DE737477C - Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes place - Google Patents
Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes placeInfo
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Description
Explosionsturbine mit Kolbenverdichter, in dessen Zylinderraum die Explosion stattfindet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Explosionsturbine, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen und Flugzeugen, mit einem Kolbenverdichter, in dessen Zylinderraum die Explosion stattfindet. Ziel der Erfindung ist größte Leistungsabgabe im Verhältnis zur für die Antriebskraft erforderlichen Betriebsstoffmenge. Als Brennstoff dient zweckmäßig das bekannte Brennstoff-Luft-Gemisch, wie,es bei Verbrennungsmotoren verwandt wird. Es sind bereits Explosionsturbinen mit Kolbenverdichtern bekannt, wobei crie Explosion im Zylinderraum des Verdichters stattfindet. Die bekannten Turbinen haben jedoch den grundsätzlichen. Nachteil, daß der einerseits auf das Turbinenlaufrad und andererseits auf den Verdichterkolben wirkende Explosionsdruck über -die vorhandenen Getriebeteile einen Rückdruck auf die 'Turbinenwelle ausübt, wodurch zwangsläufig eine bremsende, den Wirkungsgrad verschlechternde Kraft hervorgerufen wird.Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the Explosion takes place The present invention relates to an explosion turbine, in particular for driving motor vehicles and airplanes, with a piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes place. The aim of the invention is greatest Power output in relation to the amount of fuel required for the driving force. The well-known fuel-air mixture serves as the fuel, as in Internal combustion engines is used. There are already explosion turbines with reciprocating compressors known, with a crie explosion taking place in the cylinder space of the compressor. The known Turbines, however, have the basic one. Disadvantage that on the one hand the Turbine impeller and, on the other hand, explosion pressure acting on the compressor piston Exerts a back pressure on the turbine shaft via the existing gear parts, which inevitably produces a braking force that has a negative effect on efficiency will.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daA der Verdichterkolben während der Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches und des Ausströmens der Explosionsgase ,auf eine im Turbinenläufer befindliche Arbeitsmulde festgestellt und von allen sich drehenden Teilen abgeschaltet ist, so daß der Explosionsdruck restlos in rotierende Bewegung umgewandelt wird, ohne die Drehung des Läufers durch Wirkung auf den Boden des Kolbens bremsend zu beeinflussen. Zweckmäßig ist der Verdichterkolben während der Zeit der Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches und des Aufstoßens der Explosionsgase auf die Arbeitsmulde des Läufers bis zur vollkommenen Expansion der Explosionsgase durch .Sperrklinken in seiner tiefsten Stellung festgestellt.To avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that daA the compressor piston during the explosion of the fuel-air mixture and the outflow of the explosion gases, on a working trough located in the turbine runner is established and all rotating parts are switched off, so that the explosion pressure is completely converted into rotating motion without the rotor turning through To influence braking effect on the bottom of the piston. The compressor piston is useful during the time of the fuel-air mixture explosion and impingement of the explosion gases on the working trough of the runner until complete expansion of the explosion gases detected by the pawl in its lowest position.
Es werden also bei der Erfindung Einrichtungen vorgesehen. die den Explosionsdruck des Brennstoff-Luft-Gemisches ausschließlich auf die Arbeitsmulde des Turbinenläufers -wirken lassen, so daß eine restlose Umwandlung in rotierende Bewegung erfolgt. Infolgedessen können bremsende Kräfte nicht auftreten, wodurch eine gröl:)er e Leistungsabe und ein besserer Wirkungsgrad als bei den bekannten Anlagen erzielt wird.So there are devices provided in the invention. the the Explosion pressure of the fuel-air mixture exclusively on the work platform of the turbine rotor let it work, so that a complete conversion into rotating Move he follows. As a result, braking forces cannot occur, whereby a gröl:) er e performance and a better efficiency than with the known Investments is achieved.
