DE663873C - Brennkraftturbine mit vom Turbinenlaufrade unabhaengig umlaufendem Kolbenverdichter - Google Patents

Brennkraftturbine mit vom Turbinenlaufrade unabhaengig umlaufendem Kolbenverdichter

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DE663873C
DE663873C DEG89600D DEG0089600D DE663873C DE 663873 C DE663873 C DE 663873C DE G89600 D DEG89600 D DE G89600D DE G0089600 D DEG0089600 D DE G0089600D DE 663873 C DE663873 C DE 663873C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/06Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid being generated in an internal-combustion gas generated of the positive-displacement type having essentially no mechanical power output
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description

  • Brennkraftturbine mit vom Turbinenlaufrade unabhängig umlaufendem Kolbenverdichter Das Hauptpatent betrifft eine Brennkraftturbine, bei der die Welle des Kolbenverdichters von der Welle der Turbine vollständig getrennt ist und bei der die in Sternform angeordneten' Zylinder des Kolbenverdichters mit ihren Brennkammern einzeln und unmittelbar an die Leitdüsen der Turbine angeschlossen sind. Dadurch wird eine so schnelle und vollständige Entleerung der Brennkammern erzielt, daß der. Kolbenverdichter mit Ansaugung durch Unterdruck arbeiten kann und die Verwendung eines besonderen Vorverdichters zum Spülen der Zylinder des Kolbenverdichters in Fortfall kommt. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Turbine ist bereits vorgeschlagen worden, einige der Zylinder des Kolbenverdichters in der an sich bekannten Weise mit einer von den Zylinderräumen abgeteilten, mit ihnen durch einen gesteuerten Durchlaß in Verbindung stehenden Brennkammer auszurüsten, so daß die so ausgebildeten Zylinder lediglich Verdichtungsarbeit leisten, während der oder die übrigen Zylinder nach ihren Brennkammern hin offen sind und die Antriebsarbeit für den Betrieb des Verdichters übernehmen. Durch diese Anordnung wird für diejenigen Zylinder, die nur Verdichtungsarbeit leisten, ein längeres Offenhalten der Überströmventile ohne Verminderung des Saugwirkungsgrades der zugeordneten Zylinder erzielt, woraus sich eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und die Möglichkeit einer umfassenderen Regelung der Turbine durch Einwirkung auf die Öffnungszeiten der Überströniventile ergibt.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, alle Zylinder des Kolbenverdichters mit einer gleichmäßigen Verdichtungsleistung zu betreiben und aus allen Brennkammern eine gleichmäßige Antriebsleistung an die Turbinen abzugeben und den Kolbenverdichter so einzurichten, daß sämtliche Zylinder ohne Ausnahme und unabhän-gig von der Öffnungszeit der Überströmventile mit gleichbleibendem Saugwirkungsgrad arbeiten. Das wird dadurch erreicht, daß die von den Zylindern des Kolbenverdichters in an sich bekannter Weise abgeteilten', mit ihnen durch einen gesteuerten Durchlaß mir zeitweise in Verbindung stehenden Brennkammern erfindungsgemäß zugleich mit Zylindern kleineren Durchmessers in offener Verbindung stehen, deren Kolben den Antrieb des Kolbenverdichters vermitteln. Trotz unmittelbaren Antriebes des Kolbenverdichters aus der Energie der von ihm verdichteten und in den Brennkammern verbrannten Gase wird durch diese Trennung der Verdichterkolben von den Antriebskolben erreicht, daß in jeder Brennkaminer nur ein geringer Tei.1 der gespeicherten Energie für die Entspannung zum Antriebe des Verdichters verz6]ilitwird, da die von den Verdichterkolben ge-, trennten Arbeitskolben so klein bemessen. werden können, daß sie zur Leistung der Antriebsarbeit gerade ausreichen. Andererseits können die Verdichterkolben beliebig groß bemessen werden, ohne die Entspannungsverluste der in den Brennkammern gespeicherten Gase zu erhöhen, so daß also für den All- trieb der Turbine ein hohes Druckgefälle zur Verfügung steht, Man hat bereits vorgeschlagen, bei Brennkraftturbinen mit unabhängig von der Turbinenwelle umlaufendem Kolbenverdichter den Verdichterkolben als Stufenkolben auszubilden und ihn mit der einen Stufe als Verdichter, mit der anderen Stufe als Brennkraftinaschine zum Antrieb des Verdichters arbeiten zu lassen, hat dabei aber nicht die verdichtete Luft in besondere Brennkammern übergeschoben, aus denen der als Brennkraftmaschine arbeitende Teil des Stufenkolbens beaufschlagt wird, sondern man hat die verdichtete Luft zunächst in einen Aufnehmer geleitet und nach dem 2,#bwärtsgange des Stufenkolbens zum Spülen des Brennkraftzylinders benutzt. Die Brennkraftmaschine muß dabei die Verdichtung einer Teilluftmenge selbst übernehmen, und nicht die gesamte, von der Verdichterstufe verdichtete Luftmenge, sondern nur der geringe, nach der Spülung im Zylinder der Brennkraftmaschine verbliebene Teil der verdichteten Luft nimmt an der Verbrennung des eingespritzten Treibstoffes teil. Im Gegensatz dazu gestattet es die vorliegende Erfindung durch Anschluß beider Kolben an eine gemeinsame, vom Verdichterkolben abgeteilte Brennkammer, die gesamte, im Verdichter verarbeitete Luftmenge an der Brenngemischbildung zu beteiligen und die für den Antrieb der Turbine aus den einzelnen Brennkammern zur Verfügung stehende Eilergiemenge entsprechend zu steigern.
