WO2012130226A2 - Combustion engine having a rotor that is rotatable about the axis thereof - Google Patents

Combustion engine having a rotor that is rotatable about the axis thereof Download PDF

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WO2012130226A2
WO2012130226A2 PCT/DE2012/100071 DE2012100071W WO2012130226A2 WO 2012130226 A2 WO2012130226 A2 WO 2012130226A2 DE 2012100071 W DE2012100071 W DE 2012100071W WO 2012130226 A2 WO2012130226 A2 WO 2012130226A2
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rotation
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combustion engine
internal combustion
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Reinhard Diem
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Reinhard Diem
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/18—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F01C21/183—Arrangements for supercharging the working space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3566—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/02—Methods of operating

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having a rotor which is rotatable about an axis of rotation, having the features of the preamble of claim 1.
  • piston engines usually as four-stroke engines, are also common as combustion engines in various applications as two-stroke engines.
  • Wankel engines in practice as rotary piston engines, with a rotating and circulating on a circular path and referred to as a rotary piston rotor.
  • Wankel engine with a rotary piston, so a rotating about a rotation axis rotor, which does not rotate.
  • the object of the invention is to propose an internal combustion engine with a rotor which is rotatable about an axis of rotation without requiring a circulation movement.
  • the internal combustion engine according to the invention has a rotor and a housing with a circular and concentric to the rotor inner cross-section, wherein an imaginary axis of the circular inner cross-section is an axis of rotation of the rotor.
  • the housing has a cylindrical inner circumference on. Conceivable, however, are other, for example, spherical or hollow inner walls of the housing or a hollow cone or two or more hollow cones with opposite cone angles.
  • the circular inner cross section of the housing of the internal combustion engine according to the invention allows the rotor to rest on the inside of the housing with a rotor rotating exclusively around the axis of rotation without the latter additionally having to move radially in an orbit or in any other way.
  • a rotation of the rotor relative to the housing it may also rotate the rotor and the housing rotatably or even both the rotor and the housing, but with different speeds and / or in different directions rotate.
  • a rotation of the rotor relative to the housing and in a direction of rotation is meant.
  • the rotor of the internal combustion engine according to the invention has at least one recess on its circumference, which extends over a limited circumferential section. Viewed in the circumferential direction of the rotor is located at both ends of the recess on the inner wall of the housing, the system in principle, for example, with sealing strips, as they are known in the Wankel engine can take place.
  • At least one working space is formed by the at least one recess on the circumference of the rotor, which is bounded on the outside by the inner wall of the housing and on the inside by the rotor or a base of the recess of the rotor.
  • the recess may be limited for example by end walls of the housing of the internal combustion engine or side walls of the recess of the rotor.
  • a working gas successively performs the known from a four-stroke internal combustion engine power strokes inlet, compression, combustion and expansion and exhaust, wherein combustion and expansion are regarded as a power stroke.
  • the four acts are assigned as in a Wankel engine four peripheral portions of the housing.
  • the inlet may be a suction or an influx of a compressed gas from a compressor, turbocharger or the like.
  • the combustion can be initiated by auto-ignition or spark ignition as known from internal combustion engines.
  • the working gas may already be a combustible gas or gas mixture at the inlet, wherein the gas mixture may also be a mixture of one or more gases and one or more liquids and one or more solids.
  • the working gas may also be non-combustible and a combustible material (fuel) are supplied only before or during combustion, as is known for example from the diesel engine.
  • the housing of the internal combustion engine according to the invention has an inlet and an outlet for the working gas, which are circumferentially offset from each other and preferably adjacent, d. H. in the circumferential direction have little distance from each other to have the largest possible part of the circumference for the power strokes available.
  • the internal combustion engine according to the invention comprises two separators, one of which is arranged between the inlet and the outlet.
  • the separators are movable inwardly and outwardly and divide the at least one working space into two subspaces when the at least one working space is in the area of the disconnector.
  • In the direction of rotation of the rotor is the one part of the working space in front of the separator and the other behind the separator.
  • the volume of the subspace which is in the direction of rotation of the rotor in front of the separator, decreases, and the volume of the subspace in the direction of rotation behind the separator increases.
  • the separators may be, for example, slides, which are guided in the housing, for example, pivotally and / or displaceably on a straight or a non-straight path inwardly and outwardly movable, wherein the direction of movement may be radial, but need not be.
  • the separators are, for example, spring-loaded inwardly pressed against the rotor, so that they move inwards when a working space reaches their area during the rotation of the rotor. If a bottom of the working space at the end of it again rises outward to the inner wall of the housing, the separator moves back outward.
  • the further separator is offset in the circumferential direction and arranged so that the at least one working space communicates neither with the inlet nor with the outlet when the further separator is in the region of the at least one working space. Between the other separator and the one separator, combustion and expansion of the working gas take place. Between the one separator and the other separator done inlet and compression of the working gas.
  • the internal combustion engine according to the invention has a memory, in which the working gas passes between the compression and the combustion.
  • the rotor displaces the working gas from the subspace of the working space, which is the direction of rotation of the rotor before the other separator and whose volume is reduced by the rotation of the rotor, in the memory.
  • the working gas is preferably, but not necessarily, further compressed.
  • the working gas flows back into the working space, preferably in the same working space from which it has previously been displaced in the memory, but in the subspace of the working space, which is located in the direction of rotation behind the other separator and its volume by the rotation of the rotor increases.
  • the working gas After flowing from the storage in the working space, the working gas is burned in the working space. Not provided for but not excluded is a start of combustion already during the flow of working gas from the memory into the working space, the combustion should not continue in the memory, ie the memory should be separated from the working space or be before a flame or combustion front gets into the memory.
  • the resulting from the combustion of the working gas pressure drives the rotor rotating, it acts in the circumferential direction between the another separator and a front in the direction of rotation of the rotor end of the at least one working space, whereby the combustion pressure of the working gas causes a torque on the rotor.
  • the internal combustion engine according to the invention has the advantage that it has no reciprocating masses.
  • the movement of the rotor is exclusively a rotation without imbalance provided the rotor has no such.
  • the exclusive rotation of the rotor allows the cross-sectionally circular, in particular hollow cylindrical inner cross section of the housing, whereby the housing is simple and thus inexpensive to produce.
  • Another advantage of the invention is a relatively uniform rotation of the rotor.
  • Another advantage is the simple mechanism of the internal combustion engine according to the invention with the rotatable rotor and the two separators as moving parts, the invention does not exclude additional moving parts.
  • Another advantage of the internal combustion engine according to the invention is a linear enlargement of the volume of the subspace of the working space in the direction of rotation of the rotor behind the other separator, in which the combustion takes place.
  • the linear volume increase appears favorable for a uniformly spreading flame front or a uniform volume increase of the working gas due to the combustion.
  • the linear volume increase of the subspace of the working space in which the combustion takes place should contribute to a good efficiency of the internal combustion engine.
  • An additional advantage of the internal combustion engine according to the invention is a large lever arm, with which the pressure of the combustion working gas acts on the rotor, namely in its outer region.
  • the disconnectors can be replaced without disassembling the motor from the outside.
  • Conceivable is a hydrodynamic bearing of the rotor in the housing.
  • the internal combustion engine according to the invention is provided in particular for hydrogen or a mixture of natural gas and hydrogen as fuel, the either mixed with air and / or oxygen flows as working gas through the inlet or in the direction of rotation of the rotor after the other separator, ie for combustion, flows into the at least one working space or in the memory, for example, is injected.
  • An embodiment of the invention provides a gas control for the displacement of the working gas from the at least one working space in the memory and / or from the memory in the at least one working space.
  • the gas control may include one or more valves, the movement of which is, for example, mechanically derived from or from the rotor or electronically controlled. The list is not exhaustive.
  • the further separator has two slide valves.
  • Sliders of the slide valves for example, spring-loaded inwardly pressed against the rotor and mechanically moved during rotation of the rotor and thereby controlled.
  • slide the two slide valves include the memory.
  • at least one of the two slides has a recess which is covered by the other slide and forms the memory.
  • the rotor of the internal combustion engine according to the invention on three equally shaped and uniformly distributed over the circumference arranged recesses, which include three working chambers between the rotor and the inner wall of the housing.
  • An embodiment of the invention provides that the base of the at least one recess in a peripheral portion extends in a circular arc and concentric with the axis of rotation of the rotor.
  • the bottom of the at least one recess of the rotor rises outwardly to the inner wall of the housing.
  • its base rises steeply outward as far as the inner wall of the housing or, viewed inversely, slopes steeply from the inner wall to the arcuate section of the base.
  • This section of the bottom of the recess which extends from the inner wall of the housing to the circular arc-shaped portion of the bottom of the recess, is hereinafter also referred to as the front edge of the recess.
  • the steepness of the flank of the recess is limited by a maximum speed at which the two separators of the front, in the direction of rotation of the rotor from the inner wall of the housing inwardly to the arcuate portion of the bottom of the recess falling edge of the recess can follow.
  • its base At the rear end of the recess in the direction of rotation, its base preferably rises more flatly up to the inner wall of the housing, in order to keep the speed of the separator low.
  • the rotor has at least two recesses on its circumference, which are offset in the circumferential direction to each other and include at least two working spaces between the rotor and the inner wall of the housing.
  • the work spaces adjoin one another in the circumferential direction and are separated from each other only by a point at which the rotor rests against the inner wall of the housing between the work spaces. That also applies to a rotor with more than two recesses and more than two working spaces.
  • An additional, outwardly and inwardly movable separator is arranged in the direction of rotation of the rotor behind the one and before the other separator.
  • the additional separator divides a working space, which is located in its area, into two subspaces.
  • In the area of the additional disconnector there is a working space in the direction of rotation of the rotor behind one and in front of the other disconnector.
  • the other separator Based on the four work cycles of the internal combustion engine, the other separator is in the peripheral portion in which the working gas is compressed.
  • An overflow line connects a working space, which connects in the area of the additional separator, with a working space, which is located in the direction of rotation of the rotor behind the additional and in front of or in the area of the further separator.
  • the overflow connects the subspace of a working space, which is in the direction of rotation of the rotor in front of the additional separator, with the subspace of the other working space, which is located in the direction of rotation of the rotor before the other separator.
  • the overflow line can be closed. If the overflow line is open, displaces the working space, which is located in the region of the additional separator, with a rotation of the rotor working gas from the subspace, which is in the direction of rotation of the rotor in front of the additional separator, in the working space, in the area of the other Trenner is located, and in its subspace, which is in the direction of rotation in front of the other separator.
  • the internal combustion engine has in this embodiment of the invention, an additional inlet for the working gas in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator, through which flows the working gas in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator in the working space. If only a small compression is desired, the overflow is closed and it compresses only the working space in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator and before the other separator. The working space in front of the additional separator is vented so that it does not build up any pressure that would slow the rotor.
  • An embodiment of the invention provides a cooling of the Working gas in the direction of rotation of the rotor behind the one and before the other separator before.
  • the inner wall of the housing is cooled in this area. In this area, the working gas is compressed and thereby heats up.
  • the cooling of the working gas is comparable to the charge air cooling of an internal combustion engine with a mechanical compressor or turbocharger with the proviso that in the internal combustion engine according to the invention, the working gas is cooled in the engine and must not be led to the outside to cool.
  • the cooling of the working gas during the compression allows a higher compression and improves the efficiency. In addition, it reduces thermal stress on the internal combustion engine.
  • the same purpose is a cooling of the overflow, if one exists.
  • the double compression allows effective intercooling of the working gas in the overflow line, thereby reducing the thermal load on the internal combustion engine, allowing for an increase in overall compression from the inlet of the working gas to the flow into the reservoir at the end of compression or until the start of combustion. As a result, the efficiency of the internal combustion engine can be increased.
  • a further development of the invention provides an internal combustion engine with a plurality of rotors which are arranged coaxially next to one another, preferably on a common shaft, so as to be non-rotatable with one another.
  • the rotors are angularly offset from each other, which means that their working spaces are offset from each other in the circumferential direction.
  • the offset is chosen so that the work spaces are distributed as evenly as possible over the circumference, which means that the four working cycles, which can also overlap, are evenly distributed to achieve the most even running of the rotors.
  • the working gas is separate in the work spaces, the work spaces do not communicate with each other.
  • the offset of the rotors is possible, for example, by a shaft with a profile, for example a polygonal shaft, a wave profile, a splined profile or the like, and a complementary hole profile of the rotors.
