Als Treibgaserzeuger dienende Brennkraftmaschine Es sind Wärmekraftmaschinen bekannt, bei denen die hochgespannten und auf hohe Temperatur ge brachten Treibgase in einer Expansionsmaschine, bei spielsweise einer Heissgasturbine, zur Arbeitsleistung verwendet werden. Bei derartigen Anlagen ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Treibgase mit möglichst hohem Wirkungsgrad erzeugt und der Expansionsmaschine zugeführt werden. Die Ein richtungen, die zur Druckerhöhung und zur Tem peratursteigerung der Gase dienen, werden allgemein als Treibgaserzeuger bezeichnet.
Die bekannteste Ein richtung dieser Art besteht darin, in einem Verdichter Gase zu verdichten und diese in einer nachgeschal teten Brennkammer auf hohe Temperatur zu bringen. Als besonders zweckmässige Maschine hat sich bisher die Verwendung eines Freikolbenverdichters erwiesen. Der Nachteil dieser Maschine besteht vor allem in der niedrigen Hubzahl und in der unverhältnismässig grossen und schweren Bauart.
Es ist auch bekannt, Brennkraftmaschinen Abgas turbinen nachzuschalten. Damit wird zwar ein Teil der in den Abgasen enthaltenen Energie weiter aus genützt, jedoch verbleibt infolge des gegen den Gegen druck der Turbinen erfolgenden Ausschiebens der Verbrennungsgase ein Teil dieser Verbrennungsgase in der Brennkraftmaschine, dessen Energie somit nicht vollständig ausgenützt wird und der sich ausser dem mit den neu angesaugten Frischgasen vermischt und damit die Füllung beeinträchtigt.
Durch die Erfindung wird eine als Treibgaserzeu- ger dienende Brennkraftmaschine, deren hochge spannte Abgase zur weiteren Arbeitsleistung, bei spielsweise in einer Expansionsmaschine, verwendet werden, vorgeschlagen, die sich durch die im Ver hältnis zu einer Freikolbenmaschine sehr kleine Bau weise und einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet.
Erfindungsgemäss ist die Brennkraftmaschine als Rotationskolbenmotor ausgebildet, der ein feststehen des oder rotierendes Gehäuse mit im Querschnitt mindestens drei Bogen aufweisender Innenkontur be sitzt, in welchem exzentrisch ein Läufer drehbar an geordnet ist, der eine die Anzahl der Bogen um 1 übersteigende Anzahl von zahnartigen Vorsprüngen aufweist, die mit achsparallelen Firstlinien an der mehrbogigen Innenkontur des Gehäuses entlangglei- ten, wodurch mindestens vier Arbeitsräume wech selnden Volumens gebildet werden,
wobei im Ge häuse mindestens je eine Einlassöffnung für Frisch gase, eine Auslassöffnung für die hochgespannten Abgase und eine Ausschuböffnung für die entspann ten Restgase vorgesehen ist.
In einer derartigen Maschine spielen sich in jeder Arbeitskammer folgende sechs Takte ab: 1. Ansaugen des Kraftstoff-Luft-Gemisches 2. Verdichten 3. Expandieren und Arbeitsabgabe 4. Ausschieben der hochgespannten Abgase 5. Nachexpansion der Restgase 6. Ausschieben der Abgasreste.
Während die bisher vorzugsweise zur Treibgas erzeugung verwendeten Freikolbenmaschinen im Zweitakt arbeiten und Leistung nur in Form der hochgespannten Treibgase abgeben, wird bei dem erfindungsgemässen Treibgaserzeuger nicht nur Treib gas erzeugt, sondern es kann auch noch Leistung von der Welle der Brennkraftmaschine abgenommen und für beliebige Zwecke, beispielsweise für den Antrieb eines Verdichters, verwendet werden.
