwärmt und somit eine einwandfreihe Kühlung der wärmebeanspruchten Bauteile ermöglicht.In dem zweiten Arbeitsraum hat während dieser Zeit ein Einströmen und Expandieren der Kühlluft unter Leistungsabgabe,und ein Ausschieden der Abgase der vorangegangenen Verbrennung,stattgefunden.With further rotation, the cooling air and the gas-air mixture are sucked in and compressed again in the corresponding rooms. In the working space in which the cooling air expanded, there is now a gas-air mixture initiated and ignited. The work cycle takes place at the same time Pushing out the cooling air, which heats up even further and thus perfect cooling of the heat-stressed components During this time, there is an inflow in the second working space and expanding the cooling air while outputting power, and exiting the exhaust gases from the previous combustion took place.

Die durch Innenkühlung erzielte Lexstungssteigerung ist gleich der Differenz aus der isentropen und isothermen Verdichtungsleistung.The increase in performance achieved through internal cooling is equal to the difference between the isentropic and isothermal compression performance.

Bild 2 zeigt einen Quer- und einen Längsscnitt durch einen Umlaufkolbenverbrennungsmotor mit "äußerer"Verbrennung.Ein solcher Motor besteht aus zwei Ramelli-Maschinen,und zwar aus einem Ansauge-Verdichtungsraum und einem Arbeitsraum,einem Drehschieber,einem Wärmeaustauscher, einem Druck- und einem Brennraum.Figure 2 shows a cross section and a longitudinal section through a rotary piston internal combustion engine with "external" combustion. Such an engine consists of two Ramelli machines, namely a suction-compression chamber and a working space, a rotary valve, a heat exchanger, a pressure and a combustion chamber.

Arbeitsweise;Working method;

Der Umlaufkolbenmotor mit äußerer Verbrennung arbeitet nach Vergleichsprozessen die bis jetzt nur für Gasturbinen von Bedeutung waren.Er arbeitet zum Beispiel nach dem Joule-Prozeß:Es erfolgt ein isobares Ansaugen über eine ganze Umdrehung des Kolbens im Ansaugeraum.Nach einer Umdrehung des Kolbens beginnt die isentrope Verdichtung der Arbeitsluft.Gleichzeitig wird wieder Frischluft angesaugt.Zum Beispiel 270°naoh der O-Punkt-Lage des Verdichtungskolbens ist die isentrope Kompression beendet,der Drehschieber öffnet den Auslaß aus dem Verdichtungsraum in den Druckraum.Nach 90°weiterer Drehung ist die verdichtete Arbeitsluft in den Druckraum geströmt.Der Drehschieber schließt den Auslaß aus dem Verdich-The rotary piston engine with external combustion works according to comparative processes that were previously only relevant for gas turbines. It works for example according to the Joule process: isobaric suction takes place over a full turn of the piston in the suction chamber, after one turn of the piston, the isentropic compression of the working air begins fresh air is sucked in again, for example 270 ° near the 0-point position of the compression piston, the isentropic compression is ended, the rotary valve opens the outlet from the compression chamber into the pressure chamber 90 ° further rotation, the compressed working air has flowed into the pressure chamber. The rotary valve closes the outlet from the compression

