DE3926844A1 - Hermetically sealed circuit for driving rotary piston motor - contg. heated mixt. of liquefied gas and lubricant oil - Google Patents

Hermetically sealed circuit for driving rotary piston motor - contg. heated mixt. of liquefied gas and lubricant oil

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Abstract

The sealed heating circuit for the lower and medium temp. ranges comprises an evaporator (1), a spray jet (2), the rotary piston motor (3), a condenser (4) and a pump (5). The circuit is filled with two different fluids, e.g. a liquified gas and a lubricant oil with each function space held at the pressure of the liquified gas. Pref, the fluid mixt is heated externally within the heater so that the liquidfied gas is vaporised while the lubricant oil remains in the liquid phase. Pref., the lubricant oil is fed to the rotor bearings (8)via a regulating valve (7). Because of the flammable fuel no rotary shaft must projectoutside. Hence inside the system, an electromagnetic armature is coupled to the rotors. A.c. is induced in an external starter via a thin anti-magnetic cylinder. ADVANTAGE - Effective lubrication.

Description

Beschreibung eines hermetisch geschlossenen Heizkreissy­ stemes für den unteren und mittleren Temperaturbereich, geeignet zum berührungslosen Antrieb von Drehkolbenmotoren.Description of a hermetically sealed heating circuit stemes for the lower and middle temperature range, suitable for contactless drive of rotary lobe motors.

AllgemeinesGeneral

Die bekannten Drehkolbenmotore scheiterten bisher im allge­ meinen an der Problematik der Abdichtung und der Schmierung. Nachfolgend ist ein Heizkreissystem beschrieben, welches mit zwei verschiedenen Flüssigkomponenten arbeitet. Aus Sicherheits- und Funktionsgründen ist das Motor- und Rohr­ system nach außenhin dicht verschlossen. Die Wärmezufuhr wirkt von außenher auf den Verdampfer.The known rotary piston engines have so far generally failed mean the problem of sealing and lubrication. A heating circuit system is described below, which works with two different liquid components. Out The engine and pipe are safety and functional reasons system tightly sealed to the outside. The heat supply acts on the evaporator from the outside.

ArbeitszyklusDuty cycle

Die wesentlichen Bestandteile dieses Kreissystems bestehen aus Verdampfer, Drehkolbenmotor, Kondensation und Speise­ pumpe. Diese Bauelemente und verschiedene Armaturen sind mittels Druckrohrleitungen miteinander fest bzw. dicht verbunden. Als Kraftkomponente ist im Inneren des Systems Flüssiggas eingefüllt. Dieses Flüssiggas (Propangas, Benzin, Freon etc.) wird im Verdampfer in Druck umgesetzt und dem Drehkolbenmotor als Antrieb zugeführt, wo die Drehbewegung erfolgt. Den Dampffüllungsgrad im Arbeitsraum bestimmt ein Drehschieber oder ein Ventil, die nachfolgende Expansion kann dann infolge des langen kreisförmigen Arbeitshubes bis nahe des Kondensationspunktes des Flüssiggases erfolgen. In der Kondensation wird das entspannte Gas, natürlich unter Berücksichtigung des zur Flüssiggastemperatur gehörenden Druckes, gesammelt. Dem Flüssiggas wird eine Dicht- und Schmierkomponente in Form eines temperaturbeständigen Öles beigemengt. Beide Komponenten müssen mischbar sein, dürfen also keine chem. Verbindung bei Temperaturerhöhung eingehen. Bekannte Mischungen sind z. B. Benzin und Additive, welche bei Verbrennungsmotoren im kleinen Mischungsverhältnis ver­ wendet werden.The essential components of this circular system exist consisting of evaporator, rotary lobe motor, condensation and feed pump. These components and various fittings are tight or tight with each other by means of pressure pipelines connected. As a force component is inside the system LPG filled. This liquid gas (propane gas, gasoline, Freon etc.) is converted into pressure in the evaporator and the Rotary piston motor supplied as a drive where the rotary motion he follows. The degree of steam filling in the work area determines Rotary vane or a valve, the subsequent expansion can then due to the long circular working stroke to close to the condensation point of the liquid gas. In the condensation, the relaxed gas is, of course, below Consideration of the liquid gas temperature Pressure, collected. The LPG becomes a sealing and Lubrication component in the form of a temperature-resistant oil  added. Both components must be miscible so no chem. Establish a connection when the temperature rises. Known mixtures are e.g. B. gasoline and additives, which for internal combustion engines in a small mixture ratio be applied.

