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Ein ZUSATZ zur Patentanmeldung Akz. 10 2012 011 068.5 mit Name: „Drehkolbenkraftmaschine mit ...”
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VORMERK: In der Hauptanmeldung Akz. 10 2012 011 068.5 ist eine Drehkolbenkraftmaschine mit drei rotierenden Verdrängern, einer Steuerung des Verdichtungsraumes, einer Steuerung des Ausdehnungsraums und mit Einrichtungen für Realisierung den Gas-Dampf-Zyklus beschrieben.
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Die Kraftmaschine mit solch komplizierter Bezeichnung hat eigentlich das wichtigste Merkmal, der unterscheidet sie von allen anderen Typen Drehkolbenkraftmaschinen – sie ist eine Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess.
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Deshalb fortan die treffende Kurzbezeichnung für sie wäre die Bezeichnung:
Dreistufige Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess.
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In dem Zusatz zum Hauptanmeldung Akz. 10 2012 011 068.5 ist eine verbesserte, relativ zur Hauptanmeldung, konstruktive Ausführung der Drehkolbenkraftmaschine vorgeführt. Die Drehkolbenkraftmaschine nach bestehendem Zusatz ist mit einer verbesserten Variante der Steuerung von Verdichtungs- und Expansionsräumen, verbesserter konstruktiven Ausführung des Brennraumes, präzisierten Flüssigkeits- und Kühlluftsystemen sowie mit Lüftansaugvorrichtungen mit laufend von Ausstoßluft reinigenden Lauf-Filterbänden ausgestattet ist.
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Weiter sind die entsprechenden Patentansprüche angemeldet.
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Beschreibung
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Die Notwendigkeit der konstruktiven Erneuerungen bei der Drehkolbenkraftmaschine offensichtlich wurde bei Ausarbeitung der Dokumentation zum Bau des experimentellen Prototyps der Drehkolbenkraftmaschine. Dabei in manchem diese Erneuerungen bedingt sind durch die Verwendung der fertigen konstruktiven Elementen zur inneren Fühlung der Drehkolbenkraftmaschine, die aktuell die deutsche industrielle Unternehmen zur Verfügung stellen.
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Wie es schon erläutet ist in der Hauptanmeldung, die Vorrichtungen für Steuerung über Menge der tatsächlich komprimierten in der Verdichterstufe Luftmassen erlauben es nach Bedarf, ein oder anderen Teil der angesaugten in der Verdichterstufe Luft noch vor der Komprimierung zurück in die Atmosphäre oder in ein anderes nützliches System aufzuschieben. Damit wird die Luftüberfluss bei Kraftstoffbrennen nach Bedarf geändert und somit die Gastemperatur bei Arbeitsprozess gesteuert werden.
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Also bekommt Drehkolbenkraftmaschine die Eigenschaft, die Gastemperatur nach Bedarf zu steuern.
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Es ist zwar gewiss, dass die in der Hauptpatentanmeldung Akz. 10 2012 011 068.5 vorgeführte Vorrichtungen zur Steuerung der tatsächlich komprimierten Luftmassen sind etwas übermäßig kompliziert konstruiert, was die beträchtliche Gewichteinbüssen und geringere Arbeitssicherheit mit sich zieht.
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Eine einfachere Ausführung der dafür nötigen Vorrichtungen ist schon in der Hauptanmeldung genant. Diese bessere Losung ist in der Hauptanmeldung mit quasi folgenden Worten gefasst:
„Denkbar ist auch eine alternative Bauweise des gemeinsamen Getriebes zur Steuerung der Auslassventile (69), die, statt gemeinsamer Umstellung der Walzen (77) in den Buchsen der Auslassventile (69), eine Umstellung selber Buchsen mit seinen Auslasskanälen vorsiecht.
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Dabei sind die Walzen (77) von separaten Getrieben synchron mit Nebenläufern gedreht, wogegen die Buchsen können von einem Stellgetriebe durch eine gemeinsamen Kettengetriebe auf die erforderlichen Winkel umgestellt werden”.
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Die konstruktive Ausführung dieser verbesserten Variante des Getriebes zur Steuerung der Auslassventile (69) als Teil der verbesserten konstruktiven Ausführung der ganzen Drehkolbenkraftmaschine ist auch der Gegenstand des bestehenden Zusatzes.
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Außerdem, die geleistete Steuerung über Luftmassen in der Verdichterstufe gewährt die Möglichkeit, der ausgestoßenen Teil der angesaugten Luft für die Reinigung den Filterelementen zu verwenden, die parallel mit Filtration der Ansaugluft in der gemeinsamen Filteranlagen durchgeführt werden können.
