Verbrennuin,-sinaschliie mit unmittelbarer Druckwirkung des Treibmittels C auf eineu rotierenden Flüssigkeitsmantel. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Verbrennungsmaschine mit unmittel barer Druchwirkung des Treibmittels auf einen in einem stillstehenden Arbeitsraum ro tierenden Flüssigkeitsmantel, bei der der Ar beitsraum<B>von</B> jeder, den Umlauf hemmenden Einbaute frei ist, so dass die fangeDtial mit grosser Geschwindigkeit. einströmende Flüs sigkeit unter der Wirkung der Zentrifugal kraft einen zusammenhängenden Mantel bildet.
In der Zeichnung ist die Verbrennungs maschine in mehreren beispielsweisen Aus führungsformen und Anwendungsarten dar gestellt. Fig. <B>1</B> dient dazu, das Prinzip der Maschine zu erklären; Fig. 2 -und<B>3</B> zeigen in Seitenansicht und im Grundriss, teilweise im Schnitt, einen Arbeitsraum gemäss der Erfin dung.
In gestrichelten Linien ist eine zweite Ausführungsform veransel-iaulicht; Fig. 4 und <B>5</B> zeigen Arbeitsräume mit mehreren Einlass- lind Auslassöffnungen, Fig. <B>6</B> und<B>7</B> stellen in Seitenansicht und im Grundriss einen Ar- beitsraum von koniscber Form mit spiral förmigen Einlass- und Auslassleitungen dar;
Fig. <B>8</B> ist ein Querschnitt eines Arbeitsranmes mit einer innern rolirförmigen Wand; Fig. <B>9</B> zeigt einen Arbeitsraum in Verbindung mit einem Hilfskompressionsraum; Fig. <B>10</B> stellt einen Schnitt durch einen ArbeitsraLim mit beweglichen Hilfswänden dar.
In diesen ver schiedenen Beispielen liegt die Achse des Ärbeitsraumes teils senkrecht, teils wagrecht; Fig. <B>11</B> bis<B>15</B> zeigen den Arbeitsraum in Verbindung mit Windkesseln, die zum Aus-- gleich der im Arbeitszyklus auftretenden Puls#ationen dienen; Fig. <B>16</B> bis<B>19</B> veran schaulichen Querschnitte von Steuerorganen, durch die das Strömen der Flüssigkeit in einer bestimmten Richtung veranlasst wird;
Fig. 20 bis<B>23</B> zeigen die \Verbindung des Arbeitsraunies mit einer Turbine", wobei Windkessel eingeschUtet und Rücklcitungen für den Kreislauf der Flüssigkeit vorgesehen sind; Fig. 24 iln-d. <B>25</B> zeigen Querschnitte eines Arbeitsraunies senkrecht -zur Achse und längs der Achse; Fig. <B>'26</B> ist ein Dia gramm;
Filg. <B>27</B> zeigt einen teilweisen Längs schnitt einer weiteren Ausführun"sform der Verbrennungsmaschine mit Turbine und Zen- trifugalpumpe.
Lässt man nach Fig. <B>1</B> Wasser mit der Tangentialgeschwindigkeit it, bei 4 in ein frieliter- oder zylinderartiges, feststehendes Gefäss einströmen, so nimmt die TImfangs- geschwindigkeit beim Weiterströmen nach<B>5</B> ungefähr nach einer hyperbelartigen Kurve auf den Betrag it. zu, und es bildet sich in der Mitte ein schlauchartiger ]Hohlraum<B>3</B> von oben hegeliger, unten mehr zylindrischer Form.
Das Gesetz der Umfangsgeschwindig keiten lautet ungefähr u,<B>-</B> r,<B>=</B><I>u-.</I><B>-</B> r2<B>=</B> const. Bei genügender Zuströmgeschwindig- keit I.(, tritt die Ilohlraumbildung auch in Ge fässen mit horizontaler Achse ein.
Fig. 2 und<B>3</B> zeigen in Auf- und Grund- riss einen feststehenden zylindrischen Arbeits raum für Verbrennungsmaschinen. Die Flüs sigkeit strömt bei<B>8</B> überwiegend tangenfial <B>zu,</B> bildet durch Zentrifugalwirkung- den mittleren Ilohlraum <B>3,</B> in welchem die Ver brennung unter Volumenänderung (Verdich- fung, Ausdehnung usw.) erfolgt und strömt dann durch<B>9</B> dauernd oder absatzweis'e un gefähr fangential weiter,
zwechs nützlicher Verwertung ihres Druckes und ihrer Ge schwindigkeit.
<B>16, 17, 18</B> bedeuten die für den jeweiligen Verbrennungsprozess erforderlichen<B>Spül-,</B> Einlass-, Auslass, Anlass- usw. Organe be liebiger Konstruktion, insbesondere für Zwei- fahtprozesse. Der Treibmittelprozess an sieh bildet nicht den Gegenstand vorliegender Er findung; deshalb sind in den weiteren Dar stellungen die genannten Organe meistens weggelassen.