Da durch, dass die Restgase im fünften Arbeitstakt nochmals expandieren können, wird eine zusätzliche Energieausnützung erzielt und es werden Rückwir- kungen auf den Ansaugvorgang durch den Gegen- druck der Expansionsmaschine vermieden, so dass eine schädliche Vermischung von restlichen Ver brennungsgasen mit Frischgasen nicht eintreten kann.
Es sei erwähnt, dass Rotationskolbenmotoren mit einem Gehäuse mit im Querschnitt drei Bogen auf weisender Innenkontur und mit exzentrisch in die sem Gehäuse gelagertem Läufer mit zahnartigen Vorsprüngen bekannt sind. Neu ist jedoch die Aus gestaltung eines solchen Motors in der Weise, dass er als Treibgaserzeuger mit gutem Wirkungsgrad verwendbar ist.
Als besonders zweckmässig hat sich für die Quer schnittsform des Gehäuses des Rotationskolben motors die Gestalt einer drei- oder sechsbogigen Epitrochoide oder einer äusseren Parallelkurve hiezu erwiesen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungs beispiele der Erfindung im Prinzip dargestellt. Es zeigen: Fig. 1-12 Stellungsbilder, in denen der 6-Takt- Vorgang in einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit vier Arbeitsräumen dargestellt wird, die sich bei der Relativbewegung eines Läufers mit vier zahn artigen Vorsprüngen in einem Gehäuse in Form einer dreibogigen Epitrochoide ergeben,
Fig. 13 einen Längsschnitt gemäss Linie 13-13 in Fig. 15 durch einen mit einem Drehkolben kompressor gekoppelten Kreiskolben-Verbrennungs- motor, dessen Gehäuse feststeht und einen Quer schnitt in Form einer dreibogigen Epitrochoide be sitzt,
Fig. 14 einen Querschnitt gemäss Linie 14-14 in Fig. 13 und Fig. 15 in seiner linken Hälfte einen Querschnitt gemäss Linie 15a-15a und in seiner rechten Hälfte einen Querschnitt gemäss Linie 15b-15b in Fig. 13, Fig. 16 einen schematischen Querschnitt durch einen Drehkolben-Verbrennungsmotor, dessen rotie rendes Gehäuse im Querschnitt die Form einer sechsbogigen Epitrochoide aufweist und Fig. 17 einen Längsschnitt durch einen Dreh kolben-Verbrennungsmotor,
dessen Läuferformen der schematischen Darstellung der Fig. 16 entsprechen, wobei die linke Seitenscheibe 1b des Gehäuses um 90 verdreht dargestellt ist.
In Fig. 1-12 sind zur Veranschaulichung des 6- Takt-Arbeitsverfahrens mehrere Phasen einer Kreis kolbenmaschine mit einem feststehenden Gehäuse in Form einer dreibogigen Epitrochoide und einem Läufer, dessen Kontur der inneren Hüllkurve dieser Epitrochoide angenähert ist, dargestellt. Dabei führt der Läufer auf einem Exzenter eine planetenartig kreisende Bewegung aus, wobei das Drehzahlver hältnis zwischen der Exzenterwelle und dem Läufer 4: 1 beträgt.