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Die jeweiligen Filterelemente dabei können als unendliche Laufbänder eingerichtet werden, die von einem Stellgetriebe mit einer oder anderen Geschwindigkeit durch die Filtereinrichtungen geschoben würde. Dabei auf einem Bereich des jeweiligen Laufbands die Filtration der Ansaugluft, aber auf dem benachbartem Bereich parallel die Spülung des Laufbands durchgeführt, und der Schmutz zurück in die Umgebung ausgeblasen werden können.
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Solch ein Luftfilter wäre sehr wichtige Einrichtung bei der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, die ermöglicht seine Anwendung für die Arbeit in der schmutzigen Atmosphäre (mit Staub, Sand, Brennresten usw.), z. B. in dem Bergbau, bei den Fahrzeugen oder Hubschrauber, die in den Landwirtschaft, Sandwüsten oder bei technologischen Katastrophen in dem Einsatz werden können.
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Voraussetzungen dafür sind schon vorhanden, denn Komprimierung der ganzen Menge der angesaugten Luft ist erforderlich bei Drehkolbenkraftmaschine nur kurzfristig (z. B. bei Extrabeschleunigung). Bei der vielen anderen Regimes, der dauernden Nominalregime einschließlich, ist ein geringeren Luftüberfluss im Einsatz. Also, bei jedem einzelnen Vorgang der Komprimierung wird ein Teil der überflüssig angesaugten Luft aus den Ansaugräumen ausgestoßen und dabei für Reinigung der Filterbänder ausgenutzt werden können.
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Der Gegenstand des bestehenden Zusatzes zum Hauptpatentanmeldung Akz. 10 2012 011 0685 ist somit die vervollständigte Ausführungsvariante der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess, die mit verbesserten Steuerungsvorrichtungen bei den Verdichter- und Expansionsteilstufen, mit verbesserter konstruktiven Ausführung der Flüssigkeits- und Kühlluftsystemen, mit verbesserter konstruktiven Ausführung des Brennrohrraumes sowie mit den Lüftfiltervorrichtungen mit von Ausstoßluft reinigenden Filterbänden ausgestattet ist.
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(Die Kühlwasser- und Kühlluftversorgungssysteme werden hier nicht näher betrachtet).
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Die Einzelheiten der obengenanten Einrichtungen sind im Folgenden näher erläutert und in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigt
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Bild 1-Z eine neue vervollständigte Ausführungsvariante der Drehkolbenkraftmaschine,
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Bild 2-Z den Schnitt K-K durch den Vorderdeckel,
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Bild 3-Z die Ansichten U-U und V-V,
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Bild 4-Z den Schnitt B-B durch die Verdichterstufe,
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Bild 5-Z den Schnitt D-D durch die Expansionsvorstufe,
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Bild 6-Z den Schnitt F-F durch die Expansionsendstufe und äußere Gasleitung
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Bild 7-Z den Schnitt G-G durch den Hinterdeckel,
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Bild 8-Z den Verbindungsrohr mit Einlassrohr, die Brennrohrteile und Brennkammer,
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Bild 9-Z die Luftfilteranlage
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Weiter folgen die entsprechenden Beschreibungen.
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Differenzen zum Hauptpatentanmeldung Akz. 10 2012 011, die betreffen ganze Gestallt der Dreistufigen Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennprozess.
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Bild 1-Z zeigt eine Drehkolbenkraftmaschine, bei der die folgenden konstruktiven Änderungen, ähnliche bei allen drei Stufen und teilweise gültige bei den Vorder- und Hinterdeckeln, durchgeführt sind:
- 1. Zuerst es sind die Änderungen bei konstruktiver Ausführung Flüssigkeitskühlsystem und sie betreffen die Stirn- und Seitenwände aller Stufen.
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Die Stirnwände der allen Stufen sind dabei zweiteilig gebaut – selbst von Stirnwänden (101) und Auflage-Teilen (102) mit Labyrinth-Kanälen (30) für flüssige Kühlmittel (s. Bild 1-Z und Bilder 3-Z, 4-Z, 5-Z, oder 6-Z).
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Entsprechend sind die Einlass (67) und Auslassstutzen (49) für flüssige Mittel eingerichtet. Die Seitenwände sind auch zweiteilig gebaut – jeweils aus selbst Seitenwand (5) (s. Bild 1-Z) mit länglichen Kanälen und einer Hülse (86) mit der gehärteten Innerfläche, die mit Verdrängungskämmen überstreichen würden.
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Dabei die Seitenwände sind in einige robusten (dreieckigen ihm Durchschnitt) Gestelle vereinigt, die ermöglichen es die länglichen Einlass (98) – und Auslasskanäle (97) sowie die Auslassventile (69) bei der Verdichterstufe, oder die Einlass (61) – und Auslasskanäle (59) sowie die Sperrventile (64) bei Expansionsendstufe, jeweilig für Luft oder Gas, einzurichten.
