DE102011000126A1

DE102011000126A1 - Method for operating internal combustion engine i.e. hydrogen engine, involves introducing fuel into detonation chamber, igniting fuel, and rotating rotor relative to injection apparatus

Info

Publication number: DE102011000126A1
Application number: DE201110000126
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-07-19

Abstract

The method involves introducing a fuel i.e. hydrogen, into a detonation chamber (1.1), and igniting the fuel. A rotor (1) is rotated relative to an injection apparatus (5) i.e. electromagnetic injection valve. Coolant i.e. water, and the fuel are injected via an aperture at a front end of the detonation chamber. The injection apparatus is secured in a housing (27). The aperture is alternatively released and closed by the housing during rotation of the rotor, so that the fuel and/or the coolant are flown into the chamber, where the coolant is brought into the chamber prior to the fuel. An independent claim is also included for an internal combustion engine.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Gehäuse und mindestens einem darin drehbar angeordneten Rotor, der eine Detonationskammer aufweist, wobei das Gehäuse und die Detonationskammer je mindestens eine Öffnung aufweisen, die derart angeordnet sind, dass bei der Zündung von Treibstoff in der Detonationskammer Gas aus den Öffnungen austritt, wodurch ein Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine having at least one housing and at least one rotor rotatably disposed therein, which has a detonation chamber, wherein the housing and the detonation chamber each have at least one opening, which are arranged such that upon ignition of fuel in the detonation chamber gas from emerges from the openings, whereby a torque is applied to the rotor. In addition, the invention relates to a method for operating the internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Die WO 2010/A2 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine der einleitend angegebenen Gattung. Der Rotor sitzt auf einer Antriebswelle. Wenn in der Detonationskammer ein Treibstoff gezündet wird, dann entweicht der gezündete Treibstoff aus der Öffnung der Detonationskammer, wodurch ein Rückstoß entsteht, der den Rotor und die Antriebswelle in Drehung versetzt. Die Antriebswelle hat eine axiale Ausnehmung als Treibstoffleitung. Die Treibstoffleitung ist über Kanäle in dem Rotor mit Einspritzventilen zum Einbringen des Treibstoffes in die Detonationskammer verbunden.The WO 2010 / A2 shows an internal combustion engine of the type indicated in the introduction. The rotor sits on a drive shaft. When a fuel is ignited in the detonation chamber, the ignited fuel escapes from the opening of the detonation chamber, creating a recoil that rotates the rotor and the drive shaft. The drive shaft has an axial recess as a fuel line. The fuel line is connected via ducts in the rotor with injection valves for introducing the fuel into the detonation chamber.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass bei den vorbekannten auf dem Rückstoßprinzip beruhenden Verbrennungskraftmaschinen, der Treibstoff über mit dem Rotor rotierende Einspritzvorrichtungen in die Detonationskammer eingebracht wird. Deshalb muss zwischen der Einspritzvorrichtung und dem Treibstoffreservoir eine Treibstoffleitung mit einer Drehkupplung sein. Diese Drehkupplungen müssen wegen der Entzündlichkeit des Treibstoffs dicht sein, was insbesondere wenn als Treibstoff für die Verbrennungskraftmaschine ein als Knallgas bezeichnetes Wasserstoff(H₂)-Sauerstoff(O₂)Gemisch verwendet wird, technisch sehr aufwendig und damit teuer ist. Zudem entsteht beim Drehen der Drehkupplung Reibung, die den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine senkt.The invention is based on the observation that, in the known internal combustion engines based on the recoil principle, the fuel is introduced into the detonation chamber via injectors rotating with the rotor. Therefore, there must be a fuel line with a rotary joint between the injector and the fuel reservoir. These rotary joints must be tight because of the flammability of the fuel, which is particularly when used as a fuel for the internal combustion engine called a detonating gas hydrogen (H ₂ ) oxygen (O ₂ ) mixture is technically very complicated and therefore expensive. In addition, when turning the rotary coupling friction, which reduces the efficiency of the internal combustion engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer auf dem Rückstoßprinzip beruhenden Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten für die Verbrennungskraftmaschine zu senken.The invention has for its object to increase the efficiency of a based on the recoil principle internal combustion engine and at the same time to reduce the cost of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 und gegenständlich durch die Verbrennungskraftmaschine nach dem Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is procedurally achieved by the method according to claim 1 and representatively by the internal combustion engine according to claim 7. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das Verfahren zum Betreiben einer auf dem Rückstoßprinzip basierenden Verbrennungskraftmaschine mit einem mindestens eine Detonationskammer aufweisenden Rotor und mit mindestens einer Einspritzvorrichtung zum Einbringen mindestens eines Treibstoffs in die Detonationskammer, hat zumindest die Schritte:

a. Einbringen mindestens eines Treibstoffs in die Detonationskammer und
b. Zünden des Treibstoffes,

die nacheinander und wiederholt durchgeführt werden. Nach der Erfindung rotiert der Rotor relativ zur Einspritzvorrichtung, die bevorzugt an einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.The method for operating a rebound-based internal combustion engine with a rotor having at least one detonation chamber and with at least one injection device for introducing at least one fuel into the detonation chamber has at least the following steps:

a. Introducing at least one fuel into the detonation chamber and
b. Igniting the fuel,

which are carried out successively and repeatedly. According to the invention, the rotor rotates relative to the injection device, which is preferably arranged on a housing of the internal combustion engine.

Entsprechend hat die Verbrennungskraftmaschine mindestens ein Gehäuse und mindestens einen darin drehbar angeordneten Rotor. Der Rotor weist mindestens eine Detonationskammer auf. Das Gehäuse und die Detonationskammer haben je mindestens eine Öffnung, die derart angeordnet sind, dass bei der Zündung von Treibstoff in der Detonationskammer Gas aus den Öffnungen ausgestoßen wird, wodurch ein Rückstoß entsteht und ein Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird.Accordingly, the internal combustion engine has at least one housing and at least one rotor rotatably arranged therein. The rotor has at least one detonation chamber. The housing and the detonation chamber each have at least one opening, which are arranged such that upon ignition of fuel in the detonation chamber gas is expelled from the openings, whereby a recoil is generated and a torque is applied to the rotor.

Die Verbrennungskraftmaschine hat mindestens eine an dem Gehäuse angebrachte Einspritzvorrichtung zum Einbringen von Treibstoff in die Detonationskammer. Diese Einspritzvorrichtung ist somit ortsfest angeordnet, d. h. sie rotiert nicht mit dem Rotor. Entsprechend kann die Einspritzvorrichtung über eine Treibstoffleitung mit einem Treibstoffreservoir verbunden werden, ohne dass eine Drehkupplung nötig ist. Bei dem Verfahren und bei der Verbrennungskraftmaschine nach der Erfindung entfallen die Reibungsverluste in der Drehkupplung ebenso wie die Kosten für die Drehkupplung.The internal combustion engine has at least one injection device mounted on the housing for introducing fuel into the detonation chamber. This injection device is thus arranged stationary, d. H. it does not rotate with the rotor. Accordingly, the injector can be connected via a fuel line with a fuel reservoir, without a rotary coupling is necessary. In the method and in the internal combustion engine according to the invention eliminates the friction losses in the rotary joint as well as the cost of the rotary joint.

Bevorzugt hat die Detonationskammer mindestens eine z. B. stirnseitige Öffnung, Das erlaubt es durch die Öffnung Treibstoff und/oder ein Kühlmittel in die Detonationskammer einzubringen. Dazu wird die Einspritzvorrichtung bevorzugt an mindestens einer der beiden Stirnseiten des Gehäuses angeordnet und der Treibstoff durch mindestens eine bevorzugt stirnseitige Gehäuseöffnung in die Detonationskammer eingebracht. In der Gehäuseöffnung kann ein Einspritzventil, angeordnet sein. Natürlich kann die Einspritzvorrichtung in das Gehäuse integriert sein. Wenn die Öffnung der Detonationskammer an der Einspritzvorrichtung bzw. ggf. dem Einspritzventil vorbeirotiert, kann durch die Einspritzvorrichtung und/oder das Einspritzventil und die davor befindliche Öffnung der Detonationskammer Treibstoff in die Detonationskammer eingebracht werden. Der Rotor rotiert weiter, so dass das Gehäuse die Öffnung der Detonationskammer verschließt und der Rotor die Gehäuseöffnung abdeckt. Bei einer Zündung von Treibstoff in der Detonationskammer wird durch diese Anordnung die thermische Belastung die Druckbelastung am Einspritzventil minimiert.Preferably, the detonation chamber has at least one z. B. frontal opening, which allows it to introduce fuel through the opening and / or a coolant in the detonation chamber. For this purpose, the injection device is preferably arranged on at least one of the two end sides of the housing and introduced the fuel through at least one preferably frontal housing opening in the detonation chamber. In the housing opening, an injection valve may be arranged. Of course, the injector may be integrated into the housing. If the opening of the detonation chamber rotates past the injection device or, if appropriate, the injection valve, fuel can be introduced into the detonation chamber through the injection device and / or the injection valve and the opening of the detonation chamber located in front of it. The rotor continues to rotate, so that the housing closes the opening of the detonation chamber and the rotor covers the housing opening. With an ignition of fuel in the detonation chamber is minimized by this arrangement, the thermal load, the pressure load on the injection valve.