Bei kinematischer Umkehr, das heisst, wenn das Gehäuse rotiert, und zwar im gleichen Drehsinn wie der Läufer, jedoch mit einer im Ver hältnis 4:3 höheren Drehzahl, ändern sich gegen über dieser Darstellung weder die Volumenverhält- nisse noch die Steuerzeiten für die einzelnen Arbeits- kammern, so dass der in folgendem anhand der Zeichnungen beschriebene Gaswechselvorgang so wohl für einen Motor mit stehendem als auch für einen mit umlaufendem Gehäuse Gültigkeit hat.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bildet das mit 1 be zeichnete Gehäuse mit dem Läufer 2 vier volumen veränderliche Arbeitsräume VJ, V2, V3 und V4, wo bei die Abdichtung zwischen den Arbeitsräumen durch im Läufer 2 angeordnete achsparallele Dicht leisten 3 erfolgt, die an der trochoidenförmigen Kon tur des Gehäuses 1 ständig entlanggleiten. Die Ein lassöffnung für das Kraftstoff-Luft-Gemisch ist mit 4,
die Auslassöffnung für die hochgespannten Abgase mit 5 und die Ausschuböffnung für die entspannten Restgase mit 6 bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung soll das Verhalten des in Fig. 1 untenliegenden Arbeitsraumes V1 be trachtet werden. Dieser Arbeitsraum besitzt bei der in Fig. 1 dargestellten Lage seinen Kleinstwert und entspricht damit einer Kolbenstellung oberer Tot punkt . In dieser Stellung erfolgt die Zündung, die durch den Pfeil 7 angedeutet ist.
In den Stellungen gemäss Fig. 2 bis 7 findet eine ständige Vergrösserung des Raumes V1 statt, bis in Fig. 8 das Auslassfenster 5 für die hochgespannten Abgase öffnet und die auf den gewünschten Druck abgesunkenen Verbren nungsgase abströmen können, um beispielsweise einer Expansionsmaschine zugeführt zu werden.
In Fig. 9, 10 und 11 ist die Auslassöffnung 5 in voller Grösse geöffnet. Ab Fig. 12 beginnt bei ab nehmender Volumengrösse ein allmähliches Schliessen der Auslassöffnung 5. Im Anschluss an Fig. 12 kommt der Raum V1 in die Stellung des Raumes V4 in Fig. 1. In der Stellung gemäss Fig. 5 hat der Raum V4 wie derum seinen Kleinstwert angenommen und die Aus lassöffnung 5 ist abgeschlossen.
Bei der anschliessen den Vergrösserung des Raumes V4, die sich bis zu Fig.10 erstreckt, findet eine Expansion des im Kompressionsraum eingeschlossenen Restgases statt. In der Stellung gemäss Fig. 11 wird die Ausschub- öffnung 6 durch die Läuferkontur freigegeben, so dass nunmehr ein Ausschieben aus dem Raum V4 ins Freie stattfinden kann. Im Anschluss an Fig. 12 kommt nun der verfolgte Raum in die Stellung des Raumes V., in Fig. 1.
Während der Stellungen bis Fig. 9 verkleinert sich der Raum V3, während der eingeschlossene Abgasrest durch die geöffnete Aus schuböffnung 6 ausströmen kann.
Beginnend mit der Stellung gemäss Fig. 10 erfolgt ein Ansaugen von Frischgas durch die Einlassöffnung 4 in den nun wieder anwachsenden Arbeitsraum V.. Der Ansaugvorgang endet bei der in Fig. 7 wieder gegebenen Lage für den nunmehrigen Raum V.. Die ser Raum ist nun mit Frischgas gefüllt, das in den Phasen gemäss Fig. 8 bis 12 komprimiert wird, wo nach in der anschliessenden Stellung, die derjenigen des Raumes V1 in Fig. 1 entspricht, erneut die Zün dung erfolgt. Anschliessend wiederholt sich das be schriebene Arbeitsspiel.