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Nach Außen geben die Stufen die speziellen Plattformen entweder für die Luftfilteranlagen (90) bei der Verdichterstufe, oder für die äußere Gasleitungen (60) und Auspuffflanschen. Das Gehäuse bei allen Stufen bekommt damit die Haltbarkeits-Verstärkung.
- 2. Zweitens, durchgeführt sind die Änderungen bei Lagerung allen Läufer durch Einführung der Rillenkugellagern bei Vorder- und Hinterdeckeln sowie die Nadellagern mit Innerringen und GFT-Dichtungen bei den Stirnwänden in allen Stufen.
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Die Anwendung den FINDLING-Nadellagern und GFT-Dichtungen bei Rotorswellen in der allen Stufen definiert ist durch extreme Arbeitsbedingungen und hohe Anforderungen dort (Drücke bis 22 bar, Temperaturen (bei Kühlung mit flüssigem Mittel) – bis 300°C, Drehzahlen bei Nebenläufer – bis 15000 1/min, bei Hauptläufer – bis 5555 1/min, dynamische Tragwerte bei Schmierung – bis 35000 N).
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Diese Begrenzungen für die Standfestigkeit der Nadellager mit Borden und Innerringen in der Kombination mit Dichtungen aus federelastischen PTFE-Stoff mit Edelstahl können Firmen FINDLING und GFT mutmaßlich zulassen.
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Für die oben beschriebenen Flüssigkeitskühl- und Schmierölsysteme steht die Aufgabe die oben genanten Temperaturbegrenzungen und Schmierung bei Nadellagern und Dichtungen zu gewährleisten.
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Auch die Anwendung der VIT-Dichtungen bei den Rillenkugellagern ist durch die Drehzahlen und möglichen Gefälle des Drucks definiert.
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Die Stirnwände weisen auch die Kanäle des Schmierölsystems bei Lagern vor.
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Die konstruktiven Änderungen bei dem Vorderdeckel und der Verdichterstufe.
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- 1. Wie es schon in der Hauptanmeldung beschrieben ist, in der Verdichterstufe, außer länglichen Einlassöffnungen mit Einlasskanälen (98) (s. auch Hauptanmeldung, Bild 4, Schnitt B-B) sind auch die länglichen Auslassöffnungen mit Auslasskanälen (97) und Auslassventilen (69) eingerichtet.
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Die Auslasskanäle können durch die Auslassventile (69) bei jeder Umdrehung der Verdrängungskämmen entweder ständig gesperrt sein, oder ein Teil der Umdrehung geöffnet werden, und damit wird einen oder anderen Teil der eingesaugten Luft bei jeder Umdrehung der Verdrängungskämmen noch vor Anfang der Komprimierung zurück in die Atmosphäre ausgestoßen, oder in ein Bedienungssystem übergeführt.
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Dieses Bedienungssystem benutzt die Luft (mit kleinem Druck) entweder für Spülung der Luftfilter bei den Luftfilteranlagen (s, Bild 4-Z), oder verwendet ihr als Kühlluft, die kühlt das Innere der Nebenläufern durch die ganzen seinen Längen.
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Die Auslassventile (69) bestehen aus Walzen (77) und Ventilbuchsen (85), dabei die Walzen (77) drehen sich in den eigenen Nadellagern mit Borden und Innerringen (78), während bei der Ventilbuchsen (85) die Nadelkränzen (129) für seine Umstellung eingesetzt sind.
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Die Walzen (77), ebenso wie Ventilbuchsen (85), haben einige Herausschnitte über ganze seine Länge, durch die können sie nach seiner Lage gegeneinander die Luft entweder durchgehen lassen oder ihr sperren (s. Bild 4-Z)
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Anders als in der Hauptanmeldung, können die Einrichtungen für Steuerung der Ventile (69) in der neuen verbesserten Variante folgend ausgeführt werden.
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Die Walzen (77) drehen sich synchron mit jeweiligen Nebenläufern (4), angetrieben (mit Übertragungszahl 1:1) von Triebrädern (65) und Zwischenräder (78), die in dem Vorderdeckel (1) eingerichtet sind.
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(Die Triebräder (65) dienen auch als Antriebe für Bedienungsaggregate der Drehkolbenkraftmaschine).
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Daneben ist in dem Vorderdeckel (1) ein gemeinsames Regelungsgetriebe installiert, der besteht aus den drei Zahnrädern (87) bei Ventilbuchsen (85), einem Synchronriemen (84), den Spannrollen (89) und einem Stellgetriebe (88). Der Stellgetriebe dient für eine gemeinsame Verstellung den Ventilbuchsen (85) (s. Bild 4-Z) auf einen oder anderen Winkel im Bereich zirka 80°. Damit wird einen oder anderen Teil der angesaugten Luft während jeder Umdrehung in ein anderes System überführt. Dadurch ändert sich die Menge der komprimierten Luft, was wirkt als Änderung des effektiven Verdichterraumes.
