DE859090C

DE859090C - Jet engine

Info

Publication number: DE859090C
Application number: DEH8643A
Authority: DE
Inventors: Hanns Haeusler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-05-29
Filing date: 1951-05-29
Publication date: 1952-12-11

Description

Strahltriebwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahltriel)-werk mit nach Beendigung des Anlassens pulsierender Verbrennung und Selbstzündung in einer in der Strahlrichtung ständig offenen Brennkammer.Jet engine The invention relates to a jet engine with pulsing combustion and auto-ignition in a combustion chamber that is constantly open in the direction of the jet.

Bei dem bekannten Strahltriebrohr entsteht in der -Brennkammer hinter der nach rückwärts ausgcstoßenen Flammenfront ein Unterdruck, der das Ansaugen von Luft durch Öffnungen im Brennkammerdecke1 bewirkt. Nach dem vollendeten Ausstoß der Verbrennungsgase knallt ein Luftkolbe:i entgegen der Strahlrichtung von rückwärts in die Brennkammer, der die Ansaugluft komprimiert und die Selbstzündung des kurz vorher unmittelbar in die Brennkammer eingespritzten Brennstoffs verursacht. Nach der Zündung expandiert das Gas, und der Vorgang wiederholt sich in pulsierender Weise. Die direkte Einspritzung des Brennstoffes in die Brennkammer hat den Nachteil, daß die :Mischung mit der Ansaugluft nur unvollkommen ist, da ein durch feste, entsprechend gestaltete Flächen begrenzter Verdichtungsraum, wie etwa beim Kolbenmotor, nicht zur Verfügung steht. Insbesondere kann der Luftkolben nicht im Sinne einer guten Mischung von Brennstoff und Luft beeinflußt werden. Infolge der unvollkommenen Mischung ist bei den bekannten Strahltriebwerken der Wirkungsgrad außerordentlich gering.In the known jet propulsion pipe arises in the combustion chamber behind the backward ejected flame front a negative pressure, which the suction of Air caused by openings in the combustion chamber ceiling1. After the discharge is complete The combustion gases pop an air piston: i counter to the direction of the jet from backwards into the combustion chamber, which compresses the intake air and the auto-ignition of the short caused fuel previously injected directly into the combustion chamber. To Upon ignition, the gas expands, and the process is repeated in a pulsating manner Way. The direct injection of the fuel into the combustion chamber has the disadvantage that the: Mixing with the intake air is only imperfect, since a solid, accordingly designed surfaces with limited compression space, as is the case with piston engines, for example is available. In particular, the air piston may not be good Mixture of fuel and air can be influenced. As a result of the imperfect mix the efficiency of the known jet engines is extremely low.

Es ist ferner eine vorn und hinten durch je einen mit einem Ventil versehenen Deckel verschlossene Brennkammer bekannt, in die durch das vordere @# entil ein brennbares Gemisch gelangt. Da jedoch das hintere Ventil nur den Austritt der Verbrennungsgase, nicht dagegen den Eintritt eines Luftkolbens gestattet, ist diese bekannte Brennkammer nicht mit dem Strahltriebwerk der Erfindung vergleichbar, deren Brennkammer in der Strahlrichtung ständig offen ist.There is also one at the front and one at the back, each with a valve provided lid closed combustion chamber known, into which by the front @ # entil a flammable mixture arrives. However, since the rear valve only exits the combustion gases, but not the entry of an air piston, is allowed this well-known combustion chamber not with the jet engine of the invention comparable, the combustion chamber of which is constantly open in the direction of the jet.

