CH283880A - Strahltriebwerk mit intermittierender Verbrennung. - Google Patents

Description

  Strahltriebwerk mit     intermittierender    Verbrennung.    Bei den bekannten Strahltriebwerken mit       intermittierender        Verbrennung    wird das       Einlassor-an    der Verbrennungskammer     durch     den     Staudrnek'    geöffnet und durch den     Ver-          brennungsdruek        geschlossen,    während der       Auslass    aus der Verbrennungskammer nicht       gesteuert,    sondern dauernd offen ist.

   Da  durch geht ein Teil der     einströmenden    Luft,  mit Kraftstoff vermengt, für die Verbren  nung verloren, und die Verbrennung erfolgt  bei verhältnismässig niedrigem Druck. Ausser  dem besteht die     -Möglichkeit    eines bedeuten  den Verlustes infolge unvollständiger     Ver-          brennung    des Gemisches, da diese erst nach  dem Verlassen des Strahlrohres beendet. ist.  



  Die erfindungsgemässe Bauart beseitigt  diesen Mangel dadurch, dass auch der     Auslass     durch ein Organ gesteuert ist, das durch den  Verbrennungsdruck geöffnet und durch eine  äussere Kraft geschlossen wird, zwecks Errei  chung einer     Verbrennung    bei annähernd kon  stantem Volumen. In der     Verbrennungskam-          mer    kann daher bei der Füllung ein wesent  lich höherer Druck erzielt werden und Ver  luste von     Brenngemisch    können nicht. mehr  auftreten. Da     diese    Verbrennung nun bei an  nähernd     konstantem    Volumen erfolgt., wird  eine wesentliche Steigerung des Wirkungs  grades erzielt.

   Die rohrförmigen Verbren  nungskammern     können    entweder bündelartig  oder in     peihenforni    angeordnet werden. Zur  Verbesserung der     Gemisehbildung    ist zweck  mässig die der Verbrennungskammer<U>zuge-</U>  wandte Seite des     Auslassorgans    mit Umlenk-    Flächen für die einströmende Luft zu versehen.

    Die Verbrennungskammern werden     vorzugs-          weise        zentralsymmetrisch    um eine Achse an  geordnet, wobei ihre     Awslassöffnungen    in eine  gemeinsame, zentrisch angeordnete Strahl  düse münden und     jeweils    zweidiametral gegen  überliegende Verbrennungskammern gleich  zeitig arbeiten, um keine     unm-mmetrisch    an  greifenden Kräfte zu erhalten.

   Die Schub  kraft kann schliesslich dadurch     gesteigert     werden, dass die Strahldüse     injektorartig    in  eine sie zentrisch umgebende     Zusatzluftfüh-          rung    mündet, um hierdurch die für die rest  lose     Verbrennung    noch nötige Luft zuzufüh  ren und so, die     gmösstmögliche    beschleunigte       blasse    zu erzielen.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt in den       Fig.    1 bis 4 beispielsweise und schematisch  Längsschnitte von vier verschiedenen Aus  führungsformen des     Erfindungsgegenstandes.     



       Fig.    5 ist ein Schnitt einer Variante.  Gemäss     Fig.    1 sind in einem metallischen       Gehäuse    1     vier;    oder mehr     gleichartige     Verbrennungskammern 2     zentralsymmetriseh     angeordnet. Im Kopfteil einer jeden Verbren  nungskammer ist ein     Einlassorgan    3 in Form  eines Ventils eingebaut, das in- der Schliess  lage dargestellt     .ist.    Durch seitlich angeord  nete Düsen 4 wird der Kraftstoff     eingespritzt.     Zur Zündung des Gemisches ist eine Zünd  vorrichtung 5, zum Beispiel eine Zündkerze,  vorgesehen.

   Das     Auslassorgan    ö ist durch  einen als     Sehfeber        wirkenden    Kolben gebildet  und mit     Umlenkflächen    7 für die einst-rö-           mende    Luft     ausgestattet.    Es ist. gegen Wir  kung einer Schraubenfeder 8 in Richtung der       Auslasssehlitze    längsverschiebbar. Die Ver  brennungskammern stehen durch die Aus  lassschlitze<B>9</B>     init    der gemeinsamen Strahl  düse 10 in Verbindung, in der ein     Wider-          standkörper    11 eingebaut ist.

