DE4230750C2 - Schleudermotor - Google Patents
SchleudermotorInfo
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- internal combustion
- combustion engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
- F02C5/02—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant
- F02C5/04—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
- F02C3/16—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant
- F02C3/165—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant the combustion chamber contributes to the driving force by creating reactive thrust
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft den Aufbau für einen Verbrennungs
motor gemäß den Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige kombinierte Verbrennungsmotoren sind beispiels
weise aus der DE-OS 28 38 601, aber auch aus dem Japanischen
Abstract JP 63-230 925 (A) bekannt.
Die heute im Einsatz befindlichen Kolbenmotoren und Gastur
binen sind voll durchkonstruiert, der Höhepunkt des Wirkungs
grades ist offensichtlich erreicht.
Beim Kolbenmotor liegt es an seinen Kurbelsystem-Ventilen
und Wärmeverlusten. Bei den Gasturbinen sind es 50% im hohen
Umdrehungsbereich arbeitet und dabei der Verdichtungsdruck
unter 10 kp² liegt. Der Schleudermotor kann mit flüssigem
und gasförmigen Brennstoff betrieben werden (möglich auch
Wasserstoff). Sein Wirkungsgrad wird bei 55% und höher liegen.
Dieses geschieht einmal durch drei unterschiedliche vonein
ander abhängigen Verdichtungsarten mit Druckluftkühlung, was
zu hoher Schubkraft führt. Die Strömungsgeschwindigkeit im
Bereich der rotierenden Rückstoßdüsen kann im Bedarfsfall
die Schallgeschwindigkeit überschreiten sowie den Schubdruck
über 20 kp/cm² steigern. Die ausströmenden Rückstoßgase und die
Zwangskühlung wird in der speziellen angebauten kombinierten
Niederdruckturbine voll ausgenutzt. Durch die neue Konstruk
tionsart der Flexionsringe werden die Schleifwiderstände,
bedingt durch Zentrifugalkräfte stark herabgesetzt, wodurch
die Laufleistungen der Kolbenmotore übertroffen werden. Der
Schleudermotor kann bei allen mittleren und größeren Ver
brennungsmotoren und Gasturbinen (außer bei Strahlflugzeuge)
eingesetzt werden.
Die Erfindung des Schleudermotors ist in seiner Arbeitsweise
für kombinierten Verbrennungsmotor mit rotierenden Verdich
tungen und Verpuffung als Rückstoßmotor nutzbar. Sie betrifft
den Kolbenmotor mit seinen nachhaltigen Kurbelsystem-Ventilen
und Wärmeverlusten, sowie das Arbeitssystem der Gasturbine
mit seiner 50%igen Aufwendung der Verdichtung, welche nur mit
hohen Umdrehungen und niedrigem Arbeitsdruck betrieben wer
den kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau
für einen kombinierten Verbrennungsmotor anzugeben, womit
eine Wirkungsgradverbesserung gegenüber den bekannten Kolben
motoren und Gasturbinen erreicht werden soll.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
System sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Der erfindungsgemäße Schleudermotor kann mit flüssigem und
gasförmigem Brennstoff betrieben werden. Die Luft wird über
einen Luftfilter angesaugt und in der kombinierten Nieder
druckturbine (1) außenseitig vorverdichtet. Danach wird sie
im Luftkühler (3) gekühlt und erreicht dann den Schleuder
motor, wo sie axial nochmals (4) verdichtet wird. In den Ver
jüngungskanälen (5) wird die Luft um 90° von der Achse abge
leitet und separat zu den einzelnen Kugelklappen (6) oder
Brennkammer gedrückt. Beim Übergang zu den einzelnen Kugel
klappenmotoren wird die Luft aufgeteilt.
- a) Zum Füllen der einzelnen Zellen gelangt der größte Teil in die Kugelklappenmotore.
- b) Der andere Teil der Druckluft wird zum Kühlen der Motore in einer Hülle (7) außen herumgeführt, was einer Zwangskühlung entspricht.
Im Bereich der Verjüngungskanäle (5) bis hin zum Kugelklap
penmotor (6) ist es aus ökonomischen Gründen sowie aus funk
tioneller Sicht erforderlich, für den Bereich des Anfahrens
den Leerlauf bis hin zur Halblast über eine mechanische
Regelung für die Druckluftregulierung aufrechtzuerhalten.