Dichtung und SchmierungSeal and lubrication

Im Gegensatz zum Kolbenmotor, bei welchem die metallische Abdichtung mittels elastischer Kolbenringe gut möglich ist, gibt es beim Kreiskolbenmotor erhebliche Probleme. Anders bei dem hier beschriebenen System: Von der Kondensation aus wird das Flüssiggas-Additivgemisch mittels Speisepumpe dem Verdampfer zugeleitet. Dort trennen sich unter Temperatur­ einwirkung beide Flüssigkeiten, das Additiv bleibt flüssig und wird von einem Sammler bzw. Sumpf aus abgeführt und über Dosierventil den Lagerstellen der Rotoren des Dreh­ kolbenmotors zugeleitet. Durch separate Kanäle gelangt es in den schmalen Zwischenraum von Rotor und Gehäuse und infolge der Fliehkraft dort in den Arbeitsraum. Allseits sorgt es dann im ständig strömenden Fluß für Dichtung und Schmierung. Im Arbeitsraum selbst gleitet die schmale Dichtfläche des Zahnkolbens wie eine Kufe über die mit Additiv benetzte Gehäu­ sewand und dichtet perfekt ab.In contrast to the piston engine, in which the metallic Sealing with elastic piston rings is possible, there are considerable problems with the rotary piston engine. Different in the system described here: from the condensation the liquefied gas additive mixture by means of a feed pump Evaporator fed. There separate under temperature both liquids act, the additive remains liquid and is discharged from a collector or swamp and via dosing valve the bearings of the rotors of the rotary piston engine fed. It comes in through separate channels the narrow space between the rotor and housing and as a result the centrifugal force there into the work area. Everyone cares then in the constantly flowing river for sealing and lubrication. The narrow sealing surface of the Toothed piston like a skid over the housing wetted with additive sewand and seals perfectly.

Der DrehkolbenmotorThe rotary lobe engine

Der vorgesehene Drehkolbenmotor gehört nicht zur Erfindung, er ist bereits seit längerer Zeit bekannt.The intended rotary piston engine is not part of the invention, it has been known for a long time.

Zwei kreisrunde Rotoren, welche sich um ihre Achse drehen und sich mit den Zylinderflächen berühren, sind auf ihrem Umfang mit je einem Zahn und einer Zahnlücke versehen. Bei Rotation greift der Zahn des einen Rotors in die Zahnlücke des anderen Rotors. Das Gehäuse, in welchem sich das Ganze bewegt, gleicht dem Innenraum einer Zahnradpumpe. Der Gleich­ lauf wird erzielt durch ein separates Zahnradpaar, welches sich außerhalb in einen geschlossenen Nebengehäuse befindet. Die wirksame Kolbenfläche im Arbeitsraum beträgt:Two circular rotors that rotate around their axis and touch with the cylinder surfaces are on theirs Provide circumference with one tooth and one tooth gap. At Rotation engages the tooth of one rotor in the tooth gap of the other rotor. The housing in which the whole is moved, resembles the interior of a gear pump. The same run is achieved by a separate pair of gears, which is outside in a closed secondary housing. The effective piston area in the work area is:

F = 2 · Kopfhöhe · Zahnbreite. F = 2 · head height · tooth width.  

Nutzbare EnergieentnahmeUsable energy extraction

Da die Energieträger innerhalb des Kreissystems vorwiegend brennbare Flüssigkeiten sind, kann aus Sicherheitsgründen keine drehende Welle nach außen geführt werden. Es ist des­ halb zweckmäßig, innerhalb des Systems einen elektr. Magnet­ anker mit den Rotoren zu koppeln und durch einen dünnen anti­ magnetischen Zylinder in einen außerhalb befindlichen Stator Wechselstrom zu indizieren. Gehäuseinnenräume, welche nicht zum Hochdruckteil gehören (Gleichlaufzahnräder u. Magnet­ anker), sind mit dem Niederdruckgasraum der Kondensation verbunden.Because the energy sources within the circular system predominantly are flammable liquids for safety reasons no rotating shaft can be guided outside. It is the half expedient, an electrical within the system. Magnet to couple the anchor with the rotors and with a thin anti magnetic cylinder in an external stator Index alternating current. Housing interiors, which are not belong to the high pressure part (synchronous gears and magnet anchor), are with the low-pressure gas space of the condensation connected.

Infolge des niedrigen Siedepunktes der Flüssiggase ist es möglich, viele zur Verfügung stehender Energien im Nieder­ temperaturbereich, mit dieser Erfindung wirkungsvoll elektr. Strom zu erzeugen.As a result of the low boiling point of liquid gases, it is possible, many available energies in the low temperature range, with this invention effectively electr. To generate electricity.