  • An embodiment of the invention provides a fuel inlet, for example a fuel injection, into the reservoir into which the compressed working gas flows. This embodiment of the invention extends a period of time that is available for a mixture of the working gas with the fuel until the beginning of the combustion.
  • the mixing of the working gas with the fuel is improved by turbulence of the working gas as it flows from the reservoir into the working space in the direction of rotation of the rotor behind the further separator where the combustion takes place.
  • An embodiment of the invention provides for a design of the internal combustion engine as a glow starter motor. This refinement is provided in particular for operation of the internal combustion engine with hydrogen or a fuel which burns with similar rapidity or as part of the fuel. This embodiment of the invention simplifies the internal combustion engine because it does not require controlled ignition.
  • the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
  • the four figures show a radial section of an internal combustion engine according to the invention with different rotational positions different rotational positions of a rotor and different working gas conditions.
  • the drawing is to be understood as a simplified, not to scale schematic representation for explanation and understanding of the invention.
  • the combustion engine 1 according to the invention shown in the drawing has a rotor 2 which is rotatable about a rotation axis 3.
  • the rotor 2 has three recesses 4 on its periphery, forming the working spaces 5.
  • the recesses 4 are uniformly distributed over the circumference, that is offset by 120 ° to each other and extend in the circumferential direction over a little less than 120 °.
  • a bottom 6 of the recesses 4 extends in At a front end in the direction of rotation of the bottom 6 of the recesses 4 rises relatively steep, but not radially, outwardly to an inner wall 8 of a housing 9 of the internal combustion engine first At a rear end in the direction of rotation of the bottom 6 of the recesses 4 of the rotor 2 rises more flat to the outside of the inner wall 8 of the housing 9.
  • the direction of rotation of the rotor 2 which means a rotational direction is provided, indicated in the drawing with the circular arc arrow P.
  • the rising to the inner wall 8 of the housing 9 sections of the base 6 of the recess 4 are hereinafter also referred to as front and rear flanks 35, 36.
  • the inner wall 8 of the housing 9 is cylindrical and concentric with the axis of rotation 3 of the rotor 2.
  • the rotor 3 is located at three points 10, namely between its recesses 4, surface and sealing on the inner wall 8 of the housing 9, with "sealing" not a hermetically sealed system is necessarily meant, but rather a good compromise between a good sealing effect, which allows a good compression and combustion with low pressure losses with low frictional resistance and low wear ..
  • the recesses 4 of the rotor 2 close the working spaces 5 between the rotor 2 inside and the inner wall 8 of the housing 9 on the outside in. To the side, end walls 1 1 of the housing 9 close the working spaces 5.
  • the four slides 12, 13, 14, 31 are guided radially displaceable, which are acted upon by spring elements 15, 16, 17, 32 inwardly against the rotor 2 and the bottom 6 of its working spaces 5 recesses 4.
  • the four slides 12, 13, 14, 31 form three separators 18, 19, 27, the work spaces 5, when they are in the range of the slide 12, 13, 14, 31 and the slide 12, 13, 14, 31 itself are located in the work spaces 5, divide into two subspaces, one of which is in the direction of rotation P of the rotor 2 and the other behind the separator 18, 19, 31.
  • the separators 18, 19, 27 are offset in the circumferential direction by about 120 ° to each other.
  • One of the three separators 18 is located between an inlet 20 and an outlet 21, wherein in the direction of rotation P of the rotor 2, the inlet 20 open immediately after and the outlet 21 immediately before the one separator 18 into the respective working space 5.
  • the spring-loaded slide 12, 13, 14, 31 sealingly abut against a circumference of the rotor 2 and the bottom 6 of the recesses 4.
  • the seal is not necessarily hermetically sealed but as it has been described at the points 10 at which the rotor 2 between the recesses 4 on the inner wall 8 of the housing 9.
  • the two further slides 13, 14 lie with flat sides against each other and together form another separator 19, which is arranged offset by about 240 ° in the direction of rotation P of the rotor 2 to a separator 18. At their abutting flat sides, the two further slides 13, 14 recesses, which form a memory 22.
  • Mutually facing inner edges of the two further slides 13, 14 are interrupted by oblique grooves 23 which do not break through the entire inner face of the slide 13, 14.
  • the fourth slide 31 is referred to here as an additional slider 31, it forms an additional separator 27. It is arranged at about 120 ° to the other slides 12, 13, 14 and separators 18, 19 in the housing 9, in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the one slider 12 and before the other slides 13, 14 and in the circumferential direction approximately in a middle between the other slides 12, 13, 14, in the longer peripheral portion between the other slides 12, 13, 14.
  • the additional slide 31st is thus arranged in the area in which the working gas is compressed.
  • an overflow 28 which opens in the direction of rotation P of the rotor 2 a piece in front of the other sliders 13, 14 in a working space 5.
  • valve 33 which is disposed near an orifice of the overflow 28 in the working space 5 in front of the other sliders 13, 14.
  • valve 34 With a further valve 34, the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 in front of the additional slide 31 can be vented.
  • the working gas is provided air, as fuel, a mixture of hydrogen and natural gas in the ratio of about 1: 2.
  • air as fuel
  • An operation of the internal combustion engine 1 exclusively with hydrogen as fuel is also possible.
  • other gases such as oxygen as working gas and liquid fuels such as gasoline, diesel or kerosene, combustible gases or combustible solids, such as coal dust, as a fuel, or mixtures of such substances are possible.
  • the internal combustion engine 1 operates on the four-stroke principle, its function and the states of the working gas in one of the working chambers 5 are described below during a rotation of the rotor 2.
  • working gas flows through the inlet 20 into one of the working spaces 5, which is located in the region of the inlet 20 (FIG. 1).
  • a volume of the subspace of the working space 5 in the direction of rotation of the rotor 2 behind the one separator 18 increases by the rotation of the rotor 2, so that the internal combustion engine 1 sucks the working gas.
  • the partial volume of the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 in front of the additional slide 31 is reduced by the rotation of the rotor 2, whereby the working gas is compressed in this partial volume and flows through the overflow 28 into the working space 5, which is in the direction of rotation P of Rotor 2 is located in front of the working space 5, from which the working gas flows through the overflow 28.
  • the valve 33 in the overflow line 28 is open.
  • the compressed working gas flows from the overflow 28, which increases the compression, almost doubled.
  • the double compression can be switched off by the valve 33 is closed in the overflow 28 and the valve 34, with the working space 5 in the direction of rotation P is vented before the additional slide 31 is opened. In the direction of rotation P in front of the additional slide 31 is thereby not compressed.
  • the memory 22 By the displacement of the slide 13, 14 against each other, the memory 22 forming recesses open in the abutting flat sides of the two other slide 13, 14 to the oblique groove 23 in the direction of rotation P of the rotor 2 front of the two other slide 13.
  • the rotor 2 By its rotation The rotor 2 displaces the compressed working gas from the working space 5 into the memory 22.
  • the housing 9 In a peripheral portion in front of the additional separator 27 and before the other separator 19, the housing 9 has a cooling 25, which is shown in the drawing by cooling fins.
  • the cooling 25 of the housing 9 cools the working gas during compression in the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 before the additional separator 27 and before the other separator 19, which allows a higher compression of the engine 1, thereby improving its efficiency and a thermal Reduced load.
  • the Overflow line 28 also has a cooling 37 shown by cooling fins.
  • fuel can be injected in addition to or instead of the memory 22.
  • an injection of water into the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the other two sliders 13,14, where the working gas is burned, to an internal cooling for the purpose of thermal relief and / or to increase the efficiency of the internal combustion engine 1 is possible (not shown).
  • the fuel injection into the reservoir 22 and / or the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two further sliders 13, 14 takes place when the working gas flowing through the inlets 20, 29 is air without fuel.
  • the working gas ignites when the other two slides 13, 14 have closed the memory 22 and the point 10 of the rotor 2, with the rotor 2 sealingly abuts the inner wall 8 of the housing 9, the glow plug 24 has passed (shortly after It can also ignite itself in the manner of a diesel engine without a glow plug or be ignited with a spark plug instead of the glow plug 24 in Fig. 1 shown rotational position of the rotor 2).
  • Auto-ignition has the advantage that it does not ignite ignition Control needed.
  • the combustion of the working gas causes a pressure increase, which acts on the front edge 35 of the bottom 7 of the working space 5 and causes a torque on the rotor 2, which drives this to its rotation.
  • the working gas expands in the increasing by the rotation of the rotor 2 subspace of the working space 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two other sliders 13, 14 to the point 10, at which the rotor 2 at the front in the direction of rotation P of the rotor 2 End of the working space 5 is applied to the inner wall 8 of the housing 9, the outlet 21 has passed over, so that the working space 5 is connected to the outlet 21 and the working gas flows out. The cycle then starts again.
  • the described four-stroke cycle of the working gas takes place constantly in all three work spaces 5, so that the rotor 2 is almost constantly driven to short interruptions, which causes a relatively smooth running of the rotor 2.
  • the movement of the four slides 12, 13, 14, 31 is determined by the contour of the rotor 2, that is, the shape of the bottom 6 of the recesses 4, which form the working spaces 5, and the points 10 between the working spaces 5, at which the rotor 2 rests against the inner wall 8 of the housing 9, controlled.
  • the rotor 2 forms, as it were, a cam which mechanically controls the movement of the slides 12, 13, 14, 31.
  • the two further slides 13, 14, which form the further separator 19, at the same time also form slide valves for the gas control in and out of the memory 22 in the manner described.
  • De rotor 2 is rotatably received on a shaft 26 by positive engagement.
  • the shaft 26 has a splined profile and the rotor 2 has a hole with a congruent counter profile.
  • the multi-tooth profile of the shaft 26 and the hole of the rotor 2 are chosen so that more rotors 2 can be placed on the shaft 26 with an angular offset of, for example, 30 °.
  • the internal combustion engine 1 can thereby have a plurality of rotors 2 coaxial next to each other, which are separated by radial partitions. Of the Angular offset of the rotors 2 is chosen so that the working spaces 5 of the rotors 2 are offset uniformly in the circumferential direction to each other.

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Abstract

The invention relates to a combustion engine (1) having a rotor (2) that is rotatable about a rotational axis (3). The rotor (2) comprises three working chambers (5) that are divided into sub-chambers by sliders (12, 13, 14, 31) at three points of a housing (9). After admission a process gas is compressed upstream of two sliders (13, 14) that lie adjacent, said gas is displaced into a reservoir (22) between the two sliders (13, 14), out of which the process gas flows after further rotation of the rotor (2) into the working chamber (5) again, where it is combusted and drives the rotor (2).

Description

Verbrennungsmotor mit einem um seine Achse drehbaren Rotor  Internal combustion engine with a rotatable about its axis rotor
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Als Verbrennungsmotoren üblich sind heutzutage Kolbenmotoren, meist als Viertakt-Motoren, bei verschiedenen Anwendungen auch als Zweitaktmotoren. Daneben gibt es Wankelmotoren, in der Praxis als Rotationskolbenmotoren, mit einem sich drehenden und auf einer Kreisbahn umlaufenden und als Kreiskolben bezeichneten Rotor. In der Theorie gibt es auch einen Wankelmotor mit einem Drehkolben, also einem sich um eine Drehachse drehenden Rotor, der nicht umläuft. The invention relates to an internal combustion engine having a rotor which is rotatable about an axis of rotation, having the features of the preamble of claim 1. Nowadays piston engines, usually as four-stroke engines, are also common as combustion engines in various applications as two-stroke engines. In addition, there are Wankel engines, in practice as rotary piston engines, with a rotating and circulating on a circular path and referred to as a rotary piston rotor. In theory, there is also a Wankel engine with a rotary piston, so a rotating about a rotation axis rotor, which does not rotate.