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tungsraum.Der Kolben befindet sich wieder in der O-Punkt-Lage.Bei weiterer Drehung des Verdichtungskolbens wird Frischluft angesaugt und verdichtet.Im Druckraum erfolgt eine isobare Wärmezufuhr über den Wärmeaustauscher zur Arbeitsluft.Gleichzeitig öffnet der Drehschieber Einlaß in den Arbeitsraum,der Arbeitskolben hat den Einlaß freigegben und die energiereichere Luft strömt in den Arbeitsraum.Je nach Wärmezufuhr und Größe des Arbeitsraumes,schließt der Drehschieber,zum Beispiel,nach 90 Wellenwinkel den Einlaß in den Arbeitsraum.und es erfolgt die isentrope Ausdehnung der Arbeitsluft unter Leistungsabgabe.Kurz vor Erreichen der O-Punkt-Lage des Arbeitskolbens öffnet dieser den Auslaß aus dem Arbeitsraum. Bei einer weiteren Drehung des Arbeitskolbens erfolgt ein neues Einströmen der Arbeitsluft in den Arbeitsraum,anschließend die isentrope Ausdehnug unter Leistungsabgabe,gleichzeitig erfolgt das isobare Ausstoßen der heißen Arbeitsluft.Im Ansaugeraum erfolgte gleichzeitig das Ansaugen,Verdichten und überströmen der Arbeitsluft in den Druckraum.The piston is back in the O-point position By turning the compression piston, fresh air is sucked in and compressed. In the pressure chamber, isobaric heat is supplied via the heat exchanger At the same time, the rotary valve opens the inlet into the working area, the working piston has released the inlet and the More energetic air flows into the work area, depending on the heat supply and Size of the working area, the rotary valve closes, for example, after 90 Wave angle the inlet into the work space. And it takes place isentropic Expansion of the working air with output shortly before reaching the The O-point position of the working piston opens the outlet from the working area. With a further rotation of the working piston, the working air flows into the working area again, followed by isentropic Expansion with power output, at the same time isobaric ejection takes place The hot working air. In the suction room, the working air was sucked in, compressed and flowed over into the pressure chamber at the same time.

Die heiße Luft,deren Temperatur sie bei der isentropen Verdichtung erreichte,strömt nicht ins Freie,und darin liegt der besondere Vorteil dieses UmlaufkolbenVerbrennungsmotors,sondern "vorgewärmf'in den Brennraum, dort liefert sie den für die Verbrennung des Kraftstoffes benötigten Sauerstoff.Die heißen Verbrennungsgase strömen durch den Wärmeaustauscher und geben an diesen,und umgekehrt dieser wieder an die Arbeitsluft,den größten Teil der enthaltenen Wärmeenergie ab und gelangen nun,mit einer Temperatur die etwas höher liegt,als die bei der isentropen Verdichtung erreichte,ins Freie.The hot air, the temperature of which during isentropic compression reached, does not flow into the open, and that is the special advantage this rotary piston internal combustion engine, but rather "preheated" Combustion chamber, where it supplies what is needed to burn the fuel The hot combustion gases flow through the heat exchanger and give to this, and vice versa this again to the working air, the largest part of the contained thermal energy and arrive well, with a temperature slightly higher than that of the isentropic Compaction reached, into the open.

Die Steuerzeiten in und aus dem Druckraum liegen so,daß das Einlaß-Ende in den Arbeitsraum mit dem Auslaß-Beginn aus dem Verdichtungsin den Druckraum zusammenfallen.Dadurch ist genügend Zeit zur Erwärmung der Arbeitsluft vorhanden.Die Wärmezufuhr erfolgt dann nicht genau isobar,doch liegt dadurch der Druck der Arbeitsluft im Druckraum nicht höher als bei Auslaß-Beginn im Verdichtungsraum.Ob dieses die bestmöglichsten Steuerzeiten sind,kann nur ein praktischer Versuch beweisen.The timing in and out of the pressure chamber are so that the inlet end into the working space coincide with the start of the discharge from the compression into the pressure space. This gives enough time for heating The heat supply is then not accurate isobaric, but as a result the pressure of the working air in the pressure chamber is not higher than at the start of the outlet in the compression chamber The best possible tax times can only be a practical attempt prove.

