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Drehkolbenmaschine mit ringförmigem Arbeitsraum und Ventilsteuerung.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit ringförmigem Arbeitsraum und mit Steuerung eines in der Stirnwand des Gehäuses angeordneten Einlasses durch den Kolben und des Dampfzuflusses durch ein mechanisch angetriebenes Ventil.
Bei den bekannten Drehkolbenmaschinen ist es ein grosser Nachteil, dass der Treibstoff erst dann eingeführt wird, wenn schon ein grosser Arbeitsraum vorhanden ist. Der Treibstoff dehnt sich in diesem Teil des Arbeitshubes mit Arbeitsverlust aus. Man kennt auch Drehkolbenmaschinen, bei welchen das Einlassventil bei Entstehung des Arbeitsraumes geöffnet wird. Dabei steht aber das Wachsen dieses Arbeitsraumes in diesem Augenblick zum entstehenden freien Ventilquerschnitt in einem ungünstigen Verhältnis, der sich durch Verlust von Arbeitsfläche im Arbeitsdiagramm erkennbar macht.
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raum noch durch den Kolben verdeckt ist. Bei Freigabe des Einlasskanals durch den Kolben wird dann schon in Bewegung gesetztes Treibmittel in den allmählich sich vergrössernden Arbeitsraum einströmen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 ein Druckdiagramm für einen Arbeitstakt, Fig. 2 ein Ventileröffnungsdiagramm, Fig. 3 einen Längsschnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie C-D der Fig. 3.
Nach Fig. 2 beginnt der Arbeitstakt und damit die allmähliche Vergrösserung des Arbeitsraumes im Punkt 10. Die Hubhöhe des Ventils (Ordinate) ist mit 11 bezeichnet, und die Abszisse stellt den
Kolbenweg dar. Bei bekannten Drehkolbenmaschinen ist nach Beginn des Arbeitstaktes und der
Ventileröffnung im Punkt 10 der volle freie Ventilquerschnitt im Punkt 13 erreicht. Diese Art der
Eröffnung des Ventils ist mit Verlust verbunden. Erfindungsgemäss beginnt das Öffnen des Ventils schon im Punkt 12, so dass im Punkt 14, also gleichzeitig mit dem Beginn des Arbeitstaktes im Punkt 10, der volle Ventilquerschnitt bereits vorhanden ist, wenn der Kolben die Einlassöffnung zum Arbeitsraum öffnet. Die Lage des Punktes 14 zum Punkt 10 ist veränderlich und wird zweckmässig der Um- drehungszahl der Maschine angepasst.
In Fig. 3 bis 5 zeigen 15 das Gehäuse, 16 und 17 die Drehkolbenträger, 18 und 19 die Drehkolben, 20 den sich allmählich vergrössernden Arbeitsraum, 21 den Einlasskanalquerschnitt in der Stirnwand, 22 die voreilende und 23 die nacheilende Flanke des Drehkolbens 19. In Fig. 5 zeigt 24 das Ventil, 25 den Raum zwischen Ventil 24 und Drehkolben 19, während 26 die Zuleitung für den Treibstoff darstellt.
Der Drehkolben 19 deckt den Einlass 21 ab. In diesem Augenblick ist durch das beschriebene Voröffnen der Raum 25 vorgefüllt, das in der Zuleitung 26 befindliche Treibmittel in Bewegung gebracht und das Ventil 24 auf vollen Hub geöffnet. Erst jetzt gibt der Kolben 19 mit seiner nacheilenden Flanke 23 den Einlassquerschnitt 21 zum Arbeitsraum 20 hin frei.
Dadurch wird erreicht, dass bereits in Bewegung gesetztes Treibmittel den sich bildenden Arbeitraum auffüllt, u. zw. unter einem Gewinn von Diagrammfläche (s. schraffierte Fläche 9 der Fig. 1), 'der sich einmal aus der schon vorher erzielten Beschleunigung des einströmenden Treibmittels und das andere Mal durch das Voröffnen des gesteuerten Ventils 24 ergibt, wobei der zuströmende Treibstoff den vollen Durchtrittsqucrschnitt des Ventils passiert.
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Rotary piston machine with annular working space and valve control.
The invention relates to a rotary piston machine with an annular working space and with control of an inlet arranged in the end wall of the housing through the piston and the steam inflow through a mechanically driven valve.
In the known rotary piston machines, it is a major disadvantage that the fuel is only introduced when a large working space is already available. The fuel expands in this part of the working stroke with loss of work. Rotary piston machines are also known in which the inlet valve is opened when the working space is created. At this point, however, the growth of this working space is in an unfavorable relationship to the resulting free valve cross-section, which can be seen in the working diagram through the loss of working area.
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space is still covered by the piston. When the inlet channel is released by the piston, propellant already set in motion will then flow into the gradually increasing working space.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in an exemplary embodiment, u. 1 shows a pressure diagram for a work cycle, FIG. 2 shows a valve opening diagram, FIG. 3 shows a longitudinal section, FIG. 4 shows a section along line AB in FIG. 3, FIG. 5 shows a section along line CD in FIG. 3 .
According to FIG. 2, the work cycle and thus the gradual enlargement of the work space begins at point 10. The lift height of the valve (ordinate) is denoted by 11, and the abscissa represents the
Piston travel is. In known rotary piston machines, after the start of the work cycle and the
Valve opening in point 10, the full free valve cross-section in point 13 is reached. This kind of
Opening the valve is associated with loss. According to the invention, the opening of the valve begins at point 12, so that at point 14, i.e. simultaneously with the start of the work cycle at point 10, the full valve cross-section is already present when the piston opens the inlet opening to the work space. The position of point 14 in relation to point 10 is variable and is expediently adapted to the number of revolutions of the machine.
3 to 5 show 15 the housing, 16 and 17 the rotary piston carrier, 18 and 19 the rotary piston, 20 the gradually increasing working space, 21 the inlet channel cross section in the end wall, 22 the leading and 23 the trailing edge of the rotary piston 19. In Fig. 5 shows 24 the valve, 25 the space between valve 24 and rotary piston 19, while 26 represents the feed line for the fuel.
The rotary piston 19 covers the inlet 21. At this moment the space 25 is pre-filled by the described pre-opening, the propellant in the supply line 26 is set in motion and the valve 24 is opened to its full stroke. Only now does the piston 19, with its trailing flank 23, release the inlet cross section 21 to the working chamber 20.
This ensures that propellant already set in motion fills the working space that is being formed, u. between a gain of diagram area (see hatched area 9 of FIG. 1), 'which results once from the acceleration of the inflowing propellant already achieved and the other time from the pre-opening of the controlled valve 24, the inflowing fuel the the full passage cross-section of the valve.