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Drehkolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenbrennkraftmaschine,
bei der die Kolbentrommel und die in dieser beweglichen Schieberkolben mit dem wassergekühlten
Gehäuse Verdichtungs-und Expansionsräume bilden. Zweck der Erfindung ist, eine Maschine
dieser Art zu schaffen, bei welcher ein besonders günstiger Wirkungsgrad bei hinreichender
Betriebssicherheit erzielbar ist.
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Zu diesem Behufe nimmt bei der Drehkolbenbrennkraftmaschine gemäß
vorliegender Erfindung die Stärke des vom Kühlmittel zuletzt umspülten Gehäuseteils
auf der Expansionsseite in der Umdrehungsrichtung der Kolbentrommel allmählich ab,
während die Stärke des vom Kühlmittel zuerst umspülten Gehäuseteils auf der Verdichtungsseite
bis in die Nähe der Stelle, wo die Verbrennung einsetzt, möglichst dünn gehalten
ist.
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Bei der neuen Drehkolbenbrennkraftmaschine gelangt somit dorthin,
wo mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad möglichst viel Wärme zu entziehen ist, das
kälteste Kühlwasser, wobei an dieser Stelle die Stärke der Zellenaußenwandung auf
das mit Rücksicht auf die Zelleninnendrücke noch zulässige Mindestmaß herab-, gesetzt
ist. Anderseits wird dorthin, wo in erster Linie mit Rücksicht auf die Zelleninnendrücke
eine große Wandstärke notwendig ist, dagegen zwecks Erzielung eines guten Wirkungsgrades
möglichst wenig gekühlt werden sollte, das wärmste Wasser geleitet, so daß sich
hier die Wandungstemperatur auf der mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit höchst
zulässigen Grenze halten läßt.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. = einen Längsschnitt
nach der Linie I-I der Fig.2 durch eine Drehkolbenbrennkraftmaschine und Fig.2 einen
Schnitt nach der Linie- II-II der Fig. r.
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In den Figuren bezeichnet z das Gehäuse einer Drehkolbenbrennkraftmaschine.
Dieses Gehäuse ist seitlich durch zwei Wasserdeckel 2, 21 abgeschlossen, in welchen
Lager für eine Welle 3 der Kolbentrommel 30 eingebaut sind. Die Welle 3 dient
zugleich zur Zuführung eines Kühlmittels für die Kolbentrommel 30, indem das Kühlmittel,
beispielsweise Wasser, durch eine im Innern der Welle 3 befindliche Leitung q. zu-
und durch einen Ringraum g abfließen kann. Das Kühlwasser durchströmt das Innere
der Kolbentrommel 3o in Richtung der eingezeichneten Pfeile A (Fig. z).
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Die exzentrisch zur Innenbohrung des Gehäuses z- angeordnete Kolbentrommel
3o besitzt eine Anzahl Taschen 6, die in einen Wasserraum 31 hineinragen, jedoch
nur so weit, daß um die Welle 3 ein freier Ringraum offen bleibt, in den das Kühlwasser
allseitig einströmen kann. Die Taschen 6 sind geschlitzt und dienen je einer Schieberkolbengruppe,
die sich aus den Einzelteilen 7, 71 und den zwischen diesen angeordneten Teilen
81, 8$, 83 zusammensetzt.
Durch diese Schieberkolbengruppen wird
der Raum zwischen der Kolbentrommel 30 und der Innenwandung des Gehäuses
i in Zellen unterteilt, in denen die Verdichtung, Verbrennung und Ausdehnung des
Treibmittels vor sich gehen. Diese Zellen werden seitlich nach der Welle zu durch
in ringförmige Rillen des Drehkolbens 3o eingelegte Segmente =o abgedichtet. Letztere
werden durch nicht gezeigte Federn oder durch einen hinter diesen Segmenten =o in
ebenfalls nicht gezeigter Weise wirkenden Gasdruck oder durch beide Maßnahmen zugleich
gegen den benachbarten Deckel 2 bzw. 21 gedrückt. In der Gegend größten Zelleninhaltes
sind in das Innere des Gehäuses i mündende Kanäle 11, 12 vorgesehen, wobei Kanal
=i als Auspuff- und Kanal 12 als Einlaßkanal für die Luft dient. Der Auspuffkanal
=i weist am Innenende zwei steuernde Kanten =il und 112 und der Einlaßkanal 12 am
Innenende zwei steuernde Kanten i21, 122 auf. 13 bezeichnet einen Stutzen, der bei
Gasbetrieb zum Zuführen von Brenngas oder reichem Brennstoffluftgemisch oder auch
nur von fein zerstäubtem Brennstoff dient. In der Gegend des kleinsten Zelleninhaltes
ist im Gehäuse i ein als Kammer 14 mit Stutzen 15 ausgebildeter Verbrennungsraum
vorgesehen. Die Verbrennungskammer 14 wird an der Kante =42 aufgesteuert. In den
Stutzen 15, die in beliebiger Anzahl vorhanden sein körnen, werden je nach der Betriebsart
der Maschine nicht gezeigte Einspritzdüsen oder ebenfalls nicht gezeigte Zündvorrichtungen
eingebaut, um die Zündung -in der Verbrennungskammer 14 einzuleiten.