Der Umlaufkolbenmotor mit äußerer Verbrennung kann auch nach dem Ackeret-Keller-Prozeß arbeitender bekanntlich den besten thermischen Wirkungsgrad aufweist,wie der Carnot-Prozeß.Der Ansauge- und Verdichtungsraum müssen intensievgekühlt werden um nahe an der isothermen Verdichtung zu liegen.Der Wärmeaustausch erfolgt isobar und die Expansion nahe an der Isothermen,Um dieses zu erreichen,schließt der Drehschieber den Einlaß in den Arbeitsraum nur so lange,als dort ein Druck-The rotary piston engine with external combustion can also work according to the Ackeret-Keller process, as is known, the best thermal Has efficiency, like the Carnot process must be intensively cooled in order to be close to the isothermal The heat exchange takes place isobaric and the expansion close to the isotherm, in order to achieve this, the rotary valve closes the inlet into the working area only as long as there is a pressure

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ausgleich herrschtjund zwar nach dem der Arbeitskolben den Auslaß freigegeben hat und nicht am einlaß vorbei ist.compensation prevails after the working piston has released the outlet has and is not over at the entrance.

Die Arbeitsluft tritt mit einer niedrigeren Temperatur in den Brennraum als bei dem Joule-Prozeß,dieses ist jedoch kein Nachteil,da die Temperatur bei der isothermen Verdichtung auch niedriger liegt und folglich die Verbrennungsgase mehr Energie an den Wärmeaustauscher abgeben und dadurch energieärmer den Arbeitsprozeß verlassen.The working air enters the at a lower temperature Combustion chamber than in the Joule process, but this is not a disadvantage because the temperature during isothermal compression is also lower and consequently the combustion gases give off more energy to the heat exchanger and thus leave the work process with less energy.

Der Ackeret-Keller-Prozeß ist nicht nur wegen senem optimalen thermischen Wirkungsgrades anzustreben,sondern auch wegen der niedrigeren Arbeitstemperaturen,dadurch werden die Bauteile und das zur Schmierung notwendige Öl nicht so hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt, der Wärmeverlust an die Umgebung ist auch kleiner,da ein geringeres Temperaturgefälle vorliegt.The Ackeret-Keller process should not only be aimed for because of its optimal thermal efficiency, but also because of the lower Working temperatures, this makes the components and that for lubrication The necessary oil is not exposed to such high thermal loads, the loss of heat to the environment is also smaller, as there is a lower temperature gradient is present.

Leistungsregelung:Power control:

Durch Veränderung der Wärmezufuhr im Brennraum und der arbeitenden Luftmasse wird beim Umlaufkolbenverbrennungsmotor die Leistung geregelt.So werden zum Beispiel bei Verminderung der Leistung,gleichzeitig die Brennleistung und die Zufuhr an Luftmasse (Drosselung) verringert.Deshalb liegt auch im Teillastbereich das Temperaturniveau hoch,und der thermische Wirkungsgrad bleibt praktisch konstant.By changing the heat supply in the combustion chamber and the working air mass the power of the rotary piston internal combustion engine is regulated For example, if the power is reduced, the burning power will be reduced at the same time and the supply of air mass (throttling) is reduced. Therefore the temperature level is high even in the partial load range, and the thermal Efficiency remains practically constant.

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Claims

Patent claims:

1. Rotary piston internal combustion engine (patent application P 25 1 h 212.5) characterized in that it is a dual engine and consists of an intake and compression chamber for the gas-air mixture, an intake and compression chamber for the cooling air and two working chambers and one subdivided rotary valve in which the overflow channel for the gas-air mixture, the pressure chamber and additional cooler for the cooling air is located, and the gas-air mixture is alternately fed and ignited into the working chambers, the other cooling air is introduced and thus an optimal one Cooling of the heat-stressed components enables while at the same time utilizing the waste heat according to the best possible comparison process for converting the thermal energy into mechanical work.

2. Rotary piston internal combustion engine (patent application P 25 14 212.5) thereby characterized in that it consists of an intake compression chamber, a working chamber, a rotary valve in which the pressure chamber and the heat exchanger are located, and a combustion chamber. The combustion of the fuel no longer takes place in the work area but in a combustion chamber and the energy of the combustion gases is transferred via the heat exchanger released to the working air that the air first in the rotary piston internal combustion engine works according to the best possible comparison process and only then enters the combustion chamber "preheated", to take part in the combustion of the fuel there and that with power control the thermal efficiency remains constant.

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