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Auf diese Weise wird bei Drehkolbenkraftmaschine mit einer solch adaptiver Verdichterstufe die Steuerung nach Parameter Luftüberfluss ω = VV/Vmin und damit die Steuerung von Arbeitsgastemperatur realisiert.
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Wie es schon in der Hauptanmeldung beschrieben ist, mit Änderung dieser Charakteristik zur Minderungsseite verbessert sich die ganze Kette von anderen Charakteristiken der Drehkolbenkraftmaschine. Darunter mindern sich Leistungsausgaben bei der Verdichterstufe durch Auslassen der nicht komprimierten überflüssigen Luftmassen, erhöhen sich die thermodynamischen Temperaturen und damit erhöhen sich die Wirkungsgrade, verkleinert sich der Kraftstoffverbrauch und damit verkleinert sich der Schadstoffemission.
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Jedoch, wenn zeitlich die anderen Charakteristiken wie die erhöhte Beschleunigungseigenschaften oder Startzugkraft, oder einen milderen Wärmeregime bevorzugt sind, gibt es Möglichkeit erneut zum größeren Kompressionsräumen zurück zu wenden.
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Dank diesen Einrichtungen gewährleistet die adaptive Verdichterstufe bei der Drehkolbenkraftmaschine entweder einen ökonomisch günstigen Dauerbetrieb, oder die andere nützliche Betriebseigenschaften auf Bedarf.
- 2. Neben den oben beschriebenen Einrichtungen sind die damit verbundenen Präzisierungen bei dem Vorderdeckel durchgeführt.
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Dafür gehören die Verkürzung der Hauptrotorswelle (71) und damit verbundene Verkürzung des Vorderdeckels (1).
- 3. Bei Stirn- und Seitenwänden der Verdichterstufe, wie es oben beschrieben ist, die drei Auslassventile (69) und drei Stutzwalzen (94) eingerichtet sind.
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Außerdem, wie es in der Hauptanmeldung beschrieben ist, sind in den Vertiefungen des Hauptläufers in der Verdichterstufe die drei Eintritts (41) – und drei Austrittsdruckklappen (18) mit biegeweichen Lamellen in den Schächten mit Sesseln eingerichtet.
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Weiter sind die Ausgleichkanäle (8) für die Kommunizieren der Speicherräumen für die komprimierten Luft in der Verdichter- und Expansionsteilstufen und die kalibrierten Öffnungen (10) zum Brennraum für Erschaffung der Grenzluftschicht präzisiert.
- 4. Zur spezifischen Änderungen in der Verdichterstufe gehören die Einrichtung Dichtlamellen (109) mit Federn (110) (s. Bild 4-Z). Die befederte Dichtlamellen (109) bei der Verdrängungskämmen (12) dienen für Dichtung des Kompressionsraumes. Sie sind eingerichtet anstatt Dichtleisten (44) in den Vertiefungen (16) (s. Hauptanmeldung Akz. 10 2012 011 068.5 Bild 4, Einzelheit N).
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Die Dichtleisten bei Stirnseiten und längliche Dichtleisten (13) der Verdrängungskämmen (12) sind ähnlich eingerichtet, wie die Dichtleisten (81) und längliche Dichtleisten (13) in der Expansionsendstufe (46), Dabei die Dichtleisten bei Stirnseiten und längliche Dichtleisten (13) erfüllen die Dichtung bei Komprimierung der Luft in der Verdichterstufe (5) ganz ähnlich, wie Dichtleisten (81) und längliche Dichtleisten (13) in der Expansionsendstufe (46) gewährleisten die Dichtung bei Expansionsarbeit des Gases.
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Diese Einrichtungen zusammen mit Ausgleichgewichten (27), Verbindungsstocken (54), Federn (57) und Klemmen (116) und sine Wirkungsweise sind in der Hauptanmeldung beschrieben und auch hier, in Zusatz zur Hauptanmeldung, in dem Bild 6-Z zu sehen.
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Die konstruktiven Änderungen bei den Expansionsvor- und Expansionsendstufen.
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- 1. Alle innere Wände der Arbeitsräumen von Expansionsvorstufe (7) (s. Bild 5-Z), die Oberflächen der Verdrängungskämmen (43) und Verzahnung der Läufer hier sowie die länglichen Einlassöffnungen (16) für Eintritt und Auslassöffnungen (59) für Austritt des Arbeitsgases sind mit hitzebeständigem Belag überdeckt.
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Hier brauch man keine Dichtleisten, und keine Stirndichtleisten (s. Erklärung in dem Hauptanmeldung).