Die Einspritzvorrichtung bzw. das Einspritzventil ist bevorzugt nicht mittig zur Öffnung der Detonationskammer sondern an etwas in Richtung des Randes versetzt angeordnet. Dadurch wird eine kontrollierte Befüllung der Detonationskammern verbessert. Der gleiche Effekt kann auch durch gegen die Radiale des Rotors verkippte Einspritzvorrichtungen bzw. Einspritzventile erreicht bzw. weiter unterstützt werden.The injection device or the injection valve is preferably not arranged centrally to the opening of the detonation chamber but offset at something in the direction of the edge. As a result, a controlled filling of the detonation chambers is improved. The same effect can also be achieved or further supported by tilted against the radial of the rotor injectors or injectors.

Als Stirnseiten des Rotors und des Gehäuses werden die Seiten der genannten Bauteile bezeichnet, auf die man blickt, wenn man axial auf die entsprechenden Bauteile sieht, d. h. es gibt je Bauteil zwei voneinander abgewandte Stirnseiten.As the faces of the rotor and the housing, the sides of said components are referred to, to which one looks, when one looks axially at the corresponding components, d. H. There are two different end faces per component.

Bevorzugt ist an dem Gehäuse eine Kühlvorrichtung zum Einbringen eines Kühlmittels in die Detonationskammer angeordnet.Preferably, a cooling device for introducing a coolant into the detonation chamber is arranged on the housing.

Bevorzugt hat das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine eine mit der Kühlvorrichtung kommunizierende Gehäuseöffnung, an der eine Öffnung der Detonationskammer bei rotierendem Rotor vorbeirotiert. Die Kühlvorrichtung kommuniziert dann wenn die Öffnung der Detonationskammer an der Gehäuseöffnung vorbeirotiert mit der Detonationskammer. Dann kann die Kühlvorrichtung durch die Gehäuseöffnung und die Öffnung der Detonationskammer ein Kühlmittel in die Detonationskammer einbringen. Wenn der Rotor weiter rotiert ist, dann verschließt das Gehäuse die Öffnung der Detonationskammer und der Rotor die Gehäuseöffung. Wenn nun ein Treibstoff in der der Detonationskammer gezündet wird, dann wird die Kühlvorrichtung durch die Detonationsartige Verbrennung – wenn überhaupt – nur gering belastet. Auch diese Gehäuseöffnung bzw. Öffnung der Detonationskammer sind bevorzugt stirnseitig angeordnet. Es genügt eine Öffnung der Detonationskammer, die nacheinander an der Kühlvorrichtung und der Einspritzvorrichtung vorbeirotiert.Preferably, the housing of the internal combustion engine has a housing opening communicating with the cooling device, at which an opening of the detonation chamber rotates past with a rotating rotor. The cooling device then communicates with the detonation chamber as the opening of the detonation chamber bypasses the housing opening. Then, the cooling device can introduce a coolant into the detonation chamber through the housing opening and the opening of the detonation chamber. As the rotor continues to rotate, the housing seals the opening of the detonation chamber and the rotor closes the housing opening. If now a fuel is ignited in the detonation chamber, then the cooling device is charged by the detonation-like combustion - if at all - only slightly. These housing opening or opening of the detonation chamber are preferably arranged on the front side. It suffices an opening of the detonation chamber, which successively rotates past the cooling device and the injection device.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung wird beim Rotieren des Rotors in dem Gehäuse mindestens eine Öffnung der Detonationskammer abwechselnd freigegeben und wieder durch das Gehäuse verschlossen. Bei freigegebener Öffnung kann Treibstoff und/oder ein Kühlmittel durch die Öffnung in die Detonationskammer eingebracht werden.In the above-described arrangement, upon rotation of the rotor in the housing, at least one opening of the detonation chamber is alternately released and closed again by the housing. With the opening released, fuel and / or coolant may be introduced through the opening into the detonation chamber.