Aufgabe der Erfindung ist einen Verbrennungsmotor mit einem Rotor vorzuschlagen, der um eine Drehachse drehbar ist ohne eine Umlaufbewegung zu benötigen. The object of the invention is to propose an internal combustion engine with a rotor which is rotatable about an axis of rotation without requiring a circulation movement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor weist einen Rotor und ein Gehäuse mit einem kreisförmigen und zum Rotor konzentrischen Innenquerschnitt auf, wobei eine gedachte Achse des kreisförmigen Innenquerschnitts eine Drehachse des Rotors ist. Insbesondere weist das Gehäuse einen zylindrischen Innenumfang auf. Denkbar sind allerdings auch andere, beispielsweise ballige oder hohlrunde Innenwandungen des Gehäuses oder auch ein Hohlkonus oder zwei oder mehr Hohlkonen mit entgegengesetzten Konuswinkeln. Der kreisförmige Innenquerschnitt des Gehäuses des erfindungs- gemäßen Verbrennungsmotors ermöglicht eine Anlage des Rotors innen am Gehäuse mit einem ausschließlich um die Drehachse drehenden Rotor ohne dass dieser sich zusätzlich auf einer Umlaufbahn oder in sonstiger Weise radial bewegen muss. This object is achieved by the features of claim 1. The internal combustion engine according to the invention has a rotor and a housing with a circular and concentric to the rotor inner cross-section, wherein an imaginary axis of the circular inner cross-section is an axis of rotation of the rotor. In particular, the housing has a cylindrical inner circumference on. Conceivable, however, are other, for example, spherical or hollow inner walls of the housing or a hollow cone or two or more hollow cones with opposite cone angles. The circular inner cross section of the housing of the internal combustion engine according to the invention allows the rotor to rest on the inside of the housing with a rotor rotating exclusively around the axis of rotation without the latter additionally having to move radially in an orbit or in any other way.
Grundsätzlich geht es um eine Drehung des Rotors relativ zum Gehäuse, es kann sich auch der Rotor drehen und das Gehäuse drehfest sein oder auch sich sowohl der Rotor als auch das Gehäuse, allerdings mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder in verschiedenen Richtungen, drehen. Wenn nachfolgend von einer Drehung des Rotors die Rede ist, ist eine Drehung des Rotors relativ zum Gehäuse und in einer vorgesehenen Drehrichtung gemeint. Der Rotor des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors weist mindestens eine Ausnehmung an seinem Umfang auf, die sich über einen begrenzten Umfangs- abschnitt erstreckt. In Umfangsrichtung gesehen liegt der Rotor an beiden Enden der Ausnehmung an der Innenwandung des Gehäuses an, wobei die Anlage grundsätzlich beispielsweise auch mit Dichtleisten, wie sie beim Wankelmotor bekannt sind, erfolgen kann. Durch die mindestens eine Ausnehmung am Umfang des Rotors ist mindestens ein Arbeitsraum gebildet, der außen von der Innenwandung des Gehäuses und innen vom Rotor bzw. einem Grund der Ausnehmung des Rotors begrenzt ist. Seitlich kann die Ausnehmung beispielsweise durch Stirnwände des Gehäuses des Verbrennungsmotors oder Seitenwände der Ausnehmung des Rotors begrenzt sein. Basically, it is about a rotation of the rotor relative to the housing, it may also rotate the rotor and the housing rotatably or even both the rotor and the housing, but with different speeds and / or in different directions rotate. When reference is made below to a rotation of the rotor, a rotation of the rotor relative to the housing and in a direction of rotation is meant. The rotor of the internal combustion engine according to the invention has at least one recess on its circumference, which extends over a limited circumferential section. Viewed in the circumferential direction of the rotor is located at both ends of the recess on the inner wall of the housing, the system in principle, for example, with sealing strips, as they are known in the Wankel engine can take place. At least one working space is formed by the at least one recess on the circumference of the rotor, which is bounded on the outside by the inner wall of the housing and on the inside by the rotor or a base of the recess of the rotor. Laterally, the recess may be limited for example by end walls of the housing of the internal combustion engine or side walls of the recess of the rotor.
Bei einer Drehung des Rotors in der vorgesehenen Drehrichtung läuft der durch die Ausnehmung des Rotors gebildete Arbeitsraum um. Dabei vollführt ein Arbeitsgas nacheinander die von einem Viertakt-Verbrennungsmotor bekannten Arbeitstakte Einlass, Verdichtung, Verbrennung und Expansion und Auslass durch, wobei Verbrennung und Expansion als ein Arbeitstakt angesehen werden. Die vier Arbeitsakte sind wie bei einem Wankelmotor vier Umfangsabschnitten des Gehäuses zugeordnet. Der Einlass kann ein Ansaugen oder auch ein Einströmen eines von einem Kompressor, Turbolader oder dgl. komprimierten Gases sein. Die Verbrennung kann durch Selbstzündung oder Fremdzündung eingeleitet werden wie es von Verbrennungsmotoren bekannt ist. Das Arbeitsgas kann bereits beim Einlass ein brennbares Gas oder Gasgemisch sein, wobei das Gasgemisch auch eine Mischung aus einem oder mehreren Gasen und einer oder mehreren Flüssigkeiten und einem oder mehreren Feststoffen sein kann. Das Arbeitsgas kann auch nicht brennbar sein und ein brennbarer Stoff (Kraftstoff) erst vor oder bei der Verbrennung zugeführt werden, wie es beispielsweise vom Dieselmotor bekannt ist. Upon rotation of the rotor in the intended direction of rotation of the work space formed by the recess of the rotor runs around. Here, a working gas successively performs the known from a four-stroke internal combustion engine power strokes inlet, compression, combustion and expansion and exhaust, wherein combustion and expansion are regarded as a power stroke. The four acts are assigned as in a Wankel engine four peripheral portions of the housing. The inlet may be a suction or an influx of a compressed gas from a compressor, turbocharger or the like. The combustion can be initiated by auto-ignition or spark ignition as known from internal combustion engines. The working gas may already be a combustible gas or gas mixture at the inlet, wherein the gas mixture may also be a mixture of one or more gases and one or more liquids and one or more solids. The working gas may also be non-combustible and a combustible material (fuel) are supplied only before or during combustion, as is known for example from the diesel engine.
Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors weist einen Einlass und einen Auslass für das Arbeitsgas auf, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander und vorzugsweise benachbart sind, d. h. in Umfangsrichtung wenig Abstand voneinander haben, um einen möglichst großen Teil des Umfangs für die Arbeitstakte zur Verfügung zu haben. The housing of the internal combustion engine according to the invention has an inlet and an outlet for the working gas, which are circumferentially offset from each other and preferably adjacent, d. H. in the circumferential direction have little distance from each other to have the largest possible part of the circumference for the power strokes available.
Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor zwei Trenner auf, von denen einer zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist. Die Trenner sind nach innen und nach außen beweglich und teilen den mindestens einen Arbeitsraum in zwei Teilräume, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum im Bereich des Trenners befindet. In Drehrichtung des Rotors befindet sich der eine Teilraum des Arbeitsraums vor dem Trenner und der andere hinter dem Trenner. Während der Drehung des Rotors verkleinert sich das Volumen des Teilraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem Trenner befindet, und das Volumen des Teilraums in Drehrichtung hinter dem Trenner vergrößert sich. Die Trenner können beispielsweise Schieber sein, die im Gehäuse beispielsweise schwenkbar und/oder verschieblich auf einer geraden oder einer nicht geraden Bahn nach innen und nach außen beweglich geführt sind, wobei die Bewegungsrichtung radial sein kann, nicht aber sein muss. Die Trenner werden beispielsweise federbeaufschlagt nach innen gegen den Rotor gedrückt, so dass sie sich nach innen bewegen, wenn bei der Drehung des Rotors ein Arbeitsraum in ihren Bereich gelangt. Steigt ein Grund des Arbeitsraums an dessen Ende wieder nach außen zur Innenwandung des Gehäuses an, bewegt sich der Trenner wieder nach außen. Der weitere Trenner ist in Umfangsrichtung versetzt und so angeordnet, dass der mindestens eine Arbeitsraum weder mit dem Einlass noch mit dem Auslass kommuniziert, wenn sich der weitere Trenner im Bereich des mindestens einen Arbeitsraums befindet. Zwischen dem weiteren Trenner und dem einen Trenner erfolgen Verbrennung und Expansion des Arbeitsgas. Zwischen dem einen Trenner und dem weiteren Trenner erfolgen Einlass und Verdichtung des Arbeitsgases. Furthermore, the internal combustion engine according to the invention comprises two separators, one of which is arranged between the inlet and the outlet. The separators are movable inwardly and outwardly and divide the at least one working space into two subspaces when the at least one working space is in the area of the disconnector. In the direction of rotation of the rotor is the one part of the working space in front of the separator and the other behind the separator. During the rotation of the rotor, the volume of the subspace, which is in the direction of rotation of the rotor in front of the separator, decreases, and the volume of the subspace in the direction of rotation behind the separator increases. The separators may be, for example, slides, which are guided in the housing, for example, pivotally and / or displaceably on a straight or a non-straight path inwardly and outwardly movable, wherein the direction of movement may be radial, but need not be. The separators are, for example, spring-loaded inwardly pressed against the rotor, so that they move inwards when a working space reaches their area during the rotation of the rotor. If a bottom of the working space at the end of it again rises outward to the inner wall of the housing, the separator moves back outward. The further separator is offset in the circumferential direction and arranged so that the at least one working space communicates neither with the inlet nor with the outlet when the further separator is in the region of the at least one working space. Between the other separator and the one separator, combustion and expansion of the working gas take place. Between the one separator and the other separator done inlet and compression of the working gas.
Außerdem weist der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor einen Speicher auf, in den das Arbeitsgas zwischen der Verdichtung und der Verbrennung gelangt. Bei seiner Drehung verdrängt der Rotor das Arbeitsgas aus dem Teilraum des Arbeitsraums, der sich Drehrichtung des Rotors vor dem weiteren Trenner befindet und dessen Volumen sich durch die Drehung des Rotors verkleinert, in den Speicher. Beim Verdrängen aus dem Arbeitsraum in den Speicher wird das Arbeitsgas vorzugsweise, allerdings nicht zwingend, weiter verdichtet. Aus dem Speicher strömt das Arbeitsgas wieder in den Arbeitsraum, vorzugsweise in denselben Arbeitsraum, aus dem es zuvor in den Speicher verdrängt worden ist, allerdings in den Teilraum des Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung hinter dem weiteren Trenner befindet und dessen Volumen sich durch die Drehung des Rotors vergrößert. Nach dem Strömen aus dem Speicher in den Arbeitsraum wird das Arbeitsgas im Arbeitsraum verbrannt. Nicht vorgesehen aber auch nicht ausgeschlossen ist ein Verbrennungsbeginn bereits während des Strömens des Arbeitsgas aus dem Speicher in den Arbeitsraum, wobei sich die Verbrennung nicht in den Speicher fortsetzen soll, d. h. der Speicher sollte vom Arbeitsraum getrennt werden bzw. sein bevor eine Flamm- oder Verbrennungsfront in den Speicher gelangt. Der durch die Verbrennung des Arbeitsgases entstehende Druck treibt den Rotor drehend an, er wirkt in Umfangsrichtung zwischen dem weiteren Trenner und einem in Drehrichtung des Rotors vorderen Ende des mindestens einen Arbeitsraums, wodurch der Verbrennungsdruck des Arbeitsgases ein Drehmoment auf den Rotor bewirkt. In addition, the internal combustion engine according to the invention has a memory, in which the working gas passes between the compression and the combustion. During its rotation, the rotor displaces the working gas from the subspace of the working space, which is the direction of rotation of the rotor before the other separator and whose volume is reduced by the rotation of the rotor, in the memory. When displacing from the working space into the storage, the working gas is preferably, but not necessarily, further compressed. From the memory, the working gas flows back into the working space, preferably in the same working space from which it has previously been displaced in the memory, but in the subspace of the working space, which is located in the direction of rotation behind the other separator and its volume by the rotation of the rotor increases. After flowing from the storage in the working space, the working gas is burned in the working space. Not provided for but not excluded is a start of combustion already during the flow of working gas from the memory into the working space, the combustion should not continue in the memory, ie the memory should be separated from the working space or be before a flame or combustion front gets into the memory. The resulting from the combustion of the working gas pressure drives the rotor rotating, it acts in the circumferential direction between the another separator and a front in the direction of rotation of the rotor end of the at least one working space, whereby the combustion pressure of the working gas causes a torque on the rotor.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor hat den Vorteil, dass er keine hin- und hergehenden Massen aufweist. Die Bewegung des Rotors ist ausschließlich eine Drehung ohne Unwucht vorausgesetzt der Rotor weist keine solche auf. Die ausschließliche Drehung des Rotors ermöglicht den im Querschnitt kreisförmigen, insbesondere hohlzylindrischen Innenquerschnitt des Gehäuses, wodurch das Gehäuse einfach und damit preisgünstig herstellbar ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist eine verhältnismäßig gleichmäßige Drehung des Rotors. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Mechanik des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit dem drehbaren Rotor und den beiden Trennern als beweglichen Teilen, wobei die Erfindung zusätzliche bewegliche Teile nicht ausschließt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ist eine lineare Vergrößerung des Volumens des Teilraums des Arbeitsraums in Drehrichtung des Rotors hinter dem weiteren Trenner, in dem die Verbrennung erfolgt. Die lineare Volumenzunahme erscheint günstig für eine sich gleichmäßig ausbreitende Flammfront bzw. eine gleichmäßige Volumenzunahme des Arbeitsgases durch die Verbrennung. Die lineare Volumenzunahme des Teilraums des Arbeitsraums, in dem die Verbrennung stattfindet, dürfte zu einem guten Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors beitragen. The internal combustion engine according to the invention has the advantage that it has no reciprocating masses. The movement of the rotor is exclusively a rotation without imbalance provided the rotor has no such. The exclusive rotation of the rotor allows the cross-sectionally circular, in particular hollow cylindrical inner cross section of the housing, whereby the housing is simple and thus inexpensive to produce. Another advantage of the invention is a relatively uniform rotation of the rotor. Another advantage is the simple mechanism of the internal combustion engine according to the invention with the rotatable rotor and the two separators as moving parts, the invention does not exclude additional moving parts. Another advantage of the internal combustion engine according to the invention is a linear enlargement of the volume of the subspace of the working space in the direction of rotation of the rotor behind the other separator, in which the combustion takes place. The linear volume increase appears favorable for a uniformly spreading flame front or a uniform volume increase of the working gas due to the combustion. The linear volume increase of the subspace of the working space in which the combustion takes place should contribute to a good efficiency of the internal combustion engine.
Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors ist ein großer Hebelarm, mit dem der Druck des verbrennenden Arbeitsgas auf den Rotor wirkt, nämlich in dessen Außenbereich. Die Trenner können ohne Zerlegen des Motors von außen ersetzt werden. Denkbar ist eine hydrodynamische Lagerung des Rotors im Gehäuse. An additional advantage of the internal combustion engine according to the invention is a large lever arm, with which the pressure of the combustion working gas acts on the rotor, namely in its outer region. The disconnectors can be replaced without disassembling the motor from the outside. Conceivable is a hydrodynamic bearing of the rotor in the housing.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor ist insbesondere für Wasserstoff oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff als Kraftstoff vorgesehen, der entweder gemischt mit Luft und/oder Sauerstoff als Arbeitsgas durch den Einlass einströmt oder in Drehrichtung des Rotors erst nach dem weiteren Trenner, also zur Verbrennung, in den mindestens einen Arbeitsraum oder in den Speicher einströmt, beispielsweise eingespritzt wird. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Gassteuerung für die Verdrängung des Arbeitsgases aus dem mindestens einen Arbeitsraum in den Speicher und/oder aus dem Speicher in den mindestens einen Arbeitsraum vor. Die Gassteuerung kann ein oder mehrere Ventile aufweisen, deren Bewegung beispielsweise mechanisch vom Rotor oder von ihm abgeleitet oder elektronisch gesteuert wird. Die Aufzählung ist nicht abschließend. The internal combustion engine according to the invention is provided in particular for hydrogen or a mixture of natural gas and hydrogen as fuel, the either mixed with air and / or oxygen flows as working gas through the inlet or in the direction of rotation of the rotor after the other separator, ie for combustion, flows into the at least one working space or in the memory, for example, is injected. An embodiment of the invention provides a gas control for the displacement of the working gas from the at least one working space in the memory and / or from the memory in the at least one working space. The gas control may include one or more valves, the movement of which is, for example, mechanically derived from or from the rotor or electronically controlled. The list is not exhaustive.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der weitere Trenner zwei Schieberventile aufweist. Schieber der Schieberventile werden beispielsweise federbeaufschlagt nach innen gegen den Rotor gedrückt und bei dessen Drehung mechanisch vom Rotor bewegt und dadurch gesteuert. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Schieber der beiden Schieberventile den Speicher einschließen. Es weist beispielsweise mindestens einer der beiden Schieber eine Ausnehmung auf, die vom anderen Schieber abgedeckt ist und den Speicher bildet. A development of the invention provides that the further separator has two slide valves. Sliders of the slide valves, for example, spring-loaded inwardly pressed against the rotor and mechanically moved during rotation of the rotor and thereby controlled. A development of the invention provides that slide the two slide valves include the memory. For example, at least one of the two slides has a recess which is covered by the other slide and forms the memory.
Vorzugsweise weist der Rotor des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors drei gleich geformte und gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen auf, die drei Arbeitskammern zwischen dem Rotor und der Innenwandung des Gehäuses einschließen. Drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Arbeitskammern, die sich jeweils über etwas weniger als 120° in Umfangsrichtung erstrecken, erscheinen für einen Gleichlauf und einen hohen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ideal. Abweichungen sowohl in der Anzahl der Arbeitskammern als auch in deren Verteilung und/oder Erstreckung über den Umfang als auch deren Form schließt die Erfindung nicht aus. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich der Grund der mindestens einen Ausnehmung in einem Umfangsabschnitt kreisbogenförmig und konzentrisch zur Drehachse des Rotors verläuft. Das ermöglicht eine dichtende Anlage der Trenner am Grund der Ausnehmung, wenn die Trenner bei- spielsweise als Schieber ausgebildet sind. In Umfangsrichtung an beiden Enden des kreisbogenförmigen Abschnitts erhebt sich der Grund der mindestens einen Ausnehmung des Rotors nach außen bis zur Innenwandung des Gehäuses. Insbesondere an dem in Drehrichtung vorderen Ende der mindestens einen Ausnehmung steigt deren Grund steil nach außen bis zur Innenwandung des Gehäuses an bzw. fällt umgekehrt betrachtet von der Innenwandung steil bis zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grundes ab. Dieser Abschnitt des Grunds der Ausnehmung, der sich von der Innenwandung des Gehäuses zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grunds der Ausnehmung erstreckt, wird nachfolgend auch als vordere Flanke der Ausnehmung bezeichnet. Die Steilheit der Flanke der Ausnehmung ist begrenzt durch eine Maximalgeschwindigkeit, mit der die beiden Trenner der vorderen, in Drehrichtung des Rotors von der Innenwandung des Gehäuses nach innen zum kreisbogenförmigen Abschnitt des Grundes der Ausnehmung fallenden Flanke der Ausnehmung folgen können. An dem in Drehrichtung hinteren Ende der Ausnehmung steigt deren Grund vorzugsweise flacher bis zur Innenwandung des Gehäuses an, um eine Beschleunigung des Trenners niedrig zu halten. Der am in Drehrichtung des Rotors hinteren Ende der Ausnehmung bis zum Innenumfang des Gehäuses steigende Abschnitt des Grunds der Ausnehmung wird auch als hintere Flanke bezeichnet werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine doppelte Verdichtung vor: Dazu weist der Rotor mindestens zwei Ausnehmungen an seinem Umfang auf, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander sind und mindestens zwei Arbeitsräume zwischen dem Rotor und der Innenwandung des Gehäuses einschließen. Vorzugsweise schließen die Arbeitsräume in Umfangsrichtung aneinander an und sind nur durch eine Stelle, an der der Rotor zwischen den Arbeitsräumen an der Innenwandung des Gehäuses anliegt, voneinander getrennt. Das gilt auch für einen Rotor mit mehr als zwei Ausnehmungen und mehr als zwei Arbeitsräumen. Ein zusätzlicher, nach außen und nach innen beweglicher Trenner ist in Drehrichtung des Rotors hinter dem einen und vor dem weiteren Trenner angeordnet. Der zusätzliche Trenner teilt einen Arbeitsraum, der sich in seinem Bereich befindet, in zwei Teilräume. Im Bereich des zusätzlichen Trenners befindet sich ein Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem einen und vor dem weiteren Trenner. Bezogen auf die vier Arbeitstakte des Verbrennungsmotors befindet sich der weitere Trenner in dem Umfangsabschnitt, in dem das Arbeitsgas verdichtet wird. Eine Überströmleitung verbindet einen Arbeitsraum, der sich im Bereich des zusätzlichen Trenners verbindet, mit einem Arbeitsraum, der sich in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen und vor bzw. im Bereich des weiteren Trenners befindet. Genaugenommen verbindet die Überströmleitung den Teilraum des einen Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem zusätzlichen Trenner befindet, mit dem Teilraum des anderen Arbeitsraums, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem weiteren Trenner befindet. Die Überströmleitung ist schließbar. Ist die Überströmleitung offen, verdrängt der Arbeitsraum, der sich im Bereich des zusätzlichen Trenners befindet, bei einer Drehung des Rotors Arbeitsgas aus dem Teilraum, der sich in Drehrichtung des Rotors vor dem zusätzlichen Trenner befindet, in den Arbeitsraum, der sich im Bereich des weiteren Trenners befindet, und zwar in dessen Teilraum, der sich in Drehrichtung vor dem weiteren Trenner befindet. Weil beide Teilräume ihre Volumina bei der Drehung des Rotors verkleinern erhöht sich die Verdichtung des Verbrennungsmotors, insbesondere verdoppelt sie sich. Der Verbrennungsmotor weist bei dieser Ausgestaltung der Erfindung einen zusätzlichen Einlass für das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen Trenner auf, durch den das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen Trenner in den Arbeitsraum strömt. Wird nur eine geringe Verdichtung gewünscht, wird die Überströmleitung geschlossen und es verdichtet nur der Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem zusätzlichen Trenner und vor dem weiteren Trenner. Der Arbeitsraum vor dem zusätzlichen Trenner wird entlüftet, so dass er keinen Druck aufbaut, der den Rotor bremsen würde. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Kühlung des Arbeitsgases in Drehrichtung des Rotors hinter dem einen und vor dem weiteren Trenner vor. Vorzugsweise ist die Innenwandung des Gehäuses in diesem Bereich gekühlt. In diesem Bereich wird das Arbeitsgas verdichtet und erwärmt sich dadurch. Die Kühlung des Arbeitsgases ist vergleichbar der Ladeluftkühlung eines Verbrennungsmotors mit mechanischem Verdichter oder Turbolader mit der Maßgabe, dass beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor das Arbeitsgas im Verbrennungsmotor gekühlt wird und nicht zur Kühlung nach außen geführt werden muss. Die Kühlung des Arbeitsgases während der Verdichtung ermöglicht eine höhere Verdichtung und verbessert den Wirkungsgrad. Außerdem verringert sie eine thermische Belastung des Verbrennungsmotors. Dem gleichen Zweck dient eine Kühlung der Überströmleitung, sofern eine solche vorhanden ist. Die Doppelverdichtung ermöglicht eine effektive Zwischenkühlung des Arbeitsgases in der Überströmleitung, wodurch sich die thermische Belastung des Verbrennungsmotors verringert, was eine Erhöhung der Gesamtverdichtung vom Einlass des Arbeitsgases bis zum Strömen in den Speicher am Ende der Verdichtung bzw. bis zum Beginn der Verbrennung ermöglicht. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöhen. Preferably, the rotor of the internal combustion engine according to the invention on three equally shaped and uniformly distributed over the circumference arranged recesses, which include three working chambers between the rotor and the inner wall of the housing. Three equally distributed over the circumference arranged working chambers, each extending over slightly less than 120 ° in the circumferential direction, seem ideal for a synchronization and high efficiency of the internal combustion engine. Deviations both in the number of working chambers as well as in their distribution and / or extension over the scope as well as their shape does not exclude the invention. An embodiment of the invention provides that the base of the at least one recess in a peripheral portion extends in a circular arc and concentric with the axis of rotation of the rotor. This allows a sealing contact of the separators at the bottom of the recess, if the separators are designed, for example, as a slide. In the circumferential direction at both ends of the circular arc-shaped portion, the bottom of the at least one recess of the rotor rises outwardly to the inner wall of the housing. In particular, at the front end of the at least one recess in the direction of rotation, its base rises steeply outward as far as the inner wall of the housing or, viewed inversely, slopes steeply from the inner wall to the arcuate section of the base. This section of the bottom of the recess, which extends from the inner wall of the housing to the circular arc-shaped portion of the bottom of the recess, is hereinafter also referred to as the front edge of the recess. The steepness of the flank of the recess is limited by a maximum speed at which the two separators of the front, in the direction of rotation of the rotor from the inner wall of the housing inwardly to the arcuate portion of the bottom of the recess falling edge of the recess can follow. At the rear end of the recess in the direction of rotation, its base preferably rises more flatly up to the inner wall of the housing, in order to keep the speed of the separator low. The section of the base of the recess which rises at the rear end of the recess in the direction of rotation of the rotor up to the inner circumference of the housing will also be referred to as the trailing edge. An embodiment of the invention provides a double compression: For this purpose, the rotor has at least two recesses on its circumference, which are offset in the circumferential direction to each other and include at least two working spaces between the rotor and the inner wall of the housing. Preferably, the work spaces adjoin one another in the circumferential direction and are separated from each other only by a point at which the rotor rests against the inner wall of the housing between the work spaces. That also applies to a rotor with more than two recesses and more than two working spaces. An additional, outwardly and inwardly movable separator is arranged in the direction of rotation of the rotor behind the one and before the other separator. The additional separator divides a working space, which is located in its area, into two subspaces. In the area of the additional disconnector there is a working space in the direction of rotation of the rotor behind one and in front of the other disconnector. Based on the four work cycles of the internal combustion engine, the other separator is in the peripheral portion in which the working gas is compressed. An overflow line connects a working space, which connects in the area of the additional