  • Um besondere Überströmventile, deren-Dichthaltung und Kühlung bei den hohen Brennkammertemperaturen Schwierigkeiten bereitet, zu 'vermeiden-, werden zweckmäßig die von den Brennkammern beaufschlagten Kolben räumlich neben oder zwischen der Turbine einerseits und den Zylindern des Kolbenverdichters andererseits angeordnet, und zwar so, daß sie bei ihrer Bewegung zugleich auch die Düsenöffnungen der Turbine steuern. - Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. i einen Längsschnitt durch eine Brennkraftturbine, in Abb. --, den Teil eines Querschnittes durch die Verdichterzylinder.
  • Die dargestellte Brennkraftturbine besteht « a , us vier Hauptteilen, nämlich der Turbine I, Antriebsbrennkraftmaschine II für den .Verdichter, dem lediglich als Pumpe- arbeitenden Verdichter III und der Anlaß- oder Lichtmaschine IV mit Zündanlage.
  • In dem Turbinengehäuse i ist das Turbinenlaufrad:2 gelagert, welches zwei Düsenkränze4 und 5 trägt. Die Welle 6 des Turbinenrades ist auf der einen Seite in einem Gehäusedeckel 7 und auf der anderen Seite in einem Deckel 8 gelagert.
  • Das Turbinengehäuse i ist nach der rechten Seite hin erweitert und enthält zugleich die sternförmig angeordneten Zylinder der Brennkraftmaschine II- und des Verdichters III, von denen bei der Brennkraftmaschine die Zylinder 9 und io, bei dem Verdichter die Zylinder i i und 12 sichtbar sind. Die Zylinder 9 und i o der Brennkraftmaschine undihre Kolben 13 und 14 sind dem Durchmesser nach erheblich kleiner als die Zylinder i i und 12 des Verdichters und ihrer Kolben 15 und 16. Sämtliche Kolben des Verdichters sind an einem gemeinsamen Kurbelzapfen 17 einer Welle 18 gelagert, die von der Turbinenwelle 6 getrennt ist. Die Welle 18 trägt an einem Ende eine Exzenterscheibe ig, an der die Kolben der Brennkraftmaschine II gelagert sind, und an dem anderen Ende den Läufer der Anlaß- oder Lichtmaschine IV, von der nur das Gehäuse 2o dargestellt ist.
  • Die Zylinder der Brennkraftmaschine und des Verdichters sind nach außen hin durch Zylinderköpfe-,>i,:22 abgedeckt, weiche die Brennkammern 23, 24 enthalten. Diese Brennkammern sind nach den Zylindern 9 und io der Brennkraftmaschine offen, mit den Zylindern i i und 12 des Verdichters jedoch durch Leitungen:25, 26 verbunden, in denen je ein nach den Brennkammern sich öffnendes Rückschlagventil 27, 28 angeordnet ist.
  • Unmittelbar inden Wandungen der Brenn-1,iaftmaschinenzylinder 9, io sind die Leitdüsen :29, 3o angeordnet, deren Einlässe von den Kolben 13, 14 der Brentikraftinaschine gesteuert werden. Die Brenngase strömen aus den Leitdüsen:29, 30 zunächst durch den Schauf elkranz 4 des Turbinenlaufrades, dann ,durch ortsf este Umkehrkanäle 3 1, die am Umfange des Turbinengehäuses angeordnet sind, um dann durch die zweite Schaufelstufe 5 in die Austrittsleitung 32 zu gelangen. Die Zylinderköpfe 2,1, 2,-, sind mit Öffnungen zum Durchlaß der Zündkerzen 33 versehen, die über Leitungen 34 mit den Zündspulen 35 in Verbindung stehen, welche an den am Ende der Verdichterwelle 18 angeordneten Unterbrecher 36 der Zündvorrichtung angeschlossen sind. Die Licht- und Zündmaschine ist nach außen hin durch Gehäuse 37, 38 abgedeckt.
  • Die Hubräume der Zylinder i i und 12 des Verdichters stehen durch Einlaßschlitze 39 mit dem Innenraum4o des Verdichterkurbelgehäuses in Verbindung, welches seinerseits durch einen Saugkana141 an den nicht dargeste ' llten Vergaser der Maschine angeschlossen ist.