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Neu sind hier die Ausgleichklappen (38) für Vorbeugung des Bremseffektes bei weiterer Drehung der Verdrängungskämme nach Auslass des Druckgases in äußere Gasleitungen (60) aus Arbeitsräumen. Die Ausgleichklappen (38) sind ähnlich konstruiert, wie die Eintritts (41)- und Austrittsdruckklappen (18) bei dem Speicherraum der Verdichterstufe. Der Unterschied besteht darin, dass die Lamellen sind nicht biegeweichen, sonder aus hartem, hitzebeständigem Metall gefertigt und frei auf Achsen in den Schächten installiert sind.
- 2. Die Expansionsendstufe (s, Bild 6-Z) dagegen, hat Vorrichtungen für Dichtung bei Expansionsarbeit des Gases, dazu die Ausgleichklappen für Verbindung zur Atmosphäre sowie Vorrichtungen für Bildung und Einlass des Wasserdampfes bei Verwendung des Gas-Dampf-Zyklus, wie es in der Hauptanmeldung beschrieben ist
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Bild 6-Z zeigt alle diese Einrichtungen, die hier präzisiert dargestellt sind.
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Und zwar, im Inneren jeden von Kämmen sind Einlassklappe (82) des Dampfes und Wasserleitung (106) mit Wasserdüse (117) vorgesehen.
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Weiter, wie es oben erwähnt und in der Hauptanmeldung schon beschrieben, sind bei den Kämmen die Stirn- (81) und längliche Dichtleisten (13), die Ausgleichgewichte (27) mit Verbindungsstocken (54) und Reglerklemmen (116) sowie die zwei Ausgleichklappen (38) eingerichtet.
- 3. In den Stirn- und Seitenwenden sind die Eilass- und Auslasskanäle (61) und (59) für Gas (s. Bild 6-Z) sowie die Sperrventile (64) bei Einlasskanälen (64) eingerichtet. Ihre Bestiemung und Arbeitsweise sind in der Hauptanmeldung erklärt.
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Von Außen zwischen Arbeitsräumen der beiden Expansionsteilstufen (7) und (46) sind die drei äußeren Gasleitungen (60) mit Isolierungsschichten (63) vorgesehen, die auf dem Bild 1-Z und Bild 5-Z zu sehen sind.
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Die konstruktiven Änderungen bei dem Hinterdeckel.
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Die Änderungen beim Hinterdeckel (9) bestiemt sind vor allem durch die Änderungen bei dem Brennrohrsraum. Diese Änderungen werden in weiterer Rubrik ausführlich beschrieben.
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Hier werden die damit verbundene Korrektur bei Lagerung des Hauptläufers und beweglicher Teil des Brennrohrs (35) sowie die neue spezifischen konstruktiven Elemente beschrieben (s. Bild 1-Z und Bild 8-Z)
- 1. Im Bild 1-Z ist zu sehen, dass der Hauptläufer (11), neben Nadellager und GFT-Dichtung in hinterem Stirnwand der Expansionsendstufe, ist mit dem Rillenkugellager (32) für axiale Stabilität des Läufers versorgt. (Er auslastet die Nadellager von Axialbelastungen).
- 2. Der Inneren Raum des Hinterdeckels (9) ist von Brennraum und von leeren Raum (48) im Inneren des Hauptläufers (11) durch die MENTAX Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung (125) isoliert (s. dazu auch Bild 8-Z), denn der leeren Raum (48) mit Brennraum kommuniziert und, trotz Kühlluft des Speichers (42), ist von Gas mit hohem Druck und Temperatur belastet. Ausführlicher daher – s. Beschreibung des Brennrohrsraums.
- 3. Im inneren Raum des Hinterdeckels (9) sind weitere konstruktiven Präzisierungen durchgeführt, darunter bei Lagerung der Leistungswelle (24) mit Rillenkugellager (119), bei Nebenrotorswellen mit Paketen aus Rillenkugellagern und VIT-Dichtungen (105), bei Getriebe zu den Sperrventile (64, 65, 66) (s. Bild 7-Z) und Getriebe (36, 37) zur Drehung des beweglichen Teil des Brennrohrs (35), bei Einlass- und Auslassstutzen (67, 49) usw.
- 4. Neu sind hier die Vorrichtungen für weitere Vervollkommnung der Drehkolbenkraftmaschine.
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Dafür gehört eine Vorrichtung zur Kompensation der Differenz von Wärmeausdehnungen des Pakets aus den Verbindungs- und Einlassrohren sowie unbeweglicher Teil des Brennrohrs (20) mit dem Gehäuse.
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Dabei die Federn für Kompensation der Wärmeausdehnungen (104), die in einem Ansatz zur Stirnwand (121) angebracht sind, gewährleisten die Anpressung der Brennrohr (20) mit Brennkammer (21) zum Verbindungsrohr (53), der auf dem Gehäuse befestigt ist.
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So werden die O-Ringe (127) aus Sintenmetall zwischen Einlassrohr (31), Verbindungsrohr (35) und Brennrohr (19) gegen Arbeitsdruck (bis 22 bar angepresst.