separator, with a working space, which is located in the direction of rotation of the rotor behind the additional and in front of or in the area of the further separator. Strictly speaking, the overflow connects the subspace of a working space, which is in the direction of rotation of the rotor in front of the additional separator, with the subspace of the other working space, which is located in the direction of rotation of the rotor before the other separator. The overflow line can be closed. If the overflow line is open, displaces the working space, which is located in the region of the additional separator, with a rotation of the rotor working gas from the subspace, which is in the direction of rotation of the rotor in front of the additional separator, in the working space, in the area of the other Trenner is located, and in its subspace, which is in the direction of rotation in front of the other separator. Because both subspaces reduce their volumes during the rotation of the rotor, the compression of the internal combustion engine increases, in particular, it doubles. The internal combustion engine has in this embodiment of the invention, an additional inlet for the working gas in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator, through which flows the working gas in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator in the working space. If only a small compression is desired, the overflow is closed and it compresses only the working space in the direction of rotation of the rotor behind the additional separator and before the other separator. The working space in front of the additional separator is vented so that it does not build up any pressure that would slow the rotor. An embodiment of the invention provides a cooling of the Working gas in the direction of rotation of the rotor behind the one and before the other separator before. Preferably, the inner wall of the housing is cooled in this area. In this area, the working gas is compressed and thereby heats up. The cooling of the working gas is comparable to the charge air cooling of an internal combustion engine with a mechanical compressor or turbocharger with the proviso that in the internal combustion engine according to the invention, the working gas is cooled in the engine and must not be led to the outside to cool. The cooling of the working gas during the compression allows a higher compression and improves the efficiency. In addition, it reduces thermal stress on the internal combustion engine. The same purpose is a cooling of the overflow, if one exists. The double compression allows effective intercooling of the working gas in the overflow line, thereby reducing the thermal load on the internal combustion engine, allowing for an increase in overall compression from the inlet of the working gas to the flow into the reservoir at the end of compression or until the start of combustion. As a result, the efficiency of the internal combustion engine can be increased.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Verbrennungsmotor mit mehreren Rotoren vor, die gleichachsig nebeneinander, vorzugsweise auf einer ge- meinsamen Welle, miteinander drehfest angeordnet sind. Die Rotoren sind zueinander winkelversetzt, womit gemeint ist, dass ihre Arbeitsräume in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Vorzugsweise ist der Versatz so gewählt, dass die Arbeitsräume möglichst gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, was bedeutet, dass die vier Arbeitstakte, die sich auch überschneiden können, gleichmäßig verteilt sind um einen möglichst gleichmäßigen Lauf der Rotoren zu erreichen. Das Arbeitsgas ist in den Arbeitsräumen getrennt voneinander, die Arbeitsräume kommunizieren nicht miteinander. Der Versatz der Rotoren ist beispielsweise durch eine Welle mit einem Profil, beispielsweise eine Mehrkantwelle, ein Wellenprofil, ein Vielzahnprofil oder dgl. und ein komplementäres Lochprofil der Rotoren möglich. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Kraftstoffeinlass, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzung, in den Speicher vor, in den das verdichtete Arbeitsgas strömt. Diese Ausgestaltung der Erfindung verlängert einen Zeitraum, der für eine Mischung des Arbeitsgases mit dem Kraftstoff bis zum Beginn der Verbrennung zur Verfügung steht. Zusätzlich wird die Vermischung des Arbeitsgases mit dem Kraftstoff durch Verwirbelung des Arbeitsgases beim Strömen aus dem Speicher in den Arbeitsraum in Drehrichtung des Rotors hinter dem weiteren Trenner verbessert, wo die Verbrennung erfolgt. A further development of the invention provides an internal combustion engine with a plurality of rotors which are arranged coaxially next to one another, preferably on a common shaft, so as to be non-rotatable with one another. The rotors are angularly offset from each other, which means that their working spaces are offset from each other in the circumferential direction. Preferably, the offset is chosen so that the work spaces are distributed as evenly as possible over the circumference, which means that the four working cycles, which can also overlap, are evenly distributed to achieve the most even running of the rotors. The working gas is separate in the work spaces, the work spaces do not communicate with each other. The offset of the rotors is possible, for example, by a shaft with a profile, for example a polygonal shaft, a wave profile, a splined profile or the like, and a complementary hole profile of the rotors. An embodiment of the invention provides a fuel inlet, for example a fuel injection, into the reservoir into which the compressed working gas flows. This embodiment of the invention extends a period of time that is available for a mixture of the working gas with the fuel until the beginning of the combustion. In addition, the mixing of the working gas with the fuel is improved by turbulence of the working gas as it flows from the reservoir into the working space in the direction of rotation of the rotor behind the further separator where the combustion takes place.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Ausbildung des Verbrennungsmotors als Glühzündermotor vor. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für einen Betrieb des Verbrennungsmotors mit Wasserstoff oder einem ähnlich schnell verbrennenden Kraftstoff oder als Teil des Kraftstoffs vorgesehen. Diese Ausgestaltung der Erfindung vereinfacht den Verbrennungsmotor, weil er keine gesteuerte Zündung benötigt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die vier Figuren zeigen einen Radialschnitt eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit verschiedenen Drehstellungen verschiedenen Drehstellungen eines Rotors und verschiedenen Arbeitsgaszuständen. Die Zeichnung ist als vereinfachte, nicht maßstäbliche Schemadarstellung zur Erläuterung und zum Verständnis der Erfindung zu verstehen. An embodiment of the invention provides for a design of the internal combustion engine as a glow starter motor. This refinement is provided in particular for operation of the internal combustion engine with hydrogen or a fuel which burns with similar rapidity or as part of the fuel. This embodiment of the invention simplifies the internal combustion engine because it does not require controlled ignition. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The four figures show a radial section of an internal combustion engine according to the invention with different rotational positions different rotational positions of a rotor and different working gas conditions. The drawing is to be understood as a simplified, not to scale schematic representation for explanation and understanding of the invention.
Die Zeichnung ist als vereinfachte und schematisierte Darstellung zum Verständnis und zur Erläuterung der Erfindung zu verstehen. The drawing is to be understood as a simplified and schematic representation for understanding and explaining the invention.
Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 1 weist einen Rotor 2 auf, der um eine Drehachse 3 drehbar ist. Der Rotor 2 weist drei Ausnehmungen 4 an seinem Umfang auf, die Arbeitsräume 5 bilden. Die Ausnehmungen 4 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, d. h. um 120° zueinander versetzt angeordnet und erstrecken sich in Umfangsrichtung über jeweils etwas weniger als 120°. Ein Grund 6 der Ausnehmungen 4 verläuft in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt 7 kreisbogenförmig und konzentrisch zur Drehachse 3. An einem in Drehrichtung vorderen Ende erhebt sich der Grund 6 der Ausnehmungen 4 verhältnismäßig steil, allerdings nicht radial, nach außen bis zu einer Innenwandung 8 eines Gehäuses 9 des Verbrennungsmotors 1 . An einem in Drehrichtung hinteren Ende erhebt sich der Grund 6 der Ausnehmungen 4 des Rotors 2 flacher nach außen bis zur Innenwandung 8 des Gehäuses 9. Die Drehrichtung des Rotors 2, womit eine vorgesehen Drehrichtung gemeint ist, ist in der Zeichnung mit dem Kreisbogenpfeil P angegeben. Die zur Innenwandung 8 des Gehäuses 9 steigenden Abschnitte des Grunds 6 der Ausnehmung 4 werden nachfolgend auch als vordere bzw. hintere Flanken 35, 36 bezeichnet. The combustion engine 1 according to the invention shown in the drawing has a rotor 2 which is rotatable about a rotation axis 3. The rotor 2 has three recesses 4 on its periphery, forming the working spaces 5. The recesses 4 are uniformly distributed over the circumference, that is offset by 120 ° to each other and extend in the circumferential direction over a little less than 120 °. A bottom 6 of the recesses 4 extends in At a front end in the direction of rotation of the bottom 6 of the recesses 4 rises relatively steep, but not radially, outwardly to an inner wall 8 of a housing 9 of the internal combustion engine first At a rear end in the direction of rotation of the bottom 6 of the recesses 4 of the rotor 2 rises more flat to the outside of the inner wall 8 of the housing 9. The direction of rotation of the rotor 2, which means a rotational direction is provided, indicated in the drawing with the circular arc arrow P. , The rising to the inner wall 8 of the housing 9 sections of the base 6 of the recess 4 are hereinafter also referred to as front and rear flanks 35, 36.
Die Innenwandung 8 des Gehäuses 9 ist zylindrisch und konzentrisch zur Drehachse 3 des Rotors 2. Der Rotor 3 liegt an drei Stellen 10, nämlich zwischen seinen Ausnehmungen 4, flächig und dichtend an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 an, wobei mit „dichtend" nicht zwingend eine hermetisch dichte Anlage gemeint ist, sondern eher ein guter Kompromiss zwischen einer guten Dichtwirkung, die eine gute Kompression und Verbrennung mit geringen Druckverlusten bei geringem Reibungswiderstand und niedrigem Verschleiß ermöglicht. Die Ausnehmungen 4 des Rotors 2 schließen die Arbeitsräume 5 zwischen dem Rotor 2 innen und der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 außen ein. Zur Seite schließen Stirnwände 1 1 des Gehäuses 9 die Arbeitsräume 5. The inner wall 8 of the housing 9 is cylindrical and concentric with the axis of rotation 3 of the rotor 2. The rotor 3 is located at three points 10, namely between its recesses 4, surface and sealing on the inner wall 8 of the housing 9, with "sealing" not a hermetically sealed system is necessarily meant, but rather a good compromise between a good sealing effect, which allows a good compression and combustion with low pressure losses with low frictional resistance and low wear .. The recesses 4 of the rotor 2 close the working spaces 5 between the rotor 2 inside and the inner wall 8 of the housing 9 on the outside in. To the side, end walls 1 1 of the housing 9 close the working spaces 5.
Im Gehäuse 9 sind vier Schieber 12, 13, 14, 31 radial verschieblich geführt, die von Federelementen 15, 16, 17, 32 nach innen gegen den Rotor 2 bzw. den Grund 6 seiner die Arbeitsräume 5 bildenden Ausnehmungen 4 beaufschlagt werden. Die vier Schieber 12, 13, 14, 31 bilden drei Trenner 18, 19, 27, die die Arbeitsräume 5, wenn sie sich im Bereich der Schieber 12, 13, 14, 31 bzw. die Schieber 12, 13, 14, 31 sich in den Arbeitsräumen 5 befinden, in zwei Teilräume teilen, von denen sich einer in Drehrichtung P des Rotors 2 vor und der andere hinter dem Trenner 18, 19, 31 befindet. Die Trenner 18, 19, 27 sind in Umfangsrichtung um jeweils etwa 120° zueinander versetzt. Einer der drei Trenner 18 befindet sich zwischen einem Einlass 20 und einem Auslass 21 , wobei in Drehrichtung P des Rotors 2 der Einlass 20 unmittelbar nach und der Auslass 21 unmittelbar vor dem einen Trenner 18 in den jeweiligen Arbeitsraum 5 münden. In the housing 9, four slides 12, 13, 14, 31 are guided radially displaceable, which are acted upon by spring elements 15, 16, 17, 32 inwardly against the rotor 2 and the bottom 6 of its working spaces 5 recesses 4. The four slides 12, 13, 14, 31 form three separators 18, 19, 27, the work spaces 5, when they are in the range of the slide 12, 13, 14, 31 and the slide 12, 13, 14, 31 itself are located in the work spaces 5, divide into two subspaces, one of which is in the direction of rotation P of the rotor 2 and the other behind the separator 18, 19, 31. The separators 18, 19, 27 are offset in the circumferential direction by about 120 ° to each other. One of the three separators 18 is located between an inlet 20 and an outlet 21, wherein in the direction of rotation P of the rotor 2, the inlet 20 open immediately after and the outlet 21 immediately before the one separator 18 into the respective working space 5.
