DE953754C - Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons - Google Patents

Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons

Info

Publication number
DE953754C
DE953754C DEC8181A DEC0008181A DE953754C DE 953754 C DE953754 C DE 953754C DE C8181 A DEC8181 A DE C8181A DE C0008181 A DEC0008181 A DE C0008181A DE 953754 C DE953754 C DE 953754C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
gas
pistons
gas generator
cranks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEC8181A
Other languages
German (de)
Inventor
Fritz Cockerell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEC8181A priority Critical patent/DE953754C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE953754C publication Critical patent/DE953754C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/06Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid being generated in an internal-combustion gas generated of the positive-displacement type having essentially no mechanical power output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

Mit gegenläufigen Kolben arbeitender Gas-Generator für Gasturbinen Die Maschine gemäß der Erfindung ist dem Freikolbenmotor von P e s c ä r a ähnlich, unterscheidet sich jedoch vorwiegend von diesem in der Rückführung der Kolben in die Zündstellung und in einer wesentlichen Erhöhung der Spielzahl. Die von der äußeren nach der inneren Totlage zu bringenden Arbeitskolben werden bei Freikolbenmasch-inen durch Druckluft betätigt. Unterschiedlich hierzu erfolgt diese Rückführung der Kolben in bekannter Weise mechanisch. Die auf die Arbeitskolben wirkenden Gaskräfte werden von den Kolben der Kompressoren aufgenommen. Der erfindungsgemäße Gas-Generator soll .hauptsächlich bei Straßenfahrzeugen angewendet werden, bei denen geringes Gewicht und gefordert wird. Im Zusammenhang mit dieser Forderung ist die Spielzahl - hier Drehzahl genannt - von Bedeutung, denn die bei den Freikolben an sich niedere Spielzahl ergibt für Fahrzeuge zu große Abmessungen. Die Anordnung des hier angewendeten Kurbeltriebes ist kennzeichnend für die erfindungsgemäße Lösung. Das Triebwerk liegt außerhalb, und zwar je seitlich an den Zylindern. Es sind ähnliche Anordnungen mit außerhalb liegender Kurbel bekannt, wobei die Kurbelhelle durch den Brennraum des Zylinders geführt wird. Eine derartige Ausführung würde bei der bei Einspritzmaschinen .geforderten inneren Gemischbildung unbrauchbar. Die heute und gerade bei Gas-Generatoren gestellten Anforderungen können nur dann erfüllt werden, wenn der Brennraum zwischen den beiden gegenläufigen Kolben völlig frei bleibt, weil die für die Gemischbildung nötige Luftbewegung eine-große Rolle spielt. Der beim Treibgasverfahren zwangläufige große Unterschied zwischen den Durchmessern der Arbeits- und Kompressorkolben ermöglicht, unter der Voraussetzung eines bestimmten Luftdurchsatzes, das Triebwerk mit Kurbel und P.leuel so zu bemessen, daß es den geforderten Belastungen standhält. Letztere sind in der Hauptsahe die bei Aufladung entstehenden Drücke auf die' Arbeitskolben während des Verdichtungshubes. Die nach der Zündung auftretenden höheren Drücke wirken auf die Kolben, welche dementsprechend stark beschleunigt werden, bis die auf der Gegenseite der Kompressoren zu verdichtende Luft ihre Leistung aufnimmt. Nachdem also keine nennenswerte Leistung nach außen abgegeben wird, werden die beiden Kurbeltriebwerke während der Ausdehnung nicht beansprucht. Die erfindungsgemäße Anordnung des Kurbeltriebes verursacht hinsichtlich der Belastung der Pleuelstangen während der Rückführung der Kolben lediglich eine Beanspruchung auf -Zug, wobei diese sich auf jeweils zwei Pleuelstangen verteilt. Ein wesentlicher Vorteil ist die damit erzielte kurze Baulänge. Gegenüber bekannten Treibgas-Generatoren in Trommelbauart bei gleicher Leistung ist die vorliegende Ausführung mit nur einem Zylinder fertigungsmäßig im Vorteil. Die Zeichnung zeigt in Fig. i einen Querschnitt I-II und in Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Generator.Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons The machine according to the invention is similar to the free piston engine of P e s cär a, However, it differs mainly in the return of the pistons in the ignition position and in a substantial increase in the number of games. The one from the outer Working pistons to be brought after the inner dead position are used in free-piston machines actuated by compressed air. In contrast to this, this return of the pistons takes place mechanically in a known manner. The gas forces acting on the working pistons are absorbed by the pistons of the compressors. The gas generator according to the invention should be used mainly in road vehicles where little Weight and is required. Related to this requirement is the number of games - here called speed - of importance, because the free pistons are inherently low Number of games results in dimensions that are too large for vehicles. The arrangement of the applied here Crank drive is characteristic of the solution according to the invention. The engine is lying outside, on each side of the cylinder. There are similar arrangements with known outside crank, the crank light through the combustion chamber of the Cylinder is guided. Such a design would be in the case of injection machines .required internal mixture formation unusable. Today and especially with gas generators The requirements set can only be met if the combustion chamber is between the two pistons running in opposite directions remain completely free, because they are responsible for the mixture formation necessary air movement plays a major role. The inevitable in the propellant process allows a large difference between the diameters of the working and compressor pistons, assuming a certain air flow rate, the engine with Dimension the crank and connecting rod so that it can withstand the required loads. The latter are mainly the pressures on the working pistons during charging during the compression stroke. The higher pressures occurring after ignition act on the pistons, which are accordingly strongly accelerated until the Air to be compressed on the opposite side of the compressors begins to perform. So after no noteworthy performance is given to the outside world, the two Crankshaft drives not stressed during the expansion. The inventive Arrangement of the crank mechanism causes the load on the connecting rods during the return of the piston only a stress on -Zug, whereby these are distributed over two connecting rods each. A major benefit is the short overall length achieved with it. Compared to known propellant gas generators in drum design With the same performance, the present version can be manufactured with only one cylinder in advantage. The drawing shows a cross section I-II in FIG. 1 and a cross section in FIG Horizontal section through the generator.

