DE4441730A1 - Rundläufer- Verbrennungs- / Dampf-Kraftmaschine mit Rückstoß- und Düsenvorrichtungen - Google Patents

Description

I. Arten der Verbrennungs-/Dampf-Kraftmaschine

Die Kraftmaschine besteht entweder

• 1. aus einer Zentralbrennkammer, die als Läufer im Zentrum der Brennkraftmaschine sich befindet - und an deren Außenfläche oder getrennt von der Brennkammer daneben sich 2 gegenüberliegende oder eine größere Anzahl in gleichem Winkel zueinanderstehende Rückstoßvorrichtungen mit dazugehörigen Austrittsdüsen befinden - und die beidseitig an einer Welle befestigt ist, um deren nach innen verlängert gedachte Achse sich der Rundläufer samt Rückstoßvorrichtungen + Düsen rotieren, oder
• 2. aus einer separaten Brennkammer, aus der die Verbrennungsgase zusammen mit der erhitzten Zusatzluft durch die Mitte der Welle dem separaten Rundläufer mit den Rückstoßvorrichtungen und Düsen zugeleitet werden, oder
• 3. aus einem Rundläufer mit 2 oder mehr in gleichem Winkel zueinanderstehenden Trägerrohren an deren Enden sich Rückstoßvorrichtungen mit Düsen befinden, in denen die Verbrennung des durch eine oder beide Seiten der Welle des Rundläufers und durch die Trägerrohre zugeleiteten Kraftstoffes/Gases und der erforderlichen Verbrennungsluft und ggf. die Erhitzung der zusätzlich zugeführten Luft (Zusatzluft) zwecks Erhöhung des Schubes stattfinden, oder
• 4. aus anderen Varianten, die auf dem gleichen Prinzip der Rückstoßausnützung und Düsenbildung basieren, u. a. der Intervall-Motor, bei dem die Verbrennung nicht kontinuierlich, sondern in zeitlichen Abständen abläuft.
• 5. aus einer dampfbetriebenen Kraftmaschine mit Rückstoß- und Düseneinrichtungen, bei welcher der Dampf nach Verlassen des Rundläufers in einem Wasserbehälter, der mit dem Verdampfer in Verbindung steht, zum Kondensieren gebracht wird und dort die Verdampfungswärme und einen Großteil der aufgewandten Energie abgibt und somit wiedergewonnen werden kann.

II. Aufbau und Wirkungsweise 1. Brennkraftmaschine mit Zentralbrennkammer (Abb. 1)

Eine der beiden Wellen ist rohrförmig in der Mitte für die Aufnahme der Kraftstoff-/Gas-Zuführung und die Zuleitung der Verbrennungs- und Zusatzluft durchbrochen. Die Kraftstoff-/ Gas-Zuführung kann entweder bis in die Zentralbrennkammer erfolgen oder in der Welle, die dann bereits als Teil der Brennkammer fungiert, mit dem Brenner enden.

Durch dieselbe Welle (alternativ durch die andere Welle) wird die Verbrennungs-/Zusatz-Luft um die Kraftstoff-/Gas-Zuführung so zugeleitet, daß der Luftstrom den Brenner und die Flamme umspült und diese mit Sauerstoff versorgt bzw. von der Flamme erhitzt wird. Gleichzeitig erfolgt eine Kühlung des Brenners.

Die Kraftstoff-/Gas-Zuführung ist starr ausgeführt und braucht sich nicht mit der Zentralbrennkammer mitzudrehen.

Die Verbrennungs- und die Zusatzluft wird durch einen Verdichter, der zweckmäßigerweise als Schleudergebläse/ Radialverdichter ausgelegt ist, und der auf derselben Achse läuft oder ggf. von dieser über Getriebe angetrieben wird, der Zentralbrennkammer zugeleitet.

Die Luftzuführung kann entweder direkt durch die Hohlwelle erfolgen oder eine besondere rohrförmige Zuleitung aufweisen, in deren Mitte - wie erwähnt - die Kraftstoff-/Gas-Zuführung verläuft.

Hinter dem Brenner sollte sich eine Rückschlagsicherung z. B. in Form von Klappen befinden.

Zweckmäßigerweise wird um die Zentralbrennkammer und die Rückstoßvorrichtungen in geringem Abstand ein dünnwandiges Gehäuse als Mantel gelegt. An den Rückstoßvorrichtungen verengt es sich zu Düsen.

Entweder durch denselben oder einen zweiten Verdichter, der auf der anderen Welle sitzt, wird dann über Getriebe ein zweiter Luftstrom, nämlich ein Mantelluftstrom, erzeugt.