Die federbeaufschlagten Schieber 12, 13, 14, 31 liegen dichtend an einem Umfang des Rotors 2 bzw. am Grund 6 der Ausnehmungen 4 an. Die Abdichtung ist nicht zwingend hermetisch dicht sondern so, wie es zu den Stellen 10, an denen der Rotor 2 zwischen den Ausnehmungen 4 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, beschrieben worden ist. The spring-loaded slide 12, 13, 14, 31 sealingly abut against a circumference of the rotor 2 and the bottom 6 of the recesses 4. The seal is not necessarily hermetically sealed but as it has been described at the points 10 at which the rotor 2 between the recesses 4 on the inner wall 8 of the housing 9.
Die beiden weiteren Schieber 13, 14 liegen mit Flachseiten aneinander an und bilden gemeinsam einen weiteren Trenner 19, der um etwa 240° in Drehrichtung P des Rotors 2 versetzt zum einen Trenner 18 angeordnet ist. An ihren aneinander anliegenden Flachseiten weisen die beiden weiteren Schieber 13, 14 Ausnehmungen auf, die einen Speicher 22 bilden. Einander abgewandte Innenkanten der beiden weiteren Schieber 13, 14 sind von Schrägnuten 23 durchbrochen, die nicht die gesamte innere Stirnfläche der Schieber 13, 14 durchbrechen. The two further slides 13, 14 lie with flat sides against each other and together form another separator 19, which is arranged offset by about 240 ° in the direction of rotation P of the rotor 2 to a separator 18. At their abutting flat sides, the two further slides 13, 14 recesses, which form a memory 22. Mutually facing inner edges of the two further slides 13, 14 are interrupted by oblique grooves 23 which do not break through the entire inner face of the slide 13, 14.
In Drehrichtung P des Rotors 2 kurz hinter dem weiteren Trenner 19 weist der Verbrennungsmotor 1 eine Glühkerze 24 zu einer Selbstzündung auf. Möglich ist auch eine Selbstzündung, wie sie von Dieselmotoren bekannt ist, oder eine Fremdzündung mit einer Zündkerze, wie sie von Otto- und Wankelmotoren bekannt ist. Der vierte Schieber 31 wird hier als zusätzlicher Schieber 31 bezeichnet, er bildet einen zusätzlichen Trenner 27. Er ist um etwa 120° zu den anderen Schiebern 12, 13, 14 bzw. Trennern 18, 19 im Gehäuse 9 angeordnet, in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter dem einen Schieber 12 und vor den weiteren Schiebern 13, 14 und in Umfangsrichtung ungefähr in einer Mitte zwischen den anderen Schiebern 12, 13, 14, und zwar im längeren Umfangsabschnitt zwischen den anderen Schiebern 12, 13, 14. Der zusätzliche Schieber 31 ist also in dem Bereich angeordnet, in dem das Arbeitsgas verdichtet wird. In Drehrichtung P des Rotors 2 dicht vor dem zusätzlichen Schieber 31 geht eine Überströmleitung 28 ab, die in Drehrichtung P des Rotors 2 ein Stück vor den weiteren Schiebern 13, 14 in einen Arbeitsraum 5 mündet. Die ÜberströmleitungIn the direction of rotation P of the rotor 2 just behind the other disconnector 19, the internal combustion engine 1, a glow plug 24 to a self-ignition. It is also possible auto-ignition, as is known from diesel engines, or a spark ignition with a spark plug, as it is known from Otto and Wankel engines. The fourth slide 31 is referred to here as an additional slider 31, it forms an additional separator 27. It is arranged at about 120 ° to the other slides 12, 13, 14 and separators 18, 19 in the housing 9, in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the one slider 12 and before the other slides 13, 14 and in the circumferential direction approximately in a middle between the other slides 12, 13, 14, in the longer peripheral portion between the other slides 12, 13, 14. The additional slide 31st is thus arranged in the area in which the working gas is compressed. In the direction of rotation P of the rotor 2 close to the additional slide 31 is an overflow 28, which opens in the direction of rotation P of the rotor 2 a piece in front of the other sliders 13, 14 in a working space 5. The overflow line
28 ist mit einem Ventil 33 schließbar, das nahe einer Mündung der Überströmleitung 28 in den Arbeitsraum 5 vor den weitern Schiebern 13, 14 angeordnet ist. Mit einem weiteren Ventil 34 ist der Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem zusätzlichen Schieber 31 entlüftbar. Ein weiterer Einlass28 is closable with a valve 33 which is disposed near an orifice of the overflow 28 in the working space 5 in front of the other sliders 13, 14. With a further valve 34, the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 in front of the additional slide 31 can be vented. Another inlet
29 für Arbeitsgas mündet in Drehrichtung P des Rotors 2 unmittelbar hinter dem zusätzlichen Schieber 31 in einen Arbeitsraum 5. Als Arbeitsgas ist Luft vorgesehen, als Kraftstoff eine Mischung von Wasserstoff und Erdgas im Verhältnis von etwa 1 :2. Ein Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ausschließlich mit Wasserstoff als Kraftstoff ist ebenfalls möglich. Grundsätzlich sind auch andere Gase, beispielsweise Sauerstoff als Arbeitsgas und flüssige Kraftstoffe wie Benzin, Diesel oder Kerosin, brennbare Gase oder auch brennbare Feststoffe, beispielsweise Kohlestaub, als Kraftstoff, oder auch Mischungen solcher Stoffe möglich. 29 for working gas opens in the direction of rotation P of the rotor 2 immediately behind the additional slide 31 in a working space 5. As the working gas is provided air, as fuel, a mixture of hydrogen and natural gas in the ratio of about 1: 2. An operation of the internal combustion engine 1 exclusively with hydrogen as fuel is also possible. In principle, other gases, such as oxygen as working gas and liquid fuels such as gasoline, diesel or kerosene, combustible gases or combustible solids, such as coal dust, as a fuel, or mixtures of such substances are possible.
Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor 1 arbeitet nach dem Viertaktprinzip, seine Funktion und die Zustände des Arbeitsgases in einer der Arbeitskammern 5 werden nachfolgend während einer Drehung des Rotors 2 beschrieben. Bei einer Drehung des Rotors 2 in der vorgesehenen Drehrichtung P strömt Arbeitsgas durch den Einlass 20 in einen der Arbeitsräume 5, der sich im Bereich des Einlass 20 befindet, ein (Figur 1 ). Ein Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung des Rotors 2 hinter dem einen Trenner 18 vergrößert sich durch die Drehung des Rotors 2, so dass der Verbrennungsmotor 1 das Arbeitsgas ansaugt. Es ist allerdings auch ein aufgeladener Verbrennungsmotor 1 möglich, d. h. dass das Arbeitsgas unter Druck steht und in den Arbeitsraum 5 strömt. Bei der Drehung des Rotors 2 überfährt eine der drei Stellen 10, an denen der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, den einen Schieber 12 und den Einlass 20, wobei sie den Schieber 12 nach außen drückt, der sich hinter der Stelle 10 wieder nach innen in die den Arbeitsraum 5 bildende, in Drehrichtung P des Rotors 2 nächste Ausnehmung 4 verschiebt. Beim Überfahren des Einlass 20 trennt die Stelle 10 am hinteren Ende des Arbeitsraums 5 den Arbeitsraum 5 vom Einlass 20, das Arbeitsgas ist im Arbeitsraum 5 eingeschlossen. The internal combustion engine 1 according to the invention operates on the four-stroke principle, its function and the states of the working gas in one of the working chambers 5 are described below during a rotation of the rotor 2. When the rotor 2 rotates in the intended direction of rotation P, working gas flows through the inlet 20 into one of the working spaces 5, which is located in the region of the inlet 20 (FIG. 1). A volume of the subspace of the working space 5 in the direction of rotation of the rotor 2 behind the one separator 18 increases by the rotation of the rotor 2, so that the internal combustion engine 1 sucks the working gas. However, it is also a supercharged internal combustion engine 1 possible, ie that the working gas is under pressure and flows into the working space 5. As the rotor 2 rotates, one of the three locations 10 where the rotor 2 bears against the inner wall 8 of the housing 9 passes over a slider 12 and the inlet 20, pushing the slider 12 outwardly, which is behind the location 10 again inside in the working space 5 forming, in the direction of rotation P of the rotor 2 next recess 4 moves. When passing over the inlet 20, the point 10 at the rear end of the working space 5 separates the working space 5 from the inlet 20, the working gas is enclosed in the working space 5.
Das Teilvolumen des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem zusätzlichen Schieber 31 verkleinert sich durch die Drehung des Rotors 2, wodurch das Arbeitsgas in diesem Teilvolumen verdichtet wird und durch die Überströmleitung 28 in den Arbeitsraum 5 strömt, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem Arbeitsraum 5 befindet, aus dem das Arbeitsgas durch die Überströmleitung 28 ausströmt. Das Ventil 33 in der Überströmleitung 28 ist dabei geöffnet. The partial volume of the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 in front of the additional slide 31 is reduced by the rotation of the rotor 2, whereby the working gas is compressed in this partial volume and flows through the overflow 28 into the working space 5, which is in the direction of rotation P of Rotor 2 is located in front of the working space 5, from which the working gas flows through the overflow 28. The valve 33 in the overflow line 28 is open.
Durch den Einlass 29 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter dem zusätzlichen Schieber 31 strömt Arbeitsgas in den Arbeitsraum 5. Durch die Drehung des Rotors 2 vergrößert sich das Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter dem zusätzlichen Schieber 31 , wodurch das Arbeitsgas angesaugt wird. Auch hier ist ein Einströmen des Arbeitsgases unter Druck möglich. Bei Weiterdrehung des Rotors 2 überfährt die Stelle 10, an der der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt und die sich in Drehrichtung P des Rotors 2 am vorderen Ende des Arbeitsraums 5 befindet, die beiden weiteren Schieber 13, 14 und die Stelle 10, mit der der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt und die sich an dem in Drehrichtung P des Rotors 2 hinteren Ende des Arbeitsraums 5 befindet überfährt den zusätzlichen Schieber 31 und unmittelbar danach den weiteren Einlass 29, wodurch diese Arbeitskammer 5 vom Einlass 29 getrennt ist. Das Volumen des Teilraums des Arbeitsraums 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 vor den weiteren Schiebern 13, 14, befindet, verkleinert sich. Das Arbeitsgas wird im Arbeitsraum 5 komprimiert. Through the inlet 29 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the additional slide 31 working gas flows into the working space 5. By the rotation of the rotor 2, the volume of the subspace of the working space 5 increases in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the additional slide 31, thereby the working gas is sucked in. Here, too, an inflow of the working gas under pressure is possible. Upon further rotation of the rotor 2 passes over the point 10 at which the rotor 2 rests against the inner wall 8 of the housing 9 and which is in the direction of rotation P of the rotor 2 at the front end of the working space 5, the two further slides 13, 14 and the body 10, with which the rotor 2 rests against the inner wall 8 of the housing 9 and which is located on the rear in the direction of rotation P of the rotor 2 of the working chamber 5 passes over the additional slide 31 and immediately thereafter the further inlet 29, whereby this working chamber 5 from Inlet 29 is disconnected. The volume of the subspace of the working space 5, which is in the direction of rotation P of the rotor 2 before the other sliders 13, 14, decreases in size. The working gas is compressed in the working space 5.