Es ist ferner ein Ejektor für die Erzeugung eines Gasstromes bekannt, bei dem in den zum Brennraum führenden Luftzuführungskanal Brennstoff und Wasser eingespritzt «-erden. Auch diese bekannte Einrichtung ist mit dem Gegenstand der Erfindung nicht vergleichbar, da bei ihr die Luft unter Überdruck in die Brennkammer gepreßt wird und da bei ihr keine pulsierende Verbrennung vorgesehen ist.An ejector for generating a gas flow is also known, in the case of the air supply duct leading to the combustion chamber, fuel and water injected «- earth. This known device is also with the subject of Invention not comparable, because with it the air under overpressure into the combustion chamber is pressed and since no pulsating combustion is provided for her.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Strahltriebwerke mit pulsierender Verbrennung und Selbstzündung in einer in der Strahlrichtung ständig offenen Brennkammer zu verbessern und die durch derartige Strahltriebwerke erreichbare Leistung wesentlich zu erhöhen.It is the object of the invention to provide jet engines with pulsating combustion and auto-ignition in a combustion chamber that is constantly open in the direction of the jet and significantly improve the performance achievable by such jet engines to increase.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein außerhalb der Brennkammer vorbereitetes Brennstoff-Luft-Geinisch und gegebenenfalls ein Zusatzstoff durch den in der Brennkammer periodisch entstehenden Unterdruck durch Öffnungen imDeckel der Brennkammer in diese gesaugt werden.This object is achieved according to the invention in that an outside the combustion chamber prepared fuel-air mixture and optionally an additive due to the periodic negative pressure in the combustion chamber through openings sucked into the lid of the combustion chamber.

Das Anlassen des Strahltriebwerkes wird durch Einblasen von Druckluft, die außerhalb der Brennkammer mit Leichtöl, z. B. Benzin, vermischt wird, in die Brennkammer und durch Fremdzündung z. B. mittels einer in die Brennkammer ragende Zündkerze ermöglicht.The jet engine is started by blowing in compressed air, the outside of the combustion chamber with light oil, z. B. gasoline, is mixed into the Combustion chamber and by external ignition z. B. by means of a protruding into the combustion chamber Spark plug allows.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Vorbereitung des Brennstoff-Luft-Gemisches mittels eines Vergasers, der den Brennstoff in einem dem Deckel der Brennkammer vorgeschalteten Lufttrichter zerstäubt. Für das Anlassen wird Leichtöl, z. B. Benzin, verwendet. Nachdem die pulsierende Verbrennung mit Selbstzündung in Gang gekommen ist, wird auf den für den eigentlichen Fahrbetrieb vorgesehenen Schw°rölbrennstoff umgeschaltet. Für jeden dieser Brennstoffe ist ein eigener Vergaser vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention, the preparation takes place of the fuel-air mixture by means of a carburetor, which converts the fuel into one the air funnel upstream of the combustion chamber lid is atomized. For starting is light oil, e.g. B. gasoline is used. After the pulsating combustion with Auto-ignition has started, is used for the actual driving operation the planned heavy oil fuel. For each of these fuels there is one own carburetor provided.

Erfindungsgemäß ist eine für den Vergaser des Anlaßbrennstoffes und für den Vergaser des Betriebsbrennstoffes gemeinsame Düse vorgesehen, die in den Lufttrichter ragt.According to the invention is one for the carburetor of the starting fuel and common nozzle provided for the carburetor of the operating fuel, which is inserted in the Air funnel protrudes.

Da insbesondere bei der Umstellung vom Anlaßbrennstoff auf den Betriebsbrennstoff eine Änderung der zugeführten Menge erforderlich ist, ist die Bohrung der Vergaserdüse zweckmäßig durch eine verstellbare Nadel regelbar.Especially when switching from starting fuel to operating fuel a change in the amount supplied is required, is the bore of the carburetor nozzle conveniently adjustable with an adjustable needle.