Das Kühlmittel kann im einfachsten Fall Wasser sein. Insbesondere wenn Knallgas als Treibstoff verwendet wird sollte eine Selbstentzündung des Treibstoffs in der Detonationskammer verhindert werden. Dies gelingt durch eine Kühlung der die Detonationskammer begrenzenden Bauteile. Am einfachsten wird dazu ein Kühlmittel in die Detonationskammer eingebracht, z. B. vernebeltes Wasser. Bei der nächsten Detonation verdampft das Kühlmittel zumindest zum Teil und die Austrittsgeschwindigkeit der Verbrennungsprodukte und des Kühlmittels wird erhöht. Dadurch erhöht sich auch der Rückstoß und somit das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine. Der nicht verdampfte Teil des Kühlmittels wird zumindest zum Teil von den Verbrennungsprodukten mitgerissen und aus der Detonationskammer ausgestoßen, d. h. beschleunigt, so dass das Drehmoment weiter erhöht wird. Gleichzeitig sinkt die Abgastemperatur.The coolant can be water in the simplest case. In particular, when oxyhydrogen gas is used as fuel, self-ignition of the fuel in the detonation chamber should be prevented. This is achieved by cooling the components limiting the detonation chamber. The easiest way to a coolant is introduced into the detonation chamber, z. B. atomized water. At the next detonation, the coolant evaporates, at least in part, and the exit velocity of the products of combustion and the coolant is increased. This also increases the recoil and thus the torque of the internal combustion engine. The unevaporated portion of the coolant is at least partially entrained by the combustion products and expelled from the detonation chamber, i. H. accelerated, so that the torque is further increased. At the same time, the exhaust gas temperature drops.

Die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie kann weiter genutzt werden, z. B. zum Vorwärmen des Kühlwassers oder über einen Wärmetauscher in einen Heizkreislauf eingespeist werden.The heat energy contained in the exhaust gases can continue to be used, for. B. to preheat the cooling water or fed via a heat exchanger in a heating circuit.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigt:The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. It shows:

1: eine Verbrennungskraftmaschine im Längsschnitt, 1 : an internal combustion engine in longitudinal section,

2: den Rotor der Verbrennungskraftmaschine aus 1, 2 : the rotor of the internal combustion engine 1 .

3: eine Verbrennungskraftmaschine im Längsschnitt, 3 : an internal combustion engine in longitudinal section,

4: eine Verbrennungskraftmaschine im Längsschnitt, 4 : an internal combustion engine in longitudinal section,

5: die Verbrennungskraftmaschine aus 4, teilmontiert, 5 : the internal combustion engine off 4 , partly assembled,

1 zeigt eine als Wasserstoffmotor ausgelegte Verbrennungskraftmaschine. Der Wasserstoffmotor hat ein Gehäuse 27, auf dessen Stirnseiten je ein Gehäusedeckel 6, 29 sitzt. Die beiden Gehäusedeckel 6, 29 stehen radial über das Gehäuse 27 über und sind gegeneinander mit Bolzen 21 verbolzt, wobei das Gehäuse zwischen den beiden Gehäusedeckeln 6, 29 eingespannt wird. Zwischen dem Gehäuse 27 und dem Gehäusedeckel 6 eine Dichtplatte 5 angeordnet ist. Die Dichtplatte 5 ist mit dem Gehäusedeckel 6 verbolzt. Die beiden Gehäusedeckel 6, 29 haltern je ein Lager 9 für eine Antriebswelle 4. Auf der Antriebswelle sitzt ein scheibenförmiger Rotor 1 (vgl. auch 2). Der Rotor 1 hat zwei zur Rotatiosachse 4.1 achsensymmetrische sichelförmige Detonationskammern 1.1. Die Detonationskammern sind stirnseitig beidseits offen und werden durch eine Zündkerzenplatte 3 auf der einen Seite und eine Mitnehmerscheibe 2 auf der gegenüberliegenden Seite verschlossen. Die Detonationskammern haben je einen Auslass 1.2 in der Mantelfläche des Rotors. Durch den Auslass 1.2 werden die durch die Zündung des Treibstoffs erzeugten heiße Gase ausgestoßen und erzeugen einen Rückstoß, so dass ein Drehmoment auf den Rotor 1 wirkt. Entsprechend hat das Gehäuse Ausnehmungen 31 für die heißen Gase. 1 shows an engine designed as a hydrogen engine. The hydrogen engine has a housing 27 , on whose front sides each have a housing cover 6 . 29 sitting. The two housing covers 6 . 29 stand radially over the housing 27 over and are against each other with bolts 21 bolted, with the housing between the two housing covers 6 . 29 is clamped. Between the case 27 and the housing cover 6 a sealing plate 5 is arranged. The sealing plate 5 is with the housing cover 6 bolted. The two housing covers 6 . 29 each support a warehouse 9 for a drive shaft 4 , On the drive shaft sits a disc-shaped rotor 1 (see also 2 ). The rotor 1 has two to the rotation axis 4.1 axisymmetric sickle-shaped detonation chambers 1.1 , The detonation chambers are open on both sides on both sides and are covered by a spark plug plate 3 on one side and a drive plate 2 closed on the opposite side. The detonation chambers each have an outlet 1.2 in the lateral surface of the rotor. Through the outlet 1.2 The hot gases generated by the ignition of the fuel are expelled and generate a recoil, so that a torque on the rotor 1 acts. Accordingly, the housing has recesses 31 for the hot gases.

