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Doppelwirkende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung
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den Stirnseiten des Freikolbens vorgesehenen Steuerzapfen wird eine Gleichstromspülung erreicht, da der Auslass für die. erzeugten Gase sich in der Mitte, d. h. in der mittleren Quersymmetrieebene befindet.
Diese Ausbildung ergibt vorteilhaft eine intensive. Spülung, welcher Umstand eine hohe Kolbenfrequenz erlaubt.
DerVorteil der Erfindung besteht vor allem darin, dass die hin-und hergehenden Teile eine ganzgeringe Masse aufweisen und dass dieEinlasssteuerung lediglich durch zwei Zapfen erfolgt, was besonders für eine grosse Hubzahl des Kolbens in der Zeiteinheit von Bedeutung ist.
Weiters wird der besondere Vorteil noch dadurch erzielt, dass die Herstellung der Maschine mit ein- fachenMitteln erfolgen kann und dass auch der Zusammenbau sehr einfach ist. Durch diese einfacheAusbildung ergibt sich auch die Möglichkeit, die Maschine mit einem Gehäuse zu umgeben und dieses mit Ventilatoren zur Herstellung einer Spülluft auszustatten.
Gegenüber einer bekannten Anordnung, bei der das Gehäuse des Kolbens mit Düsen versehen ist, die auf einem Düsenkranz eines aussen auf Kugellagern umlaufenden zweiten Gehäuses arbeiten, ergibt sich beim Gegenstand der Erfindung der Unterschied, dass die Reaktionsschaufeln lediglich auf das Gehäuse des Kolbens wirken, um mit dem auf diesem Gehäuse befestigten Gebläse einen Spülstrom zu erzeugen.
DieZeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung, u. zw. stellt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Freikolben-Treibgaserzeuger dar, während die Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. l ist. Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Freikolben-
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die Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.re Spülung erlauben, ist ein Kolben 4 frei beweglich. Dieser ist an den Stirnflächen nach entgegengesetzten Seiten in derAchsrichtung aus den gleichen cbigenGründen ausgebaucht und weist in der Achse zwei einander entgegengesetzt gerichtete Zapfen oder Steuerstummel 5 und 6 auf, die in Ausnehmungen 7 und 8 der Zylinderköpfe 2 und 3 passend eingreifen können, um diese zu schliessen bzw. in der entgegengesetzten Laufrichtung zu öffnen.
Der Kolben ist in bekannter Weise mitDichtungsringen 9 versehen, wobei auch die Durchlässe oder Ausnehmungen 7 und 8 mit entsprechenden Dichtungen 10 ausgestattet sind. Die Steuerstummel 5
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schen Dichtungen beim Eintritt aufzuweiten und ein gutes Anliegen an die Umfangsflächen der Steuerstummel zu erreichen.
An jeder Abschlusskappe 2 bzw. 3 des Zylinders 1 ist ein Rohrstück 12 und 13 vorgesehen, das an eine Brennstoff-Luftgemischleitung 14 angeflanscht ist. Diese Leitungen 14 stehen mit einem Axial- oder Radialverdichter in geeigneter Verbindung, wobei diese Verdichter von der Gasturbine angetrieben werden können. In der Quersymmetrieebene ist mit dem Gehäuse oder Zylinder 1 ein im Querschnitt kreisförmig gestalteter Kanal 16 verbunden, der mit diesem aus einem Stück hergestellt oder an diesen angeflanscht sein kann. An der Anschlussstelle dieses Kanals 16 sind in der Wand des Zylinders 1 eine Vielzahl von Schlitzen 17 vorgesehen.