Wirkungsweise

Der Kraftstoff/das Gas wird durch eine der beiden Wellen so der Brennkammer zugeführt, daß die Zuführung und der Brenner die Welle weder berühren noch sich mit dieser mitdrehen.

Die Verbrennungsluft und Zusatzluft wird durch einen Verdichter, z. B. ein Schleudergebläse, ebenfalls durch dieselbe Welle (ggf. alternativ bei der Zusatzluft durch die andere Welle) so der Zentralbrennkammer zugeleitet, daß die Luft den Brenner und die Flamme umspült. Die Luft versorgt a) die Flamme mit dem nötigen Sauerstoff, so daß der Kraftstoff/das Gas restlos verbrennt, b) wird sie, soweit sie nicht zur direkten Verbrennung gebraucht wird, als Zusatzluft durch die Verbrennungswärme erhitzt, dehnt sich aus und erzeugt einen zusätzlichen Druck/Schub, c) bewirkt sie, daß die Temperatur in der Zentralbrennkammer nicht zu hoch und somit das Material geschont wird.

Die Zündung erfolgt mittels einer der bekannten Zündungen. Das Anlassen kann ebenfalls durch einen der bekannten Anlasser, welcher den notwendigen Strom wie üblich über Batterie, Lichtmaschine u. ä. m. erhält, erfolgen.

Die durch die Verbrennung sich ausdehnenden Verbrennungsgase und die sich durch die Wärme ausdehnende Zusatzluft erzeugen einen Überdruck, der sich nur in Richtung zu den Rückstoßvorrichtungen abbauen kann. Mit hoher Geschwindigkeit verlassen die Verbrennungsgase + erwärmte Zusatzluft die Rückstoßvorrichtungen durch die dazugehörigen Düsen uund erzeugen an jeder Rückstoßvorrichtung einen Impuls-Schub

F(Impuls) = m · v

und Druck-Schub

F(Druck) = A(D) × (p(D) - p).

Durch die schnelle Drehbewegung der Zentralbrennkammer entsteht eine Zentrifugalkraft auf die Verbrennungsgase + Zusatzluft, welche einen erhöhten Druck auf die Rückstoßvorrichtungen ausübt und durch die andererseits ein Sog auf die Verbrennungs- und Zusatzluft wirkt. Durch beide entsteht eine Erhöhung der Wirksamkeit der Brennkraftmaschine.

F(Z) = m · v² : r = m · w² · r

Wie erwähnt, wird zwischen die Zentralbrennkammer und die dazugehörigen Rückstoßvorrichtungen samt Düsen und den sie umgebenden Mantel ein Mantelluftstrom geleitet. Er wird entweder durch denselben Verdichter, der die Verbrennungs- und Zusatzluft fördert, erzeugt oder durch einen zweiten Verdichter, welcher sich auf der anderen Seite der Welle befinden kann bzw. von ihr angetrieben wird.

Durch die schnelle Drehung der Zentralbrennkammer mit dem Mantelgehäuse drumherum macht sich auch hier die Fliehkraft bemerkbar. Diese Zentrifugalkraft bewirkt eine Schleuderbewegung und einen zusätzlichen Druck auf den Mantelluftstrom. Das heißt, durch die Zentrifugalkraft wird mehr Luft in den Mantelluftstromkreis gedrückt als es nur durch den Verdichter allein der Fall wäre.

Der Mantelluftstrom bewirkt nun a) eine Kühlung der gesamten Brennkraftmaschine, so daß eine weitere Kühlung meist nicht mehr erforderlich ist, b) wird die abgestrahlte Wärme der Kraftmaschine vom Mantelluftstrom aufgenommen, so daß dieser sich dadurch erwärmt und ausdehnt, wodurch eine bessere Ausnutzung der aufgewandten Energie und eine weitere Erhöhung des Luftdruckes/-volumens erfolgt, c) bewirkt der Mantelluftstrom eine Schalldämpfung, d) erfolgt durch den Mantelluftstrom samt Mantelgehäuse eine Isolation nach außen, e) als wichtigstes wird aber durch den Mantelluftstrom, da er, wie die Verbrennungsgase + erwärmter Zusatzluft, ebenfalls durch Rückstoßvorrichtungen und Düsen ins Freie tritt, ein zusätzlicher Impuls- bzw. Druck-Schub erzeugt, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ganz erheblich erhöht wird.

2. Brennkraftmaschine mit separatem Rundläufer (Abb. 2)

Die Brennkraftmaschine besteht aus zwei Teilen. Nämlich der Brennkammer und einem separaten Rundläufer.