<B>10, 11</B> zeigen in einer andern Ausfüli- rungsform Flüssigkeitskanäle, von denen der Kanal<B>10</B> zur Verlangsamung der Eintritts- geseliwindigkeit na-eli dem Arbeitsraum hin schlank erweitert ist, *während durch Ver engung des Austriftskanals <B>11</B> die Austritts geschwindigkeit erhöht wird. Der Austritts kanal<B>11</B> liegt in der Verlängerung des Ein- trittskanals, z-%veeks unmittelbarer Weiter verwertung der Eintrittsgeschwindigkeit.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Arbeitsraumes mit mehreren Ein- und Aus trittskanälen<B>13</B> und 12, während Fig. <B>5</B> eine Ausführungsform mit turbinenleitradartigen Leitapparaten 14 in den Eintrittskanälen<B>8</B> zeigt. Der Arbeitsra.um in Fig. <B>6</B> und<B>7</B> hat koniselie Gestalt und spiralgeliäuseartige <B>EI</B> in- und Austritte.
Fig. <B>8</B> zeigt einen radialen Austritt 1.1, umgekehrt ähnlich Fig. <B>5,</B> -und einen ach- sialen Eintritt<B>13,</B> ähnlich Fig. 4. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 und<B>8</B> wird die Flüssigkeit ebenfalls in tangentialer Richtung in den Arbeifsraum eingeführt.
Bei sehr hohen Drücken und in Fällen zentral durchgehender Wellen, Rohre und dergleichen kann zur Entlastung der hoch belasteten Seitenböden ein zylindrischer Ver bindungskörper 22 (Fig. <B>8)</B> angebracht -wer den, so dass ein ringförmiger Verbrennungs raum entstellt, in welchem zweckmässig meh rere Zündstellen und eine ringartige Spii- luno- verwendet werden.
Fig. <B>10</B> zeigf, wie durch frei auf Kugel lagern<B>28, 29</B> rotierende, von der Flüssig keit durch Reibung mitgenommene offene Rotationskörper<B>25</B> oder<B>26</B> die Gesamtwand- reibung vermindert werden kann. Wesentlich ist dabei, dass diese Rotationskörper die Flüssigkeit nicht abdichtend einschliessen, sondern zum Beispiel Löcher haben, um ledig- lieh die Relativreibung zu verkleinern. Diese Einrichtung kommt weniger für den Arbeits zylinder, als für die unten besprochenen Windkessel in Betracht.
Besondere Vorteile werden erreicht wenn die durch die Rotation und Expansion im Arbeitszylinder von der Flüssigkeit empfan gene Schwungbewegung in den darauffolgen- den Strömungsfeilen ungefähr gleichartig er- l#alten und weiter verwertet wird. insbeson- der in einem darauffolgenden Windhessel# welel#e.r zur Vergleichmässigung der Förde rung dient.
Zu diesem Zweck wird die Flüs- siglieit (Fig. <B>11)</B> naell dem Austritt aus dem Arbeitszylinder in ein taugential anschliessen- des, spiral- oder schraubenförinig gewun denes Überströmrohr <B>9</B> geführt, und darauf durch ein entsprechendes Rohr 32 in einen ähnlich gebauten Windkessel<B>30,</B> in welchem sie gleichfalls tangential eintritt und um läuft und einen Hohlraum<B>30</B> erzeugt, der hier jedoch lediglich als passiver Pufferraum zur Erzeugung einer Federwirkung dient.
Entsprechend erfolgt der Austritt clureh eine tangential anschliessende Führung 33.
In der entsprechenden Anordnung nach Fig. 12 fehlt eine gerade Rohrstrecke. zwi schen<B>9</B> und<B>32,</B> und die Rotation im Arbeits- zylinder. und im Windkessel hat entgegen gesetzten Sinn.
Durch die gleichartige, riemcnartige 'Wei- ferführung der Schwungringflüssigkeit wer den beträchtliche Ersparnisse an Reibungs, #Virbelungs- und Stossverlusten erzielt.
<B>-</B> Fig. <B>13</B> und 14 zeigen, wie dieses Prinzip auch für den Fall eines Eintrittswindkessels 40 vor dem Arbeitszylinder-systematisch ver- -wendet werden kann.