Es ist bekannt, daß in der Brennkammer von Strahltriebwerken bei den entstehenden hohen Temperaturen eine atomare Aufspaltung, die Dissoziation, der Gasmoleküle stattfindet, die einen hohen Verbrauch an Wärmeenergie erfordert und damit eine Verringerung der Ausströmgeschwindigkeit verursacht. Die Assoziation der Moleküle findet erst nach dem Verlasen der Bremikammer durch die rommehr etwas abgekühlten Gase statt. An dieser Stelle kann sich jedoch die durch die Assoziation wieder frei werdende Energie nicht mehr als Vortrieb für das Triebwerk auswirken. Es ist bekannt, zur Heral:s-tzun,# der diese Erscheinung verursachenden hohen Temperaturen dein mit Überdruck in den Brennraum eingeblasenen Luftstrom Wasser zuzusetzen.It is known that in the combustion chamber of jet engines in the the resulting high temperatures cause atomic splitting, the dissociation, the Gas molecules takes place, which requires a high consumption of thermal energy and thus causing a reduction in the outflow speed. The association the molecules only find something after leaving the brake chamber through the rommehr cooled gases instead. At this point, however, the association The energy released again no longer acts as propulsion for the engine. It is known to herald the high temperatures that cause this phenomenon add water to the airflow blown into the combustion chamber with positive pressure.

Neu dagegen ist die überraschende Erkenntnis der Erfindung, daß es nicht notwendig ist, Wasser mit Überdruck in die Brennkammer zu bringen, daß vielmehr der in der Brennkammer von Strahltriebwerken, auf die sich die Erfindung bezieht, periodisch entstehende Unterdruck ausreicht, das erforderliche Wasser als Zusatzstoff in die Brennkammer einzuführen.What is new, however, is the surprising finding of the invention that it it is not necessary to bring water with overpressure into the combustion chamber, rather that that in the combustion chamber of jet engines to which the invention relates, periodic negative pressure is sufficient to use the necessary water as an additive to be introduced into the combustion chamber.

Die Zufuhr von Wasser erfolgt zweckmäßig gleichzeitig mit der Umstellung vom Anlaßvorgang auf den Fahrbetrieb. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in einem festen Verhältnis zur Brennstoffmenge stehende Wassermenge mittels eines bei den üblichen Brennstoffvergasern verwendeten, in einem Schwimmergehäuse angeordneten Schwimmers und einer Schwimmernadel regelbar.The supply of water is expediently carried out at the same time as the changeover from starting to driving. According to a preferred embodiment of the Invention is the amount of water in a fixed ratio to the amount of fuel by means of one used in conventional fuel gasifiers, in a float housing arranged float and a float needle adjustable.

Weitere Vorschläge der Erfindung betreffen die Vervollkommnung der Mischung und Sicherung der Ansaugöffnungen gegen den in der Brennkammer periodisch auftretenden Überdruck.Further proposals of the invention relate to perfecting the Mixing and securing the suction openings against those in the combustion chamber periodically occurring overpressure.

Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck eine zwischen dem Lufttrichter mit der Vergaserdüse und den Ansaugöffnungen der Brennkammer angeordnete, mit Leitschaufeln versehene :Mischturbine vor, die auf einem Freilauf gelagert ist und die nur in der dem Ansaugstrom entsprechenden Richtung drehbar ist. Diese Mischturbine ist kegelförmig gestaltet. Ihre Spitze ragt in den Lufttrichter mit der Vergaserdüse. Sie ist auf einer in der Mitte des Brennkammerdeckels befestigten Achse gelagert.The invention proposes one between the air funnel for this purpose arranged with the carburetor nozzle and the suction openings of the combustion chamber, with guide vanes provided: mixing turbine in front of which is mounted on a freewheel and which is only in is rotatable in the direction corresponding to the intake flow. This mixer turbine is designed cone-shaped. Its tip protrudes into the air funnel with the carburetor nozzle. It is mounted on an axis fastened in the middle of the combustion chamber cover.

Um das Ausblasen des Überdruckes aus den Ansaugöffnungen zu verhindern, bestehen nach der Erfindung drei Möglichkeiten.To prevent the excess pressure from being blown out of the suction openings, there are three possibilities according to the invention.

Nach der ersten Möglichkeit wird dieses Ausblasen durch die Formgebung der im Brennlzammerdeckel vorgesehenen Ansaugöffnungen und durch das von der nur in einer Richtung drehbaren Mischturbine geschaffene Luftpolster unterbunden.After the first possibility, this blowing out is due to the shaping the suction openings provided in the firing chamber lid and through the only air cushions created in one direction rotatable mixing turbine prevented.

