DE2818278A1

DE2818278A1 - Drehkolben-brennkraftmaschine mit widerlager und kontinuierlicher verbrennung

Info

Publication number: DE2818278A1
Application number: DE19782818278
Authority: DE
Inventors: Norbert Umlauf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1979-11-08

Description

Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager und kontinu-
ierlicher Verbrennung.
Berücksichtigt wurden: DP Nr. 815 582 Klasse 46 a5 G Gruppe 3 tisterreichisches Patent 172 2o8 Französisches Patent 744 681 1.254.811 U.5.. Patent 2,583,633 Die Neuerung bezieht sich auf eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager und kontinuierlicher Verbrennung.
Dieses Prinzip vereinigt eine hohe Wirtschaftlichkeit, sehr günstige Geräusch- und Schadstoffemissionen bei gleichzeitiger Vielstoffähigkeit auf sich. Dieses uird dadurch möglich, daß der thermodynamische Vergleichsprozeß der Gleichdruckprozeß ist und damit der Gasturbine entspricht. Im Gegensatz zur Gasturbine sind hohe Verdichtungsgrade von (E = 14 bis 28) und hohe Verbrennungs-Endtemperaturen möglich. Die Brennkammer wird bei Vollast im Stöchiometrischen Mischungsverhältnis ohne Sekundärluft betrieben. Aus diesen Gründen ist der Wirkungsgrad der Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager und kontinuierlicher Verbrennung im Vergleich zur Gasturbine wesentlich günstiger. Wird zusätzlich ein Wärmetauscher installiert, so uird ein Wirkungsgrad erreicht, der besser als der des Dieselmotorsist.
Ein entscheidendes Konstruktionsmerkmal der von mir vorgeschlagenen Drehkolben-Drennkraftmaschine ist der Gaswechsel zwischen den Arbeitsräumen und der Brennkammer. Im Verdichtungsraum erfolgt die Verdichtung weitgehend verlustfrei, selbst bei hohen Drücken. Über ein einstellbares Rückschlagventil wird das komprimierte Medium in einen Speicher übergeschoben und strömt von dort kontinuierlich bei hohem Druck in die Brennkammer über. Der Auslaßkanal der Brennkammer muß kurz gehalten werden und strömungsgünstig zwischen Widerlager und Drehkolben angeordnet werden, da hier stetig hohe Gastemperaturen, -drücke und -geschwindigkeiten vorhanden sind.
Aus dem deutschen Patent 815 582 ist eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Drehwiderlager bekannt, in der verdichtetes Gemisch in eine Zündkammer übergeben wird. Die kennzeichnenden Merkmale einer solchen Maschine sind folgende: Ein Laufkörper mit zuei gegenüberliegenden Kolben dreht sich in einem Gehäuse. Der eine Kolben erfährt auf der einen Seite die Kraft der Expansion und drückt auf seiner Gegenseite verbrannte Gase durch den Abgasstutzen heraus, während der andere Kolben mit einer Seite das Ansaugen übernimmt und mit der anderen Seite das Gemisch verdichtet und über ein Ventil in einen eigens für die Zündung vorgesehenen Raum überschiebt, der durch einen Zusatzschieber geschlossen ist.
Befindet sich einer der Kolben in Arbeitsstellung, wird das Gemisch im Verbrennungsraum gezündet und sofort der Zusatzschieber geöffnet.
Die Nachteile dieser Konstruktion sind: Es findet eine diskontinuierliche Verbrennung statt.
Die Zündkammer muß bereits nach einem Teilweg des Arbeitskolbens geschlossen werden, um die nächste Füllung aufnehmen zu können. Das Ausschieben der Altgase aus der Zündkammer findet nur mittels der Frischgase statt, bzw. es erfolgt eine Vermischung. Da nach dem Zünden das Überströmen in den Arbeitsraum, gesteuert durch einen Zusatzschieber, erfolgt, ist die explosionsartige Expansion nicht gegend genutzt.
Die Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager wird in Fig. 1 als Prinzipskizze dargestellt. In Fig. 2 erfolgt ein Querschnitt und in Fig. 3 ein Längsschnitt durch die Brennkraftmaschine.
Durch den Ansaugschlitz 1, der im Motorgehäuse 2 sitzt, und die hintere Seite des Kolbens 5 wird gegen das ijiderlager 3 Frischluft angesaugt. Der seitliche Abschluß der Arbeitsräume erfolgt mittels der Seitenwände 6 und 7.
Sobald der Kolben 4 den Ansaugschlitz 1 nach ca. 1800 überstrichen hat, erfolgt die Verdichtung der Luft im Verdichtungsraum 8 mit der vorderen Seite des Kolbens 4 gegen das Widerlager 9. Das Überströmen der verdichteten Luft erfolgt über ein einstellbares Rückschlagventil 1o in einen Zwischenspeicher 11. Über ein Druck-Regelventil 12 durch einen Wärmetauscher 13 gelangt die komprimierte Luft kontinuierlich in die Brennkammer 14 und verbrennt hier mit dem eingebrachten Brennstoff bei gleichbleibendem Druck.
Der durch die Verbrennungstemperatur vergrößerte Volumenstrom gelangt über den Brennkammerkanal und den Arbeitsraum 16 zum Kolben. Da gleichzeitig eine Abstützung gegen das Widerlager 9 erfolgt, wird der Kolben in Rotation versetzt. Der Kolben verrichtet Arbeit bis der Auslaßschlitz 17 das expandierte Gas freigibt. Der nächste Kolben schiebt mit seiner vorderen Seite das Altgas gegen das Widerlager 3 aus dem Auslaßschlitz 17 und von hier über den Wärmetauscher 13 aus dem System hinaus.
Das Andrücken der Widerlager 3 und 9 an den Drehkolben erfolgt über mechanische, hydraulische oder pneumatische Federelemente bzw. durch Formschluß.
Die Abdichtung des Verdichtungsraumes 8 und des Arbeitsraumes 16 erfolgt seitlich über Dichtungsringe 19. Die Kolben 4 und 5 werden gegen den Innendurchmesser des rotors mittels Dichtungsrollen abgedichtet. Sie bestehen aus Hülse 2o, Verschlußhülse 21 und Druckfeder 22.
Um bereits beim Anlaufen des Motors sicher abzudichten, wurde die Wellenfeder 23 vorgesehen.
Die gleiche Abdichtungsform ist für die Widerlager 3 und 9 vorgesehen, um rollende Reibung zu erreichen. C Widerlager werden in einstellbaren Rollen 24 zugeführt.

Claims

Schutzansprüche Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine kontinuierliche Verbrennung erzeugte Volumenstrom zwischen Wider lager und Drehkolben tritt.
2.) Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdichtete Medium an einen Zwischen speicher übergeben wird.
3.) Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der Arbeitsräume mittels Dichtungsrollen (20; 21; 22;) erfolgt.
4.) Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsrolle aus mindestens zwei Rundkörpern, Hülse (20) und Verschlußhülse (21) besteht. Mittels Feder (22) erfolgt eine Vorspannung.
5.) Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Widerlager, nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenfeder (23) eine Vorspannung der Dichtungsrollen gegen die Lauffläche bewirkt.