Die Flüssigkeit strömt hier ta.n,-ential durch<B>38.</B> in den Eintritts- windkessel 40 und durch 39 in das S- ystem der Fig. <B>11</B> oder 12, unfer steter Erhaltung ihrer schwiin(Yradi,rtigen Umlaufbewegung.
n<B>-</B> ZD Besonders günstig wirkt die vollkommen gleichachsige Anordnung gleichei, Art nach %.<B>1.5,</B> deren Einzelteile den vorhergehenden Figuren entsprechen. Die erforderlichen Über gangssäulen<B>39</B> be7w. <B>32</B> sind hier schrauben- förmi(r ausgeführt, wie in Fig. <B>6</B> -und <B>11,</B> und zn an odef zwischen die, einzelnen Arbeitszylin der (rewirIzeIt,
so dass die K-.tnal'krümm-tin- Z, n und damit die Geschwindig#keitsverteilung in_ allen Stellen ungefihr gleichartig wird. Durch <B>Z,</B> die 'beschriebene spiralige Anordnung der Merströmrohre werden nieht nur die genann ten #'3trt;mun'gsverluste, sondern a-neh Raurn und Gewicht beträchtlich verringert-.
Die Verbindung des Arbeitszylinders mit den beschriebenen Windkesseln mit Flüssi(r- keitsumlauf hat die Wirkung, 'bei stetiger Zu- und Abströmung der Flüssigkeit die Arbeits spiele im Arbeifszylinder zu ermöglichen.
Die Flüssigkeit strömt dauernd in den Ein- trittswintIkessel ein, behält dort infolge der kreisenden Bewegung ihre Strömungsenerigle und komprimiert die Luftfüllung, so -dass die Einströmung in den Arbeitszylinder und die Kompression der in diesen eingelassenen Treibgase rasch und gleichmässig vor<B>-</B> sieh geht. Nach der Zündung treiben die expan dierenden Gase die Flüssigkeit in den Aus- trittswindkessel, aus dem sie der Verwen dungsstelle zugeführt wird.
Der periodi;fch auftretende Überschuss wird in diesem 'Wind- hessel aufgespeichert und allmählich wieder abgegeben, so dass die Lieferung keine Unter brechung erfährt.
Da die Flüssigkeit in -allen diesen aneinander anschliessenden Räumen in g <B>,</B> leicher 'Weise kreist, bleibt die Austritts- gesehwindigkeit jeweils im nächsten Raura erhalten, und der Übertritt geschieht fast stossfrei.
Wägen der stillstehenden Anordnung<B>des</B> Arbeitszylinders können die für die Stelle- rung der Treibiniftpl (Luft, Gas, 01), sowie für die Zündung und das Anlassen erforder- liehen Kanäle oder Steueroraane bei vorlie gender Erfindung leicht an<B>den</B> festen Bö den des Arbeitszylinders angeordnet<B>.</B> und zweel#m-,*Lssig entweder ei nzeln (Fig. 2, unten, Fig. <B>23,</B> links) oder gruppenweise (Fig. 2-, oben)
angeordnet werden. Sie können ferner durch eine grössere Mittelöffnung <B>'</B> (in F ig. <B>(9</B> bei 22) oder durch die Flüssigkeitsführung ,5,3 in Fig. <B>-</B> 21 hindurchgeführt werden'. Tii Fig. <B>1.5</B> sind Einführungskaniäle, die -solche Steuerorgane enthalten können, bei 41, 42 punktiert angedeutet. Statt dessen kann auch die Einführung dieser Steuerungsorgane -und -kanäle durch einen der angebauten Windkessel hindurch geschehen (Fig. <B>23).</B>
Die Steuerungskanäle und '-organe mün den zweckmässig so ein, dass sie dem in den Hohlrau m- <B>3</B> eintretenden' Gemisch oder son stigen -Trdibmi-Hel eine Drehbewegung er- teileii, die am Flüssigfkeifsspiegel iiiit der des Spiegels selbst ungefähr übereinµtimmt, da mit die Relativbewegung von Treibmittel und Flüssigkeit möglichst klein wird.<B>-</B> Hier durch wird die W--#irme-#ibgabe an die Flüs sigkeit, die Dampfbild-tino,
und damit der t> Flüssigkeifsverlust. sowie der Übergan- von <B>C</B> schädlichen Verbrennungsgasen und -dämp fen (z. B. Schwefeldioxyd und Säurebildern) in die Flüssigkeit wesentlich verringert, die Wirtschaftlichkeit und die Lebensdauer gefährdeter Meiallteile gestei- ,gert.
Diese günstige Wirkung kann noch da durch verliessert werden, da.ss die Luft- und Brennstoffzuführung so ausgeführt wird, (lass sieh in unmittelba.rer Berührun mit dem Flüssigkeifsspiegel eine kühlere passiveLuft- schicht oder wenigstens luftreichere Schicht befindet bezw. erhält.
In manchen Fällen ist die Unterbringung der Windkesselpufferräume in enggebauten Maschinen schwierig. Tn diesem Falle werden zwee 'km: li ssig deren Gasräume. zum Beispiel nach Fig. <B>9,</B> durch Verbindungsrohre, und regelbare Absperrorgane 44 mit ausserhalb liegenden Raumen, zum Beispiel 20, verbun den.
Hierdurch kann das Puffervolumen be- liebio- verändert und gleichzeitig im Fall von t# L, < auftref enden Schwingungen t' der Flüssigkeit eine wirksame Dämpfung durch die im Regelorgan auftretende Luft- oder Gasdros- selun <B>g</B> erzielt werden.