Die in Fig. 13 bis 15 dargestellte Anordnung zeigt einen Treibgaserzeuger, der aus einer Kreis- kolben-Brennkraftmaschine und einem Kompressor besteht. Dabei arbeitet die Kreiskolben-Brennkraft- maschine in der vorher anhand der 'Stellungsbilder beschriebenen Weise, während der Kompressor als Drehkolbenverdichter ausgeführt ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine als Kreiskolbenverbrennungs- motor ausgebildet, das heisst das Gehäuse ist fest stehend, während der Läufer eine planetenartig krei sende Bewegung ausführt. Das feststehende Gehäuse 1' besteht aus den beiden Seitenscheiben la und 1b sowie einem Mantelteil 1c. Die Seitenscheibe 1b ent hält den Einlasskanal 5a, an den der Vergaser 51 an geschlossen ist und der in das Steuerfenster 4 ein mündet. Zentrisch zum Gehäuse 1' ist eine Exzenter welle 52 bei 56, 90 gelagert, um deren Exzenter zapfen 53 der Läufer 2' eine Drehbewegung ausführt.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Läufer 2' und dem Exzenterzapfen 53 wird durch ein innen verzahntes Rad 55 und ein mit der Seitenscheibe la fest verbundenes aussenverzahntes Rad 56' bestimmt. In dem dargestellten Beispiel beträgt das übersetzungs- verhältnis des Getriebes 3 : 4, wodurch sich ein Dreh zahlverhältnis von 1 : 4 zwischen dem Läufer 2' und der Exzenterwelle 52 ergibt.
In der Seitenscheibe la ist der Ausschubkanal 57, der versetzt dargestellt ist, und der Ausströmkanal 58 für das hochgespannte Abgas angeordnet. Der Ausschubkanal 57 mündet in die Ausschuböffnung 6, der Auslasskanal 58 in die Auslassöffnung 5. Sowohl der Gehäusemantel 1c als auch die Seitenscheiben la und 1b enthalten Kühlwasserräume 59, die besonders den Abgaskanal 58 umschliessen. Mit 80 ist die Zünd kerze bezeichnet.
Die Lage der Steuerfenster in der Seitenscheibe la ist im Querschnitt in Fig. 15 zu erkennen. Das Einlassfenster 4 wird in der dargestellten Phase des Läufers abgedeckt. Das Auslassfenster 5 dient zur Abfuhr der hochgespannten Abgase, die zur weiteren Arbeitsleistung beispielsweise einer Expansions maschine zugeführt werden. Die noch verbliebenen Restgase können durch das Ausschubfenster 6 in den Ausströmkanal 57 entweichen.
Zur Erhöhung des Abgasdurchsatzes und zur Verringerung der Temperatur ist mit dem Verbren nungsmotor ein Drehkolbenkompressor vereinigt, der aus einer feststehenden Steuerwalze 60, einem rotie renden Innenläufer 61 und einem exzentrisch hierzu gelagerten und mit doppelter Drehzahl im gleichen Drehsinn umlaufenden Aussenläufer 62 besteht.
Mit 63 ist das den Drehkolbenverdichter und das Zwi schengetriebe 64, 65 aufnehmende Gehäuse bezeich net. über dieses Zwischengetriebe 64, 65 wird der Innenläufer 61 des Drehkolbenkompressors und durch das Zwischengetriebe 66, 67 der Aussenläufer 62 des Drehkolbenkompressors von der Exzenterwelle 52 des Verbrennungsmotors angetrieben. Die Luft wird von dem Kompressor durch die Bohrung 68 in der feststehenden Steuerwalze 60 an gesaugt und gelangt durch Kanäle 73 in den Arbeits raum 74, der sich zwischen dem Innenläufer 61 und dem Aussenläufer 62 bildet.
Dabei hat die Innen kontur 72 des Aussenläufers 62 die Form einer Konchoide, während die Aussenkontur des Innen läufers 61 der bei der Relativbewegung des Aussen läufers entstehenden Hüllkurve entspricht. Bei der relativen Drehung von Innenläufer und Aussenläufer werden die Arbeitsräume 74, 75 in ihrem Volumen verändert, und die dabei komprimierte Luft kann durch den in der feststehenden Steuerwalze 60 an geordneten Kanal 69 weitergeleitet werden bis zur Einlassöffnung 69a in der Seitenscheibe 1b des Ver brennungsmotors.
Diese Öffnung 69a liegt annähernd dem Auslassfenster 5 der Brennkraftmaschine gegen über. In dem Ausführungsbeispiel ist das Arbeits volumen des Dreikolbenkompressors doppelt so gross gewählt wie das Arbeitsvolumen der Brennkraft- maschine.