   Die Strahldüse  10     ragt    zentrisch in die dahinter angeordnete       Zusatzluftführung    13 ein, die mittels Rippen  12 am Gehäuse 1 sitzt.    Die Wirkungsweise des Strahltriebwerkes  (ausgehend von den Vorgängen in einer der  Verbrennungskammern während der Fahrt)  ist folgende:  Infolge des von der Fahrtgeschwindigkeit  abhängigen     StaLLLdreickes    vor dem Kopf der  Verbrennungskammer 2 öffnet sich das Ein  lassorgan 3.  



  Die Luft strömt ein, staut sieh am Aus  lassorgan 6 an und wird von den Flächen 7  um     18011    umgelenkt, wobei sie mit dem nun  durch die Düsen 4     eingespritzten    Kraftstoff       durehwirbelt        wird.    Nach Einleitung des Ver  brennungsvorganges durch die Zündung  schliesst der entstehende Überdruck das Ein  la.ssventil 3, sobald er die Höhe des Stau  druckes überschritten hat, und wird am Ende  des     Verbrennungsvorganges    so gross, dass er  gegen die Wirkung der Feder 8 das     Auslass-          ventil    6 öffnet, so dass die Abgase in die  Strahldüse 10 strömen.

   Durch die dabei ein  tretende     Dniekverminderung    in der Verbren  nungskammer 2 schiebt die Feder 8 den Kol  ben 6 wieder vor und schliesst somit die Aus  lassöffnung. Dann beginnt. das Spiel von  neuem. In der Strahldüse 10 wird die Druck  energie der     Brenngase    in kinetische Energie  umgesetzt. Der dabei zum Glühen gebrachte  Widerstandskörper 11     führt    zur Verbren  nung noch     unverbrannter        Gemiseht.eilehen     und erhitzt überschüssige Kraftstoffreste so  hoch, dass sie durch den Zutritt von Luft in  der     Zusatzluftführung    13 entflammen und so  die grösstmögliche Masse     beschleunigt    wird.  



  Der Öffnungsvorgang des     Einlassorgans     der     Verbrennungskammer    kann durch eine  vorgeschaltete     Druckfeder        beschleunigt    wer-    den, wodurch die     Frequenzzahl    der Arbeits  prozesse gesteigert wird.  



  Im     Ausführungsbeispiel    gemäss     Fig.        '?    ist  im Gehäuse 1 eine Verbrennungskammer 2  gebildet, mit     einem        l#',iiilal3or,-an    3 und einem       Auslassorgan    6. Das     Einlal;')Organ    3 ist  stromlinienförmig ausgebildet und gleitet auf  einem Kolben 14, welcher auf einem in     Füh-          rungen    15     längsverseliiebbaren    Rohr 16 sitzt  und mit ihm starr verbunden ist.. Das Rohr  16 bildet die Spindel des hohlen Ventil  kopfes 6.

   Der Kolben     1.1    und das     Einlassorgan     3 sind gegeneinander durch die Feder 17 ab  gefedert.  



  Bei 4 und 5 sind die     Einspritzdüsen_bzw.     die     Zündorgane    angedeutet.  



  Die     Wirkungsweise    dieser Ausführe     ngs-          form    ist folgende:  Bei der Luftfüllung wird das     Einlass-          organ    3 durch den Staudruck nach rück  wärts, das heisst in das Innere der Kammer 2  verschoben. Dieser     Bewegung    folgt das Aus  lassorgan 6 mit Spindel 16 und     Kolben        1-1,     durch seine     Massenträgheit    verzögert, nach.

    Die Stärke der das     Einlassorgan    3 und das       Auslassorgan    6     gegeneinander    abfedernden  Feder 17 wird so gewählt., dass der Ventil  kopf 6 erst dann in die     Absehlussstellung    ge  langt, wenn aus der V     erbrennungskanimer    2  die Brenngase     ausgesehoben    worden sind.

    Beim Einsetzen des     isoehoren    Verbrennungs  prozesses wird das     Einlassor-an    3 infolge sei  ner     grossen        Angriffsfläelie    schlagartig     iii     seine Schliessstellung     gebracht.    Das     Auslass-          organ    6 folgt. dieser, Bewegung nach, was  durch eine gegenseitige Abstimmung der       Druekwirkungsflächen        1-1'    auf dem Kolben  14 und 6'     auf    dem Ventilkopf 6 beeinflusst  werden kann.  