Nach der zweiten Möglichkeit sind die Ansaugöffnungen durchPlattenventile abgedeckt, die gegen den Brennrauen durch einen Schild abgeschirmt sind.According to the second possibility, the suction openings are through plate valves covered, which are shielded from the firing ridge by a shield.

Nach der dritten Möglichkeit sind die Ansaugöffnungen durch ein Labyrinth abgedeckt. Weitere Vorschläge der Erfindung sind auf die vorteilhafte Beeinflussung des ausgestoßenen Strahles und der damit verbundenen Kühlung der Brennkammer gerichtet.According to the third possibility, the suction openings are through a labyrinth covered. Further proposals of the invention are on the advantageous influencing of the ejected jet and the associated cooling of the combustion chamber.

Nach der Erfindung mündet der Austrittstutzen der Brennkammer in ein in der Axialrichtung verschiebbares Venturirohr. Die Brennkammer ist von einem sich nach rückwärts verjüngenden Mantel umgeben. Durch den Raum zwischen der Brennkammer und dem Mantel wird von einer vorn ausgesparten Ringöffnung Luft, die die Brennkammer kühlt, in das Venturirohr gesaugt. Die an der Brennkammer erwärmte Kühlluft vermehrt die Rückstoßenergie des ausgestoßenen Strahles. Die Menge der Kühlluft kann etwa in Abhängigkeit von der Luftdichte oder von der Temperatur durch axiales Verstellen des Venturirohres geregelt werden. Das Venturirohr ist zweckmäßig an einer auf dein Mantel verschiebbaren Hülse befestigt. Die Hülse kann zusammen mit dem Venturirohr mittels eines an der Brennkammer angelenkten, durch einen Schlitz im Mantel reichenden Hebels verschoben werden. Bei einer besonderen Ausführungsfort, der Erfindung ist eine Brennkammer mit mehreren Austrittstutzen versehen, die in ein gemeinsames Venturirohr münden. Diese Anordnung hat den Zweck, bei den aus der Brennkammer ausströmenden Verbrennungsgasen und bei den in sie in umgekehrter Richtung zurückschlagenden Luftkolben Wirbel= Bildungen und damit Verluste zu vermeiden.According to the invention, the outlet nozzle of the combustion chamber opens into one Venturi tube displaceable in the axial direction. The combustion chamber is of one itself encircled backwards tapering coat. Through the space between the combustion chamber and the jacket is ventilated from a front recessed ring opening that the combustion chamber cools, sucked into the venturi. The cooling air heated at the combustion chamber increases the recoil energy of the ejected beam. The amount of cooling air can be about depending on the air density or on the temperature axial Adjustment of the Venturi tube can be regulated. The venturi is on appropriately attached to a sleeve that can be slid on your coat. The sleeve can be used together with the Venturi tube by means of a hinged to the combustion chamber, through a slot be moved in the coat reaching lever. In the case of a special execution, of the invention is a combustion chamber provided with several outlet nozzles, which in a common venturi open out. The purpose of this arrangement is to obtain from the Combustion gases flowing out of the combustion chamber and in the opposite direction in the case of the combustion chamber recoiling air piston vortex = to avoid formation and thus losses.

Um ein mit dem Strahltriebwerk versehenes Fahrzeug od. dgl. lenken zu können, ist das Venturirohr erfindungsgemäß kardanisch aufgehängt und im Winkel zur Axialrichtung schwenkbar.To steer a vehicle equipped with the jet engine or the like To be able to, the Venturi tube is gimballed according to the invention and at an angle can be swiveled to the axial direction.