Von der Exzenterwelle 52 kann durch ein Ge triebe 76, 77 die Leistung an eine Welle 78 ab gegeben werden und, beispielsweise zusammen mit der Leistung einer nachgeschalteten Expansions maschine, ausgenutzt werden. Mit 91, 92 und 93 sind Gehäuseteile bezeichnet.
In Fig. 16 ist schematisch ein Drehkolbenverbren- nungsmotor mit einem Aussenläufer in Form einer sechsbogigen Epitrochoide und einem an die innere Hüllkurve dieser Epitrochoide angenäherten sieben- zahnigen Innenläufer dargestellt. Dabei sind die glei chen Bezugszeichen verwendet wie bei der in Fig. 1 dargestellten Maschine.
Unterschiedlich zu der in Fig.1 bis 12 dargestellten Maschine werden hierbei sieben Arbeitsräume gebildet, und es sind jeweils zwei Ein lassöffnungen 4, zwei Auslassöffnungen 5 für die hoch gespannten Abgase sowie zwei Ausschuböffnungen 6 für die Restgase vorgesehen. Es erfolgt auch die Zündung an zwei Punkten 7.
In Fig. 17 ist der als Treibgaserzeuger dienende Drehkolben-Verbrennungsmotor entsprechend Fig. 16 im Längsschnitt in einer konstruktiven Ausführung gezeigt. Dabei ist das in diesem Fall rotierende Ge häuse 1 aus den Seitenscheiben la und 1b sowie dem Mantel 1c gebildet. Das Gehäuse 1 ist über Lager 11 in einem Ständer 8 gelagert und umgibt den Innen läufer 2, dessen Lagerung im Ständer 8 bei 12, 13, 14 zu erkennen ist. Mit Ml ist wiederum die Dreh achse des Gehäuses, mit M2 die Drehachse des Läu fers 2 bezeichnet, wobei die Exzentrizität e besteht.
Das erforderliche Drehzahlverhältnis von 6:7 zwi schen Läufer und Gehäuse wird durch ein Getriebe 15 erzwungen.
Das durch den Vergaser 10, der durch eine Lei tung 9 mit dem Ständer 8 verbunden ist, angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemisch gelangt über einen Ringkanal 16 in die Einlasskanäle 17 und von hier aus durch die Einlassöffnungen 4 in die Arbeitsräume 18, die sich beim Umlauf der Maschine bilden. Bei 5 kön- neu die hochgespannten Abgase in die zur Mitte des Gehäuses 1 zurückführenden Druckleitungen 19 ab strömen, welche sich in einem Kanal 20 vereinigen,
der in den Teilen 8a und 8b des Ständers 8 angeord net ist und dessen Mittelachse etwa mit der Achse rrh des rotierenden Gehäuses 1 zusammenfällt. Der Auslass der Restgase erfolgt durch die Fenster 6 im Mantel 1e des Gehäuses 1 in radialer Richtung. Diese in Fig. 16 und 17 dargestellte Maschine kann natur gemäss ebenso wie die Maschine gemäss Fig. 13-15 mit einem Kompressor beliebiger Bauart gekoppelt werden.
As a propellant gas generator serving internal combustion engine There are known heat engines in which the high tension and high temperature ge propellant gases brought in an expansion machine, for example a hot gas turbine, are used for work. In such systems it is of crucial importance that the propellant gases are generated with the highest possible degree of efficiency and fed to the expansion machine. The devices that are used to increase the pressure and tem perature increase of the gases are generally referred to as propellant gas generators.
The best-known A device of this type is to compress gases in a compressor and bring them to a high temperature in a downstream combustion chamber. The use of a free piston compressor has so far proven to be a particularly useful machine. The main disadvantage of this machine is the low number of strokes and the disproportionately large and heavy construction.