  Die     Verbrennungskammer    ?     könnte    auch  an ihrem     Auslassende    vor der     Auslassöffnung     eingeschnürt  -erden, uni. sicher eine voll  ständige Verbrennung bei möglichst konstan  tem Volumen im Innern der Kammer     zei          erreichen.     



  Durch die Hohlspindel 16 zieht. ein Luft  strom, durch welchen sie sowie der Ventil  kopf 6 gekühlt werden. Diese Luftmasse fin-           det    in der Strahldüse 10 als     Zusatzaus-          schubniasse    Verwendung.  



       Fig.    3 zeigt eine Ausführungsform, bei  welcher eine Anordnung getroffen ist, gemäss  welcher das     Auslassorgan    6 während der Ver  brennung in der Schliessstellung gehalten  wird und beim Erreichen des     Endverbren-          nungsdruckes    spontan zur Öffnung gebracht  wird.  



  Die allgemeine Anordnung entspricht der  jenigen der     Fig.    2, doch ist in dieser Ausfüh  rungsform das     Einlassorgan    3 mit Bohrun  gen 18 versehen, welche in eine Ringnute 19  ausmünden. Hinter dieser Nute 19 weist der  Kolben     1-1    ebenfalls eine ringförmige Aus  sparung 20 auf, anschliessend an welche sich  sein Durchmesser im Teil 21 vergrössert, wel  cher der Feder 17 als Stütze dient..  



  Bei dieser     Ausführung    ist die     Druckwir-          kungsfläclie    6' des     Auslassorgans    6 grösser ge  halten als die hintere Fläche 14' des Kol  bens 14.  



  Die Wirkungsweise ist folgende:  Bis zum Einsetzen der Verbrennung wird  das     Auslassorgan    6 geschlossen gehalten,' da  seine Fläche 6' grösser ist als die Fläche 14'.  Wenn das     Einlassorgan    3 durch den     Verbren-          nungsdruek    in der Kammer 2 nach vorn in  seine Schliessstellung bewegt wird, lassen die       Bohrungen    18 über die Ringnute     19_    die       Druckgase    auf den erweiterten Teil 21 des  Kolbens 14 wirken, so dass dieser Kolben  schlagartig das     Auslassorgan    6 von seinem  Sitz abreisst.

   Diese Bewegung erfolgt infolge  des Überschusses der auf den Kolben     1-1    wir  kenden Kraft, gegenüber derjenigen, welche  auf das     Auslassorgan    6     wirkt.     



  Bei der     Ausführungsfoian    gemäss     Fig.    4  sind die Verbrennungskammern 2 bündel  förmig um eine Achse angeordnet. Die Zeich  nung zeigt nur eine Hälfte von     zwei    einander  gegenüberstehenden Teilen des Bündels. Das  stromlinienförmig ausgebildete     Einlassorgan    3  ist, auf einer feststehenden Achse 22 gleitbar  gelagert. An seinem hintern Ende weist es  eine konische Öffnung 23 auf. Im Ende der  Achse 22 befindet sieh die Einspritzdüse 24  für den Brennstoff, welche über den Kanal    25, die Leitung 26 durch eine Pumpe 27       intermittierend    gespeist wird.

   Der Antrieb  der     Plunpenwelle    28 erfolgt, durch eine auf  ihrem Ende befestigte Luftschraube     29-,    so  dass die Pumpe 27 in Abhängigkeit der  Fahrgeschwindigkeit betätigt wird. Die Zün  dung erfolgt durch die Zündvorrichtung 30  und wird durch einen auf der Pumpenwelle  28 angebrachten Zündverteiler 31 gesteuert.  



  An ihrem     Auslassende    ist die Kammer 2  durch ein durch ein Ventil gebildetes Aus  lassorgan 6 verschlossen, dessen Schliessdauer  durch eine auf einer Welle 33 sitzende     Nok-          kenscheibe    34 gesteuert wird. Der Körper  des Ventils 6 trägt eine gleitbare Hülse 35,  auf welche die     Nockenscheibe    34 wirkt. Zwi  schen der Hülse 35 und dem Ventilkörper 6  ist eine Feder 36 angeordnet, so dass die       Nockenscheibe    das Ventil federnd nachgiebig  auf seinen Sitz     drückt.     