Die Brennkammer kann je nach Bedarf verschieden gestaltet sein. Ihr wird der Kraftstoff/das Gas durch eine Düse einem Brenner o. ä. m. zugeführt. Durch einen Verdichter, welcher als Radialverdichter ausgelegt sein kann und von der Welle des Rundläufers bzw. über ein Getriebe von dieser angetrieben wird, wird die Verbrennungsluft und je nach Ausführung ein Mehrfaches der Verbrennungsluft an Zusatzluft der Brennkammer zugeleitet.

Der Rundläufer besteht aus 2 gegenüberliegenden oder mehr in gleichem Winkel zueinander stehenden Trägerrohren, die an einer Welle, welche auf einer Seite als Hohlwelle ausgebildet ist, befestigt sind. Die Hohlräume der Hohlwelle und der Trägerrohre sind miteinander verbunden. An den äußeren Enden der Trägerrohre befinden sich Rückstoßvorrichtungen mit Austrittsdüsen für die Verbrennungsgase und die erhitzte Zusatzluft.

Um den Rundläufer ist in geringem Abstand ein Mantel, welcher den Mantelluftstrom aufnehmen soll, gelegt. Der Mantel ist auch an den Rückstoßvorrichtungen um diese herumgelegt und bildet um die Austrittsdüsen eigene Düsen, die mit den Rückstoßvorrichtungsdüsen zusammen enden und jeweils eine Einheit bilden.

Um die Brennkammer ist ebenfalls ein Gehäuse gelegt. Zwischen Brennkammer und Gehäuse wird auch hier ein Mantelluftstrom geleitet. Dieser kann je nach Konstruktion a) direkt den Trägerrohren, b) der Brennkammer und von dort den Trägerrohren oder c) dem Mantelluftstromkreis, der den Rundläufer umspült, zugeleitet werden.

Die Verbrennungsluft, die Zusatzluft und die Luft für den Mantelluftstromkreis werden durch einen oder mehrere (Radial-) Verdichter, welche von einer oder beide Wellen bzw. Getriebe angetrieben werden, gefördert.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Der Kraftstoff/das Gas wird durch Düsen, Brenner, Einspritzvorrichtungen o. ä. m. der Brennkammer zugeführt.

Die Verbrennungsluft und Zusatzluft wird durch einen Verdichter (z. B. Schleudergebläse), welcher über die Welle und Getriebe angetrieben wird, der Brennkammer zugeleitet. Die Luft versorgt a) die Flamme mit dem notwendigen Sauerstoff, so daß der Kraftstoff/ das Gas vollständig verbrennt und b) wird sie, soweit sie nicht zur direkten Verbrennung benötigt wird, durch die Verbrennungswärme erhitzt, dehnt sich aus und erzeugt einen zusätzlichen Druck/Schub.

Das Anlassen kann durch einen der bekannten Anlasser erfolgen. Hierbei ist es zweckmäßig, zuerst nur den Rundläufer - evtl. zusammen mit dem Schleudergebläse - in Gang zu setzen und auf eine Mindestgeschwindigkeit zu bringen.

Die Zündung erfolgt mittels einer der bekannten Zündungen. Nach der Zündung brennt die Flamme kontinuierlich weiter. Sicherheitshalber könnte aber der Zündvorgang laufend wiederholt werden, um ein Ausgehen der Flamme zu vermeiden.

Die sich ausdehnenden Verbrennungsgase und die durch die Wärme sich ausdehnende Zusatzluft erzeugen einen Überdruck, der sich nur in Richtung zu den Rückstoßvorrichtungen abbauen kann. Hierbei werden sie durch eine starre Zuleitung aus der Brennkammer durch die Hohlwelle bis kurz vor der Abzweigung in die Trägerrohre in den Rundläufer geführt ohne jedoch die Welle oder die Wandung der Trägerrohre zu berühren. Ein Rückschlagen der Gase durch die Welle nach hinten wird durch ein Schleudergebläse, welches Luft rings um die Zuleitung der Verbrennungsgase + Zusatzluft in Richtung Trägerrohre und Rückstoßvorrichtungen + Düsen drückt, verhindert. Gleichzeitig wird durch diesen Luftstrom die Zuleitung gekühlt und ein Überhitzen der Welle vermieden, da die Kühlluft durch die Trägerrohre kontinuierlich abgeführt wird und außerdem für eine Verbesserung des Schubes sorgt. Durch das Heranführen der Luft rund um die Brennkammer wird diese ebenfalls gekühlt und die abgestrahlte Wärme leistungserhöhend ausgenutzt.

