DE19927382A1

DE19927382A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE19927382A1
Application number: DE1999127382
Authority: DE
Inventors: Hubert Tomczyk
Original assignee: diro GmbH and Co KG
Current assignee: DIRO Konstruktions GmbH and Co KG
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-28
Also published as: DE20080107U1; AU6424500A; WO2000077364A1

Abstract

The invention relates to an internal combustion engine that is configured as a turbo-engine and that has a higher efficiency vis-à-vis conventional internal combustion engines. The inventive engine is provided with at least two screw spindles (1, 2) that intermesh in a comb-like manner and that, together with a stator, define conveyor chambers (7) that extend across a respective threaded section (6) and that are substantially closed. When the screw spindles (1, 2) are rotated, said conveyor chambers are displaced in the axial direction of conveyance (8) from an up-stream compressor (19), which is connected to an air intake fitting, to an expansion stage (16) that runs on the same screw spindle (1, 2) as the compressor, represents the prime mover and opens into an exhaust (15). Along said path of displacement, said conveyor chambers pass first a fuel injection device (11) and then an ignition device (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der gemäß der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe einen im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren verbesserten Wirkungsgrad auf weisen soll.The invention relates to an internal combustion engine, which according to the the object underlying the invention compared to conventional internal combustion engines improved efficiency should point.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbren nungsmotor mit zumindest zwei achsparallelen, in entgegengesetz ten Umdrehungsrichtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibbaren, kammförmig ineinandergreifenden Schraubenspindeln, die zusammen mit einem sie mantelseitig dicht umschließenden, gekühlten Stator sich jeweils über einen Gewindeabschnitt er streckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln von einem vorgeschalteten, an einem Ansaugstutzen angeschlossenen Verdichter in axialer För derrichtung zu einer mit dem Verdichter auf der gleichen Schrau benspindel arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff mündenden Expansionsmaschine verschoben werden und auf diesem Verschiebeweg nacheinander eine Kraftstoff-Einspritz vorrichtung und eine Zündeinrichtung passieren. According to the invention, this object is achieved by burning motor with at least two axially parallel ones, in opposite directions ten directions of rotation but with the same rotational speed drivable, interdigitated screw spindles, which together with a tightly enclosing cooled stator each over a threaded section stretching, largely closed production chambers that when rotating the screw spindles from an upstream one an intake manifold connected compressor in axial För towards one with the compressor on the same screw working spindle, forming the machine and in an exhaust machine opening expansion machine and a fuel injection in succession on this displacement path device and an ignition device.

Der als Dekompressor ausgebildete Motor kann eine sich über sei ne gesamte axiale Länge erstreckende Mantelkühlung und zu sätzlich auch noch eine durch die jeweils als Hohlwelle ausge bildeten Schraubenspindeln hindurchgeführte Kühlung aufweisen.The motor, which is designed as a decompressor, can be one of itself ne entire axial length extending jacket cooling and additionally also one out through the respective hollow shaft formed screws have cooling passed through.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an exemplary embodiment the invention is shown schematically. Show it:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Verbren nungsmotor mit teilweise aufgebrochenem Mantelge häuse; Figure 1 is a perspective view of a combustion engine with partially broken Mantelge housing.

Fig. 2 den Verbrennungsmotor gemäß Fig. 1 in Draufsicht mit hochgeklappter Motorabdeckung und Fig. 2 shows the internal combustion engine of FIG. 1 in plan view with the engine cover folded up and

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab in Draufsicht eine Prin zipskizze von zwei miteinander kämmenden Schrau benspindeln. Fig. 3 on an enlarged scale in plan view a Prin zipskizze of two intermeshing screw spindles.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Turboma schine mit zwei achsparallelen, in entgegengesetzten Umdrehungs richtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibbaren, kammförmig ineinandergreifenden Schraubenspindeln 1, 2, die in Lagern 3 gelagert sind und über Zahnräder 4 miteinander in Dreh verbindung stehen. Fig. 1 shows a schematic representation of a Turboma machine with two axially parallel, in opposite directions of rotation but driven at the same rotational speed, comb-shaped interlocking screw spindles 1 , 2 , which are mounted in bearings 3 and are connected in rotation with each other via gears 4 .

Fig. 3 läßt erkennen, daß die beiden Schraubenspindeln 1, 2 zusammen mit einem sie dicht umschließenden Stator 5 sich je weils über einen Gewindeabschnitt 6 erstreckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern 7 bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln 1, 2 in axialer Förderrichtung 8 verschoben werden. In der axialen Förderrichtung 8 passieren die Förderkam mern 7 der Schraubenspindeln 1, 2 nacheinander eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 11 und eine Zündeinrichtung 12. Fig. 3 shows that the two screw spindles 1 , 2 together with a tightly enclosing stator 5 each Weil over a threaded portion 6 extending, largely closed delivery chambers 7 , which are displaced when the screw spindles 1 , 2 rotate in the axial conveying direction 8 . In the axial conveying direction 8 , the conveying chambers 7 of the screw spindles 1 , 2 pass in succession a fuel injection device 11 and an ignition device 12 .