  Das durch die Teile 6, 35 und 36 gebildete  Ventil gleitet in feststehenden Führungen       35a.    Die Welle 33 wird durch die Welle 28  über ein Zahnradgetriebe 37 betätigt.  



  Die Wirkungsweise ist. folgende:  Durch den     Verbrennungsdrnek    in der  Kammer 2 wird das     Einlassorgan    3 nach  vorn bewegt lind in seine Schliessstellung ge  bracht. Das     Auslassorgan    6 wird erst nach  Erreichung des     Verbr        ennungsenddruckes    ge  öffnet. Das durch die     Nockenseheibe    34 ge  steuerte Öffnen des     Auslassorgans    erfolgt  rasch und vollständig,     um    die Verbrennungs  gase zur Entspannung in die Düse 10 frei  zugeben.  



  Nach Erreichung des vollen Verbren  nungsdruckes in der Kammer 2 gibt. die     Nok-          kenscheibe        3-1    über eine steile Ablaufbahn  das Ventil 6 frei, wobei gleichzeitig der Teil 6  sich im Teil 35 nach hinten verschiebt, so dass  das     Diaickgas    ohne unerwünschte Drosselung  in die Düse 10 übertreten kann.  



  Nach Vollendung des     Auslassvorganges     wird durch den Staudruck das     Einlassorgan     3 wieder geöffnet, so dass Luft mit hoher Ge  schwindigkeit die Verbrennungskammer 2  füllt und die noch vorhandenen Brenngase  nach rückwärts ausstösst. Das Ventil 6 wird      dann durch die     Nockenscheibe    34 wieder in  seine     Sehliessstellung    gebracht.  



  Der Antrieb der Pumpenwelle 28 in Ab  hängigkeit der     Fahrgeschwindigkeit    könnte  zum Beispiel auch über einen Elektromotor  erfolgen, dessen Drehzahl in Abhängigkeit  des     Staudruckes    geregelt wird.  



  In der     Fig.    5 ist ein     Auslassorgan    darge  stellt, mit welchem das gleiche Ziel erreicht.  werden kann wie in der     vorbesehriebenen     Ausführungsform.  



  Der Ventilkörper ist als Kolben ausgebil  det und bestellt aus zwei ineinander gleiten  den Teilen     6a    und 6b. Der Teil     6a.    gleitet in  einer Führung 38 und ist     durch    die Feder 39  belastet, welche ihn auf die     Sitzfläehe    40  drückt. Die Sitzfläche 40 und die     Stirnfläehe          40a    des Teils     6a    sind ungleich geneigt und  bilden zusammen einen in     Richtung-des    Teils  6b offenen Winkel. Die Feder 39 stützt sich  gegen eine in der Führung 38 eingeschraubte  Stütze 42 ab.

   Der mittlere Teil des Ventil  teils     6cc    ist zylindrisch ausgebohrt und bildet,  für den Teil 6b eine Führung.     Dieser    Teil 6b  untersteht der Wirkung einer Feder 43, wel  che sieh gegen eine einstellbare Stütze 44 ab  stützt., welche selbst in der Stütze 42     einge-          sehraubt    ist.  



  Diese     Ausführungsform    arbeitet wie  folgt:  Bei Erreichung des     Verbrennungsdrackes     in der Verbrennungskammer 2 wird der Teil  6b gegen den Druck seiner Feder 43 von sei  nem Sitz abgehoben. Dadurch kommt, der  Verbrennungsdruck auf die viel grössere  Fläche     40c    des Teils 6a zur Wirkung, so     da.ss     auch er von seinem Sitz, entgegen der Wir  kung seiner Feder 39, abgehoben wird.

         Durch    eine richtige     Einstellung    der durch die  Federn 39 und 43 ausgeübten Drucke  erreicht man mit. dieser Anordnung ebenfalls  eine spontane vollständige Freigabe der     Gas-          austrittsöffnung,    sobald ein bestimmter     Ver-          br        ennungsdrilck    in der Kammer 2 erreicht  ist.  



  Nach den     Fig.        \'und    3 wird bei der Öff  nung des     Auslassorgans    6 das Verhältnis der    Erweiterung der Düse dein     jeweiligen    Druck  gefälle entsprechend     an;-epal3t.  