Kurz hinter dem Eintritt der Kühlluft befindet sich eine ringförmige Lamellen- o. ä. Rückschlagsicherung, welche zwar die Luft durchläßt, jedoch nach hinten einen Rückschlag/Rückstau verhindert und die als zusätzliche Sicherung dient.

Wie erwähnt, erzeugen die sich ausdehnenden Verbrennungsgase und die sich durch die Hitze ausdehnende Zusatzluft einen Überdruck, der sich nur in Richtung zu den Rückstoßvorrichtungen abbauen kann. Mit hoher Geschwindigkeit verlassen die Verbrennungsgase + erhitzte Zusatzluft die Rückstoßvorrichtungen durch die jeweils dazugehörigen Düsen und erzeugen an jeder Rückstoßvorrichtung einen Impuls-Schub (= Masse mal Geschwindigkeit der Gase) und Druck-Schub (= Endquerschnitt der Düse mal Druck der Gase im Endquerschnitt beim Verlassen der Düse abzüglich Außendruck).

Durch die schnelle Drehbewegung des Rundläufers entsteht eine Schleuderbewegung, d. h. Zentrifugalkraft auf die Verbrennungsgase + Zusatzluft, welche eine weitere Erhöhung des Druckes auf die Rückstoßvorrichtungen samt Düsen bewirkt und durch die andererseits ein Sog auf die Verbrennungsgase und die Luftzuführung insgesamt wirkt, so daß um diesen Betrag die Verdichter entlastet werden. Durch die Kombination von Zentrifugalkraft und Sog wird eine Erhöhung der Wirksamkeit der Brennkraftmaschine erreicht.

Auch hier wird - wie bei der Zentralbrennkammer-Kraftmaschine - der Mantelluftstrom ausgenutzt. Durch einen Verdichter/Schleudergebläse, welcher von der hinteren Welle angetrieben wird, wird Luft zwischen den Rundläufer und das den Rundläufer umgebende Gehäuse gedrückt.

Durch die schnelle Drehung des Rundläufers mit dem Mantelgehäuse drumherum macht sich auch hier die Fliehkraft bemerkbar. Die Zentrifugalkraft erzeugt durch die Schleuderbewegung einen zusätzlichen Druck auf den Mantelluftstrom in Richtung zu den Rückstoßvorrichtungen und den dazugehörigen Düsen. Gleichzeitig erfolgt durch die nach außen gerichtete Zentrifugalkraft eine Entlastung des Schleuder- oder ähnlichen Gebläses und somit auch eine Erhöhung der Wirksamkeit der Brennkraftmaschine.

Der den Rundläufer umgebende Mantelluftstrom bewirkt nun a) eine Isolation des Rundläufers nach außen, b) eine Schalldämpfung, c) eine Ausnutzung der abgestrahlten Wärme des Rundläufers durch den Mantelluftstrom, dadurch, daß dieser sich erwärmt und ausdehnt, wodurch wiederum eine bessere Ausnützung der aufgewandten Energie und eine Erhöhung des Luftvolumens erfolgt, d) als Wichtigstes - da er, wie die Verbrennungsgase + erwärmter Zusatzluft, ebenfalls durch Rückstoßvorrichtungen und Düsen ins Freie tritt - einen Impuls-Schub und einen Druck-Schub, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ganz erheblich gesteigert wird.

Alternativ kann der Luftstrom, welcher zur Kühlung der Brennkammer dient, entweder ganz oder zum Teil in den Mantelluftstromkreis geleitet werden, so daß dann ein zusätzliches Gebläse für den Mantelluftstromkreis auf der anderen Seite der Welle sich erübrigt. Hierzu müßte die Konstruktion entsprechend geändert werden, was aber am Prinzip und der Konzeption nichts ändert.

3. Brennkraftmaschine, bestehend aus Rundläufer mit peripher angebrachten Rückstoßvorrichtungen und Düsen (Abb. 3)

An einer Welle, welche auf beiden Seiten durch Kugel-, Nadel- oder ähnliche Lager gelagert und gehalten wird, befinden sich 2 gegenüberliegende oder mehr in gleichem Winkel zueinander stehende Trägerrohre, an deren äußeren Enden je eine Rückstoßvorrichtung mit Düsen angebracht ist, welche als selbständige Gas-/Kraftstoffverbrennungsgeräte ausgelegt sind.

