DE639866C - Explosionsturbine mit Brennkammer in der feststehenden Welle und mit radialer Beaufschlagung - Google Patents

Description

Ein Explosionsmotor wie alle Kolbenmaschinen haben den gemeinsamen Nachteil, daß ihre mechanische Arbeit durch eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen werden muß. Es entsteht dadurch, die Totlage, die durch ein Schwungrad überwunden wird. Sie können deshalb keine hohen Drehzahlen erreichen, ohne den Baustoff stark zu beanspruchen.

Eine Wasser- oder Dampfturbine dagegen ist eine Maschine, die eine höhere Drehzahl erreichen kann als eine Kolbenmaschine. Dies ist aber bei ihr nur deshalb möglich, weil sie kein Kurbelgetriebe oder Kolben hat, die große Reibung verursachen.

Man versuchte daher auch Turbinen zu bauen, bei denen die Kraft der Explosion stoßweise auf einen Läufer übertragen werden kann. Bei diesen Vorschlägen muß der Explosionsdruck außer dem Läufer noch zusätzliche Organe zur Steuerung und zur Kraftübertragung treiben. Dadurch geht viel Kraft verloren, und die Geschwindigkeit der Turbine wird beeinträchtigt. Außerdem vergrößert sieh dort der Verbrennungsraum während der Explosion und verringert dadurch den Druck. Da sich' die Gaskanäle am Ende der Zylinder befinden, haben die Läufer dementsprechend nur eine schmale Antriebsfläche.

Außerdem sind Turbinen bekannt, bei denen die Verbrennungsgase einen langen Weg durch zwei radial beaufschlagte Räder und durch eine Gehäusekarnrner machen müssen und dadurch unausgenutzte Kraft verlieren. Die ideale Lösung wäre eine Turbine, bei der die Verbrennungsgase auf dem kürzesten Weg auf den Läufer treffen würden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Explosionsturbine mit Brennkammer in der feststehenden Welle 'und mit radialer Beaufschlagung von innen nach außen. Sie besteht darin, daß eine Schieberhülse in einem die Welle bildenden feststehenden Zylinder, welche beide (Hülse und Zylinder) an den Längsseiten mit der gleichen Anzahl von langen Schlitzen durchbrochen sind, axial verschiebbar und drehbar angeordnet ist.

In. der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

An einem feststehenden Zylindern, der an einem Ende von einem Lagerarm c gehalten wird, sind die Seitenwände durch schräggerichtete lange Gaskanäle d durchbrochen. Im Hohlraum des Zylinders ist eine Schieberhülse δ axial verschiebbar und drehbar angeordnet. Sie besitzt die gleiche Anzahl Schlitze, als der Zylinder Gaskanäle hat. Um die Drehung der Schieberhülse zu ermöglichen, hat sie an ihrer geschlossenen Kopfseite ein starkes hohles Gewindestück g mit steilen Gewindegängen. Durch eine im Hohlraum des Gewindestückes befindliche Druckfeder/ wird die Hülse in Grundstellung gehalten. Dabei sind die Gaskanäle durch die Stege in der Schieberhülse abgeschlossen. Um

den Zylinder dreht sich ein Läufer, dessen Schaufehl im rechten Winkel zu den Gaskanälen, des Zylinders stehen. Dieser Lau ist durch Kugellager am Gehäuse gelsy An einem Deckel, der die eine Zyliii öffnung schließt, befindet sich das lj

ventil für den Brennstoff und die Zündkerze. Beide werden abwechselnd durch eine Nockenwelle gesteuert. Die beiden Nocken stehen ίο im Winkel von i8o° zueinander. Der Arbeitsgang ist folgender: Durch Drehen der Nockenwelle öffnet sich das Einlaßventil und läßt verdichtetes Gasgemisch einströmen. Der Druck der Hülsenfeder muß so stark sein, daß sich die· Schieberliülse nicht zurückschiebt und die Gaskanäle öffnet. Die Feder darf nur dem Explosionsdruck nachgeben. Beim Weiterdrehen der Nockenwelle schließt sich das Einlaßventil, und der Kontakt zur Zündung wird hergestellt. Die Hülse schiebt sich dann durch den Explosionsdruck zurück und wird zugleich durch" das Gewindestück zwangsläufig gedreht." Dadurch werden die Gaskanäle durch die Hülse geöffnet. Da die Öffnungen der Gaskanäle des Zylinders und die Schlitze der Hülse fast so lang sind als der Zylinder selbst, so kann auch der Läufer über den ganzen Zylinder reichen und eine große Antriebsfläche bieten. Auch die Verbrennungsgase können den Zylinder schnell verlassen. Sie treffen daher ungeschwächt die Läuferschaufeln in einem rechten Winkel. Nach der Explosion wird die Hülse durch den - 35 Federdruck sofort wieder zurückgeschoben und schließt die Gaskanäle wieder ab.

Die Vorteile dieser Erfindung bestehen darin:

i. Die Bauart des Zylinders erlaubt es, einen breiten Läufer L zu treiben, der über den ganzen Zylinder« reicht und daher eine große Antriebsfläche hat, im Gegensatz zu den bekannten Turbinen, die am Ende der Zylinder nur schmale Läufer haben. 2. Der Arbeitsgang des langsamen Austreibens der verbrannten Gase durch Frisch

luft oder Frischgas, wie er in den bekannten Patentschriften angeführt ist, fällt bei dem vErfindungsgegenstand ganz fort, da durch die

der Hülse der ganze Zylinder geiet ist. Das verbrannte Gas kann deshalb nahezu vollständig entweichen, und die ' Explosionen können rascher folgen. Die Saugwirkung des Läufers unterstützt noch das Entweichen der Gase.

3. Bei den bekannten Turbinen vergrößert sich der Verbrennungsraum beim Zurückfliegen z. B. eines Kolbens während der Explosion und schwächt dadurch den Druck. Durch die drehbare Anordnung der Schieberhülse des Erfindungsgegenstandes braucht aber der Hub der Hülse nur so klein zu sein, als die Steigung ihres Gewindes bei einer Zwölftelumdrehung ausmacht. Die Gase kommen deshalb ungeschwächt auf den Läufer.

4. Durch die geringe Bewegung der Hülse, das Fehlen eines Kolbens oder Kurbelgetriebes ist der Baustoffverschleiß gering.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Explosionsturbine mit Brennkammer in der feststehenden Welle und mit radialer Beaufschlagung von innen nach außen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schieberhülse (b) in einem die Welle bildenden feststehenden Zylinder (a), welche beide (Hülse und Zylinder) an den Längsseiten mit der gleichen Anzahl von langen Schlitzen (d) durchbrochen sind, axial verschiebbar und drehbar angeordnet ist.

2. Explosionsturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberhülse (b) an einem Ende ein starkes, zur Aufnahme einer Druckfeder (/) dienendes hohles Gewindestück (g) hat, das die Drehung der Hülse herbeiführt, dadurch die Schlitze öffnet und durch Federdruck nach der Explosion die Hülse wieder in Grundstellung bringt, dabei die Schlitze wieder schließend.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen