DE8517838U1 - Rotary piston expansion machine - Google Patents
Rotary piston expansion machineInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description
HUBERTFHEIHERRVOfvJJWfliSEH=! *· . . . . danzigerstbasseicHUBERTFHEIHERRVOfvJJWfliSEH=! *· . . . . danzigerstbasseic
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Anmelder: Wankel GmbH Applicant: Wankel GmbH
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1000 Berlin 46Haynauer Strasse 38
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Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenexpansionsmaschine mit einem eine trochoidenförmige zweibogige Mantellaufbahn aufweisenden Gehäuse, dessen Seitenwände von einer Exzenterwelle durchsetzt sind, auf deren Exzenter ein dreieckiger axiale und radiale Dichtungen aufweisender Kolben umläuft, in dessen Seitenwänden in Drehrichtung nach jeder der beiden achsnahen Zonen der Mantellaufbahn eine Einlaßöffnung für das komprimierte Arbeitsmittel und vor jeder dieser achsnahen Zonen einen Auslaß für das entspannte Arbeitsmittel vorgesehen sind.The invention relates to a rotary piston expansion machine with a housing having a trochoidal, two-arched casing raceway, the side walls of which are penetrated by an eccentric shaft, on the eccentric of which a triangular piston having axial and radial seals rotates, in the side walls of which in the direction of rotation an inlet opening for the compressed working medium is provided after each of the two zones of the casing raceway close to the axis and an outlet for the relaxed working medium is provided before each of these zones close to the axis.
Solche Maschinen stellen eine mechanische Umkehrung der bekannten Kompressoren der genannten Bauart dar. Sie sind beschrieben in DE-PS 1 049 155 und 1 074 912, jedoch ohne genauere Angaben über die Lage der Steueröffnungen. Bei der üblichen Anordnung sindSuch machines represent a mechanical reversal of the known compressors of the type mentioned. They are described in DE-PS 1 049 155 and 1 074 912, but without more precise information about the position of the control openings. In the usual arrangement,
BANKKONTO: DEUTSCHE BANK AG MÜNCHEN/32{5§ £43 (BLg;7.OO 7,q0ip^ j POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 1999 94-803 ANDERKONTO: DEUTÄpj^EjBiJMKVjQ M(JNCyEN 23/ZS^b (BLZ 700 70O10)BANK ACCOUNT: DEUTSCHE BANK AG MUNICH/32{5§ £43 (BLg;7.OO 7,q0ip^ j POSTAL CHECK ACCOUNT: MUNICH 1999 94-803 ELSE ACCOUNT: DEUTÄpj^EjBiJMKVjQ M(JNCyEN 23/ZS^b (BLZ 700 70O10)
Il Mil · · &igr; Il Mil · · &igr;
Steueröffnüngen in der Gehäuseseitenwand nur in den Flachen möglich/ die von den Axialdichtungen des Kolbens freigegeben werden. Ein- und Auslaß-Öffnungen können nur, um einen vollständigen Gaswechsel zu erhalten, im Bereich der achsnahen Zonen angeordnet werden. Eine Mengensteuerung durch einen verspäteten Einlaß des Arbeitsmittels über eine erst bei Weiterdrehen des Kolbens sich aufsteuernde Einlaßöffnung ist durch Selbststeuerung durch den Kolben nicht möglich, da die erste Einlaßöffnung bis zum Erreichen der größten Kammerausdehnung nicht vom Kolben abgesteuert wird. Eine solche Mengensteuerüng kann daher nur durch Ventile oder Drehschieber erreicht werden.Control openings in the housing side wall are only possible in the areas that are exposed by the axial seals of the piston. Inlet and outlet openings can only be arranged in the area near the axis in order to achieve a complete gas exchange. A quantity control by a delayed inlet of the working medium via an inlet opening that only opens when the piston continues to rotate is not possible through self-control by the piston, since the first inlet opening is not controlled by the piston until the largest chamber expansion is reached. Such quantity control can therefore only be achieved by valves or rotary slide valves.
In DE-AS 1 144 052 wird der Kolben eines Rotationskolbenkompressors der eingangs angegebenen Bauart beschrieben, der mittig in jeder Kolbenflanke eine Ausnehmung aufweist, die bis in den Bereich der Innenverzahnung des Kolbens reicht und die eine Verbindung zwischen den Arbeitskammern und den in der ständig vom Kolben überschliffenen Fläche der Gehäuseseitenwand angeordneten Steueröffnungen beim überfahren herstellt. Diese Anordnung dient aber nur dazu, um das Uberschieben von Ladeluft von diesem Kompressor in zu dessen beiden Seiten auf gleicher Welle arbeitende Rotationskolbenmotoren gleicher Bauart mit deren Arbeitstakt zu synchronisieren.DE-AS 1 144 052 describes the piston of a rotary piston compressor of the type specified at the beginning, which has a recess in the middle of each piston flank that extends into the area of the internal toothing of the piston and that creates a connection between the working chambers and the control openings arranged in the surface of the housing side wall that is constantly ground by the piston. However, this arrangement only serves to synchronize the transfer of charge air from this compressor to rotary piston engines of the same type operating on the same shaft on both sides of the compressor with their working cycle.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Mengensteuerung einer Expansionsmaschine der eingangs genannten Bauart bei konstantem in der Arbeitsmittelzuführungsleitung vorliegenden Druck durch Selbststeuerung durch die Kolbenbewegung. Wünschenswert ist zudem eine Umkehrbarkeit der Drehrichtung des Kolbens durch einfache Umschaltung der Arbeitsmittelzu- und-abführung.The object of the invention is to control the quantity of an expansion machine of the type mentioned at the beginning with a constant pressure in the working fluid supply line by self-control through the piston movement. It is also desirable to be able to reverse the direction of rotation of the piston by simply switching the working fluid supply and discharge.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichnungsteil der Ansprüche angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved according to the invention with the features specified in the characterizing part of the claims.
Die erfindungsgemäßen Maschinen eignen sich besonders für äußere Verbrennung in gesonderten Brennkammern mit Verbrennung unter konstantem für Kraftstoffverbrauch und Abgasreinheit günstigsten Bedingungen und vor allem auch für Dampfmaschinen.The machines according to the invention are particularly suitable for external combustion in separate combustion chambers with combustion under constant conditions that are most favorable for fuel consumption and exhaust gas purity and, above all, for steam engines.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden im einzelnen beschrieben. Diese Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung inAn embodiment of the invention is described in detail below with reference to the drawings. These drawings show a schematic representation in
Fig. 1 bis 4 einen Radialschnitt durch eineFig. 1 to 4 a radial section through a
erfindungsgemäße Expansionsmaschine mit aufeinanderfolgenden Kolbenstellungen in entsprechenden Arbeitstakten. Expansion machine according to the invention with successive piston positions in corresponding working cycles.
::!'5S'!j:: ! '5S'!j
In den Zeichnungen bezeichnen 1 den Gehäusemantel im Radialschnitt, 2 eine Seitenscheibe in Draufsicht, 3 die Exzenterwelle, 4 den Exzenter und 5 ßen Kolben. In der Gehäuseseitenwand 2 sind in der Zeichnung rechts von der kurzen Gehäuseachse in Drehrichtung des Kolbens 5 hintereinander eine erste Einlaßöffnung 6 und eine zweite Einlaßöffnung 7 in der ständig vom Kolben 5 überstrichenen Fläche der Gehäuseseitenwand 2 und vor der unteren achsnahen Zone 8 eine Auslaßöffnung 9 angeordnet. Auf der in der Zeichnung linken Seite der Gehäuseseitenwand 2 befinden sich radial symmetrisch zu den genannten Steueröffnungen 6,7 und die Einlaßöffnungen 61 und 71 sowie die Auslaßöffnung 9' Auf der nicht dargestellten anderen Gehäuseseite sind die gleichen Steueröffnungen spiegelbildlich zu denen der Gehäuseseitenwand 2 angeordnet.In the drawings, 1 designates the housing shell in radial section, 2 a side disk in plan view, 3 the eccentric shaft, 4 the eccentric and 5 the piston. In the housing side wall 2 in the drawing, to the right of the short housing axis in the direction of rotation of the piston 5, a first inlet opening 6 and a second inlet opening 7 are arranged one behind the other in the area of the housing side wall 2 which is constantly swept over by the piston 5, and an outlet opening 9 is arranged in front of the lower zone 8 near the axis. On the left-hand side of the housing side wall 2 in the drawing, radially symmetrical to the aforementioned control openings 6,7 and the inlet openings 6 1 and 7 1 as well as the outlet opening 9' are located. On the other side of the housing (not shown), the same control openings are arranged in mirror image to those on the housing side wall 2.
In den Flanken 10, 11 und 12 des Kolbens 5 sind mittig trichterförmige Ausnehmungen 13,14 und 15 vorgesehen, die nicht die ganze Breite der Kolbenflanke überdecken und die im Kolben 5 in Kanäle übergehen, die zu SteuerÖffnungen 16, 17 und 18 in den Seitenwänden des Kolbens 5 führen. Die Axialdichtungen des Kolbens 5 sind von den Ausnehmungen 10, 11 und 12 umgangen. Die Steueröffnungen 16, 17 und 18 kommen bei Drehung des Kolbens 5 mit den Seiteneinlaßöffnungen 6, 7, 6',7' vorübergehend in Deckung, deren Lage in der ständig von den Axialdichtungen des Kolbens 5 abgeschlossenen Fläche der Gehäuseseitenwand 2 sich aus derIn the flanks 10, 11 and 12 of the piston 5, funnel-shaped recesses 13, 14 and 15 are provided in the middle, which do not cover the entire width of the piston flank and which merge into channels in the piston 5 that lead to control openings 16, 17 and 18 in the side walls of the piston 5. The axial seals of the piston 5 are bypassed by the recesses 10, 11 and 12. When the piston 5 rotates, the control openings 16, 17 and 18 temporarily coincide with the side inlet openings 6, 7, 6', 7', the position of which in the area of the housing side wall 2 that is permanently closed off by the axial seals of the piston 5 is determined by the
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Bahn der Steueröffnungen 16, 17 und 18 bestimmen. »Determine the path of the control openings 16, 17 and 18. »
Sie weisen die radiale Breite dieser Steueröffnungen IThey indicate the radial width of these control openings I
und eine der für sie vorgesehenen Steuerzeit ent- jfand one of the tax periods provided for them
sprechende Länge in ümfangsrichtung auf. Die |corresponding length in the circumferential direction. The |
Steueröffnungen 6 , 7, 6·, 7' in der Gehäusewand 3 f
sind durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Dichtringe gegenüber der sie überschleifendenControl openings 6 , 7, 6·, 7' in the housing wall 3 f are formed by holes not shown in the drawing.
Sealing rings against the grinding
Seitenfläche des Kolbens 5 abgedichtet. Sie stehen ISide surface of the piston 5 sealed. They are I
über eine sich zu ihnen verzweigende Druckleitung fvia a pressure line branching to them f
mit dem Druckraum für das Arbeitsmedium, z. B. einem \ with the pressure chamber for the working medium, e.g. a \
Dampfkessel in Verbindung. !Steam boiler in connection. !
In den zu den Steueröffnungen 6, 7, €', 7' führenden IIn the I leading to the control openings 6, 7, €', 7'
Abzweigungen der Druckleitung sind Drehschieber vorge- |Rotary valves are provided for branches of the pressure line |
sehen, die eine Zuführung von Druckgas oder Dampf 1see the supply of compressed gas or steam 1
wahlweise nur durch die Steueröffnung 6 bzw. 6' oder \ optionally only through the control opening 6 or 6' or \
1 bzw. 71 oder durch beide Steueröffnungen 6 und 7 \ 1 or 7 1 or through both control openings 6 and 7 \
bzw. 6' und T zulassen, wodurch Leistung und Dreh- } or 6' and T , which increases power and torque }
zahl der Maschine variiert werden kann. Um diese jjnumber of machines can be varied. To achieve this jj
Variationsmöglichkeiten zu vergrößern, können beider- ITo increase the possibilities for variation, both I
seits mehr als zwei Einlaßöffnungen in den Gehäuse- |on the one hand more than two inlet openings in the housing |
seitenwänden auf den Bahnen der im Kolben vorgesehenen *side walls on the tracks of the piston provided *
Steueröffnungen 16, 17 und 18 vorgesehen sein. " Control openings 16, 17 and 18 must be provided. "
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In der Stellung in Fig. 1 ist die Arbeitskammer im oberen Todpunkt von Ein- und Auslaßöffnungen abgeschlossen und enthält nur einen nicht ausgeschobenen Rest des noch unter Teildruck stehenden Arbeitsmedjums, das sich im Weiterdrehen im Uhrzeigersinn des Kolbens weiter expandiert. In der Arbeitskammer 19, in der Zeichnung rechts, wird das über die Einlaßöffnungen 6 und 7 in der Gehäuseseitenwand 2 eingeströmte Arbeitsmittel nach Absteuern dieser Einlaßöffnungen über die Auslaßöffnungen 9 ausgeschoben. In der Arbeitskammer 21 ist bereits Arbeitsmittel über die Einlaßöffnung 6' eingetreten und strömt nunmehr in dieser Stellung über die Einlaßöffnung 7 *, die Steueröffnung 17 im Kolben und die Ausnehmung 14 in die Arbeitskammer ein und leistet hier Arbeit.In the position in Fig. 1, the working chamber is closed off at top dead center by inlet and outlet openings and contains only a non-expelled remainder of the working medium, which is still under partial pressure, which continues to expand as the piston continues to rotate clockwise. In the working chamber 19, in the drawing on the right, the working medium that has flowed in via the inlet openings 6 and 7 in the housing side wall 2 is expelled via the outlet openings 9 after these inlet openings have been closed. In the working chamber 21, working medium has already entered via the inlet opening 6' and now flows in this position via the inlet opening 7 *, the control opening 17 in the piston and the recess 14 into the working chamber and performs work here.
In der Stellung zu Fig. 2 befindet sich die Kammer 19 im Expansionstakt, nachdem die Einlaßöffnungen 6 und von der Steueröffnung 18 abgesteuert wurden. Die Kammer 20 vollendet den Ausschubtakt, während die Kammer 21 in ihrer größten Ausdehnung und nach Absteuern der Einlaßöffnung 7' den Expansionstakt beendet, worauf die Auslaßöffnung 91 aufgesteuert wird.In the position shown in Fig. 2, the chamber 19 is in the expansion stroke after the inlet openings 6 and 18 have been shut off from the control opening. The chamber 20 completes the exhaust stroke, while the chamber 21, at its greatest extent and after the inlet opening 7' has been shut off, completes the expansion stroke, whereupon the outlet opening 9 1 is opened.
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In Fig. 3 steht die Arbeitskammer 19 vor dem Ende der Füllung mit Arbeitsmittel über die Einlaßöffnung und die Steueröffnung 18, während die in der unteren Todpunktstellung befindliche Arbeitskammer 20 gerade mit dem Expansionstakt nach Absteuern der Auslaßöffnung und Aufsteuern der Einlaßöffnung 7' durch die Steueröffnung 16 beginnt und die Kammer 21 den Ausschubtakt üi>er die Aus laß öffnung 9· ausführt.In Fig. 3, the working chamber 19 is at the end of the filling with working medium via the inlet opening and the control opening 18, while the working chamber 20, which is in the bottom dead center position, is just beginning the expansion stroke after the outlet opening has been closed and the inlet opening 7' has been opened through the control opening 16, and the chamber 21 is carrying out the expulsion stroke via the outlet opening 9.
In Fig. 4 ist der Expansionstakt der Kammer 19 mit Absteuern der Einlaßöffnung 7 beendet, wobei die Auslaßöffnung 9 kurz vor ihrem Absteuein steht. Der Expansionstakt in der Kammer 21 ist unter Wechsel der Aufsteuerung der Einlaßöffnungen 6· und 7' in vollem Gang, während in Kammer 21 der Ausschubtakt bis zur Drehung in die Stellung in Fig. 1 beendet wird.In Fig. 4, the expansion stroke of chamber 19 is completed with the closing of the inlet opening 7, whereby the outlet opening 9 is just about to be closed. The expansion stroke in chamber 21 is in full swing with the opening of the inlet openings 6' and 7' alternating, while in chamber 21 the exhaust stroke is completed until it rotates into the position in Fig. 1.
Ferner kann durch Umschalten der Arbeitsmittelzr-fuhr auf die Auslaßöffnungen 9 und 91 sowie des Ausschubs auf die Einlaßöffnungen 6, 7, 61, 71 die Drehrichtung des Kolbens umgekehrt werden. Zu diesem Zweck kann auchFurthermore, the direction of rotation of the piston can be reversed by switching the working medium supply to the outlet openings 9 and 9 1 and the discharge to the inlet openings 6, 7, 6 1 , 7 1. For this purpose,
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-&Igr;&Ogr;&Igr;' neben den Einlaßöffnungen 6,7 und 6',7' weitere-&Igr;&Ogr;&Igr;' next to the inlet openings 6,7 and 6',7' further
Auslaßöffnungen entsprechend den AuslaßöffnungenOutlet openings corresponding to the outlet openings
9 und 91 vorgesehen werden. Das Umschalten auf die Gegenrichtung kann in bekannter Weise ebenso wie die Abschaltung der ersten und zweiten Einlaßöffnungen durch eine Schiebersteuerung erfolgen. Bei Umkehrung : der Drehrichtung gelten die Stellungsbilder in9 and 9 1. Switching to the opposite direction can be done in a known manner, as can shutting off the first and second inlet openings by means of a slide control. When reversing the direction of rotation, the position diagrams in
|r umgekehrter Reihenfolge von 4 nach 1 und die|r in reverse order from 4 to 1 and the
Expansionstakte sind dann Ausschubtakte und umgekehrt.Expansion cycles then become extension cycles and vice versa.
f t t » *f t t » *
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19,20,21
GehäusemantelHousing shell
GehäuseseitenwandHousing side wall
ExzenterwelleEccentric shaft
Exzentereccentric
KolbenPistons
1. Einlaßöffnung1. Inlet opening
2. Einlaßöffnung untere achsnahe Zone Auslaßöffnung Kolbenflanken Ausnehmungen im Kolben Steueröffnungen im Kolben Arbeitskammern2. Inlet opening lower zone near the axis Outlet opening Piston flanks Recesses in the piston Control openings in the piston Working chambers
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19858517838 DE8517838U1 (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Rotary piston expansion machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19858517838 DE8517838U1 (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Rotary piston expansion machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8517838U1 true DE8517838U1 (en) | 1987-02-26 |
Family
ID=6782288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19858517838 Expired DE8517838U1 (en) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | Rotary piston expansion machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8517838U1 (en) |
-
1985
- 1985-06-19 DE DE19858517838 patent/DE8517838U1/en not_active Expired
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