Claims (1)

1. PATE \TA\ SPRU CII Strahltriebwerk mit intermittierender Verbrennung, bei dem das Einlassorgan der Verbrennungskammer durch den Staudruck geöffnet. und durch den Verbrennungsdruck geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass durch ein Organ gesteuert wird, welches durch. den Verbrennungsdruck geöffnet und durch eine äussere Kraft ge schlossen wird, zwecks Erreiehung einer Ver brennung bei annähernd konstantem Volu men. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass die der Ver- brennungskamrner zugewandte Seite des Aus lassorgans Umlenkfläclien für die einströ mende Luft zur Verbesserung der Gemisch bildung aufweist. 2. Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die V erbren- nungskammern zentralsymmetrisch um eine Achse angeordnet sind und die Auslassöff- numgen in eine gemeinsame, zentrisch ange ordnete Strahldüse münden.

   3. Strahltriebwerk, nach Patentanspruch und Unteransprueh 2, dadurch gekennzeich net, dass jeweils zwei diametral gegenüberlie gende Verbrennungskammern gleichzeitig arbeiten. 4. Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Strahldüse ein Widerstandskörper angeordnet ist, um durch seine hohe Tempe ratur noch unverbrannte Teile des Gemisches zu entzünden. 5.

   Strahltriebwerk nach Patentansprueh Lind Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Strahldüse injektorartig in eine sie zentrisch umgebende Zusatzluftführung mündet, um hierdurch die für die restlose Verbrennung noch nötige Luft. zuzuführen und so die gzösstmögliclie, beschleunigte Masse zu erzielen. 6. Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Aus lassorgan wirkende äussere Kraft eine Feder kraft ist. 7.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- organ auf einem starr mit dem Auslassorgan verbundenen Teil gleitbar angeordnet ist. B. Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass der das Einlassorgan tragende Teil durch eine in Führungen gleitbare Stange mit dein Auslassorgan verbunden ist. 9. Strahltriebwerk nach Patentansprueli und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stange sowie das Aus lassorgan hohl sind, so dass sie durch einen Luftstrom gekühlt erden können. 10.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass das Einlassorgan stromlinienförmig ausgebildet. ist und in seiner Schliessstellung mit seinen Seitenflächen mit den Wandun gen des es umgebenden Gehäuses in Eingriff kommt. 11. Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass der das. Einlassorgan tragende Teil als Kolben ausgebildet ist, wobei beide Teile gegeneinander abgefedert sind. 12.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteransprüchen 7 und 11, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druekwirkungsfläche des Auslassorgans grösser gehalten ist als die hintere Fläche des das Einlassorgan tragen den Kolbens. 13. Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- organ stromlinienförmig ausgebildet ist und auf einer feststehenden Führung gleitbar angeordnet ist, wobei es in seiner Schliess stellung mit den Wandungen des es umge benden Gehäuses in Eingriff kommt.

   14. Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 13, dadurch gekennzeich net, dass die Führung die Einspritzdüse für den Brennstoff trägt, welcher ihr intermit- tierend durch eine Pumpe zugeführt wird. 15. Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslass organ mittels einer Noekenscheibe in der Schliessstellung verriegelt wird, wobei die die Scheibe tragende Welle von der gleichen Welle angetrieben wird, welche die Brenn stoffspeisepumpe für den Brennstoff und einen Zündverteiler antreibt. 16.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 15, dadurch gekennzeich net, dass das Auslassorgan einen ihm gegen über abgefederten Teil trägt und das Ganze in einer feststehenden Führung axial ver schiebbar ist. 17. Strahltriebwerk nach Patentanspruch und Unteranspruch 15, dadurch gekennzeich net, dass die die Brennstoffspeisepumpe, den Zündverteiler und die Steuerung der Schliess stellung des Auslassorgans treibende Welle durch eine Luftschraube angetrieben wird. 18.

   Strahltriebwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslass- organ aus zwei unter Federwirkung stehen den Teilen besteht, welche übereinander glei ten, wobei die Anordnung eine solche ist., dass ein Teil mit kleiner Druckwirkungsfläche bei Erreichung eines bestimmten Druckes in der Verbrennungskammer von seinem Sitz abgehoben wird und den Druck auf die grö ssere Druckwirkungsfläche des andern Teils einwirken lässt, wodurch die Öffnung des Auslassorgans 'bewirkt wird.