Die Gas-/Kraftstoff-Zuführung erfolgt durch einen Kanal, der im Zentrum auf einer oder beiden Seiten der Welle sich befindet und sich hier zu den Verbrennungsgeräten in die Trägerrohre verzweigt. Die Gas-/Kraftstoffzuführung aus dem Vorratsbehälter erfolgt durch eine gas-/kraftstoffdichte Zuführung, welche (mittels Kugellagerverbindung o. ä. m.) an den Kanal in der Welle angeschlossen ist. Die Kraftabnahme und -übertragung wird wie üblich mittels Getriebe bewerkstelligt.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Der Rundläufer wird mittels eines Anlassers in Bewegung gesetzt. Durch Freigabe der Gas-/Kraftstoffzufuhr wird gleichzeitig oder kurz davor oder danach Gas/Kraftstoff in die Verbrennungsgeräte geleitet und mittels einer Zündung - wie bekannt - gezündet und ggf. am Brennen gehalten.

Die erforderliche Verbrennungsluft wird zumindest zu Anfang des Verbrennungsvorganges entweder aus einem Preßluftbehälter oder durch einen Verdichter, der beim Anlassen gleichzeitig mit dem Rundläufer oder kurz davor oder danach in Betrieb gesetzt wird, den Verbrennungsgeräten zugeführt. Die Zuleitung erfolgt durch die Hohlwelle und durch die hohlen Trägerrohre in die Verbrennungsgeräte.

Der Rundlauf der Verbrennungsgeräte an den Trägerrohren bewirkt durch die hohe Geschwindigkeit a) wegen der Zentrifugal-/Fliehkraft, b) durch die relative Sog-/Pumpenwirkung der vorbeiströmenden Luft an den Düsen eine kontinuierliche Versorgung der Verbrennungssysteme mit Gas/ Kraftstoff und Verbrennungs- und Zusatzluft, so daß - außer zu Beginn des Verbrennungsvorganges, d. h. bevor die Verbrennungssysteme auf Geschwindigkeit gekommen sind - keine oder nur wenig unterstützende zusätzliche Gas-/Kraftstoff- und Verbrennungsluft-/Zusatzluft-fördernde-Anlagen benutzt zu werden brauchen.

Wenn eine sehr hohe Drehzahl, d. h. Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungssysteme erreicht werden kann, können die Verbrennungsgeräte den sich bildenden Luftstau ausnutzen und als Stauluftverbrennungsgeräte ausgelegt werden, so daß eine Vereinfachung der Geräte in der Ausführung möglich ist, da durch die Gegenluftbewegung die ganze bzw. ein Teil der erforderlichen Verbrennungs- und Zusatzluft in die Brennkammern geleitet werden kann.

Auch bei dieser Variante der Brennkraftmaschine wird durch Ausnutzung des Rückstoßes der Impuls-Schub und der Druck-Schub an den Düsen (durch die Verbrennungsgase + Zusatzluft) in eine schnelle Kreisbewegung umgesetzt.

Auch bei diesem Rundläufer mit außen befindlichen Verbrennungsgeräten ist es vorteilhaft, wenn ein zusätzlicher Schub durch einen Mantelluftstromkreis ausgenützt wird. Zu diesem Zwecke werden die Verbrennungsgeräte in geringem Abstand mit einem Mantelgehäuse umgeben. Zwischen die eigentlichen Verbrennungsgeräte und die jeweiligen Mantelgehäuse wird entweder durch die Hohlräume in den Trägerrohren oder durch den durch den Stau an den Verbrennungsgeräten hervorgerufenen Luftstrom Luft gedrückt. Diese Luft wird durch die Strahlungswärme der Verbrennungsgeräte erwärmt und dehnt sich aus. Sie verläßt die Ummantelung der Verbrennungsgeräte am rückwärtigen Ende durch eigene Düsen, die um die Düsen der Verbrennungsgeräte gelegt sind und verursacht zusätzlich einen Impuls-Schub und einen Druck-Schub. Der Mantelluftstrom hat neben den gerade erwähnten Schüben den Zweck und Vorteil, daß die abgestrahlte Wärme, die sonst verloren wäre, nutzbringend verwendet werden kann. Ferner bewirkt er eine Kühlung der Verbrennungsgeräte, eine Schalldämpfung und eine Isolation nach außen.

4. Weitere Varianten der Brennkraftmaschine

Neben den aufgeführten Versionen sind andere Varianten möglich, die auf dem gleichen Prinzip der Rückstoßausnutzung und Düsenbildung auf einer Kreisbahn basieren.

Erwähnt werden soll die Intervall-Brennkraftmaschine, bei der die Verbrennung nicht kontinuierlich abläuft, sondern in zeitlichen Abständen.

Hierbei wird in der jeweiligen Brennkammer erst das Gas-/ Kraftstoff-Luft-Gemisch gestaut und dann erst gezündet, um dann die entsprechende Wirkung, wie bei den oben beschriebenen Brennkraftmaschinen hervorzurufen.