Die zur Feststellung des @'erdicliterkolbci1; -während der Explosion des Brentistoff-Luft-Gemisches und des AufstoßenS der Explo-, sion sgase auf die Arbeitsmulde des Läufers dienenden Sperrklinken sorgen dafür, dal:, kein bremsendes Drehmoment über die vorliandenen Getriebeteile .auf die Läuferwelle einwirken kann. Vorteilhaft werden die Sperr-(>linken, die ihren Drehpunkt am Verdichterzylinder haben, durch Sperrnocken so gesteuert, daß sie in der tiefsten Stellung des Verdichterkolbens durch Federn in Gleithalinen für T'ührungsrollen gedrückt werden. .sich auf die Führungsrollen .aufsetzen und so ein Hochgleisen des Verdichterkolbens während der Explosion zund des Ausströmvorganges sperren. In eine Kurvenscheibe eingefräste Kuten für Laufrollen des Verdichterkolbens können. in dem Bereich der größten Exzentrizität der Kurvenscheibe als Kreisbahn um den Mittelpunkt der Kurvenscheibe ausgebildet und erweitert werden, :1-odurch sich die Kurvenscheibe bei festgestelltem Verdichterkolben unbelastet weiterdrehen und den Verdichterkolben erst nach erfolgter Expansion der Explosionsgase sowie nach Freigabe des Kolbens durch die Sperrklinken mitnehmen kann. Ferner kann wähiend eines Verdichterkolbenhubes durch sinngemäße Cbersetzung von Zahnräderpaaren. zwischen einer zum Antrieb und zur Steuerung des Verdichterkolbens dienenden Kurvenscheibenwelle und der Turbinenwelle der Läufer mehrere Male umlaufen, so daß die durch die gleitende Bew,-gung des Kolbens entstehenden Reibungswiderstände und die Kräfte für die Verdichtung des Brennstoif-Luft-Gemiscli"s aufgeteilt werden.The to determine the @ 'erdicliterkolbci1; -during the explosion of the gas-fuel-air mixture and the impact of the explosion gases on the The pawls that serve the runner's work ensure that there is no braking Torque can act on the rotor shaft via the existing gear parts. The locking - (> links, which have their pivot point on the compressor cylinder have, controlled by locking cams so that they are in the lowest position of the compressor piston be pressed by springs in sliding halves for T'führungwalinen. .refer to the Put on the guide rollers and thus allow the compressor piston to slide up during the Block the explosion and the outflow process. Milled into a cam Can grooves for rollers of the compressor piston. in the area of greatest eccentricity the cam is designed as a circular path around the center point of the cam and can be expanded: 1-or through the cam when the compressor piston is locked Continue turning unloaded and the compressor piston only after the expansion has taken place Take explosion gases with you as well as after releasing the piston through the pawls can. Furthermore, during a compressor piston stroke by analogous translation of pairs of gears. between one to drive and control the compressor piston serving cam shaft and the turbine shaft of the rotor rotate several times, so that the frictional resistance caused by the sliding movement of the piston and the forces for the compression of the fuel-air mixture are divided.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. i zeigt einen Querschnitt und Abb.2 einen Längsschnitt durch Gehäuse, Laufrad, Verdichter und den Antrieb des Verdichters, während Abb.3 den Antrieb des I?inlaßdrehschiebers wiedergibt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown for example. Fig. I shows a cross-section and Fig. 2 shows a longitudinal section through the casing, impeller, Compressor and the drive of the compressor, while Fig. 3 shows the drive of the inlet rotary valve reproduces.
Ein V erdichterkolben i gleitet in bekannter Weisü, z. B. :nach Art
des Kolbens bei Verbrennungskraftmotoren, in einem VerdichterzVliiider 2. Ein Auslaßdrehschiebe
r 3 scliliel,it den Verdichtun gsrauin .l gegen das Läufergehäuse 5 ab. Ein Einlaßdrehschieber
6 reguliert die Einlalizelten des Brennstoff-Luft-Gemisches. Zur Erzeugung der hin
und her gleitenden Bewegung des Verdichterkolbens i dient eine Istirvenscheibe7,
in deren rechnerisch oder graphisch genau bestimmten ein-
Nun wirkt der Explosionsdruck während einer Drehung des Läufers 25 von 5o' auf denselben. Auslaßdrelrschieber 3, Einlaßdrehschieber 6, Sperrklinken 26 und 27 und somit V erdichterkolben i bleiben während dieser Zeitspanne durch die entsprechende Ausbildung ihrer Nocken 23, 19, 3o und 31 und der Kurvenscheibe 7 in Ruhe. Am Ende der 5o"-Drehung werden durch die inzwischen erfolgte Drehung der Sperrnoclten 3o und 31 die Sperrklinken 26 und 27 zur Seite gedrückt und die Sperrung des Verdichterkolbens i gelöst. Nach weiterer i o'-Drehung des Läufers 25 ist das Ausströmrohr 34 bereits durch die Arbeitsmulde des Läufers 25 freigegeben. Der Auslaßsteuernocken 23 schließt durch seine Drehung und Form über Stößel und Schwinghebel wie die Teile 2o und 21 den Auslaßdrehschieber 3.The explosion pressure now acts during a rotation of the rotor 25 from 5o 'to the same. Outlet rotary valve 3, inlet rotary valve 6, pawls 26 and 27 and thus compressor piston i remain through during this period the corresponding training of their cams 23, 19, 3o and 31 and the cam 7 at rest. At the end of the 5o "turn, the rotation that has taken place in the meantime of the Sperrnoclten 3o and 31, the pawls 26 and 27 pushed to the side and the Locking of the compressor piston i released. After another i o 'turn of the rotor 25, the outflow pipe 34 is already released through the working trough of the rotor 25. The exhaust control cam 23 closes by its rotation and shape via tappets and Rocker arm like parts 2o and 21 the rotary exhaust valve 3.