Jeder Schraubenspindel 1, 2 ist ein drehfest mit ihr verbundener Verdichter 13 vorgeschaltet, der an einen Ansaugstutzen 14 ange schlossen ist und als Schraubverdichter ausgebildet ist.Each screw spindle 1 , 2 is connected upstream of a compressor 13 connected to it in a rotationally fixed manner, which is connected to an intake port 14 and is designed as a screw compressor.

Die nacheinander durch die Rotation der Schraubenspindeln 1, 2 angeförderten Förderkammern 7 öffnen sich gegenüber einer nach geschalteten, mit dem Verdichter 13 auf der gleichen Schrauben spindel 1, 2 arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff 15 mündenden Expansionsmaschine 16, in der das in den Förderkammern 7 aufbereitete und dann gezündete Kraftstoff/- Luft-Gemisch Arbeit leistet.The conveying chambers 7 conveyed one after the other by the rotation of the screw spindles 1 , 2 open towards a downstream, with the compressor 13 on the same screw spindles 1 , 2 working, forming the machine and opening into an exhaust 15 expansion machine 16 , in which the in the delivery chambers 7 processed and then ignited fuel / air mixture does work.

Die Turbomaschine ist mit einer sich über ihre gesamte axiale Länge erstreckenden Mantelkühlung 17 ausgestattet. Zusätzlich kann noch eine durch die jeweils als Hohlwelle ausgebildeten Schraubenspindeln 1, 2 hindurchgeführte Kühlung 18 vorgesehen sein.The turbomachine is equipped with a jacket cooling 17 extending over its entire axial length. In addition, cooling 18 , which is guided through the screw spindles 1 , 2 designed as hollow shafts, can also be provided.

Die von dem Verdichter 13 über den Ansaugstutzen 14 angesaugte Luft kann auf z. B. 6-14 bar verdichtet und dann an die Förder kammern 7 der als axiale Transportvorrichtung arbeitenden Schraubenspindeln 1, 2 abgegeben werden. Letztere fördern die in den einzelnen Förderkammern 7 eingeschlossene, vorverdichtete Luft in axialer Förderrichtung 8 zu der Expansionsmaschine 16, wobei auf dieser Förderstrecke das in den Förderkammern 7 einge schlossene Luftvolumen mit Kraftstoff vermischt und anschließend gezündet wird. Die Expansion des verbrannten bzw. noch verbren nenden Arbeitsmediums erfolgt dann in die Expansionsmaschine 16 hinein, in der noch eine Nachverbrennung stattfinden kann. Dabei sollte zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der motorseitige Luft/Brennstoff-Verdichtungsgrad größer sein als der auf der Kompressorseite. Für die Expansionsmaschine 16 ist hierfür eine größere axiale Baulänge vorzusehen.The air sucked in by the compressor 13 via the intake port 14 can be adjusted to e.g. B. 6-14 bar compressed and then delivered to the conveyor chambers 7 of the screw spindles 1 , 2 working as an axial transport device. The latter promote the trapped in the individual pumping chambers 7, precompressed air in the axial conveying direction 8 to the expansion machine 16 in which the inserted into the conveyor chambers 7 connected air volume mixed on this conveyor line with fuel and is then ignited. The expansion of the burned or still combusting working medium then takes place into the expansion machine 16 , in which post-combustion can still take place. The engine-side air / fuel compression ratio should be greater than that on the compressor side in order to achieve high efficiency. For the expansion machine 16 , a larger axial overall length must be provided for this.

Claims

1. Internal combustion engine with at least two axially parallel, combable screw spindles ( 1 , 2 ) that can be driven in opposite directions of rotation but at the same rotational speed, which, together with a cooled stator ( 5 ) tightly enclosing them on the casing side, each extend over a threaded section ( 6 ) largely closed conveying chambers (7) form, which upon rotation of the screw spindles (1, 2) of a pre scarf ended, to an intake manifold (14) connected to the compaction ter (13) in the axial conveying direction (8) to the compressor (13) on the same screw spindle ( 1 , 2 ) working, forming the work machine and into an exhaust pipe ( 15 ) opening expansion machine ( 16 ) are moved and in this way one after the other a fuel injector ( 11 ) and an ignition device ( 12 ) pass.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized by an extending over its entire axial length Man telkühlung ( 17 ).

3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling ( 18 ) is also passed through the screw spindles ( 1 , 2 ) each formed as a hollow shaft.

4. Internal combustion engine according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the compressor ( 13 ) is a screw compressor.