Die Kolben i und 2, welche in Fig. 2 in der Zündstellung gezeichnet sind, sind an ihrem hinteren Ende mit den Kompres.sorkolben 3 und 4 verschraubt oder aus einem Stück. Im* Brennkraftzylinder 5, welcher mittels im Gehäuse 6 befindlicher Befestigungsaugen 7 verschraubt ist, befinden sich die beim Zweitakt üblichen Auslaßkanäle 8 und- Spülkanäle g. Die großen Unterschiede zwischen den Durchmessern des Brennkraftzylinders 5 und der beiden Kompressorenzylinder io und ii lassen es gerade noch zu, die seitlich am Brennkraftzylinder befindlichen und mit 12 und 13 bezeichneten Kurbeltriebe unterzubringen. Der beschränkte Platz zwingt dazu, die beiden inneren Kurbelzapfen als »frei fliegend« auszubilden, so daß der Beanspruchung wegen die Kurbelwangen gleichzeitig ein Teil des Rollenlagers 14 und 15 bilden. Die Gegenläufigkeit der Kolben erfordert daher rechts und links und unmittelbar am Zylinder je einen Kurbeltrieb mit zwei um i8o° versetzte Kurbelzapfen. In Fig. i sind die beiden Kurbelpaare dargestellt und mit 12 bzw. 13 bezeichnet. In Fig. 2 sind die Kurbelzapfen 16, 16' und 17, 17' dargestellt, an denen die Pleuelstangen angreifen und durch Anlenkung an den Bolzenlagern 18 und i9 an den Kompressorkolben 3 und 4 die Bewegung übertragen. Die äußeren Pleuelstangen durchkreuzen dabei dieUmfassungen der Rollenlager, welche dementsprechend örtlich unterbrochen sind. Damit ein absoluter Gleichlauf und' eine Startmöglichkeit mit einem elektrischen Anlasser möglich ist, werden die beiden Kurbeltriebe durch die Zahnräder 2o, 2o' und 21, 29 sowie der Vorgelegewelle 22 miteinander verbunden Anlasserzahnkranz 23 und Zahnrad 23 sitzen fest auf der Welle 24, so daß von dort aus angelassen werden kann. In Verlängerung der Welle 25 des linken Kurbeltriebes 13 werden die hier nicht dargestellten Nebenapparate, wie Einspritzpumpe, Öler, Zündverteiler, - angetrieben.The pistons i and 2, which are drawn in Fig. 2 in the ignition position are screwed to the compression piston 3 and 4 at their rear end or in one piece. In the * internal combustion cylinder 5, which is located in the housing 6 by means of Fastening eyes 7 is screwed, there are the usual exhaust ports in the two-stroke 8 and flushing channels g. The big differences between the diameters of the internal combustion cylinder 5 and the two compressor cylinders io and ii just allow the side located on the internal combustion cylinder and labeled 12 and 13 crank mechanisms. The limited space forces the two inner crank pins to be "free-flying" train so that the stress because of the crank webs at the same time a part of the roller bearing 14 and 15 form. The opposite direction of the pistons therefore requires right and left and directly on the cylinder each a crank drive with two at 180 ° offset crank pins. In Fig. I the two pairs of cranks are shown and with 12 and 13 respectively. In Fig. 2, the crank pins 16, 16 'and 17, 17' are shown, on which the connecting rods engage and by being linked to the pin bearings 18 and i9 to the compressor pistons 3 and 4 transmit the movement. The outer connecting rods thereby cross the enclosures of the roller bearings, which accordingly locally are interrupted. So that an absolute synchronism and 'a start option with an electric starter is possible, the two crank mechanisms are operated by the Gears 2o, 2o 'and 21, 29 and the countershaft 22 connected to one another starter ring gear 23 and gear 23 are firmly seated on the shaft 24, so that they can be started from there can. In extension of the shaft 25 of the left crank mechanism 13, they are not here Ancillary equipment shown, such as injection pump, oiler, ignition distributor, - driven.

