DE719397C

DE719397C - Rotary piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE719397C
Application number: DEK138294D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-06-18
Filing date: 1935-06-18
Publication date: 1942-04-07

Description

- Drehkolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenbrennkraftinaschine mit in -einem ringförmigen Arbeitsraum. umlaufenden Kolben, bei welcher der Arbeitsraum durch sich drehende, den Kolben Durchtritt gewährende Scheiben unterteilt ist und bei welcher jeder Teil des Ringraumes und jeder Kolben abwechselnd der Verdichtung undExplosion einerseits und dem Ansaugen und Verdichten anderseits dient. - Rotary piston internal combustion engine The invention relates to a rotary piston internal combustion engine with an annular working space. revolving piston, in which the working space is divided by rotating discs that allow the piston passage and in which each part of the annular space and each piston is used alternately for compression and explosion on the one hand and suction and compression on the other.

Derartige Maschinen sind bereits bekannt. Abweichend von dem Bekannten jedoch be. sitzen bei der Erfindung die Kolben einen nach hinten offenen, sich düsenförmig erwei. ternden Hohlraum, in den der Brennstoff eingespritzt wird, so daß der Vortrieb der Kolben teils durch den Verbrennungsdruck, teils durch den Strömungsstoß der Verbrennungsgase exfolgt.Such machines are already known. Deviating from the known however be. In the invention, the pistons sit in a nozzle-shaped manner that is open to the rear expand terning cavity into which the fuel is injected, so that the propulsion the piston partly due to the combustion pressure, partly due to the surge of flow Combustion gases follow.

Es ist bei Rückdruckdampf- oder Gasturbinen bereits bekannt, im Läuferkörper Düsen vorzusehen. Die-sen Maschinen liegt jedoch eine andere Arbeitsweise zugrunde, und der Läufer wird lediglich durch den Strömungsstoß der Gase angetrieben. Ferner ist es bei Drehkolhenbrennkraftmaschinen bereits bekanntgeworden, den Kolben hohl auszubilden und mit selbsttätigen bzw. gesteuertefi Ein- und Auslaßventilen an der Vorder- bzw. Rückseite des Kolbens zu versehen, wobei das durch den Kolben verdichtete Gemisch während deseinen Arbeitstaktes durch das an der Vorderseite des Kolbens befindliche Einlaßventil in den Kolben hineingedrückt wird, um während des nächsten Arbeitstaktes bei an der Rückseite des Kolbens geöffnetem Auslaßventil verbrannt zu werden. Abgesehen davon, daß hier keine düsenförmige Erweiterung das Kolbenhohlraumes nach hinten vorhanden ist die gesteuerten Ventilöffnungen in der Hinterwand des Kolbens also eher eine Bremswirkung als einen zusätzlichen Strömungsst#oß hervorrufen, weist die Erfindung gegenüber dieser Anordnung auch den weiteren Unterschied auf, daß keine Einströmöffnungen an der Vorderseite und keine verschließbaren Austrittsöffnungen an der Hinterseite des Kol. bens vorgesehen sind, die benötigte Kompression des Gemisches vielmehr durch gesonderte Preßluftzuführung erfolgt, die in einer anderen Stufe des Arbeitsgangeserzeugt und vorzugsweise über einen Zwischenwindkessel geleitet wird. Neben den obengenannten Vorzügen -wird durch die Anordnung der Erfindung auch eine Vereinfachung des Aufbaues der Maschine und eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht.It is already known in the case of back pressure steam or gas turbines, in the rotor body Provide nozzles. However, these machines are based on a different mode of operation, and the rotor is driven only by the surge of the gases. Further it has already become known in rotary internal combustion engines, the piston is hollow train and with automatic or controlled inlet and outlet valves on the To provide the front and back of the piston, which is compressed by the piston Mixture during one work cycle through the one at the front of the piston The inlet valve located in the piston is pushed to during the next Work cycle burned with the exhaust valve at the rear of the piston open to become. Apart from the fact that there is no nozzle-shaped enlargement of the piston cavity to the rear is the controlled valve openings in the rear wall of the So the piston has a braking effect rather than an additional flow shock, the invention also has the further difference compared to this arrangement, that no inflow openings on the front and no closable outlet openings are provided on the back of the piston, the required compression of the Rather, the mixture takes place through a separate compressed air supply, which is in another Stage of the operation generated and preferably passed through an intermediate air vessel will. In addition to the advantages mentioned above, the arrangement of the invention also a simplification of the structure of the machine and an increased operational safety achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i bis 3 dargestellt, wobei Abb. i einen Schnitt senkrecht zur Drehachse, Abb. --einen solchen durch die Drehachse und Abb. 3 einen Schnitt durch einen Kolben zeigt.An embodiment of the invention is shown in Fig. I to 3 , Fig. I shows a section perpendicular to the axis of rotation, Fig. - shows such a section through the axis of rotation and Fig. 3 shows a section through a piston.

Es sind bei diesem Beispiel zwei Kolben a vorgesehen, die um 18o' gegeneinander versetzt sind. Die Kolben gleiten in dem ringförmigen Hohlraurn des Gehäuses b. Der Querschnitt des Ringraumes ist kreisförmig a,ngenommen, kann aber ebenso wie der entsprechende Querschnitt der Kolben a auch eine andere, z. B. eine rechteckige Form haben. Die Kolbena sind an einem Ring c befestigt, der sich mit ihnen dreht und das Gehäuse b nach innen zu abdichtet. Mit der Achse d sind Ring und Kolben durch eine beliebige Anzahl von Speichen e oder eine volle Scheibe verbunden.In this example, two pistons a are provided which are offset from one another by 18o '. The pistons slide in the annular cavity of the housing b. The cross-section of the annular space is circular a, n, but like the corresponding cross-section of the piston a, it can also be a different one, e.g. B. have a rectangular shape. The pistons a are attached to a ring c which rotates with them and seals the housing b inwardly. The ring and piston are connected to the axis d by any number of spokes e or a full disk.

Die Ausführung kann auch so getroffen werden, daß ein Teil der Wandung des Ringraumes. an dem Kolben befestigt ist und mit diesem zusammen umläuft. Die Abdichtung ist dann an der Grenze zwischen den festst.ehenden und den umlaufenden Teilen vorzunehmen. Die Anordnung kann ferner auch so getroffen werden, daß die Kolben und die mit ihnen fest verbundenen Teile stillstehen und das Gehäuse die Umlaufbewegung vollführt. Der Ring c kanu auch zu einer Vollscheihe erweitert sein; diese kann von einer Fortsetzung des Gehäuses umschlossen werdexi, welches an der Drehachsse d abgedichtet ist.The execution can also be made so that part of the wall of the annular space. is attached to the piston and rotates with this together. The seal is then to be made at the border between the fixed and the rotating parts. The arrangement can also be made so that the pistons and the parts firmly connected to them stand still and the housing performs the orbital movement. The ring can also be expanded to form a full circle; this can be enclosed by a continuation of the housing, which is sealed on the axis of rotation d.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i und 2 ist der Ringraum durch Absperriorgane, z. B. _Schieber 1, unterteilt. Diese sind so angeordnet, daß sie den Ringraum beispielsweise in zwei Segmenträume unterteilen, jedoch den Kolben den Durchgang freigeben, wenn diese an die Stelle der Schieber ge- langen. Die Steuerung dieser Bewegung kann durch die Kolben selbst, durch den Ring c oder in anderer Weise erfolgen.In the embodiment of Figs. I and 2, the annular space is blocked by shut-off elements, e.g. B. _Slider 1, divided. These are arranged so as to divide the annular space, for example in two segment areas but release the piston passage, if this overall length in place of the slide. This movement can be controlled by the pistons themselves, by the ring c or in some other way.

Z, Bei diesem Beispiel verläuft die Arbeitsweise folgendermaßen: In der gezeichneten Stellung der Kolben sind die Ansaugventile für Frischlufta und die zum Auspuff führenden Auslaßventileh geöffnet. Die Bewegung erfolgt in Pfeilrich--fting. Auf der Vorderseite wird der im Dauerbetrieb bei dieser Stellun- mit verbrannt-en Gas-en gefüllte Raum vor den Kolben durch letztere in den Auspuff entleert. Der Raum hinter den Kolben wird mit frischer Luft voll-,gesaugt. Ungefähr zu der Zeit, zu der die -Kolben. die sich dazu öffnenden Sehieber -passieren, werden die Ventile g, h geschlossen. Kurz danach öffnen die Ventile i, durch welche ve?rdicht-ete Luft aus dem Windkessel k der Hinterseite des Kolbens zuströmt. Nachdem die Kolben einen weiteren kleinen Weg zurückgelegt haben, schließen die Ventile i, und es erfolgt Einspritzung des Brennstoffes in die ein- ,geströmte Preßluft und danach die Zündung. Der dadurch entstehende Verbrennungsdruck treibt die Kolben vor sich her, bis die nächste Schieberstelle erreicht ist. -Gleichzeitige verdichtet die Vorderseite des Kolbens die im Ringsegment vorgefundene Frischluft und drückt sie durch die Überströrnleitung tn, die z.B. mit einem Rückschlagventil a versehen sein kann, in den Windkessel k. Z In this example, the operation is as follows: In the shown position of the pistons for the intake valves and leading to the exhaust Frischlufta Auslaßventileh are open. The movement takes place in Pfeilrich - fting. On the front side, the space in front of the piston, which is filled with burned gases in continuous operation in this position, is emptied through the latter into the exhaust. The space behind the piston is filled with fresh air. Around the time the pistons. Pass the opening gate valves, valves g, h are closed. Shortly thereafter, the valves i open, through which compressed air flows from the air chamber k to the rear of the piston. After the pistons have covered another short distance, the valves i close, and the fuel is injected into the compressed air that has flowed in, followed by ignition. The resulting combustion pressure drives the pistons in front of it until the next slide point is reached. At the same time, the front of the piston compresses the fresh air found in the ring segment and presses it through the overflow line tn, which can be provided with a check valve a , for example, into the air chamber k.

Die Vorderseite der Kolben wird vorzugsweise strömungstechnisch zugespitzt. Im Innern erhält jeder Kolben erfindungsgemäß einen Hohlraum q (Abb. 3), der nach hinten offen ist und sich bei r düsenförinig erweitert; in diesen Hohlraum wird der Brennstoff eingespritzt und zur Entzündung gebracht, so daß der Vortrieb der Kolben teils durch den Verbrennungsdruck, teils durch den Strömungsstoß der Gase erfolgt. Die Zuführung des Brennstoffes kann z. B durch einen in der Speichee angeordneten Kanal o (Abb. i) von der Achse auserfolg gen, wobei die Zentrifugalwirk-ung die Pumpenleistung unterstützt oder ersetzt. Es kann aber auch die Einspritzung durch üffnungen im Gehäuse b erfolgen. Dabei kann gleichwohl die Einspritzung in den vom Kolben gebildeten Hohlraum q erf olgen, was dadurch erreicht wird, daß der Kolben mit einer öffnung o (Abb- 3) versehen wird, welche im Augenblick der Einspritzung an der Gehäuseöffnung in der Wand des Ringraumes vorbeigleitet.The front of the pistons is preferably fluidically pointed. Inside each piston, according to the invention, has a cavity q (Fig. 3) which is open to the rear and widens like a nozzle at r; The fuel is injected into this cavity and ignited so that the pistons are propelled partly by the combustion pressure and partly by the flow of the gases. The supply of fuel can, for. B through a channel o arranged in the spoke (Fig. I) from the axis, whereby the centrifugal effect supports or replaces the pump performance. However, the injection can also take place through openings in the housing b. At the same time, the injection into the cavity q formed by the piston can take place, which is achieved by providing the piston with an opening o (Fig. 3) which, at the moment of the injection, slides past the housing opening in the wall of the annular chamber.

Die Zündung kann in beliebiger Weise- entweder durch die Hitze der verdichteten Luft oder durch Zündkerzenp beliebiger Bauart erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es, auch die Zündkerzen im Hohlraum des Kolbens anzubringen. Ihre Tätigkeit kann z.B. durch den Vorbeigang des Kolbens an einer am Gehäu,se feststehenden Kontaktstelle oder durch einen zwangsläufig angetriebenen Verteiler gcsteuert werden.The ignition can be done in any way- either by the heat of the compressed air or by spark plugs of any type. Particularly beneficial is to also place the spark plugs in the cavity of the piston. Your activity For example, when the piston passes a contact point that is fixed on the housing or controlled by a positively driven distributor.