Der Zündkerzendeckel 3, der Rotor 1 und die Mitnehmerscheibe 2 sitzen nebeneinander auf der Antriebswelle 4 und sind gegen einen Flansch 4.2 der Antriebswelle 4 verbolzt, um das Drehmoment von dem Rotor 1 auf die Antriebswelle 4 zu übertragen.The spark plug cover 3 , the rotor 1 and the drive disc 2 sit side by side on the drive shaft 4 and are against a flange 4.2 the drive shaft 4 bolted to the torque from the rotor 1 on the drive shaft 4 transferred to.

Um einen zündfähigen Treibstoff in die Detonationskammern einzubringen, hat die Mitnehmerscheibe zwei kreisringsegmentförmige Langlöcher, durch die am Gehäusedeckel 6 stirnseitig angebrachte Einspritzvorrichtungen 7 mit den jeweiligen Detonationskammern 1.1 kommunizieren, wenn die Langlöchervor den Mündungen der Einspritzvorrichtungen 7 sind. Die Langlöcher rotieren sozusagen an den Mündungen vorbei. Deshalb ist die Bogenlänge der kreisringsegmentförmigen Langlöcher bevorzugt kleiner gleich der entsprechenden Bogenlänge der Detonationskammern. Wenn die Mitnehmerscheibe 2 mit dem Rotor 1 weiter rotiert, dann werden die Langlöcher durch die Dichtplatte 5 verschlossen. Nun kann der Treibstoff gezündet werden, ohne die Einspritzvorrichtungen durch die Detonation zu belasten. Die Zündung des Treibstoffes erfolgt über im Zündkerzen Gehäusedeckel 3 sitzende Zündkerzen 11, deren Elektroden in der Detonationskammer angeordnet sind. Die Zündkerzen rotieren folglich mit dem Rotor mit. Die Zündkerzen werden über Drehübertrager, die hier schematisch und beispielhaft als Kombination aus an der Antriebswelle sitzenden Schleifringen 14 und Schleifkontakten 15 dargestellt sind, mit Energie versorgt.To introduce an ignitable fuel into the detonation chambers, the drive plate has two annular segment-shaped slots through which the housing cover 6 front-mounted injectors 7 with the respective detonation chambers 1.1 communicate when the slots in front of the mouths of the injectors 7 are. The oblong holes rotate, so to speak, past the mouths. Therefore, the arc length of the annular segment-shaped oblong holes is preferably less than or equal to the corresponding arc length of the detonation chambers. If the drive disc 2 with the rotor 1 continues to rotate, then the slots are through the sealing plate 5 locked. Now the fuel can be ignited without burdening the injectors by the detonation. The ignition of the fuel takes place in the spark plug housing cover 3 sitting spark plugs 11 whose electrodes are arranged in the detonation chamber. The spark plugs consequently rotate with the rotor. The spark plugs are rotary joints, here schematically and exemplarily as a combination of sitting on the drive shaft slip rings 14 and sliding contacts 15 are shown, supplied with energy.

Die Einspritzdüsen 7 werden über schematisch dargestellte Halter 25 am Gehäuse fixiert. Sie rotieren nicht mit dem Rotor mit, so dass kein aufwendiger, verschleißender und leckanfälliger Drehübertrager notwendig ist.The injectors 7 be over schematically illustrated holder 25 fixed to the housing. They do not rotate with the rotor, so that no complex, wear-resistant and leak-prone rotary transformer is necessary.

Das Gehäuse hat radiale angebrachte Lüftungsöffnungen 28, um Abwärme abzuführen. Dazu dient auch ein auf der Antriebswelle angebrachter Lüfter 12. Zusätzlich können auch die Gehäusedeckel 6, 29 Öffnungen für Kühlluft haben.The housing has radial ventilation openings 28 to dissipate waste heat. This is also a mounted on the drive shaft fan 12 , In addition, the housing cover can also 6 . 29 Have openings for cooling air.