Der Generator arbeitet wie folgt: Ausgehend von der Zündstellung der beiden Kolben i und 2 treibt das Verbrennungsgas die Kolben nach außen, wobei die an den Enden befindlichen Luftverdichterkolben 3 und 4 die vorher angesaugte Luft zu verdichten beginnen. Die für diese Verdichtung auf Gegendruck nötige Leistung wird von der Energie der Brenngase aufgebracht, nur ein kleiner Teil geht für den Antrieb von Nebenapparaten in die Welle 25 nach außen. Befinden sich die beiden Motorkolben in der äußeren Totlege, so werden sie durch die inzwischen umlaufenden Kurbelwellen 12 und 13 wieder -in die Zündstellung zurückgeführt. Bei diesem Vorgang wird das Triebwerk entsprechend dem jeweils herrschenden Kompressionsdruck belastet. Ein. für diese Belastung ausgelegtes Triebwerk kann gerade noch untergebracht werden. Das Verdichtungsverhältnis bleibt bei diesem Generator konstant. Der Aufladedruck ist so gewählt, daß die Selbstzündgrenze nur wenig bei Vollast überschritten wird. Unter der Selbstzündgrenze arbeitend, wird mit Zündkerze gezündet. Das Treibgas wird aus dem Ringraum 8 der Nutzleistungsmaschine zugeführt. Der Gasgenerator wird hauptsächlich für Straßenfahrzeuge verwendet und hat aus diesem Grund - gegenüber den Freikolben-Generatoren - die Möglichkeit des Anlassens mittels elektrischen Anlassers. Da bei einem Fahrzeugantrieb das Anlaufenlassen der Maschine sehr oft vorkommt, würden die beiden Kurbeltriebe durch Zahnräder miteinander verbunden.The generator works as follows: Starting from the ignition position of the Both pistons i and 2, the combustion gas drives the pistons outwards, with the air compressor pistons 3 and 4 located at the ends of the previously sucked in air begin to condense. The power required for this compression to counter pressure is applied by the energy of the combustion gases, only a small part goes for the Drive of auxiliary devices in the shaft 25 to the outside. Are the two Engine pistons in the outer dead position, so they are now revolving through the Crankshafts 12 and 13 returned to the ignition position. In this process the engine is loaded according to the prevailing compression pressure. A. Engine designed for this load can barely be accommodated. The compression ratio remains constant with this generator. The boost pressure is chosen so that the self-ignition limit is only slightly exceeded at full load. Working below the self-ignition limit, it is ignited with a spark plug. The propellant is fed from the annular space 8 of the power machine. The gas generator will mainly used for road vehicles and has for this reason - opposite the free-piston generators - the possibility of starting with electrical ones Starter. Since with a vehicle drive the machine starts up very often occurs, the two crank mechanisms would be connected to one another by gears.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Gas-Generator für Gasturbinen in Gegenkolbenbauart, bei welchen die Rückführung der Kolben für die Verdichtung mechanisch mittels Kurbeltriebes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, -daß an jedem Kolben zwei an der Verdichterstufe des Kolbens angelenkte Pleuel und ebenfalls zwei Kurbeln angeordnet sind, wobei die einem Kolben zugeordneten beiden Pleuel und Kurbeln auf verschiedenen Seiten angeordnet sind, während die den beiden verschiedenen Kolben zugeordneten, aber auf der gleichen Zylinderseite angeordneten Kurbeln gegen die Zylinderwand zu frei fliegend auf je einer gemeinsamen Kurbelwelle angeordnet sind. PATENT CLAIMS: i. Gas generator for gas turbines in opposed piston design, in which the return of the piston for compression mechanically by means of a crank mechanism takes place, characterized in -that on each piston two on the compressor stage of the piston articulated connecting rods and also two cranks are arranged, wherein the two connecting rods and cranks assigned to a piston on different sides are arranged, while the two different pistons assigned, but cranks arranged on the same cylinder side against the cylinder wall too freely are arranged overhung on a common crankshaft. 2. Gas-Generator für Gasturbinen in Gegenkolbenbauart nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kurbeltriebe zwecks Gleichlauf über Zahnräder und einer außerhalb des Arbeitszylinders liegenden Welle in Verbindung stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 124001; österreichische Patentschrift Nr. 137 24o.2. Gas generator for gas turbines of opposed piston design according to claim i, characterized in that the two crank drives for the purpose of synchronism via gears and one outside of the Working cylinder lying shaft in connection. Considered publications: German Patent No. 124001; Austrian patent specification No. 137 24o.
DEC8181A 1953-09-15 1953-09-15 Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons Expired DE953754C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC8181A DE953754C (en) 1953-09-15 1953-09-15 Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEC8181A DE953754C (en) 1953-09-15 1953-09-15 Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE953754C true DE953754C (en) 1956-12-06