- 5. Zweite Neuigkeit hier ist die Vorrichtungen für Zufuhr der Wasser zur Wasserdüsen (117) in den Verdrängungskämmen (43) in der Expansionsendstufe (46) (s. Bild 1-Z und Bild 6-Z). Die Besonderheit hier besteht darin, dass Wasserleitungsröhrchen (106) mit Wasserdüsen (117) drehen sich zusammen mit den Nebenläufern, und dadurch sind hier die Stutzern von Druckwasseranlage (123) mit Rillenkugellager (120) und den Hochleistungs-GFT Radialdichtungen Typ 103 angewendet sind.
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Die Hochleistungs-GFT Dichtungen haben Einsatzgrenzen: Druck bis 500 bar, Temperatur –250° bis +316° C, Gleitgeschwindigkeit bis 5 m/s, also passen sie mit seinen Parametern bei Arbeitsbedingungen in diesen Einsatzstellen.
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Alternativ sind hier die Kompaktgleitringdichtungen Typ MGU verwendbar. Die haben Einsatzbegrenzungen: Druck bis 25 bar, Temperatur –50° bis +250°C, Gleitgeschwindigkeit bis 35 m/s, also passen auch mit allen Parameter bei Arbeitsbedingungen in dieser Einsatzstelle.
- 6. Weitere Neuigkeit in dem Hinterdeckel (9) wiedergibt die Änderungen, die mit der Einführung der Gasleitung (112) aus Brennraum zur Druckschutzklappe (52) und weiter zum Atmosphäre verbunden. Zur Besonderheiten gehört hier die konstruktive Ausführung der Gasleitung (112), Druckschutzklappe (52) und Gasabfasshaube (107).
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Da das Überdruckgas muss in die Atmosphäre abgeführt werden, ist die Druckklappe im Inneren der Leistungswelle (24) platziert. Das Überdruckgas gelingt bei Ansprechdruck in die Gasabfasshaube (107) durch die Öffnungen in der Leistungswelle und wird mit schon kleinem Druck in die Abgasleitungssystem (nicht weiter gezeigt) abgeführt.
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Die Gasleitung (112) ist mit Brennkammer (21) und Druckschutzklappe (52) durch die Schraubengewinde verbunden. Die Druckschutzklappe (52) (s, Bild 1-Z und Bild 8-Z) erhält der Tauchkolben (113) mit Angreifstock (115), Feder (114) und Reglerkappe (111), durch die der Ansprechdruck reguliert ist.
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Die Stütze für die Gasleitung (112) und Dichtung des Innenraumes des Hinterdeckels (9) von Atmosphäre erfüllt das Paket aus Rillenkugellager und VIT-Dichtung (105).
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Die Gasabfasshaube (107) ist mit VIT-Dichtungen zur Leistungswelle (24) abgedichtet.
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Die konstruktiven Änderungen bei dem Brennrohrsraum
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Die oben beschriebenen Änderungen bei Drehkolbenkraftmaschine sind teilweise auch durch die Präzisierungen bei Einlassrohr (31), Verbindungsrohr (35), sowie bei Brennrohr (19) mit Brennkammer (21) vorherbestiemt sind.
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Hier werden diese Präzisierungen ausführlich dargelegt
- 1. Zuerst es sind die Präzisierungen bei der Gleitringdichtungen (124) von beiden Seiten des Verbindungsrohrs (53).
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Die hier angewendete Gleitringdichtungen von METAX GmbH (124) isolieren der Brennraum von den Raum des Vorderdeckels, sowie dichten das flüssige Kühlmittel, der kühlt das Einlassrohr (31) mit Kraftstoff- oder Druckgas- (33) und elektrischen Leitungen. (s. Bilder 1-Z und 8-Z).
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Die METAX Gleitringdichtungen Typ B haben Einsatzgrenzen: Druck bis 50 bar, Temperatur –80 bis +315°C, Gleitgeschwindigkeit bis 25 m/s, also passen hier bei Anwendung der Kühlung des Einlassrohrs mit flüssigem Kühlmittel.
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Da, hier befindet sich unbewegliches Verbindungsrohr (53) im Inneren der rotierenden Hauptrotorswelle (71), braucht man hier die Gleitringdichtungen (124), die auf umgekehrter Weise gebaut werden, denn üblicherweise ist die rotierende Weile zur äußeren restlichen Konstruktion gedichtet werden müssen.
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Weil bei Gleitringsdichtungen es heißt, „die Dichtungsringe mit Federn drehen sich gesamt mit der rotierenden Welle”, sind hier einen „Mitnehmern” (126) auf der Rotorswelle gebraucht und angewendet ist.