Eine nicht dargestellte Motorsteuerung überwacht die Stellung des Rotors durch einen mit der Motorsteuerung verbundenen Positionsgeber. Der Positionsgeber weist Her beispielhaft eine an der Antriebswelle angebrachten Lochscheibe 18 und eine Gabellichtschranke 19 auf. Natürlich können auch andere Verfahren zur Messung der Relativposition der Antriebswelle 4 zum Gehäuse 6, 27, 29 und damit des Rotors 1 zum Gehäuse 6, 27, 29 verwendet werden.A motor controller, not shown, monitors the position of the rotor by means of a position transmitter connected to the motor control. By way of example, the position transmitter has a perforated disk attached to the drive shaft 18 and a forked light barrier 19 on. Of course, other methods for measuring the relative position of the drive shaft 4 to the housing 6 . 27 . 29 and thus the rotor 1 to the housing 6 . 27 . 29 be used.

Die Motorsteuerung wertet die Signale des Positionsgebers 18, 19 aus und öffnet die Einspritzvorrichtungen 7, wenn das kreissegmentförmige Langloch vor dem Auslass der Einspritzvorrichtung ist. Dadurch wird Treibstoff in die Detonationskammer eingefüllt. Nachdem der Rotor 1 und mit ihm die Mitnehmerscheibe weiterotiert ist, so dass das Langloch durch die Dichtplatte 5 verschlossen ist und der entsprechende Auslass 1.2 der Detonationskammer 1.1 über eine Gehäuseöffnung mit der Umgebung kommuniziert, aktiviert die Motorsteuerung Zündkerze 11 um den Treibstoff in der Detonationskammer 1.1 zu zünden. Dabei entsteht in der Detonationskammer ein Überdruck, so dass heiße Gase durch den Auslass 1.2 austreten. Dabei entsteht ein Rückstoß, der den Rotor antreibt.The motor control evaluates the signals of the position sensor 18 . 19 and opens the injectors 7 when the circular segment-shaped slot is in front of the outlet of the injection device. As a result, fuel is introduced into the detonation chamber. After the rotor 1 and with it the drive plate is further doped, so that the slot through the sealing plate 5 is closed and the corresponding outlet 1.2 the detonation chamber 1.1 communicates with the environment via a housing opening, the engine control activates spark plug 11 around the fuel in the detonation chamber 1.1 to ignite. This creates an overpressure in the detonation chamber so that hot gases pass through the outlet 1.2 escape. This creates a recoil that drives the rotor.

Um eine Überhitzung des Wasserstoffmotors ebenso wie eine vorzeitige Zündung des Treibstoffs zu vermeiden ist es sinnvoll, wenn die Detonationskammer durch Einspritzen von Wasser gekühlt wird. Ein Teil des Wassers verdampft bei der Detonation, wodurch der Druck in der Detonationskammer nochmals erhöht wird. Damit steigen die Geschwindigkeit der ausgestoßenen Gase und auch ausgestoßene Masse, das Drehmoment wird als erhöht. Zudem sinkt die Temperatur der ausgestoßenen Gase. Folglich wird der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine erhöht. Die Einspritzung eines Kühlmittels kann über eine parallel zu den Einspritzvorrichtungen 7 angeordnete Kühlvorrichtung erfolgen. Alternativ können der Treibstoff und das Kühlmittel auch in der Einspritzdüse vermengt und zusammen in die Detonationskammer eingefüllt werden.In order to avoid overheating of the hydrogen engine as well as premature ignition of the fuel, it is useful if the detonation chamber is cooled by injecting water. Part of the water evaporates during the detonation, which further increases the pressure in the detonation chamber. Thus, the speed of the ejected gases and also ejected mass increase, the torque is increased as. In addition, the temperature of the ejected gases decreases. Consequently, the efficiency of the internal combustion engine is increased. The injection of a coolant may be via a parallel to the injectors 7 arranged cooling device done. Alternatively, the fuel and the coolant may also be mixed in the injector and filled together into the detonation chamber.