It is also known to downstream internal combustion engines exhaust gas turbines. This means that part of the energy contained in the exhaust gases is still used, but as a result of the combustion gases being pushed out against the counter pressure of the turbines, some of these combustion gases remain in the internal combustion engine, the energy of which is therefore not fully utilized and which is also associated with mixed with the freshly drawn in fresh gases and thus impaired the filling.
The invention proposes an internal combustion engine serving as a propellant gas generator, the high-tensioned exhaust gases of which are used for further work, for example in an expansion machine, which is characterized by its very small construction and high efficiency compared to a free-piston machine .
According to the invention, the internal combustion engine is designed as a rotary piston engine that has a stationary or rotating housing with an inner contour having at least three arcs in cross section, in which a rotor is eccentrically arranged to be rotatable and has a number of tooth-like projections exceeding the number of arcs by 1 that slide along the multi-arched inner contour of the housing with axially parallel ridge lines, creating at least four working spaces of changing volume,
with at least one inlet opening for fresh gases, one outlet opening for the high-tension exhaust gases and one ejection opening for the relaxed residual gases in the housing.
In such a machine, the following six cycles take place in each working chamber: 1. Sucking in the fuel-air mixture 2. Compressing 3. Expanding and delivering work 4. Pushing out the high-pressure exhaust gases 5. Post-expansion of the residual gases 6. Pushing out the residual gases.
While the free-piston engines that have hitherto been preferably used to generate propellant operate in a two-stroke cycle and only deliver power in the form of high-tension propellant gases, the propellant gas generator according to the invention not only generates propellant gas, but power can also be taken from the shaft of the internal combustion engine and used for any purpose for example for driving a compressor.
Since the residual gases can expand again in the fifth work cycle, additional energy is used and repercussions on the intake process due to the counterpressure of the expansion machine are avoided, so that harmful mixing of residual combustion gases with fresh gases cannot occur .
It should be mentioned that rotary piston engines with a housing with a cross-section of three arches pointing inner contour and with an eccentrically mounted rotor with tooth-like projections in the sem housing are known. What is new, however, is the design of such an engine in such a way that it can be used as a propellant gas generator with good efficiency.
For the cross-sectional shape of the housing of the rotary piston engine, the shape of a three- or six-arched epitrochoid or an outer parallel curve has proven to be particularly useful.
In the drawing, some execution examples of the invention are shown in principle. They show: Fig. 1-12 positional diagrams in which the 6-stroke process is shown in a rotary piston internal combustion engine with four working spaces, which result from the relative movement of a rotor with four tooth-like projections in a housing in the form of a three-arched epitrochoid ,
13 shows a longitudinal section along line 13-13 in FIG. 15 through a rotary piston internal combustion engine coupled to a rotary piston compressor, the housing of which is fixed and a cross section in the form of a three-arch epitrochoid is seated,
14 shows a cross section according to line 14-14 in FIG. 13 and FIG. 15 shows a cross section according to line 15a-15a in its left half and a cross section according to line 15b-15b in FIG. 13, FIG. 16 in its right half a schematic cross-section through a rotary piston internal combustion engine whose rotating housing has the shape of a six-arched epitrochoid in cross section and FIG. 17 is a longitudinal section through a rotary piston internal combustion engine,
the rotor shapes of which correspond to the schematic illustration in FIG. 16, the left side disk 1b of the housing being shown rotated by 90.
In Fig. 1-12, several phases of a circular piston machine with a fixed housing in the form of a three-arched epitrochoid and a runner, the contour of the inner envelope of this epitrochoid is approximated to illustrate the 6-stroke working process are shown. The runner performs a planetary circular motion on an eccentric, the speed ratio between the eccentric shaft and the runner being 4: 1.