Man ist auf diese Weise imstande, sowohl schädliche Schwin gungen der Flüssigkeifssäulen zwischen den einzelnen Räumen abzudämpfen, wie auch die Schwingungszalil derselben durch -Änderung der Federkraft des 'Windhessels in gewissen Grenzen einzustellen. Dies kann zur Beseiti- ,iing p schädlicher *Resoiia,nzs(,hwin",un.-en er- wünscht sein.
Aber -auch umgekehrt Izann es in gewissen Fällen Vorteile, bieten,# -absieht- lieh eine bestimmte Resonanz zv#,iselien ein zelnen oder mehreren Paaren von Spiegeln lipriieizuf-ühren,"um 'besondere nützliche Wir- huncen, <B>zum</B> Beis-Piel eine sell#qtt"itig(-. Unter- sfützung s el der Auspuff-,
Spül- oder Laflevor- , in- #e oder eine Veränderung der Spielzahl der Maschine oder der Druel,-verteilung in irgend welchen Teilen derselben, zu erzielen.
Diese Regelung ist bei den vorliegenden t' <B>Z',</B> Anordnun--en noch deshalb besonders wirk- 3am, weil sie durch die gleichsinnige Wir- kung der Vergrösserung oder Verhikinerung der Flüssigkeitsseliwungringe verstärkt wird.
Selbstversfi#ndlich können-ausserdem noch alle bekannten Mittel- zür Veränderung von Schwingungszahlen (z. B. Teränderung der Län"e der Flüssigkeitss, ulen), sowie andern g ä an sieh zum Teil bekannte Dämpfungsein- richtuing-en, z.
B. Drosselungs-, Reibungs, Wirbelungssfellen t' für die Flüssi gkeit oder die Gasinhalte, Bremszylinder mit Kolben, die einerseits vom Gas, anderseits von Flüs- s;
,gleeit bespült werden, ablenkende Leit- Wände, Irilfswindl#es.sel, die an besonderen Stellen- ein- oder angeschaltet sind, Rüek- schlaglieder, die ein Rückseliwin.gen verliin- dern oder dämpfen usw., damit vereinigt werden.
Bei verschiedenen Ausführuncsformen dc,r vorliegenden Verbrennungsmaschine ist es erforderlii1, 7,wischen dem Arbeitsz-irlindp--, und dem Austritts- oder Eintriftswindlressel ventilartirre 'Rücksehla-vorrichtungen g anzu- ordnen. Dabei handelt es sich hier gewöhnlich um grosse Geschwindigkeiten, Drücke und -Massermengen,
ausserdem nicht nur urn die creri uschlose Absperrung und Offnun <B>,</B> son- t# <B>9</B> dern iuch -um die neue Aufgabe, der mi. ausserordentlich grosser Geschwindig gkeit durchströmenden Flüssi2#lzel-#Lu zugleich ein,?,
bestimmte Richtung iind Geschwindigkeitg- Crrösse zu erteilen.
Diese Bedingungen können durch eint3 eigenartige Vereinigung von Turbinenleit- #.%ppi,raten 46 mit unmittelbar anschliessen den, fein unterteilten Federvenfilen 47, 48 (Fig. <B>16</B> bis<B>18)</B> erfüllt werden.
Dabei ist die Einricht-un(r so aetroffen, dass die Leitscha.ii- fel li 46 zusammen mit den steifen Teilen 47 die ausserordentlich hohen Druckkräfte der Flüssicheit'bei der Explosion aufnehmen, zu- olleich aber der Flüssigkeit selion in der 11auptsache die gewüDschte E,ichtung erteilen.
Die feinere Regulierung derselben und die Erzielung der Abschlussbewegung soll rIen federnden Klappen 48 zufallen, welche zweck- m,qssi < r nach Fig <B>18</B> aus einem doppelten oder doppeltliegenden Federbleeli bestehen, welches an der Wurzel bei 49 befesti(r t ist. Diese <B>;
Z</B> Konstruktion löst die ge nannten Aufgaben mit der denkbar kleinsten bewegten Masse und höchsten Festigkeit.
Nach Fig. <B>17</B> werden diese Klappenleit- apparate vorteilhaft derart ausgeführt, dass (lie <B>-</B> bei a eintretende höchste Durchström- gesellwindi"ykeitbeibdurcheiiiediffusora ige Wirkungder geöffneten Klappen nützich verlan-samt und in Pressung verwandelt wird.
Dies ist ein besonderer Vorteil bei allen Einrichtungen mit ungleichförmig zuströmen- Jer Flüssigkeit, bei welchen infolge der vor kommenden Beschleunigungen und Verzöge- ru.ugen zeitweise sehr hohe örtliche Druck- und Geschwindigkeitssteigerungen vor, bezw. hinter dem Ventil auftreten.