Besonders vorteilhaft wäre diese Variante bei 3. Rundläufer mit Rückstoßvorrichtungen und Düsen, die sich außen befinden, da hier die Verbrennungsgeräte einzeln nacheinander gezündet werden können und somit keine Unterbrechung der Schubbildung einzutreten braucht.

5. Dampfbetriebener Rundläufer mit Rückstoßvorrichtungen und Düsen und Rückgewinnung der Verdampfungswärme und eines Großteils der aufgewandten Energie (Abb. 4)

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Kraftmaschine sind folgende:

Aus einem Verdampfer, in dem der Dampf durch einen Brenner oder andere energieabgebende Geräte erzeugt wird, wird aus dem oberen Teil, in welchem sich der Dampf sammelt, der Dampf durch eine Leitung, einem Rundläufer zugeführt. Dieser befindet sich in einem isolierten Hohlraum, der oberhalb eines Wasserbehälters sitzt, der an den Verdampfer anschließt und von diesem direkt oder durch Verbindungsleitungen bzw. -öffnungen verbunden ist.

Der Dampf, welcher einen Überdruck besitzt, wird je nach Konstruktion von oben oder seitwärts dem Rundläufer, der waagerecht bzw. senkrecht federndgelagert im Hohlraum gehalten wird, zugeleitet und setzt diesen beim Verlassen der Düsen durch Bildung von Impuls-Schub und Druck-Schub in schnelle kreisende Bewegung. Die Achse des Rundläufers ist am Dampfeingang bis zu den abgehenden Rundläuferflügeln hohl und dient der Zuleitung des Dampfes zu den ebenfalls hohlen Rundläuferflügeln und den an ihren Enden sich befindlichen Rückstoßvorrichtungen und Düsen. Der hintere Teil der Achse, der nicht hohl zu sein braucht, geht bei der waagerechten Version durch eine verengte Verlängerung des Hohlraumes, der sich im Wasserbehälter befindet, an den unteren Rand des Wasserbehälters, wird dort schwingend gelagert und gibt außerhalb desselben sein Drehmoment über Getriebe nach außen ab und kann von dort nutzbringend abgenommen werden. Bei der senkrechten Version wird der Rundläufer davor und dahinter durch Lager gehalten und die rückwärtige Achse nach außen geführt, wo die schnelle kreisende Bewegung über Getriebe nutzbringend abgenommen wird.

Nachdem der Dampf die Düsen des Rundläufers verlassen hat, wird er durch ein oder mehrere Dampfableitungsrohre nach unten durch den Wasservorlaufbehälter abgeführt. Die Gesamtquerschnittsfläche der Dampfableitungen soll um ein Mehrfaches größer sein als die Düsenquerschnittsflächen, damit der Dampfdruck im Hohlraum, in welchem der Rundläufer kreist, auf einen Bruchteil herabgesetzt wird, um dem Arbeitsdampf beim Verlassen der Düsen einen möglichst kleinen Widerstand entgegensetzen zu können. Die Abdampfleitung wird durch den Vorlauf-Wasserbehälter geleitet und hier wird die Abdampfleitung zweckmäßigerweise in einem Kondensator in mehrere Äste aufgeteilt, so daß das Wasser des Vorlauf-Wasserbehälters einen stärkeren Kühleffekt ausübt und der Abdampf zum Kondensieren gebracht wird, wobei er seine Verdampfungswärme an das Wasser des Vorlauf-Wasserbehälters abgibt und dieses um diesen Betrag erwärmt.

Nach Zusammenführung der Kondensatoräste in einen Strang wird der zu Wasser kondensierte Abdampf/Abwasser in den Verdampferraum geführt. Durch eine Turbine oder andere Fördereinrichtung wird das Abwasser dann weitergedrückt. Nach Verlassen der Fördereinrichtung wird das Abwasser wieder auf mehrere Stränge verteilt und diese werden entweder in mehreren Ästen um den Brenner herumgeführt und von dort nach oben in den Dampfraum geleitet, wo das Abwasser oberhalb der eigentlichen Wasserfläche rausfließt, sich mit dem übrigen Wasser vermengt und wieder zum Verdampfen gebracht wird. Oder es wird direkt von unten in den Brennerstrahl geleitet und durch den Brennstrahl wieder erhitzt, wodurch das Abwasser durch die Hitze des Brenners nach oben in den Verdampfungsraum steigt bzw. bereits wieder verdampft und sich im oberen Teil des Verdampfers als neuer Arbeitsdampf mit dem anderen Arbeitsdampf, der durch den Brenner erzeugt wird, mischt und von dort wieder dem Rundläufer zugeführt wird.