3 zeigt eine weitere Verbrennungskraftmaschine, die z. B. ebenfalls Knallgas betrieben werden kann. Der Grundsätzliche Aufbau von Gehäuse 27, Welle 4, Lagerung 9, Zündkerzendeckel 3, Rotor 1 und Mitnehmerscheibe 2, Positionsgeber etc. ist ähnlich wie der in 1 gezeigte. Insoweit wird auf die Figurenbeschreibung zu 1 verwiesen. Die Verbrennungskraftmaschine in 3 unterscheidet sich von der in 1 dargestellten durch die Anordnung der Einspritzvorrichtung 7 für den Treibstoff. Zwar wird auch bei dieser Ausführungsform der Treibstoff durch eine stirnseitige relativ zum Gehäuse fixierte Einspritzvorrichtung in die Detonationskammer eingebracht, jedoch ist die Einspritzvorrichtung 7 in einer axialen Ausnehmung der Welle 4 angeordnet. Der Auslass der Einspritzvorrichtung 7 mündet in einer mit den Detonationskammern 1.1 des Rotors 1. verbunden Ausnehmung 45 der Mitnehmerscheibe 2, die als Einlasskanal 45 wirkt. Dadurch kann die Zeitspanne bzw. die Relativposition des Rotors 1 zu dem Gehäuse 6, 27, 29, in der der Treibstoff in die Detonationskammer eingefüllt wird über einen weiten Bereich frei bestimmt werden. Insbesondere hängt es nicht davon ab, dass ein ringsegmentförmiges Langloch an der Einspritzvorrichtung vorbeirotiert. Allerdings ist die Einspritzvorrichtung höheren Drücken und Temperaturen ausgesetzt. Um eine Überhitzung der Einspritzvorrichtung zu vermeiden kann nach dem Einspritzen des Treibstoffs durch die Einspritzvorrichtung 7 ein Kühlmittel, z. B. Wasser eingebracht werden, so dass eine Schichtladung in der Detonationskammer entsteht. Der Wassernebel zwischen dem Treibstoff und der Einspritzvorrichtung verhindert eine Überhitzung der Einspritzvorrichtung. 3 shows a further internal combustion engine, the z. B. also oxyhydrogen gas can be operated. The basic structure of housing 27 , Wave 4 , Storage 9 , Spark plug cover 3 , Rotor 1 and drive disc 2 , Position sensor, etc. is similar to the in 1 shown. In that regard, the description of the figures to 1 directed. The internal combustion engine in 3 is different from the one in 1 represented by the arrangement of the injector 7 for the fuel. Although in this embodiment, too, the fuel is introduced into the detonation chamber through an injection device fixed in the end relative to the housing, but the injection device is 7 in an axial recess of the shaft 4 arranged. The outlet of the injector 7 flows into one with the detonation chambers 1.1 of the rotor 1 , connected recess 45 of the driver disc 2 acting as inlet channel 45 acts. As a result, the time span or the relative position of the rotor 1 to the housing 6 . 27 . 29 in which the fuel is introduced into the detonation chamber is freely determined over a wide range. In particular, it does not depend on a ring segment-shaped oblong hole rotating past the injection device. However, the injector is exposed to higher pressures and temperatures. In order to avoid overheating of the injector can after injection of the fuel through the injector 7 a coolant, e.g. B. water are introduced, so that a layer charge is formed in the detonation chamber. The water mist between the fuel and the injector prevents overheating of the injector.

Die Verbrennungskraftmaschine in den 4 und 5 entspricht vom grundsätzlichen Aufbau dem anhand der 1 bis 3 erläuterten. Wieder unterscheidet sich die Verbrennungskraftmaschine in der Anordnung der Einspritzvorrichtungen 7: Diese sind radial am Gehäuse 27 befestigt. Die Mündung der Einspritzvorrichtungen weist in Richtung der der Detonationskammer, so dass der Treibstoff durch den Auslass 1.2 des Rotors 1 in die Detonationskammer 1.1 eingefüllt wird, wenn der Auslass an der Mündung der Einspritzvorrichtung 7 vorbeirotiert. Neben jeder der beiden Einspritzvorrichtungen ist je eine Kühlvorrichtung zum Einspritzen eines Kühlmittels, z. B. Wasser, in die Detonationskammer.The internal combustion engine in the 4 and 5 corresponds to the basic structure based on the 1 to 3 explained. Again, the internal combustion engine differs in the arrangement of injectors 7 : These are radial on the housing 27 attached. The mouth of the injectors points in the direction of the detonation chamber, allowing the fuel through the outlet 1.2 of the rotor 1 into the detonation chamber 1.1 is filled when the outlet at the mouth of the injector 7 rotates past. In addition to each of the two injection devices is ever a cooling device for injecting a coolant, for. As water, in the detonation chamber.