  • Wird die Verdichterwelle iS mittels des Anlassers IV in Drehung versetzt, so saugen die Kolben des Verdichters III bei ihrer Bewegung nach innen die zu verdichtende Ladung aus dem Kurbelgehäuse an. Bei ihrer Bewegung nach außen drücken diese Kolben dann die Ladung unter Öffnun- der Rückschlagventile 27, 28 in die zugehörigen Brennkammern 23, 24. Das Fassungsvermögen der Brennkammern ist gegenüber dem Hubraum der zugehörigen Verdichterzylinder entsprechend kleiner, so daß das übliche Verdichtungsverhältnis erreicht wird. Die Kolben der Brennkraftmaschine II sind gegenüber den Kolben des Verdichters III so angeordnet, daß diese Kolben nach der Füllung der Brennkammern etwa gleichzeitig in die äußere Totpunktlage kommen, wie es in Abb. i für die unten befindlichen Kolben 14 und 16 dargestellt ist. Die nach erfolgter Zündung in der Brennkammer 9-4 eintretende Druckerhöhung schließt einerseits das Rückschlagventil :28 und treibt andererseits den Kolben 14 arbeitverrichtend abwärts. Der Arbeitsllub ist relativ klein und so bemessen, daß nur die für den Antrieb des Verdichters III und der Hilfsmaschine IV erforderliche Leistung an die Brennkraftmaschine abgegeben wird. Ist diese Leistung abgegeben, so deckt der Kolben 14 mit seiner Bodenkante die Öffnung der Düsen 3o auf, so daß die Druckgase nach der Turbine überströmen und die potentielle Energie der Gase in kinetische Energie umgewandelt wird, die in dem zwei- oder mehrstufigen Turbinenrad bis auf Atmosphärenspannung ausgenutzt wi'rd.
  • Um günstige Wirkungsgrade für die Turbine zu erzielen, müssen die Düsen einen möglichst engen Querschnitt haben. Kleine Düsenquerschnitte verlängsamen aber die Entleerungsdauer der Brennkammern und machen es daher erforderlich, daß die Düseneinlässe verhältnismäßig lange geöffnet bleiben. Da nun die Kolbenmaschine nach einem Kreisverfahren arbeitet und der Saugwirkungsgrad des Verdichters von der Brenn-ZD kammerentleerung völlig unabhängig ist, können günstige Öffnungszeiten für die Düsenauslässe vorgesehen werden.
  • Entsprechend der gleichmäßigen Verteilung der wärmeabführenden Antriebsarbeit für den Verdichter und die Hilfsmaschinen auf alle Brennkammern werden die Brennkarnmertemperaturen ohne künstliche innere Kühlung so weit herabgesetzt, wie es für eine gute Schaufelung zulässig ist. Trotz der durch die Verminderung der Entspannungsarbeit bedingten Temperaturerhöhung kann daher bei dieser Maschine eine Einspritzwasserkühlung unterbleiben.
  • Der einheitliche, gedrängte Zusammenbau der Maschine, die Erhöhung der Turbinenleistung und die Begrenzung der Ternperaturen ohne Wassereinspritzung ermöglichen eine weitgehende Anwendung der Brennkraftturbine nach der Erfindung, insbesondere auch ihre Anwendung für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHr: i . Brennkraftturbine nach Patent 661 89-, mit vom Turbinenlaufrade unabhängig umlaufendem Kolbenverdichter, dessen in Sternform angeordnete Zylinder mit ihren Brennkammern einzeln und unmittelbar an die Leitdüsen der Turbine angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Zylindern des Kolbenverdichters in an sich bekannter Weise abgeteilten, mit ihnen durch einen gesteuerten Durchlaß nur zeitweise in Verbin,dun-g stehenden Brennkarnmern (23, 24) zugleich mit Zylindern (9, io) kleineren Durchmessers in offener Verbindung stehen, deren Kolben Üen Antrieb des Kolbenverdichters vermitteln.
  2. 2. Brennkraftturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Brennkammern (:23, 24) beaufschlagten Kolben räumlich neben oder zwischen der Turbine (I) einerseits und den Zylindern des K-olbenverdichters (III) andererseits angeordnet sind und zugleich die Düsenöffnungen (29, 3o) der Turbine steuern.
DEG89600D 1935-01-20 1935-01-20 Brennkraftturbine mit vom Turbinenlaufrade unabhaengig umlaufendem Kolbenverdichter Expired DE663873C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709336A (en) * 1948-08-04 1955-05-31 Jarvis C Marble Jet propulsion units embodying positive displacement compressor and engine components
DE951057C (de) * 1952-01-09 1956-10-18 Ernst Biefang Brennkraftmaschine mit Flachschiebersteuerung
DE102009041733B4 (de) * 2008-12-13 2014-12-24 Ktm Sportmotorcycle Ag Brennkraftmaschine mit Kolbenverdichter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709336A (en) * 1948-08-04 1955-05-31 Jarvis C Marble Jet propulsion units embodying positive displacement compressor and engine components
DE951057C (de) * 1952-01-09 1956-10-18 Ernst Biefang Brennkraftmaschine mit Flachschiebersteuerung
DE102009041733B4 (de) * 2008-12-13 2014-12-24 Ktm Sportmotorcycle Ag Brennkraftmaschine mit Kolbenverdichter

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