Die Kurvenscheibe 7 -zieht nach Abschluß dieses Vorganges den Verdichterkolben i nach oben, und der Einlaßdrehschieber 6 wird gleichzeitig dadurch geöffnet, daß die höchste Stelle des Einlaßsteuernockens i9 durch Drehung desselben ausweicht, die Feder 22 den StÖße120 nachschiebt und der mitgehende Schwinghebel 21 den Einlaßdrehschieber 6 um 9o' verdreht. Während des Hochgleitens des Verdichterkolbens i, bewirkt durch die Drehung der Kurvenscheibe 7, wird Brennstoff-Luft-Gemisch angesaugt. Kurz vor der höchsten Stellung .des Verdichterkolbens i beginnt die Schließung des Einlaßdrehschiebers 6, bewirkt durch die Drehung des Einlaßsteuernokkens 19, der den Stößel 2o mit Schwinghebel 21 zur Seite drückt und somit den Einlaßdrehschieber 6 um 9o° verdreht.The cam 7 -draws the compressor piston after completion of this process i up, and the inlet rotary valve 6 is opened at the same time that the highest point of the intake control cam i9 evades by turning it, the spring 22 pushes the pushers 120 and the accompanying rocker arm 21 pushes the inlet rotary valve 6 twisted 9o '. During the sliding up of the compressor piston i, caused by the rotation of the cam 7, the fuel-air mixture is sucked in. Shortly before In the highest position of the compressor piston i, the inlet rotary valve begins to close 6, caused by the rotation of the inlet control cam 19, which controls the plunger 2o with the rocker arm 21 pushes to the side and thus rotates the inlet rotary valve 6 by 90 °.
Durch weitere Drehung der Kurvenscheibe 7 wird der Verdichterkolben i wieder in seine tiefste Stellung gedrückt, wobei das Brennstoff-Luft-Gemisch verdichtet wird. Die Sperrklinken 26 und 27 werden durch die Sperrnocken 3o und 31 freigegeben, die Federn 28 und 29 drücken die Sperrklinken 26 und 27 in die Gleitbahnen des Verdichterkolbens i und- sperren so den Verdichterkolben i gegen Hoch,-leiten durch Aufsetzen auf die Gleitrollen 32 und 33 des Verdichterkolbens i. Der Zündfunke bringt anschließend 'das Brennstoff-Luft-Gemisch wieder zur Entzündung, und der Auslaßdrehschieber 3. wird geöffnet.By further turning the cam 7, the compressor piston i is pushed back to its lowest position, compressing the fuel-air mixture will. The pawls 26 and 27 are released by the locking cams 3o and 31, the springs 28 and 29 press the pawls 26 and 27 into the slideways of the compressor piston i and thus lock the compressor piston i against upward movement by touching it down the rollers 32 and 33 of the compressor piston i. The ignition spark then brings 'the fuel-air mixture re-ignites, and the outlet rotary valve 3. will be opened.
Während dieser Zeitfolgen haben Welle r ö und -Steuerwelle 16 eine Umdrehung, die Turbinenwelle 15 mit Läufer 25 zwei Umdrehungen gemacht. Da die Explosionsturbine nach der Erfindung zweckmäßig Explosionsturbine mehreren, auf einer gemeinsamen Turbinenwelle 15 hintereinanderliegenden Läufersätzen, z. B. mit vier Sätzen, ausgebildet wird, .arbeiten in diesem Falle die übrigen drei Läufersätze in derselben Weise wie beschrieben. Die einzelnen Takte sind aber gegenüber dem jeweils vorliegenden Läufersatz um i So-- Dreliung der Turbinenachse 15 versetzt, so daß auf jede halbe Umdrehung der Turbinenachse ein Kraftstoß erfolgt.During this time sequence, shaft r ö and control shaft 16 have made one revolution, turbine shaft 15 with rotor 25 two revolutions. Since the explosion turbine according to the invention expediently explosion turbine several, on a common turbine shaft 15 behind one another rotor sets, z. B. with four sets, .work in this case the other three rotor sets in the same way as described. The individual cycles, however, are offset by i So-- rotation of the turbine axis 15 with respect to the respective set of rotors, so that a power surge occurs for every half revolution of the turbine axis.