5 zeigt neben der Position der Einspritzvorrichtungen 7 und der Kühlvorrichtungen 7.1 zwei einander gegenüberliegend am Gehäuse befestigte an den Rotor 1 angepasste Trichter 30, die als Auspuff dienen und an die Schalldämpfer angeschlossen werden können. Der Zündzeitpunkt wird durch die oben schon beschriebene Motorsteuerung unter Berücksichtigung der Positionsgebersignale so gewählt, dass der Ausstoß an heißen Gasen und Verbennungsprodukten den Auslass 1.2 passiert, wenn dieser zumindest in etwa vor dem Trichter 30 ist. 5 shows next to the position of the injectors 7 and the cooling devices 7.1 two opposite to each other attached to the housing to the rotor 1 adapted funnels 30 , which serve as an exhaust and can be connected to the silencer. The ignition timing is chosen by the motor control described above, taking into account the position sensor signals so that the output of hot gases and Verbennungsprodukten the outlet 1.2 happens if this at least roughly in front of the funnel 30 is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rotorrotor
1.11.1: Detonationskammerdetonation chamber
1.21.2: Auslass, Öffnung für DetonationsaustrittOutlet, opening for detonation outlet
22: Mitnehmerscheibedriver disc
33: Zündkerzendeckelspark plug cover
44: Antriebswelledrive shaft
4.14.1: Rotationsachse/LängsachseRotation axis / longitudinal axis
4.24.2: Flansch der AntriebswelleFlange of the drive shaft
55: Dichtplattesealing plate
66: Gehäusedeckelhousing cover
77: Einspritzvorrichtung (z. B. elektromagnetisches Einspritzventil)Injection device (eg electromagnetic injection valve)
7.17.1: Kühlvorrichtung (z. B. elektromagnetisches Einspritzventil)Cooling device (eg electromagnetic injection valve)
88th: LageranstellringLageranstellring
99: Lagercamp
1111: Zündkerzespark plug
1212: Lüfterradfan
1313: Zündkabelignition cable
1414: Schleifringslip ring
1515: Schleifbürste (Schleifkohle)Abrasive brush (carbon brush)
1616: Bürstenhalterbrush holder
1717: Anschluss für ZündstromConnection for ignition current
1818: Lochscheibeperforated disc
1919: GabellichtschrankeLight barrier
2020: Halter für PositionsgeberHolder for position transmitter
2121: Gewindestange zur Verschraubung von 6, 27 und 29 Threaded rod for screwing of 6 . 27 and 29
2222: Muttern für 21 Nuts for 21
2323: Schrauben zur Befestigung von 5 Screws for fixing 5
2424: Hohlkehlefillet
2525: Halter für EinspritzvorrichtungHolder for injector
2626: Anschlussconnection
2727: Gehäusecasing
2828: Belüftungsschlitze oder LöcherVentilation slots or holes
2929: Gehäusedeckel AntriebsseiteHousing cover drive side
3030: Trichter, Flansch für SchalldämpferanschlussFunnel, flange for silencer connection
3131: Ausnehmungenrecesses
4040: SinterlagerSinterlager
4242: Anschluss für TreibstoffleitungConnection for fuel line
4444: Befestigungsbolzenmounting bolts
4545: Ausnehmung in Mitnehmerscheibe als EinlasskanalRecess in drive plate as inlet channel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2010 A2 [0002]

Claims

Method for operating an internal combustion engine with at least one rotor having at least one detonation chamber and with at least one injection device for introducing at least one fuel into the detonation chamber, comprising the steps of: introducing at least one fuel into the detonation chamber, igniting the fuel, repeating the aforementioned steps , characterized in that the rotor rotates relative to the injector.

A method according to claim 1, characterized in that the cooling liquid and the fuel is injected through an opening in the end face of the detonation chamber.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor rotates in a housing to which the injection device is attached.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one opening of the detonation chamber is alternately released and again closed by the housing upon rotation of the rotor in the housing and fuel and / or a coolant is introduced through the opening into the detonation chamber with the opening released ,

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the fuel, a coolant is introduced into the detonation chamber.

Method according to the preceding claim, characterized in that the coolant is introduced through the same opening in the detonation chamber as the fuel.

Internal combustion engine having at least one housing and at least one rotor rotatably disposed therein, which has a detonation chamber, wherein the housing and the detonation chamber each have at least one opening, which are arranged such that gas escapes from the openings when igniting fuel in the detonation chamber, whereby a torque is applied to the rotor, characterized in that the internal combustion engine has at least one mounted on the housing injection device for introducing fuel into the detonation chamber.

Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that the detonation chamber has at least one frontal opening which is closed by the housing.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device is arranged on at least one of the two end sides of the housing.

Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that the housing has at least one end-side recess, through which the injection device fills at least one fuel in the detonation chamber.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing, a cooling device for introducing a coolant is mounted in the detonation chamber.

Internal combustion engine according to the preceding claim, characterized in that the housing has a housing opening communicating with the cooling device, at which an opening of the detonation chamber rotates past with a rotating rotor.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the housing has a housing opening communicating with the injection device, at which an opening of the detonation chamber rotates past with a rotating rotor.