Wichtig ist es, den Querschnitt der Zuleitung des Abwassers nach der Fördereinrichtung klein und die Summe der Querschnittsflächen der Ableitungen um den Brenner bzw. durch den Brenner, d. h. generell nach oben in den eigentlichen Dampfraum groß zu halten, damit der Druck im Verdampfer ein Abfließen des Abwassers nicht behindert.

Bei dieser Kraftmaschine findet ein Kreislauf des Wassers statt. Zuerst wird das Wasser im Verdampfer zu Dampf umgewandelt, danach leistet der Dampf Arbeit, indem er den Rundläufer in kreisende Bewegung versetzt, anschließend gibt der Dampf seine Verdampfungwärme bei der Kondensation an das umgebende Wasser ab und erwärmt dieses um diesen Betrag, um danach wieder im Verdampfer verdampft zu werden und neuerlich den Kreislauf zu beginnen.

Die Kondensation des Abdampfes naach Verlassen des Rundläufers ist wichtig. Dadurch wird dem Dampf der Druck genommen und im Arbeitsraum entsteht kein unerwünschter Gegendruck, der den austretenden Arbeitsdampf aus dem Rundläufer, d. h. den Druck- Schub, behindern könnte.

III. Vorteile der Kraftmaschine auf Rückstoß-/Düsenbasis

Da die Kraftmaschinen Rundläufer sind, braucht kein klopffester Treibstoff verwendet zu werden.

Es kann neben den bekannten und üblichen Treibstoffen auch Alkohol und jedes umweltfreundliche Treibgas wie Butan, Methan und Propan gefahren werden. Es kann aber ebenso der besonders umweltfreundliche Wasserstoff verwendet werden, bei dem als Verbrennungsprodukt nur Wasser entsteht.

Bei Verwendung von umweltfreundlichen Gasen bräuchte kein Katalysator, der die Kraftmaschine verteuert und Kraft verbraucht, verwendet zu werden, da keine schädlichen Abgase auftreten.

Der wichtigste Vorteil dieser Kraftmaschinen ist, daß sie Rundläufer sind und somit die Bewegungen nur im Kreis, d. h. in immer derselben Richtung verlaufen und kein Abbremsen der beweglichen Teile während des Laufes notwendig ist, wodurch eine wesentlich bessere Ausnützung der aufgewandten Energie möglich ist, und hohe Geschwindigkeiten erreicht werden können.

Die technische Ausführung ist relativ einfach.

Durch die Verwendung von Zusatzluft kann der Schub erhöht und gleichzeitig die Verbrennungshitze herabgesetzt werden, wodurch eine nutzbringende Vorkühlung und Schonung des Materials bewirkt wird.

Bei Verwendung eines Mantelluftstromes kann nochmals der Schub erhöht und die Kraftmaschine gekühlt werden, so daß u. U. eine weitere Kühlung nicht notwendig ist und eine Schalldämpfung a priori und Isolation der Kraftmaschine erreicht werden.

Durch die schnelle Drehbewegung entsteht eine starke Zentrifugalkraft, die einen zusätzlichen Druck auf die Verbrennungsgase, ggf. den Dampf, die Zusatzluft und den Mantelluftstrom ausübt.

Durch eine Variierung vom Radius kann die Drehzahl bei gleichem Energieaufwand nach Wunsch geändert werden.

Claims (1)

1. Die Rundläufer-Verbrennungs-/Dampf-Kraftmaschine bei der Rückstoßvorrichtungen mit dazugehörigen Düsen tangential am äußeren Kreisbogen der Umlaufbahn eines Rundläufers sich befinden und aus denen Verbrennungsgase oder Dampf mit hoher Geschwindigkeit austreten und dadurch an den einzelnen Rückstoßvorrichtungen mit Düsen jeweils einen Impuls-Schub als Rückstoß und einen Druck-Schub beim Verlassen der jeweiligen Düse bewirken, ist dadurch gekennzeichnet, daß