Um zu ermöglichen, daß die Wandung der Brennkammer aus leichten und dünnen Blech hergestellt werden kann, wird nach der Erfindung der Verbrennungsraum der Brennkammer mit einer dünnwandigen,mitDraht von einem hohen Ausdebnungskoeffizienten armierten Graphitbüchse ausgefüttert. Der Draht dehnt sich bei hohen Temperaturen aus und preßt die Graphitbüchse fest gegen die Wandung der Brennkammer.To enable the wall of the combustion chamber to be made of light and thin sheet metal can be produced, according to the invention, the combustion chamber the combustion chamber with a thin-walled, with wire with a high expansion coefficient lined reinforced graphite sleeve. The wire stretches at high temperatures and presses the graphite sleeve firmly against the wall of the combustion chamber.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Fig. r zeigt einen Längsschnitt durch ein Strahltriebwerk, Fig. 2 eine Ansicht von vorn; Fig.3 zeigt eine Brennkammer mit mehreren Ausstoßrohren von rückwärts und Fig. q. die Brennkammer nach Fig. 3 in Längsschnitt und das dazugehörige Venturirohr.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing FIG. R shows a longitudinal section through a jet engine, FIG. 2 shows a view of front; Fig.3 shows a combustion chamber with several exhaust pipes from the rear and Fig. Q. the combustion chamber according to FIG. 3 in longitudinal section and the associated Venturi tube.

Die Brennkammer i ist vorn durch den Deckel verschlossen, in dem die Ansaugöffnungen 16 vorgesehen sind. Die Öffnungen 16 können entweder durch die Plattenventile i4., die durch den Schild 15 gegen den Brennraum abgeschirmt sind oder durch das Labyrinth 2i abgedeckt sein. Auf dem Deckel2 ist der Lufttrichter 3 zentral befestigt. In der Mitte des Trichters 3 ist die Mischturbine i i mit den Leitschaufeln 12 auf der Achse 13 drehbar gelagert.The combustion chamber i is closed at the front by the cover in which the suction openings 16 are provided. The openings 16 can either i4 through the plate valves., Which are shielded from the combustion chamber 1 through the shield 5, or be covered by the labyrinth 2i. The air funnel 3 is fastened centrally on the cover 2. In the middle of the funnel 3, the mixing turbine ii with the guide vanes 12 is rotatably mounted on the axis 13.

Die Leitschaufeln sind so angeordnet, daß die Mischturbine durch das einströmende Gas-Luft-Gemisch entsprechend dem Freilauf 22 in Drehung versetzt wird. Der Anlaßbrennstoff bzw. der Betriebsbrennstoff gelangt von den Vergasern 6 und 7 in die gemeinsame Düse 5, von der er durch die einströmende Luft mitgerissen wird. Vom Behälter io gelangt Wasser über das Regulierventil g zur Düse 8 in die Brennkammer.The guide vanes are arranged so that the mixing turbine through the inflowing gas-air mixture is set in rotation according to the freewheel 22. The starting fuel or the operating fuel comes from the carburetors 6 and 7 into the common nozzle 5, from which it is carried away by the incoming air. From the container io water passes through the regulating valve g to the nozzle 8 in the combustion chamber.

Die Kühlluft strömt von vorn durch den Raum zwischen der Brennkammer i und dem Mantel 17, der sich nach hinten verengt, so daß die Kühlluft in das verschiebbare Venturirohr ig strömen kann. Auf dem Mantel i17 ist mittels des Hebels 2o die Hülse 18 an das Venturiröhr 1g verschiebbar. Die beim Anlassen erforderliche Fremdzündung erfolgt über die Zündkerze .I. Der Austrittstutzen 23 der Brennkammer ragt in das Venturirohr ig. Bei der Ausführungsform der Fig.3 und 4 ist die Brennkammer 24 mit sieben Austrittstutzen 25 versehen, die in das Venturirohr 26 ragen. Die bei einer möglichen Ausführungsform vorgesehene kardanische Aufhängung des Venturirohres ist nicht dargestellt.The cooling air flows from the front through the space between the combustion chamber i and the jacket 17, which narrows backwards, so that the cooling air in the sliding Venturi tube ig can flow. The sleeve is on the jacket i17 by means of the lever 2o 18 slidable on the venturi tube 1g. The spark ignition required when starting takes place via the spark plug .I. The outlet connection 23 of the combustion chamber protrudes into the Venturi tube ig. In the embodiment of Figures 3 and 4, the combustion chamber 24 is with seven outlet nozzles 25 which protrude into the venturi tube 26. The one at one possible embodiment provided cardanic suspension of the Venturi tube not shown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Jet engine with after starting the engine pulsating combustion and auto-ignition in one in the direction of the jet constantly open combustion chamber, characterized in that one prepared outside the combustion chamber Pulp-air mixture and optionally an additive through the in the combustion chamber periodic negative pressure through openings in the lid of the combustion chamber in these are sucked.