Zur Steigerung der genannten Diffusor- wirkung werden die Leitapparate zweck mässig, wie gezeichnet, mit zentrifugaler Strö- müng gebaut, so dass beim Offnen die Klap pen divergierende Kanäle bilden.
Ferner bie tet es Vorteile, die Klappen in der Strö- inungsrichtung der Flüssigkeit auf einen möglichst langen Umfangsbogen der Wand <B>C</B> des Arbeitsraumes, bezw. des Windkessels zu verteilen, damit sie sieh infolge der örtlich allmählich fortschreitenden Druel-,verände- rung jeder Überströmsäule nacheinander<B>öff-</B> nen und schliessen. Hierdurch werden die Ventilschläge und Verluste stark verringert.
Ferner ist es vorteilhaft, die genannten Leitapparate an den einzelnen Strömungs hohlräumen (z. B.<B>3, 30,</B> 40 in Fig. <B>15)</B> der art anzuordnen, wie z. B. in Fig. 23 und<B>27</B> dargestellt, dass ein möglichst grosser Teil der zugeführten Strömung seinen Weg mög lichst unmittelbar nach der Auslassvorrich- tung (Leitapparate oder Überströmsäule) findet, ohne erst durch Mischung mit. dem Hauptinhalt des betreffenden Gefässes seine Geschwindigkeit teilweise zu verringern.
Dies gilt besonders für den Fall der unten näher zu besprechenden Verbindung der Verbren- nungsmaseliine nach vorliegendem System mit einer Turbine, um jede Welle erhöhter Gecshwindigkeit sofort im Laufrad auszu- Ilutzen. Zur weiteren 7erbesserung der VerÜren- nungsmaschine gemäss der Erfindung können nach Fig. <B>19</B> an den Stellen, wo die glatten Mantelflächen<B>62</B> der Zylinderräume<B>3,
30</B> und 40 an die spiralartig oder ähnlich an schliessenden Überströmrohre oder dort be ginnende Leitapparate früher beschriebener Art anschliessen, gewissermassen als Verlänge- rung der glatten Zylindermantelfläclie dünne, stark federnde Abdeckbleelie <B>60</B> angebracht werden, welche während der Zeiten der Aus strömung sich nach dem folgenden Strö- mungsteil (Kanal<B>61,</B> Fig. <B>l9,</B> oder Leit apparat 46, Fig. <B>16)</B> öffnen und dabei mit den festen Körpern<B>63</B> zusammen eine glatte,
wirbelfreie Ausströmung ermöglichen, wäh rend in den Förderpausen ein glatter Ge- Läusemantel der umlaufenden Flüssigkeit dar'geboten wird. Durch die fiseliförmigen Stege<B>63</B> wird gleichzeitig eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit in der Längsricli- tung des Zylinders erreicht.
Eine weitere Verbesserung des Erfindungs- gegenstandes ergibt sich dadurch, dass bei Zweitaktmaschinen nicht nur dem Treibmit tel, sondern vorher schon der Spülluft eine geeignete Drehbewegung im Sinne der Flüs sigkeitsrotation erteilt wird, am besten in solchem Sinne, dass die rotierende Spülluft die Verbrennungsrückstände vor sich her, un ter Ausnutzung ihrer vorher erteilten, gleich sinnigen Rotationsgescliwindigkeit, nach der Auspufföffnung treibt, von wo sie gegebenen falls durch ein in den Verbrennungsraum reichendes,
konzentrisches Rohr nach den Auslassorganen geführt werden können. Durch Ausnutzung dieser Rotationsgeschwin digkeiten können die Quersebnitte für die Grasströmungen wesentlich verkleinert wer den.
Die Verbrennunosmaschine lässt für den Fall, dass mehrere Arbeitszylinder mit<B>ge-</B> meinsamen Eintritts- oder Austrittswind- kesseln zusammenarbeiten, eine günstige Lei stungsregelung ohne Verschlechterung des Wärmeprozesses für Teilbelastunu züi. Es ist nämlich möglich,
von Hand oder vom Regler aus einen oder mehrere der Arbeitszylinder durch Ausfliessenlasseil des Luftinhaltes #etwa durch ein llilfs- oder Jiauptauslassve11- til) vorteilhaft<B>von</B> der Eintrittsseite her mit Flüssigkeit zu füllen und dadurch ausser Be trieb zu setzen, während die übrigen Ar beitszylinder samt den Windkesseln weiter arbeiten. Selbstverständlich kann iiebenher ein geeignet angeordnetes Ventil in den Zu- oder Cberströmrohren geschlossen werden.
Für den Fall, dass Hilfseinrichtungen oder lfilfsmaschinen zum Betrieb der Verbren- nungsmaselline erforderlich sind (wie Turbo- ge bläse, Kühlpumpen, Windkesselauffüllung mit Luft, Flüssigkeitsersatz;
usw.), kann die -Irbeitsweise der Verbrennungsmaschine der art ein--erielltet werden, dass der Hauptteil des Treibmittels seine Arbeit unmittelbar an die Flüssigkeit abgibt, während ein kleinerer Rest desselben unmittelbar<B>(d.</B> h. ohne Ver mittlung von Hilfsflüssigkeit) eine oder meh rere der genannten lhlfseinriehtungen an treibt.