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Die- Stärke der Gehäuseteile 17, 18, welche die Zellen nach außen
begrenzen, ist verschieden bemessen. So nimmt die Stärke des die Expansionsseite
nach außen begrenzenden Gehäuseteils 18 in der Umdrehungsrichtung der Kolbentrommel
3o allmählich ab. Die Stärke des Gehäuseteils 17 auf der Verdichtungsseite ist dagegen
bis in die Nähe der Stelle, wo die Verbrennung einsetzt, möglichst dünn gehalten.
Eine Leitwand =g (Fig. 2) dient dazu, bei 2o ein- und bei 21 auszutreten, in Richtung
des Pfeiles B fließendes Kühlwasser mit möglichst großer Geschwindigkeit an der
Wand 17 entlang zu führen, wo es im Gleichstrom mit der entstehenden-Verdichtungswärme
eine starke Wärmeabfuhr während der Verdichtung bewirkt. Das bei 21 austretende
Kühlwasser wird in nicht gezeigter Weise der Leitung 4 zugeführt, 'damit es zu Kühlzwecken
das Innere der Kolbentrommel 3o durchströmt, aus der es durch den Ringraum. 5 abgeführt
und in nicht gezeigter Weise nach der Expansionsseite der Maschine geleitet wird.
Auf dieser Seite tritt das Kühlwasser bei 22 ein und bei 23 aus, wobei es
in Richtung des Pfeiles D längs des Gehäuseteils 18 im Gleichstrom mit der
Expansionstemperatur strömt. Die Wandstärken der Gehäuseteile 17, 18 sowie der Grad
von deren Kühlung sind dem gewünschten Wärmeaustausch angepaßt. Dabei wird darauf
geachtet, daß die Wände 17, 18 gerade so stärk gekühlt werden, daß diese keine gefährlichen
Wärmebeanspruchungen erfahren. Andrerseits ist der Verlauf der Stärke der Wand 18
ein derartiger, daß durch die Wasserkühlung dem sich ausdehnenden Treibmittel doch
nicht zu viel Wärme entzogen wird, so daß der Wirkungsgrad der Maschine gut ausfällt,
um so mehr als auf der Verdichtungsseite die Wand =g auf dem größten Teil ihrer
Ausdehnung so dünn bemessen ist, daß sich die Verdichtungswärme mit Hilfe des Kühlwassers
weitgehend abführen läßt. Auf der Verdichtungsseite ist die Wärmeabführung um so
stärker als die Leitwand =g kleine Durchflußquerschnitte und infolgedessen große
Geschwindigkeiten des Kühlwassers bedingt.
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Das kälteste Kühlwasser kommt bei der beschriebenen Maschine zuerst
mit dem Gehäuseteil 17 in Berührung, dem schon mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad
möglichst viel Wärme zu entziehen ist, während das wärmste Kühlwasser mit dem Gehäuseteil
18 in Berührung kommt, dem in erster Linie mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit
Wärme zu entziehen ist.
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In den verstärkten Teil der Wand 17 auf der Verdichtungsseite ist
noch eine Kühleinrichtung 4o eingebaut, um die aufsteuernde Kante i42 der Verbrennungskammer
14 vor zu hohen Temperaturen zu schützen. Auf diese Weise läßt sich jene Kante 142
nach Erfordernis mehr oder weniger stark kühlen.