Die Verbrennungsgase können durch diese Schlit- ze 17 in den Kanal 16 entweichen, der sie durch einen Anschluss 18 der Gasturbine zuführt. Nun ist es möglich, das Brennstoff-Luftgemisch um den Mantel des Zylinders 1 in einem strichpunktiert an- gedeutetenGehäuse 19 unter entsprechender Abänderung der Einlasskanäle 19a, 19b nach Fig. l und unter Anordnung von entsprechenden Kühlrippen 19c an den Aussenmantel des Zylinders den Einlässen an den Enden des Zylinders zuzuführen, wodurch sowohl eine Kühlung des Zylinders als auch eine Vorwärmung des Brennstoff-Luftgemisches erfolgt. Die Kühlrippen 19c haben gegenläufigen Windungsinn.
Es können mehrere derartige Zylindereinheiten nebeneinander angeordnet sein, wobei die Kolben derselben nicht miteinander gekuppelt sind. Bei einer solchen Anordnung sind bei Teillast nicht alle Kolben im Betrieb, während bei gesteigertem Leistungsbedarf die restlichen Kolben in Betrieb genommen werden. Dies ergibt einen besseren Wirkungsgrad und eine geringere Abnutzung.
Das Starten des Kolbens erfolgt mittels eines Gestänges, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Ausserdem können dieSteuerstummel zum Antrieb und zur Steuerung der Einspritzpumpe dienen. Zu diesem Zweck müssen die Steuerstummel eine verjüngte Verlängerung nach aussen erhalten.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung geht aus der Zeichnung und den obigen Ausführungen eindeutig hervor, so dass eine besondere Beschreibung sich erübrigt.
Nach der Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung gemäss den Fig. 3 und 4 ist die Freikolbenmaschine noch überdies zu einer Reaktionsturbine ausgebildet.
Zu diesem Zweck ist der Abgasekanal 16a von dem Zylinder la getrennt und feststehend. Der
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Zylinder la, in dem derKolben 4 frei spielt, weist in derQuersymmetrieebene einenDüsenring 20 auf, der eine entsprechende Anzahl von nach einer Seite gekrümmten Düsen 21 aufweist, die im Sinne vonLavaldüsen ausgestaltet sind und einen Querschnitt aufweisen, der sich von innen nach aussen im Sinne der steigernden Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit erweitert. Da die Düsen 21 gestuft hintereinander angeordnet sind, ist der äussere Umfang des Düsenringes bei 23 sägezahnartig ausgestaltet.
Die Düsen 21 arbeiten in den Abgasekanal 16a, der die strömenden Abgase der Gasturbine durch einen nicht gezeichneten Anschluss zuführt.
Die vorkomprimierte Luft wird einer Flügelradanordnung 24 am Umfang des rotierenden Zylinders la durch die Öffnungen 25 der Zuführungen. 25a im Aussengehäuse 26 zugeführt und durch diese Flügelradanordnung 24 an den Enden des Zylinders la unter Kühlung desselben und Erwärmung der Luft durch Bohrungen 30 in die gerade offenen Einlasskanäle eingedrückt. An geeigneter Stelle des Gehäuses ist die nicht gezeigte Brennstoffeinspritzung in die Lufteinblasung vorgesehen, die sich knapp neben dem Einlass des Luftgemisches in den Zylinder befinden wird. Mit dem rotierenden Zylinder kann eine Brennstoffpumpe od. dgl. verbunden sein.
DiePfeile 27 und 28 geben einerseits in Fig.4 die Drehrichtung des Düsenringes und des Zylinders an und anderseits die Strömungsrichtung der austretenden Abgase, die der Gasturbine zugeführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Doppelwirkende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Gleichstromspülung, bei der an den äusseren Gehäuse- bzw. Zylinderstirnseiten die durch zylindrische Fortsätze des Kolbens gesteuerten Einlässe und in der Mitte des Zylinders die Steuerschlitze'als Auslässe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine als triebwerkloses Gebläse bzw. als Kompressor mit fliegendem Kolben (4) für die Speisung einer Gasturbine od. dgl. ausgebildet ist und die Auslässe (17) in einen Ringkanal (16) münden, der mit der Gasturbine verbunden ist und dass die zylindrischen Fortsätze (5, 6) als volle Zapfen ausgebildet sind, die zugleich der Führung des kurzen Kolbens (4) dienen.