Die Verbrennungsmaschine kann in man- .nigfacher Weise als Pumpe, Gasturbine G'askompressor usw. verwendet werden. Für ersteren Zweck braucht nach Fig-. <B>11</B> bis 14 nur an den Ausguss <B>9</B> oder<B>33</B> ein Diffusor 34 zur Umsetzung der Geschwindigkeit in Druck angebaut zu werden.
Für die Verwendung der Verbrennungs maschine zum Antrieb einer Turbine -wird zum Beispiel nach Fig. 20 ein enggeschlosse- ner Kreislauf zwischen Arbeitszylinder<B>3,</B> Druckwindkessel <B>30,</B> Flüssigkeitsturbine<B>50,</B> Eintrittswindkessel 40, zurück nach<B>3</B> ange ordnet.
Vorteilhafter jedoch wird die An ordnung nach Fig. <B>15</B> benutzt und an den Druckwindkessel <B>30</B> eine gleichachsig lie gende Turbine<B>50</B> mit regelbarem Leitapparat <B>51</B> und Kraftwelle 55 angebaut (Fig. 21). Der Rückfluss aus dem Turbinenrad<B>50</B> er folgt am besten gleichachsig durch das die Windkessel und den Zylinder durchsetzende Rohr<B>53,</B> das in den gegebenenfalls mit Leit apparaten<B>56</B> ausgerüsteten Diffusor 54 im Eintrittswindkessel 40 mündet.
Bei Verwendung flüssigen Brennstoffes kann es erwünscht sein, zentrale Einsprit- zung des Brennstoffes anzuordnen, wobei das Rückflussrohr <B>53</B> aussen um die Turbine her um geführt wird (Fig. 22). In diesem Rohr wird die Flüssigkeit durch die äussere Luft gekühlt. Die Rüakleitung hann auch die Ge stalt angebauter Kanäle oder Taschen erhal ten. Es können auch Anschlüsse zum Ein leiten des durch Verdampfen oder Leckens verbrauchten Wassers vorgesehen sein.
Filog. <B>23</B> zeigt den engen Zusammenbau des Arbeitszylinders mit einem Austritts- windkessel 030, einem Eintriftswindkessel <B>-10,</B> Überströmkanälen <B>Ö9</B> und<B>322,</B> Leitapparat 52, Turbine<B>50,</B> Rüeklauf <B>53</B> und Treibmittel- kanal 42 mit zentraler Durchführung durch den Eintrittswindkessel 40 in mehr konstruk tiver Form.
Verbrennun-smaschinen mit mehreren Ar beitszylindern werden zweckmässig dadurch gebildet, dass mehrere Systeme, ähnlich Fig. <B>23,</B> auf eine Welle oder wenigstens in eine Linie gereiht werden, jedoch so, dass entweder die Eintritts- oder die Austrittswindkessel ür mehrere Verbrennungszylinder gemein sam sind. Statt dessen kann die Turbine ge- el meinsam sein.
Beispielsweise kann die Aufeinanderfolge in folgender Weise gewählt werden: Ar beitszylinder, Eintrittswindkessel, Steuer kanäle, Arbeitszylinder, Austrittswindkessel, A.rbeitszylinder, Steuerhanäle, Eintritts- windkessel, Arbeitszylinder, wobei die beiden äussern Arbeitszylinder freiliegencle Steuei teile an den Enden haben. Oder die Anord nung lautet: Turbinenrad mit Austrittswind- kessel, Arbeitszylinder, Eintrittswindkessel mit Steuerkanälen, Arbeitszylinder.
In diesem Fall sind also im ganzen mir zwei Windhessel für zwei Arbeitszylinder vor- Jianden. Dieselbe Anordnung kann nun syni- metrisch zum Turbinenrad verdoppelt wer den.