Das Absperrorganf kann in verschiedener -'v#lei,se ausgeführt werden. Zweckmäßig i.;t z. B. eine Ausführung als scheibc-nförmiger brehschieber, dessen Drehrichturg quer zur Bewegungsrichtung der Kolben liegt.The shut-off device can be designed in various ways. Appropriate i.; T z. B. an embodiment as a Scheibc-n-shaped rotary valve, whose Direction of rotation is transverse to the direction of movement of the piston.

Es ist nicht notwendig, daß, wie in dein beschriebenen Beispiel, alle Kolben in dür Z, öleichen Taktphase arbeiten. Man kann z. B.It is not necessary that, as in your example, all Pistons work in the same cycle phase. You can z. B.

die Anordnung auch so treffen, daß ein Teil der Kolben gerade den Arbeitshub vollführt, während ein anderer Teil an5augt.make the arrangement so that a part of the piston just the Performs the working stroke while another part is sucking.

Ferner können di,-- Takte anders als oben beschrieben verteilt- werden. Es kann z. B. die Verdichtung auf der Vorderseite erfolgen, während die Rückseite ansaugt, und der Ausschub auf der Vorderseite, während die Rückseite arbeitet. Durch entsprechende Anordnun- von Schitbern 1 und Ventilen h, i und n an geeigneten Stellten des Ringraumes bzw. der Kanäle lassen sich die verschiedensten Arbeitsprozesse durchführen, wodurch man eine große Freiheit in der Auswahl des -zweckmäßigsten Verfahrens besitzt. Wenn die, Verdichtung zu einer Zeit beendet ist, zu der die Ladung hinter irgendeinem Kolben erfolgt, so kann die überströmung der verdichteten Luft unter Vermeidung des Windkessels direkt dorthin geleitet werden. Handelt es sich dabei um die Rückseite des gleichen Kolbens, so kann an'Stelle eines überströnikanals ein Ventil in der Vorderwand des Kolbens für die überströmung benutzt werden.Furthermore, di, - bars can be distributed differently than described above. It can e.g. B. the compression takes place on the front while the back is sucking in, and the ejection on the front while the back is working. A wide variety of work processes can be carried out by appropriate arrangements of sliders 1 and valves h, i and n at suitable points in the annular space or the channels, which means that there is great freedom in the selection of the most expedient method. If the compression is finished at a time when the charge is behind any piston, the overflow of the compressed air can be directed there, avoiding the air chamber. If this is the back of the same piston, a valve in the front wall of the piston can be used for the overflow instead of an overflow channel.

Die Ausbildung ein-es nach hinten offenen Hohlraumes im Kolben hat eine Reihe von Vorteilen. Dazu gehört, daß der Verbrennungsraum eIne verbrennungstechnisch günstige Gestalt herhält, daß er durch die Bewegung besser gekühlt wird und daß neben der statischen Druckwirkung der Verbrennungsgase auch der Rückstoß nutzbar gemacht wird, welcher durch das Ausströmen der Verbrennungsgase aus den Kolben nach hinten erzeugt wird.The training has a cavity in the piston that is open to the rear a number of advantages. This includes that the combustion chamber is a combustion-related one favorable shape serves that it is better cooled by the movement and that In addition to the static pressure effect of the combustion gases, the recoil can also be used is made, which by the outflow of the combustion gases from the piston is generated at the rear.

Claims

PATENT CLAIM: Self -ignition rotary piston internal combustion engine with pistons rotating in an annular working space, in which the working space is divided by rotating discs that allow the piston to pass through and in which each part of the annular space and each piston alternates compression and explosion on the one hand and suction and pushing out on the other hand, characterized in that the pistons (a) have a cavity (q) which widens in a nozzle-like manner towards the rear of the piston (at r), and that the fuel is injected into the coal cavity, so that the propulsion of the pistons is partly by the combustion pressure, partly by the surge of the combustion gas.