- 2. Da die Kraftstoff- oder Druckgas- (33) und elektrischen Leitungen (131, 132) verlegt sind durch Einlassrohr (31) zum Brennkopf (133), der in die Brennkammer (21) ragt und ist damit, trotz der Kühlung, dennoch mit relativ hohen Temperaturen belastet, sind hier für die Berührungskontakte O-Ringe (127) aus Sintenmetalle zwischen Einlassrohr und Brennkopf, sowie zwischen dem Verbindungsrohr (53) und unbeweglichen Teil (20) des Brennrohrs (19) angewendet.
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Zur Anpressung der O-Ringen (127) dienen die schon beschriebene Federn (104) in den Hinterdeckel (9), die auch die Wärmeausdehnungen bei Verbindungsrohr (35) und Brennrohr (20) kompensieren.
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VERMERK: Der Brennkopf (133) mit Kraftstoffdüse und Ionisations- und Zündelektroden, sowie die Brennkammer selbst, müssen auf Spezialanfertigung bei Firmen mit Erfahrung bestellt werden (z. B. bei Firmen, die für die Turbokompressorsaggregate oder Strahltriebwerke ähnliche Komponente fertigen).
- 3. Neu sind hier die Vorrichtungen für Isolieren des Raums des Hinterdeckels von Arbeitsgasdruckraum. Hier sind, wie es schon erwähnt ist, die METAX Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung angewendet, die dichtet der Raum zwischen dem Hauptläufer (11) und unbeweglichem Teil des Brennrohrs (20). Diese Gleitringdichtung muss auch umgekehrt, wie Gleitringdichtungen bei Verbindungsrohr (53), gebaut werden.
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Die METAX Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung Typ MU hat Einsatzgrenzen: Druck bis 25 bar, Temperatur –50° bis +400°C, Gleitgeschwindigkeit bis 50 m/s, also passt mit allen Parametern bei Arbeitsbedingungen in diesem Einsatzstelle (wenn die Kühlung des Einsatzraumes in Einbetracht zu nehmen)
- 4. Weitere Stellen, wo die Hochleistungs-GFT Radialdichtungen von Typ 103 in dem Brennrohrraum angewendet sind, sind die Dichtungen zwischen Brennrohrsteilen (20) und (35) sowie zwischen beweglichem Brennrohrsteil (35) und Druckgasleitung (112) bei Zahnradsegment (36), der die beweglichen Teil des Brennrohr (35) umstellt, denn hier auch die hohn Drucke (bis 22 bar) und Temperaturen präsent sind.
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Die Hochleistungs-GFT Radialdichtungen Typ 103 haben Einsatzgrenzen: Druck bis 500 bar, Temperatur –250° bis +316° C, Gleitgeschwindigkeit bis 5 m/s, als es schon vorgemerkt ist, also passen sie auch mit seinen Parameter bei Arbeitsbedingungen in dieser Einsatzstellen.
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Hier überall sollen die Temperaturbedingungen von Flüssigkeitskühlsystem in diesen Grenzen bewahren.
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Konstruktive Ausführung der Filteranlage mit dem von Ausstoßluft reinigendem Filterlaufband.
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Das Bild 2-Z und Bild 8-Z zeigen eine von gesamt drei auf Verdichterstufe installierten Filteranlagen, bei denen, neben der Filtration der angesaugten Luft, eine fliesende Reinigung des Filterelements fortgeführt werden können.
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Die Filteranlage besteht aus einem Filtergehäuse (90), in dem eng zum Einsaugkanal (98) und Ausstoßkanal (97) des Filtergehäuses (90) ein Filterlaufband (91) auf den vier Spannwalzen angespannt ist.
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Der Filterlaufband (91) ist von einer Triebwalze (94) von Außen, zusammen mit Stutzwalze (99) von Inneren, fliesend angetrieben werden können. Ein Stellgetriebe (95) kann die Triebwalze (94) und damit die Filterlaufband (91) mit beordneter Geschwindigkeit zur Laufbewegung bringen.
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Die Spannwalzen (96) sowie die Stutzwalze (99) drehen sich in den Kugellagern (100) des Filtergehäuses.
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Bei jeder von Filteranlagen von Inneren des Filterlaufband (91), eng zum ihm, sind der Ansaugansatz (93) sowie der Abfuhransatz (92) eingerichtet sind, die mit Atmosphäre durch seine äußeren Flanschen kommunizieren.
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Die drei Filtereinlagen der Verdichterstufe sind entsprechend den drei Arbeitsräumen auf speziellen Plattformen mit Einsaug- (98) und Ausstoßkanälen (97) (Bild 4-Z) jeweils für Ansaug- und Ausstoßluft installiert.