Diese befindet sich vor jedem Kugelklappenmotor (6), wo die
Luft aufgeteilt wird und sich temperaturabhängig regelt. Kalt
gleich geschlossen - die gesamte Druckluft durchläuft den Innen
raum des Kugelmotors. Mit steigender Temperatur wird das Ther
mostat (20) in Verbindung mit einem Metallhahn durch 1/4-
Drehung gesteuert - geöffnet, die Zwangskühlung beginnt und
wird je nach Bedarf-Betriebstemperatur-weiter geöff
net oder geschlossen. Die schnellen heißen Druckgase verlas
sen dann den Explosionsraum über Schlitze und werden in der
Schubdüse (9) als Rückstoß in eine Drehbewegung umgesetzt.
Durch das Umleiten der Gase in den feststehenden Teil der
Gleitbleche (11) wird die Restleistung im Abgasturbo (2) ge
nutzt. Die Abgase durchlaufen zum Schluß einen Filter und
treten dann ins Freie aus. Jeder Schleudermotor hat mehrere
Kugelklappenmotore.
Der erfindungsgemäße Schleudermotor ist sehr wirtschaftlich,
bedingt durch folgende Eigenschaften:
- - Die Verdichtung der Luft wird in drei Etappen durchge führt, was die Arbeitsleistung als Rückstoß steigert,
- - Eine Achsumdrehung im Kugelklappenmotor entspricht drei Füllungen mit drei Verbrennungen und drei Schubleistungen bei drei freilaufenden Klappen,
- - Durch Mitnutzung der Zwangskühlung,
- - Durch die nicht starr verbundenen einzelnen Aggregate hat er einen sehr variablen, leistungsstarken Drehbereich,
- - Durch einfache direkte Einspritzung läßt sich im Leerlauf sowie im Halblastbereich Brennstoff einsparen. Bsw. durch Einsparung an Brennstoff Nichteinspritzung von zwei Kugel klappenmotoren bei vier vorhandenen,
- - Jede zweite Einspritzung wird unterbrochen, wodurch es zu einer Überspülung der Kugelklappenmotore kommt und vor handene Wärmeenergie mit aufgenommen und genutzt wird,
- - Durch die Zwangskühlung der Kugelklappenmotore wird die abgeleitete Wärmeenergie durch Zentrifugalkraft in den Abgasturbo mit genutzt.
Das Anfahren des Schleudermotors geschieht nach dem Vor
glühen durch einen Anlasser. Es wird nur das Kernstück in
Bewegung gesetzt. Im Anfahrprozeß wirken schon die Flieh
kräfte auf die freilaufenden Klappen und drücken sie nach
außen, bedingt nur in einer Richtung-hervorgerufen durch die
Rücklaufsicherung. Zum anderen drückt die Frischluft auf die
Klappe, welche durch den Verdichter (4) erzeugt wird. Nach und
nach entsteht ein immer größeres Luftpolster bis zur Verdich
tung und der ersten Zündung. Nach dem Erreichen des selb
ständigen Laufes wird der Anlasser abgestellt.
Zu jedem Kugelklappenmotor gehören drei oder mehr freilau
fenden halbrunde Klappen (8), wobei eine Klappe fest mit der
Achse (12) verbunden ist. Dadurch entsteht zwischen den anderen
Klappen und der Achse nur ein kleiner Laufunterschied, bedingt
durch die zwangsläufige Raumveränderung. Diese Raumverände
rung entsteht durch das Zusammenspiel von Zentrifugalkraft
des Schleudermotors, der Explosionskraft (Druck nach allen
Seiten) sowie der Schwungkraft der Klappen. Die eine Klappe
beschleunigt zum Rundlauf, was gegen die Zentrifugalkraft
läuft, aber dafür der Ladedruck positiv einwirkt.
Die andere Klappe wird gebremst, was zur Verdichtung als
Gegendruck gebraucht wird, welcher durch die 3. Klappe nach
außen laufend zur weiteren Verdichtung führt.
Die Einspritzpumpe (10) befindet sich bei jedem Kugelklappen
motor auf der oberen Außenseite, bedingt durch die Fliehkräfte
und den Explosionsraum. Bei jedem Durchlauf der Klappe wird
über Gleitkeil-Feder-Stößel die Einspritzpumpe betätigt. Die
zweite Funktion der Rückholfeder dient zur Sicherung der
maximalen Umdrehung, weil hier ebenfalls die Zentrifugalkräfte
wirken und sie bei Erreichen des Maximums außer Kraft
setzen.
Das Abdichten der freilaufenden halbrunden Klappe (8) wird
durch einen Flexionsring (13) verbessert.