Im Falle mehrzylindriger Antriebe mühs <B>t></B> sen die in diesem Fall ungleich sehrägliegen- den Überströmkanftle die gleiche wirksame Länge aufweisen. Längere Kanäle müssen dabei grössere Weite haben als kürzere.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele der vorliegenden Verbrennungsmasehine er geben verschiedene wichtige Neuerungen im Betriebe. Die hauptsächlichsten Kennzeichen der Arbeitsweise bestehen darin, dass die ihrtiptströmung der Flüssigkeit duroli tan- gential, in einer mittleren Richtung 4' aus laufende Kanäle oder dergleichen (Fig. 24 und 25) dem Arbeitszylinder<B>10'</B> derart zu geführt wird,
dass sie eine sehr beträchtliche -lichativrotation erhält und so starke Zentri- fugalwirkungen erzeugt, dass einerseits die Pressung der Flüssigkeit von derMitte, bezw. von der Eintrittssielle <B>17"</B> bis zum Aussen mantel.<B>10'</B> in bedeutendem Masse zunimmt, anderseits ein zylindenflinlicher Flüssigkeits spiegel von veränderlichem Durchmesser<B>11'</B> bis 12' im stillstehenden Arbeitszylinder er zeugt wird,
der zusammen mit den festen Seitenbegrenzungen<B>13'</B> und 14' den Ver- brennun,r,Yshohlraum bildet. In diesen tritt die Flüssigkeit zum Beispiel aus dem Zufluss- rohr durch bekannte Rückschla-einrichtun- gen, zum Beispiel Ventil<B>16',</B> und die Leit- orrielitung, <B>17".</B>
Die Erfindung lässt sieh sinngemäss jeder Art von Verbrennungsmaschinenprozessen, Zweitakt, Viertakt, Gleielidruck, Verpuffung, Dieselverfahren usw., anpassen. Der zylin drische oder parabolische r' lüssigkeitsspiegel kann auch durch Rotation eines an Stelle der Leitvorrichtung IV eingebauten, ungefähr bis zum Zylindermantel reichenden Zentri- fugalpumpenrades mit radialen Schaufeln erzeugt werden, durch das die Flüssigkeit'in tangentia,ler Richtung in den Arbeitsraum getrieben wird.
Im einzelnen spielt sich das Arbeitsver fahren in der Ausführungsform. nach Fig. 24 und 25 folgendermassen ab: Aus der Zufüh rungsform<B>15"</B> strömt die. Flüssigkeit in den mit -#Terbrennungsgemisch gefüllten Zylinder 10', erzeugt dort vermöge ihrer Relativrota tion den sieli schnell verengenden Flüssig keitsring<B>11"</B> bezw. U', der das eingeschlos sene Gemisch dabei verdichtet.
Nach der Zün- duno, und Explosion erweitert sieh der Flüs sigkeitsmantel 20', wobei unter starker DrückerUbhung ein Teil der Flüssigkeit durch den Austrittsquerschnitt F, in das ge nügend lange Ausgussrolir 21", 22*'getrieben wird.
Es können dort auch andere, die Ener gie der Flüssigkeit ausnutzende Einrielltun- gen, wie Windkessel, Akkumulator, Tur binenrad oder dergleichen,angeschlossensein. Die Flüssigkeit fliesst dann im Ausgussrohr infolge ihrer lebendigen Kraft noch einige Zeit nach dem Aufhören des Explosionsdruk- kes weiter. Hierzu gesellt sieh aber noch die Wirkung des relativ rotierenden Schwung ringes, welche die Wirkung der Säule we sentlich unterstützt, steigert und verlängert, indem ein Teil der im Arbeitszylinder selbst gespeicherten SchwungriDgmasse seine kine tische Energie abgibt.
Die Brenngase expan dieren dabei besonders stark, gegebenenfalls bis ins Vakuum, worauf Auspuff, Spülung und Neuladung, so-wie Neueintritt von Flüs sigkeit erfolgen und das Spiel sich wieder holt.
Vorteilhaft wird dabei das oben genannte Gesetz der Umfangsgeschwindigkeiten auch in dem Sinne verwendet, dass der Durchmes ser der Eintrittsfläche F, (bei<B>17)</B> wesent lich kleiner als der Zylinderdurchmesser #O,' und der Austrittsquersehnitt F., ge wählt wird. Hierdurch wird es möglich, dass die Flüssigkeit aus dem Bereich kleinerer Drücke bei<B>15'</B> bezw. <B>17'</B> in den Bereich köherer Drücke bei 10' und F, gelangt.
Eine eigenartige \Wirkung und Verein fachung des Betriebsverfahrens ergibt sich, wenn die tangentiale Zuströmung, statt durch eine stillstehende Rückschlagvorrichtung, durch ein Zentrifugalpumpenrad erfolgt, des sen QIH Charakteristik (Kurve des Zusam menhanges zwischen der jeweiligen Förder menge<B>Q</B> pro Sekunde und dem zuge hörigen, von der Pumpe erzeugten Ge- samtdruch bezw. der Gesamtförderhöhe) bei abnehmender Fördermenge<B>Q</B> (Konstante Drehzahlen vorausgesetzt)
sehr stark ansteigt (Fig. <B>26,</B> ausgezogene Linie). Bei Rädern mit radialen Schaufeln trifft allerdings das Ge genteil zu; bei ihnen fällt in diesem Fall der erzeugte Gegendruck (punktierte Linie); sie .sind daher für diesen Zweck --a.nz ungeeig- ZD iz iiet. Wohl aber eig ,
nen sieh zum Beispiel Rä- der mit starker Rückwärtskrümmung <B>-</B> der 23 Schaufeln.