2. jet engine according to claim i, characterized in that that starting by blowing compressed air into the outside of the combustion chamber with Light oil, e.g. B. gasoline, is mixed, in the combustion chamber and by spark ignition, z. B. by means of a spark plug protruding into the combustion chamber.

3. Jet engine according to claims i and 2, characterized in that the preparation of the fuel-air mixture takes place by means of a gasifier, which the fuel in one of the lid of the combustion chamber upstream -, air funnel atomized. d ..

Jet engine according to claims i to 3, characterized in that one for the carburetor of the starting fuel and for the common nozzle protrudes into the air funnel.

5. Jet engine according to claims 3 and 4, characterized in that the bore the carburetor nozzle can be regulated by an adjustable needle.

6. Jet engine according to claim i, characterized in that water is fed into the combustion chamber as an additive is introduced.

7. jet engine according to claims i, 2 and 6, characterized in that that the supply of water at the same time as the switch from starting to driving begins. B.

Jet engine according to Claims 1, 2, 6 and 7, characterized in that that the amount of water standing in a fixed ratio to the amount of fuel by means of a float which is known from carburettors and is arranged in a float housing and a float needle is adjustable. G.

Jet engine according to claims i to 5, characterized in that between the air funnel with the carburetor nozzle and the intake openings of the combustion chamber are provided with a mixing turbine with guide vanes is arranged, which is mounted on a freewheel and only in the corresponding to the intake flow Direction is rotatable. ok

Jet engine according to claim g, characterized characterized in that the tips of the conical mixing turbine into the vent with the carburetor nozzle protrudes and that it is on one in the middle of the combustion chamber cover attached axis is mounted. ii.

Jet propulsion, Verk according to claims i to 5, g. and io, characterized in that the suction openings provided in the combustion chamber cover solely by its shape and by the fact that it can only be rotated in one direction Air cushions created by the mixing turbine prevent the combustion gases from escaping from the combustion chamber prevent. i2 @.

Jet engine according to claims i to g and io, characterized in that that the suction openings are covered by plate valves that are against the combustion chamber are shielded by a shield.

13. Jet engine according to claims i to 5, g and io, characterized in that the suction openings are covered by a labyrinth are. 1: 1.

Jet engine according to Claims i to 13, characterized in that the outlet connection of the combustion chamber into a venturi tube that can be displaced in the axial direction flows out. i5.

Jet engine according to Claims i to 1.4, characterized. that the combustion chamber is surrounded by a rearwardly tapering jacket and that through the space between the combustion chamber 'and the jacket of a cut out Ring opening air is sucked into the Venturi Rollr.

16 '. Jet engine according to claims 14 and 15, characterized in that the venture tube on one on the jacket sliding sleeve is attached.

17. Jet engine according to claim 16, characterized characterized in that the sleeve and the venturi by means of one on the combustion chamber attached, reaching through a slot in the jacket lever are displaceable.

18. Jet engine according to claims i to 17, characterized in that the combustion chamber has several outlet nozzles opening into a common Venturi tube. ig. Jet engine according to claims i to 18, characterized in that the venturi tube is cardanic is suspended and for the purpose of steering the provided with the jet engine Vehicle od. The like. Is pivotable at an angle to the axial direction. 2o. Jet engine according to claims i to ig, characterized in that the combustion chamber with a thin-walled graphite bushing reinforced with wire with a high expansion coefficient is lined.