Der Flexionsring ist in einer Nute der halbrunden Klappe (8)
eingelegt. Er hat eine feste Verbindung über ein Stahlseil, Umlenkrolle (21) zum Gegengewicht (22). Durch diese flexible
Funktion werden die vorhandenen Zentrifugalkräfte zwischen
Flexionsring und Gegengewicht stark abgebaut. Dadurch wird
der Verschleiß von Flexionsring und Innenraum stark herab
gesetzt. Somit wird eine Laufzeitverlängerung bewirkt. Dieses
System ist in jeder halbrunden Klappe eingebaut und arbeitet
separat. Desweiteren ist der Flexionsring auf der nicht be
lasteten Seite mit einer Kupferschicht überzogen. Durch die
oben beschriebene schwache Abnutzung der Innenseiten der
Kugelklappenmotore, wird nur eine minimale Kupferschicht
aufgebracht, was wiederum für ein besseres Gleiten sorgt.
Bezugszeichenliste
1 Vorverdichter
2 Abgasturbo
3 Luftkühler
4 Verdichter
5 Verjüngungskanäle
6 Kugelklappenmotor
7 Zwangskühlung
8 Halbrundklappen
9 Schubdüse
10 Einspritzpumpe
11 Gleitbleche
12 Kugelachse
13 Flexionsring
14 Hohlwelle
15 Regelung
16 Antriebswelle
17 Röhrenachse
18 Glühzone
19 Rotierender Gasbrenner mit Schubdüse
20 Thermostatregler
21 Umlenkrolle
22 Gegengewicht
23 Schall-Wärmeschutz
24 Lager
2 Abgasturbo
3 Luftkühler
4 Verdichter
5 Verjüngungskanäle
6 Kugelklappenmotor
7 Zwangskühlung
8 Halbrundklappen
9 Schubdüse
10 Einspritzpumpe
11 Gleitbleche
12 Kugelachse
13 Flexionsring
14 Hohlwelle
15 Regelung
16 Antriebswelle
17 Röhrenachse
18 Glühzone
19 Rotierender Gasbrenner mit Schubdüse
20 Thermostatregler
21 Umlenkrolle
22 Gegengewicht
23 Schall-Wärmeschutz
24 Lager
Claims (7)
1. Aufbau für kombinierten Verbrennungsmotor mit Vorverdich
tung, Querschnittsverengungen, mit am Ende angebrachtem
Kugelklappenmotor mit Schubdüse, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kugelklappenmotor so geformt bzw. gebaut ist,
daß eine zweistufige (1 und 4) Verdichtung stattfindet und
erst dann die Verpuffung als Rückstoß in der Schubdüse (9)
in Drehbewegung umgesetzt wird.
2. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verpuffung in der Schubdüse (9) derart
abläuft, daß hierbei die rotierenden Kugelklappenmotore (6)
mit freilaufenden, halbrunden Klappen (8) und halbrunden
Flexionsringen (13) ausgestattet sind, welche bei Verschleiß
durch die Fliehkräfte nach außen rutschen.
3. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hohlwelle (14) mit ihren Gleitblechen
still steht und der Vorverdichteraußenring (4) sich mit
seinen Gleitblechen dreht und die Luft verdichtet.
4. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die röhrenartige Mittelachse (17) sich mit
ihren Gleitblechen an dem Außenring des Schleudermotors
dreht und sich dabei auf der Innenseite (2) die Gase ent
spannen, während auf der Außenseite (1) Luft verdichtet wird.
5. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der flüssige Brennstoff durch eine rotierende
Glühzone (18) im Kugelklappenmotorraum zur Verbrennung
kommt.
6. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Betrieb auftretende Zentrifugalkräfte
über eine Umlenkrolle (21) und bewegliche Gegengewichte
(22) fast aufgehoben werden.
7. Verbrennungsmotorenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß bedingt durch den einseitigen Lauf die nicht
belastete Seite der Flexionsringe (13) mit einer Kupfer
auflage versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924230750 DE4230750C2 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Schleudermotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924230750 DE4230750C2 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Schleudermotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4230750A1 DE4230750A1 (de) | 1993-05-19 |
DE4230750C2 true DE4230750C2 (de) | 1995-04-20 |
Family
ID=6467944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924230750 Expired - Fee Related DE4230750C2 (de) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Schleudermotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4230750C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311773A1 (de) * | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Imris, Pavel, Dr. | Druckluftmotor |
DE10250547A1 (de) * | 2002-10-30 | 2005-12-15 | Helmut Kaiser | Druckluft-Schleudermotor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2838601A1 (de) * | 1978-09-05 | 1980-03-06 | Richard Eichner | Turbokolbenmotor |
JPS63230925A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Seizaburo Hattori | エンジン |
-
1992
- 1992-09-14 DE DE19924230750 patent/DE4230750C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10250547A1 (de) * | 2002-10-30 | 2005-12-15 | Helmut Kaiser | Druckluft-Schleudermotor |
DE10311773A1 (de) * | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Imris, Pavel, Dr. | Druckluftmotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4230750A1 (de) | 1993-05-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
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