In den Arbeitsraum 5 strömt das verdichtete Arbeitsgas aus der Überströmleitung 28, was die Verdichtung erhöht, nahezu verdoppelt. Die Doppelverdichtung kann abgeschaltet werden indem das Ventil 33 in der Überströmleitung 28 geschlossen und das Ventil 34, mit dem der Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P vor dem zusätzlichen Schieber 31 entlüftbar ist, geöffnet wird. In Drehrichtung P vor dem zusätzlichen Schieber 31 wird dadurch nicht verdichtet. In the working space 5, the compressed working gas flows from the overflow 28, which increases the compression, almost doubled. The double compression can be switched off by the valve 33 is closed in the overflow 28 and the valve 34, with the working space 5 in the direction of rotation P is vented before the additional slide 31 is opened. In the direction of rotation P in front of the additional slide 31 is thereby not compressed.
Während die beiden weiteren Schieber 13, 14 im kreisbogenförmigen mittleren Abschnitt 7 des Grundes 6 der Ausnehmung 4 dichtend am Grund 6 anliegen (Figur 1 ), liegt an der steigenden hinteren Flanke 36 des Grunds 6 des Arbeitsraums 5 nur der in Drehrichtung P hintere weitere Schieber 14 mit seiner durchgehenden Innenkante dichtend an (Figur 2). Der in Drehrichtung P des Rotors 2 vordere weitere Schieber 13 verbindet durch die Schrägnut 23 wie in Figur 2 zu sehen den Teilraum des Arbeitsraums 4 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem weiteren Trenner 19 mit dem Speicher 22 zwischen den beiden weiteren Schiebern 13, 14. Die beiden weiteren Schieber 13,14 verschieben sich wie ebenfalls in Figur 2 zu sehen durch ihre Anlage an der steigenden hinteren Flanke 36 des Arbeitsraums 5 nach außen und gegeneinander. Durch die Verschiebung der Schieber 13, 14 gegeneinander öffnen sich die den Speicher 22 bildenden Ausnehmungen in den aneinander anliegenden Flachseiten der beiden weiteren Schieber 13, 14 zu der Schrägnut 23 des in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen der beiden weiteren Schieber 13. Durch seine Drehung verdrängt der Rotor 2 das verdichtete Arbeitsgas aus dem Arbeitsraum 5 in den Speicher 22. While the two other sliders 13, 14 in the circular arc-shaped central portion 7 of the bottom 6 of the recess 4 sealingly abut the bottom 6 (Figure 1), is located on the rising rear edge 36 of the bottom 6 of the working chamber 5 only in the direction of rotation P rear further slide 14 with its continuous inner edge sealingly on (Figure 2). The further slide 13 in the direction of rotation P of the rotor 2 connects through the oblique groove 23 as seen in FIG. 2 the partial space of the working space 4 in the direction of rotation P of the rotor 2 in front of the further separator 19 with the reservoir 22 between the two further slides 13, 14 The two further slides 13, 14 shift as can likewise be seen in FIG. 2 by their contact with the rising rear flank 36 of the working space 5 to the outside and against each other. By the displacement of the slide 13, 14 against each other, the memory 22 forming recesses open in the abutting flat sides of the two other slide 13, 14 to the oblique groove 23 in the direction of rotation P of the rotor 2 front of the two other slide 13. By its rotation The rotor 2 displaces the compressed working gas from the working space 5 into the memory 22.
In einem Umfangsabschnitt vor dem zusätzlichen Trenner 27 und vor dem weiteren Trenner 19 weist das Gehäuse 9 eine Kühlung 25 auf, die in der Zeichnung durch Kühlrippen dargestellt ist. Die Kühlung 25 des Gehäuses 9 kühlt das Arbeitsgas während der Verdichtung im Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 vor dem zusätzlichen Trenner 27 und vor dem weiteren Trenner 19, was eine höhere Verdichtung des Verbrennungsmotors 1 ermöglicht, wodurch sich dessen Wirkungsgrad verbessert und eine thermische Belastung verringert. Die Überströmleitung 28 weist ebenfalls eine durch Kühlrippen dargestellte Kühlung 37 auf. In a peripheral portion in front of the additional separator 27 and before the other separator 19, the housing 9 has a cooling 25, which is shown in the drawing by cooling fins. The cooling 25 of the housing 9 cools the working gas during compression in the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 before the additional separator 27 and before the other separator 19, which allows a higher compression of the engine 1, thereby improving its efficiency and a thermal Reduced load. The Overflow line 28 also has a cooling 37 shown by cooling fins.
Die Verdichtung und Verdrängung des Arbeitsgases aus dem Arbeitsraum 5 endet, wenn die Stelle 10 am in Drehrichtung P des Rotors 2 hinteren Ende des Arbeitsraums 5 die beiden weiteren Schieber 13, 14 überfährt. Beide Schieber 13, 14 liegen abdichtend an der Stelle 10 an, so dass der Speicher 22 sowohl vom Arbeitsraum 5, der in Drehrichtung P des Rotors 2 vor als auch vom Arbeitsraum 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter der Stelle 10 des Rotors 2 zwischen den beiden Arbeitsräumen 5 befindet, getrennt ist (Figur 3). Durch einen Kraftstoffeinlass 30 wird Kraftstoff in den Speicher 22 eingespritzt. Der Kraftstoff ist Wasserstoff oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff im Verhältnis von etwa 2:1 . Es können auch andere Kraftstoffe eingespritzt werden. Möglich ist auch eine Kraftstoffeinspritzung in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14. Dort kann Kraftstoff zusätzlich oder statt in den Speicher 22 eingespritzt werden. Außerdem ist eine Einspritzung von Wasser in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13,14, wo das Arbeitsgas verbrannt wird, zu einer inneren Kühlung zwecks thermischer Entlastung und/oder zur Erhöhung eines Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors 1 möglich (nicht dargestellt). Die Kraftstoffeinspritzung in den Speicher 22 und/oder die den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 erfolgt, wenn das durch die Einlässe 20, 29 einströmende Arbeitsgas Luft ohne Kraftstoff ist. Durch die Einlässe 20, 29 kann auch Arbeitsgas, das bereits Kraftstoff enthält, also eine Mischung aus Luft und Kraftstoff, einströmen. In diesem Fall kann die Einspritzung von Kraftstoff in den Speicher 22 und/oder in den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 entfallen. Denkbar ist allerdings auch, trotzdem zusätzlichen Kraftstoff in den Speicher 22 und/oder den Arbeitsraum 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 einzuspritzen. Bei Weiterdrehung des Rotors 2 gleiten die beiden weiteren Schieber 13, 14 wieder an der von der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 zum kreisbogenförmigen Abschnitt 7 des Grunds 6 des Arbeitsraums 5 fallenden vorderen Flanke 35 des Arbeitsraums 5entlang, wie es in Figur 4 zu sehen ist. Dabei liegt der in Drehrichtung P des Rotors 2 vordere weitere Schieber 13 mit seiner durchgehenden Innenkante dichtend an der Flanke 35 an wogegen die Schrägnut 23 des in Drehrichtung P des Rotors 2 hinteren weiteren Schiebers 14 den Speicher 22 mit dem Arbeitsraum 5 verbindet, der sich nunmehr in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 befindet. Weil die beiden weiteren Schieber 13, 14 an der schräg fallenden vorderen Flanke 35 am in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen Ende des Arbeitsraums 5 gegeneinander verschoben sind, öffnet sich der Speicher 22 zur Schrägnut 23, das Arbeitsgas strömt aus dem Speicher 22 in den Teilraum des Arbeitsraums 5, der sich in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13,14 befindet. Das Strömen des Arbeitsgases aus dem Speicher 22 in den Arbeitsraum 5 endet, wenn beide weitere Schieber 13,14 am kreisbogenförmigen mittleren Abschnitt 7 des Grundes 6 des Arbeitsraums 5 mit ihren dem Rotor 2 zugewandten Stirnflächen anliegen, wie es Figur 1 zeigt. Die beiden weitern Schieber 13, 14 bilden somit eine Gassteuerung, die das Strömen des Arbeitsgases aus dem sich bei der Drehung des Rotors 2 vor den beiden weiteren Schiebern 13, 14 verkleinernden Arbeitsraum 5 in den Speicher 22 und anschließend aus dem Speicher 22 in den sich hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 bei der Drehung des Rotors 2 wieder vergrößernden Arbeitsraum 5 steuert. Das Arbeitsgas entzündet sich, wenn die beiden weiteren Schieber 13, 14 den Speicher 22 geschlossen haben und die Stelle 10 des Rotors 2, mit der der Rotor 2 dichtend an der Innenwandung 8 des Gehäuse 9 anliegt, die Glühkerze 24 überfahren hat (kurz nach der in Fig. 1 gezeigten Drehstellung des Rotors 2), selbst an der Glühkerze 24. Es kann auch nach Art eines Dieselmotors ohne Glühkerze selbst zünden oder mit einer Zündkerze anstatt der Glühkerze 24 gezündet werden. Die Selbstzündung hat den Vorteil, dass sie keine Zünd- Steuerung benötigt. Die Verbrennung des Arbeitsgases bewirkt einen Druckanstieg, der auf die vordere Flanke 35 des Grunds 7 des Arbeitsraums 5 wirkt und ein Drehmoment auf den Rotor 2 bewirkt, das diesen zu seiner Drehung antreibt. Das Arbeitsgas expandiert in dem durch die Drehung des Rotors 2 größer werdenden Teilraum des Arbeitsraums 5 in Drehrichtung P des Rotors 2 hinter den beiden weiteren Schiebern 13, 14 bis die Stelle 10, an der der Rotor 2 an dem in Drehrichtung P des Rotors 2 vorderen Ende des Arbeitsraums 5 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, den Auslass 21 überfahren hat, so dass der Arbeitsraum 5 mit dem Auslass 21 verbunden ist und das Arbeitsgas ausströmt. Der Zyklus beginnt dann von neuem. The compression and displacement of the working gas from the working space 5 ends when the point 10 passes over the two further slides 13, 14 in the direction of rotation P of the rotor 2 rear end of the working space 5. Both slides 13, 14 are sealingly at the point 10, so that the memory 22 both from the working space 5, in the direction of rotation P of the rotor 2 before and from the working space 5, which is in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the point 10 of Rotor 2 is located between the two working spaces 5, is separated (Figure 3). Fuel is injected into the reservoir 22 through a fuel inlet 30. The fuel is hydrogen or a mixture of natural gas and hydrogen in the ratio of about 2: 1. Other fuels can also be injected. Also possible is a fuel injection into the working chamber 5 in the direction of rotation P behind the two other sliders 13, 14. There, fuel can be injected in addition to or instead of the memory 22. In addition, an injection of water into the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the other two sliders 13,14, where the working gas is burned, to an internal cooling for the purpose of thermal relief and / or to increase the efficiency of the internal combustion engine 1 is possible ( not shown). The fuel injection into the reservoir 22 and / or the working chamber 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two further sliders 13, 14 takes place when the working gas flowing through the inlets 20, 29 is air without fuel. Through the inlets 20, 29 and working gas, which already contains fuel, so a mixture of air and fuel, to flow. In this case, the injection of fuel into the reservoir 22 and / or into the working space 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two further sliders 13, 14 can be omitted. It is also conceivable, however, to inject additional fuel into the reservoir 22 and / or the working space 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two further sliders 13, 14. Upon further rotation of the rotor 2, the two further slides 13, 14 slide again on the front edge 35 of the working space 5 along the arcuate section 7 of the base 6 of the working space 5 from the inner wall 8 of the housing 9, as can be seen in FIG. In this case, in the direction of rotation P of the rotor 2 front further slide 13 with its continuous inner edge sealingly against the edge 35 against which the oblique groove 23 of the direction of rotation P of the rotor 2 rear further slide 14 connects the memory 22 with the working space 5, which is now in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two other sliders 13, 14 is located. Because the two further slides 13, 14 are shifted against each other at the obliquely falling front edge 35 at the front end of the working space 5 in the direction of rotation P of the rotor 2, the reservoir 22 opens to the oblique groove 23, the working gas flows from the reservoir 22 into the subspace of the working space 5, which is located in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two further sliders 13,14. The flow of the working gas from the reservoir 22 into the working space 5 ends when both further sliders 13,14 abut the circular arc-shaped central portion 7 of the base 6 of the working space 5 with their rotor 2 facing end faces, as Figure 1 shows. The two further slide 13, 14 thus form a gas control, the flow of the working gas from the shrinking in the rotation of the rotor 2 before the other two sliders 13, 14 working space 5 in the memory 22 and then from the memory 22 in the behind the two further sliders 13, 14 during the rotation of the rotor 2 again magnifying working space 5 controls. The working gas ignites when the other two slides 13, 14 have closed the memory 22 and the point 10 of the rotor 2, with the rotor 2 sealingly abuts the inner wall 8 of the housing 9, the glow plug 24 has passed (shortly after It can also ignite itself in the manner of a diesel engine without a glow plug or be ignited with a spark plug instead of the glow plug 24 in Fig. 1 shown rotational position of the rotor 2). Auto-ignition has the advantage that it does not ignite ignition Control needed. The combustion of the working gas causes a pressure increase, which acts on the front edge 35 of the bottom 7 of the working space 5 and causes a torque on the rotor 2, which drives this to its rotation. The working gas expands in the increasing by the rotation of the rotor 2 subspace of the working space 5 in the direction of rotation P of the rotor 2 behind the two other sliders 13, 14 to the point 10, at which the rotor 2 at the front in the direction of rotation P of the rotor 2 End of the working space 5 is applied to the inner wall 8 of the housing 9, the outlet 21 has passed over, so that the working space 5 is connected to the outlet 21 and the working gas flows out. The cycle then starts again.