In the case of kinematic reversal, that is, when the housing rotates in the same direction of rotation as the rotor, but at a speed that is 4: 3 higher, neither the volume ratios nor the timing for the individual changes compared to this representation Working chambers, so that the gas exchange process described in the following with reference to the drawings is valid for an engine with a stationary as well as for one with a rotating housing.
As can be seen from Fig. 1, the housing with 1 be recorded with the runner 2 forms four volume-variable working spaces VJ, V2, V3 and V4, where the sealing between the working spaces by arranged axially parallel sealing 3 in the runner 2 takes place, the the trochoidal Kon structure of the housing 1 slide along constantly. The inlet opening for the fuel-air mixture is 4,
the outlet opening for the high-tension exhaust gases is denoted by 5 and the discharge opening for the relaxed residual gases is denoted by 6.
In the following description, the behavior of the working space V1 below in FIG. 1 is to be considered. This working space has its lowest value in the position shown in Fig. 1 and thus corresponds to a piston position top dead point. In this position, the ignition takes place, which is indicated by the arrow 7.
In the positions according to FIGS. 2 to 7 there is a constant enlargement of the space V1 until the outlet window 5 for the high-pressure exhaust gases opens in FIG. 8 and the combustion gases, which have fallen to the desired pressure, can flow off, for example to be fed to an expansion machine .
In FIGS. 9, 10 and 11 the outlet opening 5 is open to its full size. From FIG. 12 onwards, as the volume size decreases, the outlet opening 5 begins to gradually close. Following FIG. 12, the space V1 comes to the position of the space V4 in FIG. 1. In the position according to FIG. 5, the space V4 has again assumed its minimum value and the outlet opening 5 is completed.
During the subsequent enlargement of the space V4, which extends up to FIG. 10, an expansion of the residual gas enclosed in the compression space takes place. In the position according to FIG. 11, the slide-out opening 6 is released by the rotor contour, so that it can now be pushed out of the space V4 into the open. Subsequent to FIG. 12, the tracked space now comes to the position of space V, in FIG. 1.
During the positions up to FIG. 9, the space V3 is reduced, while the trapped exhaust gas residue can flow out through the open thrust opening 6.
Starting with the position according to FIG. 10, fresh gas is sucked in through the inlet opening 4 into the working space V, which is now growing again. The suction process ends at the position given in FIG. 7 for the current space V .. This space is now filled with fresh gas, which is compressed in the phases according to FIG. 8 to 12, where after in the subsequent position, which corresponds to that of the room V1 in FIG. 1, the ignition takes place again. The work cycle described is then repeated.
The arrangement shown in FIGS. 13 to 15 shows a propellant gas generator which consists of a rotary piston internal combustion engine and a compressor. The rotary piston internal combustion engine works in the manner previously described with reference to the position diagrams, while the compressor is designed as a rotary piston compressor.
In the exemplary embodiment shown, the internal combustion engine is designed as a rotary piston internal combustion engine, that is, the housing is stationary, while the rotor executes a planetary circling movement. The fixed housing 1 'consists of the two side panels la and 1b and a casing part 1c. The side window 1b ent holds the inlet channel 5a, to which the carburetor 51 is closed and which opens into the control window 4. Centered to the housing 1 'is an eccentric shaft 52 mounted at 56, 90, around the eccentric pin 53 of the rotor 2' executes a rotary movement.
The transmission ratio between the rotor 2 'and the eccentric pin 53 is determined by an internally toothed wheel 55 and an externally toothed wheel 56' firmly connected to the side disk 1 a. In the example shown, the transmission ratio of the transmission is 3: 4, which results in a speed ratio of 1: 4 between the rotor 2 'and the eccentric shaft 52.
In the side window la, the exhaust duct 57, which is shown offset, and the outflow duct 58 for the high-tension exhaust gas are arranged. The discharge channel 57 opens into the discharge opening 6, the outlet channel 58 into the outlet opening 5. Both the housing jacket 1c and the side panes 1 a and 1 b contain cooling water spaces 59 which in particular enclose the exhaust gas channel 58. At 80, the spark plug is designated.