31an kann die Verhältnisse so wählen, dass der Förderdruck bei sinkender Fürdermenge <B>Q,</B> in der Nähe der -Nullförderung, so stark ansteigt, dass er dem bei der Explosion er zeugten Druck (mit Berücksichtigung der ZD e<B>im</B> durch die Radienunterschiede von Zentrif ugal- -pumpenrad und Flüssigkeitsspieggel bedingten Zentrifu-a.Idrücke der Zylinderflüssigkeit) das G'leichgewicht hält und eine Rückströmung verhindert.
lnfolgedessen wirkt eine solche Pumpe in gewissen Grenzen ähnlich wie eine Rflie Ilchlagvorrichtung, die im vorliegenden Fall den Rückfluss zwar nicht durch feste Rüekschlagorgalie, aber doch durch sehr schnellen, automatisch entstehenden Anstieg des Ge-endruckes verhindert.
Die Verhält nisse der Drücke, Geschwindigkeiten, Quer schnitte, Winkel und Zeiten können so ge wählt werden, dass sogar während der höch- sten Explosionsdrücke <B>7</B> eine begrenzte Flüs- sigkeitsmenge aus dem Arbeitsraum in das eben genannte Zentrifugalpumpenrad zurück tritt, entsprechend negativer Fürdermenge <B>Q</B> Wig. <B>26).</B> Die auftretenden Stossverluste kön nen durch geeignete Wahl der Verhältnisse in mässigen Grenzen gehalten werden;
ausser dem werden sie zum Teil durch die dann ein tretende Arbeitsübertragung auf das Pum penrad ausgeglichen.
Jedenfalls hann Ilierdurell die Förderun- im Zuflussrohr wesentlich gleichmässiger un.-1 rt,hi,Yer als bei festen, aufeinanderschlage.n- t# tn den Rückschlagorganen gestaltet und unter Umständen in eine kontinuierlich pulsierende verwandelt werden,
ähnlich der des Druck- rühres. Dieser Vorteil tritt besonders her- wenn die vorliegende Verbrennungs- masehine als Pumpe zum Antrieb einer Gas- oder Olturbine mit: Hilfsflüssigkeit dient (Fig-. <B>27),</B> wobei letztere aus dem Fürderrolir 25' oder dergleiehen durch einen Leitapparat <B>26'</B> in ein Turbinenrad<B>27'</B> zu dessen Antrieb geleitet wird.
Da in diesem Fall eine rotie rende Welle<B>28'</B> an sich vorhanden ist, so kann der Zufluss zum Arbeitszylinder durch das genannte Zentrifu.-.#alpumpeu-rad 3()'* leicht geregelt werden.
Dieses kann dann ZD ZD auch die Erzeugung der nötigen Relativ rotation im feststehenden Arbeitszylinder 32" übernehmen, entweder allein oder zusammen mit einem Leitapparat (ähnlich wie<B>17'</B> in Filg. <B>25).</B> Unter Umständen kann die Leit- vorrielitung <B>31'</B> (Fig. <B>27)</B> auch mit dreh baren Leitschaufeln ausgerüstet sein,
um die Einströmung in den Arbeitszylinder<B>32'</B> bei verschiedener Belastuli-- zu re-eln. Die Fi-ur ZD JZ> deutet an, dass die Bewegung dieser Rege- t> ZD #-> lung durch im Eintrittswindkessel <B>33"</B> lie gende lIebel,
ähnlich der Fink'schen Re--u- lierung von Francis-Turbinen, erfolgen kann.
Die Flüssigkeit führt hierbei einen en- geschlossenen Kreislauf vom Arbeitszylinder <B>329'</B> durch das schraubenförmiae Druchrohr <B>b</B> <B><U>95'</U></B> in einen Austrittswindkessel 34' und darauf durch Turbinenleitapparate 26a und <B>26',</B> das Turbinenrad<B>27",</B> das Zentrifugal- pumpenrad <B>030'</B> und die Leitvorriehtung <B>31'</B> zurück zum Arbeitszylinder aus.
Der 'jeweils überschüssi-e Anteil der der Zeiitrifu-al- pumpe <B>30"</B> aus dem Turbinenrade <B>27"</B> unge- zn fi-*iltr -leichförinig zu.strömenden Arbeitsflüs sigkeit wird bei<B>45'</B> vorübergehend nach dein Eintrittswindkessel <B>33"</B> geleitet, in welchem ein genügend hoher Druck herrschen muss, um der Flüssigkeit nachlier die Arbeit zur R'ompression des Gemisches zu übertragen.
Der Austrittswindliessel 34' dient zur wei teren Verbesserung der ohnedies schon ziem- lie <B>11</B> gleichmässig -verlaufenden Fürderströ- i i. u n '(Ir.
Dasselbe Verfahren ],isst sieh natürlich auch bei den übrigen Ausführungsformen bei sinil--emässer Anordnung der betreffendür, Hilfseinrichtungen ausführen.
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