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Jede Filteranlage filtert der Ansaugluft für seinen Arbeitsraum, aber Spülluft bekommt sie von benachbartem Arbeitsraum.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderdeckel
- 2
- Synchronisierungsgetriebe
- 3
- Gleitlager
- 4
- Nebenläufer
- 5
- Verdichterstufe
- 6
- Kühlmantel
- 7
- Expansionsvorstufe
- 8
- Ausgleichkanäle
- 9
- Hinterdeckel
- 10
- kalibrierte Auslassöffnung
- 11
- Hauptläufer
- 12
- Verdrängungskamm
- 13
- längliche Dichtleiste
- 14
- Flansch
- 15
- Längsvertiefung
- 16
- Einlassöffnung
- 17
- Auslassöffnung des Brennrohres
- 18
- Austrittsdruckklappe
- 19
- Brennrohr
- 20
- unbeweglicher Teil des Brennrohrs
- 21
- Brennkammer
- 22
- Gehäuse
- 23
- Längsvertiefung
- 24
- Leistungswelle
- 25
- Einlassöffnung
- 26
- Einlassöffnung
- 27
- Ausgleichgewicht
- 28
- Gleitringsdichtung
- 29
- Schlitz
- 30
- Ringskanäle
- 31
- Einlassrohr
- 32
- Rillenkugellager
- 33
- Kraftstoff- oder Druckgasleitungen
- 34
- Getriebe
- 35
- beweglicher Teil des Brennrohrs
- 36
- Zahnradsegment
- 37
- Zahngetriebe
- 38
- Ausgleichklappe
- 39
- Umleitöffnung
- 40
- Vertiefung
- 41
- Eintrittsdruckklappe
- 42
- Innenraum des Hauptläufers
- 43
- Verdrängungskamm
- 44
- Dichtleiste
- 45
- hitzebeständige Schichten
- 46
- Endexpansionsstufe
- 47
- Ritzel
- 48
- leerer Raum
- 49
- Auslassstutzen
- 50
- Gleitlager
- 51
- Einlassstutzen
- 52
- Druckschutzklappe
- 53
- Verbindungsrohr
- 54
- Verbindungsstock
- 55
- Triebrad
- 56
- äußere Verzahnungen
- 57
- Feder
- 58
- Ausgleichgewicht
- 59
- Austrittkanal
- 60
- äußere Gasleitungen
- 61
- Zufuhrkanal
- 62
- Auspuffflansch
- 63
- Thermoisolation
- 64
- Sperrventil
- 65
- Triebrad des Sperrventils
- 66
- Mittelszahnrad
- 67
- Kühllufteinlassstutzen
- 68
- Kühlluftauslassstutzen
- 69
- Auslassventil
- 70
- Laufbuchse
- 71
- Hauptrotorswelle
- 72
- Trapezgewindespindel
- 73
- Gabel mit Rollen
- 74
- Support
- 75
- Flanschen
- 76
- Bedienungsluftsystem
- 77
- Walze
- 78
- Nadellager mit Borden und Innerring
- 79
- Zwischenrad
- 80
- Leitwerk
- 81
- Stirndichtleiste
- 82
- Einlassklappe
- 83
- Holm
- 84
- Synchronriemen
- 85
- Ventilsbuchse
- 86
- Hülse
- 87
- Zahnrad
- 88
- Stellgetriebe
- 89
- Spannrolle
- 90
- Filtergehäuse
- 91
- Filterlaufband
- 92
- Abfuhransatz
- 93
- Ansaugansatz
- 94
- Stützwalze
- 95
- Stellgetriebe
- 96
- Spannwalze
- 97
- Ausstoßkanal
- 98
- Ansaugkanal
- 99
- Triebwalze
- 100
- Rillenkugellager
- 101
- Stirnwand
- 102
- Auflage-Teil mit Labyrinth
- 103
- GFT-Dichtung
- 104
- Feder für Kompensation Temperaturausdehnungen
- 105
- Paket aus Rillenkugellager und VIT-Dichtung
- 106
- Wasserleitungsröhrchen
- 107
- Gasabfasshaube
- 108
- Rahmen
- 109
- Dichtlamelle
- 110
- Feder
- 111
- Reglerkappe
- 112
- Druckgasleitung
- 113
- Tauchkolben
- 114
- Feder
- 115
- Angreifstock
- 116
- Reglerklemme
- 117
- Wasserdüse
- 118
- Schmierölkanal
- 119
- Paket der Rillenkugellagern
- 120
- Rillenkugellager
- 121
- Ansatz zum Stirnwand
- 122
- Kühlluftleitung
- 123
- Stutzer von Druckwasseranlage
- 124
- MENTAX Gleitringdichtung Typ U
- 125
- MENTAX Metallbalg-Gleitringdichtung Typ MUA
- 126
- Mitnehmer-Ring
- 127
- O-Ring
- 128
- GFT Radialdichtung Typ 103
- 129
- Nadelkranz
- 130
- Triebrad der Ventilbuchse
- 131
- Leitung zur Ionisationselektrode
- 132
- Leitung zur Zündelektrode
- 133
- Brennerkopf
- 134
- Luftleitgitter