Family

ID=7014288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC8181A Expired DE953754C (en) 1953-09-15 1953-09-15 Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE953754C (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE124001C (en) *
AT137240B (en) * 1932-03-23 1934-04-25 Warszawska Spolka Akcyjna Budo Method and device for achieving a constant compression pressure in the engine of a crankless engine compressor provided with an additional gas buffer space.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE124001C (en) *
AT137240B (en) * 1932-03-23 1934-04-25 Warszawska Spolka Akcyjna Budo Method and device for achieving a constant compression pressure in the engine of a crankless engine compressor provided with an additional gas buffer space.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011013567B4 (en) Internal combustion engine with split cycle
DE2600054A1 (en) WORKING MACHINE
DE1905244A1 (en) Completely balanced, double acting piston machine
DE19724225A1 (en) Piston engine operating process
DE102010016357A1 (en) Internal combustion engine with fuel pump
DE953754C (en) Gas generator for gas turbines working with counter-rotating pistons
DE10107921B4 (en) Four-cylinder internal combustion engine System Otto or Diesel with power transmission from the combustion chambers via four pistons rigidly connected to a sliding link - sliding block - crankshaft
DEC0008181MA (en)
DE803961C (en) Multi-cylinder two-stroke internal combustion engine with 3 n-cylinders
DE3331404A1 (en) Free piston engine for the generation of torque
DE2704006A1 (en) Engine with two opposing pistons in cylinders - has gear mechanism so that inward stroke lengths of pistons are different
DE3921581A1 (en) IC engine with double acting piston - has its piston rod attached to crosshead
DE102018005817A1 (en) Internal combustion engine in composite construction with secondary expansion running almost parallel
DE202015005113U1 (en) reciprocating engine
DE4434149C2 (en) Hybrid drive device with integrated change drive
DE102014011571B4 (en) Combined combustion engine with approximately parallel secondary expansion
DE341667C (en) Internal combustion engine
DE434037C (en) Diesel locomotive with compressed air drive
DE19607054A1 (en) Internal combustion engine with two pistons in one cylinder
DE2513380A1 (en) Low weight oil engine of short stroke - has light alloy housing with one injector for two cylinders
DE19722129A1 (en) Internal combustion engine
DE1075381B (en) Power plant
DE1965865A1 (en) Ring cylinder internal combustion engine
DE3500644A1 (en) Multicylinder piston engine
DE491259C (en) Four-stroke internal combustion engine with unequal piston strokes