Bemerkenswert ist bei der Explosionsturbine nach der Erfindung, daß durch Festlegung und Stillstand des Verdichterkolbens i während der Explosion und des Ausströmens der Explosionsgase der Explosionsdruck, von _geringfügigen Reibungsverlusten abgeseb@en, restlos auf den Läufer 25 wirkt; ferner, daß durch die Festlegung des - Verdichterkolbens i dieser von den sich drehenden Teilen abgekuppelt ist. Durch diese beiden Merkmale ist das bremsende Drehmoment, das rückwärts über Kurvenscheibe 7, Welle io und die Zahnräder i 4., 13, 12 und i i auf die Turbinenwelle 15 wirken würde, ausgeschaltet. Das Übersetzungsverhältnis 2 : 1 von der Turbinenwelle 15 zur Welle io und Steuerwelle 16 mindert überdies die bremsenden Kräfte, hervorgerufen durch die gleitende Reibung des Verdichterkolbens i und die Kräfte zur Verdichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches, um 5,o0'o. Der Wirkungsgrad ist somit bedeutend erhöht.It is noteworthy in the explosion turbine according to the invention that by fixing and stopping the compressor piston i during the explosion and of the escape of the explosion gases, the explosion pressure, of minor frictional losses sebated, acts completely on the runner 25; also that by establishing the - Compressor piston i this is uncoupled from the rotating parts. By these two characteristics is the braking torque, which is backwards via cam 7, shaft io and the gears i 4th, 13, 12 and i i act on the turbine shaft 15 would, turned off. The gear ratio 2: 1 from the turbine shaft 15 to shaft io and control shaft 16 also reduces the braking forces caused by the sliding friction of the compressor piston i and the forces for compression of the fuel-air mixture to 5, o0'o. The efficiency is thus significantly increased.
Bei Verwendung als Antriebsmaschine von Flugzeugen kann bei der hohen Drehzahl der Turbinen ein größeres Untersetzungsgetriebe, als es bei den heutigen. Flugmotoren verwendet wird, vorgeschaltet werden, wodurch das Drehmoment vergrößert wird. Ein günstiger Ausgleich von Brennstoffersparnis und Untersetzung, unterstützt durch das Gewicht, das nicht höher, gegebenenfalls noch niedriger als bei den heutigen Motoren liegt, und den Platzbedarf, der geringer ist als bei den Reihen- und V-Motoren, ermöglicht die wirtschaftlichste Antriebsmaschine für Fahrzeuge Lind Flugzeuge.When used as a prime mover of aircraft it can be used at high Speed of the turbines a larger reduction gear than it is with today's. Aircraft engines are used to be connected upstream, which increases the torque will. A favorable balance between fuel savings and gear reduction is supported due to the weight, which is not higher, possibly even lower than with today's Engines, and the space required, which is less than with the in-line and V-engines, enables the most economical engine for vehicles and aircraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF90006D DE737477C (en) | 1941-05-16 | 1941-05-16 | Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes place |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF90006D DE737477C (en) | 1941-05-16 | 1941-05-16 | Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes place |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE737477C true DE737477C (en) | 1943-07-15 |
Family
ID=7115354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF90006D Expired DE737477C (en) | 1941-05-16 | 1941-05-16 | Explosion turbine with piston compressor, in the cylinder space of which the explosion takes place |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE737477C (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1168167B (en) * | 1959-01-30 | 1964-04-16 | Albrecht Nikes | Pressure turbine with disk rotating in a housing and containing pressure channels |
DE1189797B (en) * | 1959-01-30 | 1965-03-25 | Albrecht Nikes | Pressure turbine with a disk rotating in a housing and containing pressure channels |
DE4003631A1 (en) * | 1990-02-07 | 1991-08-14 | Pirschkalla Helmuth | IC-combustion engine for vehicle - has blind bores in shaft at angle to radial direction to act as combustion chamber |
-
1941
- 1941-05-16 DE DEF90006D patent/DE737477C/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1168167B (en) * | 1959-01-30 | 1964-04-16 | Albrecht Nikes | Pressure turbine with disk rotating in a housing and containing pressure channels |
DE1189797B (en) * | 1959-01-30 | 1965-03-25 | Albrecht Nikes | Pressure turbine with a disk rotating in a housing and containing pressure channels |
DE4003631A1 (en) * | 1990-02-07 | 1991-08-14 | Pirschkalla Helmuth | IC-combustion engine for vehicle - has blind bores in shaft at angle to radial direction to act as combustion chamber |
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