Der beschriebene Viertakt-Zyklus des Arbeitsgases findet in allen drei Arbeitsräumen 5 ständig statt, so dass der Rotor 2 bis auf kurze Unterbrechungen nahezu ständig angetrieben wird, was einen verhältnismäßig gleichmäßigen Lauf des Rotors 2 bewirkt. Die Bewegung der vier Schieber 12, 13, 14, 31 wird von der Kontur des Rotors 2, also von der Form des Grundes 6 der Ausnehmungen 4, die die Arbeitsräume 5 bilden, und den Stellen 10 zwischen den Arbeitsräumen 5, an denen der Rotor 2 an der Innenwandung 8 des Gehäuses 9 anliegt, gesteuert. Der Rotor 2 bildet sozusagen eine Kurvenscheibe, die die Bewegung der Schieber 12, 13, 14, 31 mechanisch steuert. Die beiden weiteren Schieber 13, 14, die den weiteren Trenner 19 bilden, bilden zugleich auch Schieberventile für die Gassteuerung in und aus dem Speicher 22 in beschriebener Weise. The described four-stroke cycle of the working gas takes place constantly in all three work spaces 5, so that the rotor 2 is almost constantly driven to short interruptions, which causes a relatively smooth running of the rotor 2. The movement of the four slides 12, 13, 14, 31 is determined by the contour of the rotor 2, that is, the shape of the bottom 6 of the recesses 4, which form the working spaces 5, and the points 10 between the working spaces 5, at which the rotor 2 rests against the inner wall 8 of the housing 9, controlled. The rotor 2 forms, as it were, a cam which mechanically controls the movement of the slides 12, 13, 14, 31. The two further slides 13, 14, which form the further separator 19, at the same time also form slide valves for the gas control in and out of the memory 22 in the manner described.
De Rotor 2 ist durch Formschluss drehfest auf einer Welle 26 aufgenommen. Die Welle 26 weist ein Vielzahnprofil und der Rotor 2 ein Loch mit einem kongruenten Gegenprofil auf. Das Vielzahnprofil der Welle 26 und des Lochs des Rotors 2 sind so gewählt, dass weitere Rotoren 2 mit einem Winkelversatz von beispielsweise 30° auf die Welle 26 aufgesetzt werden können. Der Verbrennungsmotor 1 kann dadurch mehrere Rotoren 2 gleichachsig nebeneinander aufweisen, die durch radiale Zwischenwände voneinander getrennt sind. Der Winkelversatz der Rotoren 2 ist so gewählt, dass die Arbeitsräume 5 der Rotoren 2 gleichmäßig in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. De rotor 2 is rotatably received on a shaft 26 by positive engagement. The shaft 26 has a splined profile and the rotor 2 has a hole with a congruent counter profile. The multi-tooth profile of the shaft 26 and the hole of the rotor 2 are chosen so that more rotors 2 can be placed on the shaft 26 with an angular offset of, for example, 30 °. The internal combustion engine 1 can thereby have a plurality of rotors 2 coaxial next to each other, which are separated by radial partitions. Of the Angular offset of the rotors 2 is chosen so that the working spaces 5 of the rotors 2 are offset uniformly in the circumferential direction to each other.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verbrennungsmotor (1 ), mit einem Rotor (2), der um eine Drehachse (3) drehbar ist, mit einem Gehäuse (9) mit kreisförmigem und zum Rotor (2) konzentrischem Innenquerschnitt, wobei der Rotor (2) mindestens eine Ausnehmung an seinem Umfang aufweist, die sich über einen begrenzten Umfangsabschnitt erstreckt, an deren beiden Enden der Rotor (2) an einer Innenwandung (8) des Gehäuses (9) anliegt und die einen Arbeitsraum (5) zwischen dem Rotor (2) und der Innenwandung (8) des Gehäuses (9) einschließt, wobei das Gehäuse (9) einen Einlass (20) und einen Auslass (21 ) für ein Arbeitsgas aufweist, mit einem nach innen und nach außen beweglichen Trenner (18, 19), der zwischen dem Einlass (20) und dem Auslass (21 ) angeordnet ist, der am Umfang des Rotors (2) anliegt und den mindestens einen 1 . Internal combustion engine (1), having a rotor (2) which is rotatable about a rotation axis (3), with a housing (9) with a circular and concentric to the rotor (2) inner cross section, wherein the rotor (2) has at least one recess at its Has circumference which extends over a limited peripheral portion, at both ends of the rotor (2) against an inner wall (8) of the housing (9) and a working space (5) between the rotor (2) and the inner wall (8 ) of the housing (9), the housing (9) having an inlet (20) and an outlet (21) for a working gas, with an inwardly and outwardly movable separator (18, 19) located between the inlet (18). 20) and the outlet (21) is arranged, which rests on the circumference of the rotor (2) and the at least one
Arbeitsraum (5) teilt, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum (5) im Bereich des Trenners (18, 19) befindet, mit einem weiteren nach innen und nach außen beweglichen Trenner (18, 19), der am Umfang des Rotors (2) anliegt, den mindestens einen Arbeitsraum (5) teilt, wenn sich der mindestens eine Arbeitsraum (5) im Bereich des weiteren Trenners (18, 19) befindet, und der so angeordnet ist, dass er sich im Bereich des mindestens einen Arbeitsraums (5) befindet, wenn der mindestens eine Arbeitsraum (5) weder mit dem Einlass (20) noch mit dem Auslass (21 ) kommuniziert, und mit einem Speicher (22), in den der Rotor (2) Arbeitsgas aus dem mindestens einen Arbeitsraum (5) verdrängt, wenn sich ein Teilraum des mindestens einen Arbeitsraums (5) in Drehrichtung des Rotors vor dem weiteren Trenner (18, 19) bei drehendem Rotor (2) verkleinert, und aus dem das Arbeitsgas in Drehrichtung des Rotors (2) hinter dem weiteren Trenner (18, 19) wieder in den mindestens einen Arbeitsraum (5) strömt, wobei das Arbeitsgas in dem mindestens einen Arbeitsraum (5) in Drehrichtung des Rotors (2) hinter dem weiteren Trenner (18, 19) verbrannt wird, wobei der mindestens eine Arbeitsraum (5) während der Verbrennung vom Speicher (22) getrennt ist. Working space (5) divides, when the at least one working space (5) is located in the area of the separator (18, 19), with a further inwardly and outwardly movable separator (18, 19), which on the circumference of the rotor (2) is at least one working space (5) shares when the at least one working space (5) in the region of the other separator (18, 19) is located, and which is arranged so that it is in the region of at least one working space (5) is located when the at least one working space (5) communicates neither with the inlet (20) nor with the outlet (21), and with a reservoir (22) into which the rotor (2) working gas from the at least one working space (5) displaced when a subspace of the at least one working space (5) in the direction of rotation of the rotor in front of the other separator (18, 19) decreases with rotating rotor (2), and from which the working gas in the direction of rotation of the rotor (2) behind the other separator (18, 19) flows back into the at least one working space (5), wherein the working gas is burned in the at least one working space (5) in the direction of rotation of the rotor (2) behind the further separator (18, 19), wherein the at least one working space (5) is separated from the memory (22) during combustion.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (22) eine Gassteuerung aufweist. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the memory (22) comprises a gas control.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Trenner (18, 19) zwei Schieberventile aufweist. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schieber (12, 13, 14) der beiden Schieberventile den Speicher (22) einschließen. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the further separator (18, 19) has two slide valves. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that slides (12, 13, 14) of the two slide valves enclose the reservoir (22).
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) drei über den Umfang verteilte Ausnehmungen (4) aufweist, die drei Arbeitskammern (5) zwischen dem Rotor (2) und der Innenwandung (8) des Gehäuses (9) einschließen. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (2) has three recesses (4) distributed over the circumference, the three working chambers (5) between the rotor (2) and the inner wall (8) of the housing (9). lock in.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (4) einen Grund (6) mit einem in einem Radialschnitt des Rotors (2) kreisbogenförmigen und zur Drehachse (3) des Rotors (2) konzentrischen Abschnitt (7) aufweist, von dem aus der Grund (6) der mindestens einen Ausnehmung (4) in beiden Umfangsrichtungen bis zur Innenwandung (8) des Gehäuses (9) ansteigt. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one recess (4) has a base (6) with a section (7) which is circular in a radial section of the rotor (2) and concentric with the axis of rotation (3) of the rotor (2). has, from which the base (6) of the at least one recess (4) in both circumferential directions to the inner wall (8) of the housing (9) increases.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) mindesten zwei Ausnehmungen (4) an seinem Umfang aufweist, die mindestens zwei Arbeitsräume (5) zwischen dem Rotor (2) und der Innenwandung (8) des Gehäuses (9) einschließen, dass der Verbrennungsmotor (1 ) einen zusätzlichen, nach innen und nach außen beweglichen Trenner (27) in Drehrichtung (P) des Rotors (2) hinter dem einen Trenner (12) und vor dem weiteren Trenner (13) aufweist, der am Umfang des Rotors (2) anliegt und die Arbeitsräume (5) teilt, wenn sie sich im Bereich des zusätzlichen Trenners (27) befinden, dass der Verbrennungsmotor (1 ) eine Überströmleitung (28) aufweist, die einen der Arbeitsräume (5), wenn er sich in Drehrichtung des Rotors (2) hinter dem einen Trenner (18, 19) befindet, mit einem anderen Arbeitsraum (5) verbindet, wenn sich der andere Arbeitsraum (5) in Drehrichtung des Rotors (2) vor dem weiteren Trenner (18, 19) befindet, und dass der Verbrennungsmotor (1 ) einen Einlass (29) in Drehrichtung (P) des Rotors (2) hinter dem zusätzlichen Trenner (27) aufweist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (2) has at least two recesses (4) on its circumference, the at least two working spaces (5) between the rotor (2) and the inner wall (8) of the housing (9 ) that the internal combustion engine (1) has an additional, inwardly and outwardly movable separator (27) in the direction of rotation (P) of the rotor (2) behind the one separator (12) and before the further separator (13) rests on the circumference of the rotor (2) and the work spaces (5) divides, if they are in the region of the additional separator (27) that the internal combustion engine (1) has an overflow line (28), one of the working spaces (5), when it is in the direction of rotation of the rotor (2) behind the one separator (18, 19), with another working space (5) connects, when the other working space (5) in the direction of rotation of the rotor (2) before the other separator ( 18, 19), and that the Verbre has an inlet (29) in the direction of rotation (P) of the rotor (2) behind the additional separator (27).
8. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (28) schließbar ist. 8. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the overflow line (28) is closable.
9. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) eine Kühlung (25) in Drehrichtung des Rotors (2) hinter dem einen Trenner (18, 19) und vor dem weiteren Trenner (18, 19) aufweist. 9. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (9) has a cooling (25) in the direction of rotation of the rotor (2) behind the one separator (18, 19) and before the further separator (18, 19) ,
10. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (28) eine Kühlung (37) aufweist. 10. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the overflow line (28) has a cooling (37).
1 1 . Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1 ) mehrere, gleichachsige und miteinander drehfeste Rotoren (2) aufweist, deren Arbeitsräume (5) voneinander getrennt und in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. 1 1. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (1) has a plurality of equiaxed and mutually rotatable rotors (2) whose working spaces (5) are separated from each other and offset from each other in the circumferential direction.
Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1 ) einen Kraftstoffeinlass (30) in den Speicher (22) aufweist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (1) has a fuel inlet (30) in the memory (22).
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