   • 1. durch die Verwendung eines Rundläufers als Träger für Rückstoßvorrichtungen mit den entsprechenden Düsen der Impuls- Schub als Rückstoß und der Druck-Schub beim Verlassen der Düsen verbrennungsmotorisch oder dampfdruckbewirkend in kreisförmiger Bahn ausgenützt wird,
     • 11. durch Luftverdichter, Preßluftvorratsbehälter oder ähnliche Luftförder- und Luftbevorratungs-Einrichtungen der Brennkraftmaschine Zusatzluft zugeführt werden kann, wodurch ein bedeutender zusätzlicher Schub der Kraftmaschine auf einer kreisförmigen Bahn, erreicht werden kann,
       • 111. die Brennkammertemperatur herabgesetzt und Materialschonung erreicht wird,
     • 12. durch Verwendung eines Mantelgehäuses um die Rückstoßvorrichtungen und Düsen, die Vorteile eines Mantelluftstromes auf einer kreisförmigen Bahn ausgenützt werden kann, durch welche
       • 121. die Rückgewinnung eines großen Teiles der Abwärme und
       • 122. eine Schalldämpfung und
       • 123. Isolation nach außen und
       • 124. eine bessere Ausnützung der aufgewandten Energie durch
       • 125. einen zusätzlichen Impuls- und Druck-Schub erreicht werden kann,
   • 2. durch die Verwendung eines Rundläufers und seine schnelle Drehbewegung eine starke Zentrifugalkraft/Fliehkraft
     • 21. auf die Verbrennungsgase bzw.
     • 22. den Dampf bei der Dampf-Kraftmaschine,
     • 23. die Zusatzluft und
     • 24. den Mantelluftstrom entsteht,
       wodurch der Druck auf die Rückstoßvorrichtungen und Düsen verstärkt wird und andererseits eine Förderung der Luft und des Gases/Kraftstoffes durch entsprechende Zusatzvorrichtungen zeitweilig ganz oder zum Teil nicht erforderlich ist bzw. vermindert wird,
   • 3. durch Verwendung eines Rundläufers als Träger der Rückstoßvorrichtungen und Düsen und Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstandes zwischen der Achse des Rundläufers und den Rückstoßvorrichtungen mit den Düsen, d. h. vom Radius die Winkelgeschwindigkeit (Drehzahl) des Rundläufers bei gleichem Energieaufwand nach Bedarf verringert bzw. erhöht werden kann,
   • 4. bei der dampfbetriebenen Kraftmaschine die Verdampfungswärme weitgehend zurückgewonnen werden kann,
   • 5. bei einer Zentralbrennkammer, die als Läufer im Zentum der Brennkraftmaschine sich befindet - und an deren Außenfläche oder getrennt von der Brennkammer daneben sich 2 gegenüberliegende oder eine größere Anzahl in gleichem Winkel zueinanderstehende Rückstoßvorrichtungen mit dazugehörigen Austrittsdüsen befinden - und die beidseitig an einer Welle befestigt ist, um deren nach innen verlängert gedachte Achse sich der Rundläufer samt Rückstoßvorrichtungen + Düsen rotieren,
   • 6. bei einer separaten Brennkammer die Verbrennungsgase ggf. zusammen mit der erhitzten Zusatzluft, durch die Mitte der Welle, dem separaten Rundläufer mit den Rückstoßvorrichtungen und Düsen, zugeleitet werden, und daß bei Verwendung eines Mantelgehäuses ein Mantelluftstrom, der die Abwärme aufnimmt, einen weiteren zusätzlichen Impuls- und Druck-Schub bewirkt,
   • 7. bei einem Rundläufer mit 2 oder mehr in gleichem Winkel zueinanderstehenden Trägerrohren an deren Enden sich Rückstoßvorrichtungen mit Düsen befinden, in denen die Verbrennung des durch eine oder beide Seiten der Welle des Rundläufers und durch die Trägerrohre zugeleiteten Kraftstoffes/Gases und der erforderlichen Verbrennungsluft, und ggf. die Erhitzung der zusätzlich zugeführten Luft (Zusatzluft) zwecks Erhöhung des Schubes, stattfinden,
   • 8. bei einer Variation der Pos. 5, 6 und 7, die Verbrennungen nicht kontinuierlich ablaufen, sondern in zeitlichen Abständen nacheinander, d. h. als Intervall-Motoren,
   • 9. bei einer dampfbetriebenen Rundläufer-Kraftmaschine mit Rückstoß- und Düseneinrichtungen, der Dampf nach Verlassen des Rundläufers in einem Wasserbehälter, der mit dem Verdampfer in Verbindung steht, zum Kondensieren gebracht wird und dort die Verdampfungswärme und einen Großteil der aufgewandten Energie abgibt und somit wiedergewonnen werden kann,
   • 10. beim Betrieb der Rundläufer-Kraftmaschinen der Pos. 5, 6, 7 und 8 kein klopffester Treibstoff verwendet zu werden braucht und daß bei der Verwendung von umweltfreundlichen Treibstoffen wie Propan, Butan, Alkohol und Wasserstoff keine Katalysatoren notwendig sind.