The position of the control window in the side window la can be seen in cross section in FIG. The inlet window 4 is covered in the illustrated phase of the runner. The outlet window 5 serves to discharge the high-tension exhaust gases, which are fed to an expansion machine, for example, for further work. The residual gases still remaining can escape through the ejection window 6 into the outflow channel 57.
To increase the exhaust gas throughput and to reduce the temperature, a rotary piston compressor is combined with the internal combustion engine, which consists of a fixed control roller 60, a rotating internal rotor 61 and an external rotor 62 which is eccentrically mounted and rotating at double speed in the same direction of rotation.
With 63 the rotary piston compressor and the inter mediate gear 64, 65 receiving housing is designated net. The internal rotor 61 of the rotary piston compressor is driven via this intermediate gear 64, 65 and the external rotor 62 of the rotary piston compressor is driven by the intermediate gear 66, 67 from the eccentric shaft 52 of the internal combustion engine. The air is sucked in by the compressor through the bore 68 in the fixed control drum 60 and passes through channels 73 into the working space 74, which is formed between the inner rotor 61 and the outer rotor 62.
The inner contour 72 of the outer runner 62 has the shape of a conchoid, while the outer contour of the inner runner 61 corresponds to the envelope curve produced during the relative movement of the outer runner. During the relative rotation of the inner rotor and the outer rotor, the volume of the working spaces 74, 75 changes, and the compressed air can be passed on through the channel 69 in the fixed control drum 60 to the inlet opening 69a in the side window 1b of the internal combustion engine.
This opening 69a is approximately opposite the outlet window 5 of the internal combustion engine. In the exemplary embodiment, the working volume of the three-piston compressor is selected to be twice as large as the working volume of the internal combustion engine.
From the eccentric shaft 52 can be given by a Ge gear 76, 77, the power to a shaft 78 and, for example, together with the power of a downstream expansion machine, are used. With 91, 92 and 93 housing parts are designated.
FIG. 16 schematically shows a rotary piston internal combustion engine with an external rotor in the form of a six-arched epitrochoid and a seven-toothed internal rotor approximated to the inner envelope curve of these epitrochoid. The same reference numerals are used as in the machine shown in FIG.
In contrast to the machine shown in FIGS. 1 to 12, seven working spaces are formed here, and two inlet openings 4, two outlet openings 5 for the high-tension exhaust gases and two ejection openings 6 for the residual gases are provided. Ignition also takes place at two points 7.
In FIG. 17, the rotary piston internal combustion engine serving as a propellant gas generator according to FIG. 16 is shown in longitudinal section in a structural embodiment. In this case, the rotating housing 1 Ge is formed from the side panels la and 1b and the jacket 1c. The housing 1 is mounted in a stator 8 via bearings 11 and surrounds the inner rotor 2, the mounting of which in the stator 8 at 12, 13, 14 can be seen. With Ml, in turn, the axis of rotation of the housing, with M2, the axis of rotation of the Läu fers 2 denotes, the eccentricity e.
The required speed ratio of 6: 7 between the rotor and the housing is enforced by a gear 15.
The fuel-air mixture sucked in by the carburetor 10, which is connected to the stator 8 by a line 9, passes through an annular channel 16 into the inlet channels 17 and from here through the inlet openings 4 into the working spaces 18, which are located during Form circulation of the machine. At 5, the high-pressure exhaust gases can now flow into the pressure lines 19 leading back to the center of the housing 1, which unite in a channel 20,
which is angeord net in parts 8a and 8b of the stator 8 and its central axis coincides approximately with the axis rrh of the rotating housing 1. The residual gases are discharged through the window 6 in the casing 1e of the housing 1 in the radial direction. This machine shown in FIGS. 16 and 17, like the machine according to FIGS. 13-15, can of course be coupled to a compressor of any type.