Claims (9)

1. Berührungsloses Drehkolbenmotorsystem, dadurch gekennzeichnet, daß in ein hermetisch geschlossenes Heiz- und Kreislauf­ system, im wesentlichen bestehend aus Verdampfer, Drehkolben­ motor, Kondensation und Speisepumpe, zwei unterschiedliche Flüssigkeiten eingefüllt sind, nämlich Flüssiggas vermengt mit temperaturbeständigem Öl.1. Non-contact rotary lobe engine system, characterized in that in a hermetically sealed heating and circuit system, consisting essentially of evaporator, rotary lobe motor, condensation and feed pump, two different liquids are filled, namely liquid gas mixed with temperature-resistant oil. 2. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdampfer 1 diese Flüssigkeiten von außenher erhitzt werden 2, wobei das Flüssiggas verdampft, das temperaturbeständige Öl jedoch im Flüssigzustand verbleibt.2. Non-contact rotary lobe system according to claim 1, characterized in that in the evaporator 1 these liquids are heated from the outside 2 , the liquid gas evaporating, but the temperature-resistant oil remains in the liquid state. 3. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das im Verdampfer unter Hoch­ druck stehende Flüssiggas dem Drehkolbenmotor 3 zugeleitet wird und dort das Rotorsystem 4 in Drehung versetzt, geregelt mittels Düse oder Drehschieber 5.3. Non-contact rotary lobe system according to claim 1 and 2, characterized in that the liquid gas under high pressure in the evaporator is fed to the rotary lobe engine 3 and there sets the rotor system 4 in rotation, regulated by means of a nozzle or rotary valve 5 . 4. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Verdampfer unter Hoch­ druck befindliche und flüssige temperaturbeständige Öl aus einen Sammler 6 über Regelventil 7 dosiert den Lagerstel­ len 8 der Rotoren zugeleitet wird. Von dort aus fließt es in ständigem Fluß durch kurze Kanäle zwischen den Planflä­ chen der Rotoren und der Gehäusewand 9. Es bildet sich dort infolge der Drehung der Rotoren ein zusammenhängender Dicht- und Schmierfilm.4. Non-contact rotary lobe system according to claim 1 to 3, characterized in that the liquid in the evaporator under high pressure and temperature-resistant oil from a collector 6 via control valve 7 metered the Lagerstel len 8 of the rotors is supplied. From there it flows in constant flow through short channels between the surface of the rotor and the housing wall 9 . As a result of the rotation of the rotors, a coherent sealing and lubricating film forms there. 5. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Fliehkraft das temperaturbeständige Öl nun in den eigentlichen Arbeitsraum des Drehkolbenmotors gelangt und dort von den umlaufenden Zahnkolben 10 zwischen Zahnkopf und Flanke gelangt, wobei dort ebenfalls eine gute Dicht- und Schmierwirkung erzielt wird.5. Non-contact rotary piston system according to claim 1 to 4, characterized in that due to the centrifugal force, the temperature-resistant oil now gets into the actual working space of the rotary piston engine and there from the rotating toothed piston 10 between tooth head and flank, where there is also a good sealing and lubricating effect is achieved. 6. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Komponenten sich anschlie­ ßend in der Kondensation 11 vermischen und im weiteren Ver­ lauf mittels Speisepumpe 12 über Rückschlagventile 13 und 14 wieder dem Verdampfer zugeführt werden.6. Non-contact rotary lobe system according to claim 1 to 5, characterized in that the two components subsequently mix in the condensation 11 and in the further run by means of the feed pump 12 via check valves 13 and 14 are fed back to the evaporator. 7. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Gleichlaufes der Rotoren, gekoppelt mit diesen, ein Zahnradpaar 15 in einen dicht geschlossenen Nebenraum läuft. Ebenso ein Magnet­ anker 16, der durch einen antimagnetischen Zylinder 17 in einen außenliegenden Stator 18 Wechselstrom induziert. Beide Nebenräume 19 und 20 sind mit dem Gasraum 21 über dem Flüssiggas verbunden.7. Non-contact rotary piston system according to claim 1 to 6, characterized in that for the purpose of synchronism of the rotors, coupled with these, a gear pair 15 runs in a tightly closed adjoining room. Likewise, a magnetic armature 16 , which induces alternating current 18 through an antimagnetic cylinder 17 into an external stator. Both side rooms 19 and 20 are connected to the gas room 21 above the liquid gas. 8. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch sämtliche bekannten Wärmequellen verwendet werden können und infolge der nied­ rig siedenden Flüssiggase auch im Niedertemperaturbereich Strom erzeugt werden kann.8. Non-contact rotary piston system according to claim 1 to 7, characterized in that practically all known Heat sources can be used and due to the low rig boiling liquid gases even in the low temperature range Electricity can be generated. 9. Berührungsloses Drehkolbensystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei möglichen großen Druck­ differenzen und den sehr hohen Drehzahlen sich kleine Baugrößen ergeben bei großer Leistung. Geräusch- und war­ tungsarm sind weitere Pluspunkte.9. Non-contact rotary piston system according to claim 1 to 8, characterized in that at possible large pressure differences and the very high speeds are small Sizes result in great performance. Noise and was Other pluses are low-maintenance.
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