DE2323825A1

DE2323825A1 - REVERSE ENGINE

Info

Publication number: DE2323825A1
Application number: DE2323825A
Authority: DE
Inventors: Kurt Bernard Schoenenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1974-11-28

Description

Rücks toßtr i ebverk Geenstand der Erfindung ist ein Rückstoßtriebverk, wie es z.B. zum Starten eines Segelflugzeuges oder als Hilfskraftquelle zum Starten von sehr schwer beladenen Flugzeugen dienen kann0 Es sind bereits solche Rückstoßtriebwerke bekannt geworden, die aus einem Druckkessel bestehen, die komprimiertes Gas enthalten oder eine FltXssigkeit, z.B. Wasser, welches durch Aufheizen, z.B. bis zur kritischen Temperatur bzw. kritischen Druck, oder darüber hinaus, zu hoher Druckspannung kommt. Solche komprimierte Füllungen werden dann durch einen Hahn über eine Lavaldüse und einen Diffusor entspannt, wobei der entstehende Rückstoß als Schub zum Start eines Flugzeuges genutzt wird. Rück toßtr i ebverk Geenstand of the invention is a Rückschlagtriebverk, like it e.g. for starting a glider or as an auxiliary power source for starting can be used by very heavily loaded aircraft0 There are already such recoil engines become known, which consist of a pressure vessel containing compressed gas or a liquid, e.g. water, which can be heated up, e.g. to a critical level Temperature or critical pressure, or beyond, high compressive stress comes. Such compressed fillings are then through a tap over a Laval nozzle and relaxes a diffuser, with the resulting recoil as a thrust to launch a Aircraft is used.

Diese Rückstoßtriebwerke haben einen kurzen Nutzeffekt, denn man muß die Lavaldüse verhältnismässig groß halten, um den erforderlichen Schub erreichen zu wollen. Dies ist ein Nachteil, weshalb sich diese Triebwerke auch noch nicht durchsetzen konnten, Man müßte diese Druckkessel viel zu groß bauen, um den gewünschten Effekt erreichen zu wollen. Als weiterer Nachteil ist das hohe Gewicht zu nennen, welches durch so große schwere Kessel nötig wird.These recoil engines have a short-term benefit, because one must Keep the Laval nozzle relatively large in order to achieve the required thrust to want. This is a disadvantage, which is why these thrusters are not yet either could enforce, one would have to build this pressure vessel much too large to achieve the desired Wanting to achieve an effect. Another disadvantage is the high weight, which is necessary because of such large, heavy cauldrons.

Die Erfindung betrifft Ruckstoßtriebwerke, bei denen diese Nachteile vermieden werden. Man kommt mit kleineren leichteren Druckkesseln aus und kann damit bei größerem Schub dennoch längere Schubzeiten erreichen.The invention relates to recoil engines in which these disadvantages be avoided. You can get by with smaller, lighter pressure vessels and can with them with greater thrust, you can still achieve longer thrust times.

Das Neue an der Erfindung besteht darin, daß das Rücksto13-triebwerk in zwei oder mehreren Druckstufen arbeitet, die alle in einer Strömungsrichtung liegen. Der primäre Hochdruck-Schuberzeuger, der aus einer Laval-Düse und einem Diffusor besteht, kann am Düsenhals einen sehr kleinen Querschnitt haben, sodaß relativ wenig komprimiertes Gas entweichen d.h. entspannen kann. Durch das Entspannen erkaltet das Gas. Dafür ist dieses Gas aber nach Passi-eren des Hochdruck-Schuberzeugers in einen Heizkessel gelangt, in dem es erneut aufgeheizt und ausgedehnt wird und strömt in eine grössere Lavaldüse mit Diffusor und wird zum sekundären Niederdruck-Schuberzeuger. Der Heizkessel kann durch Gasilarmen, z.B. mit Butan-Gas oder durch elektrische Heizelemente, erhitzt werden. Man kann aber auch mit zwei Druckkesseln arbeiten, diese haben je eine Lavaldüse und je einen Diffusor, oder beide Lavaldüsen haben einen gemeinsamen Diffusor in dem Heizkessel eingebaut. Diese Druckkessel enthalten Gas-Komponenten zu einem brennbaren Gemisch, z.B. Preßluft und Wasserstoffgas, welches im heizkessel vermischt und entzündet wird und über den Niederdruck-Schuberzeuger entspannt. In diesem Falle könnte z.B. eine dritte oder gar vierte Stufe nur mit Heizkesseln betrieben werden, die mit Gasflammen von außen oder mit elektrischen Heizelementen erhitzt werden Einige weitere Merkmale eines Rückstoßtriebwerkes nach der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung noch näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in schematischer Form Ausführungs-Beispiele des erfindungsgemässen Rückstoßtriebserkese Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Hückstoßtriebwerkes, bei dem ein Druckkessel mit einer Lavaldüse und Diffusor mit einem Heizkessel Verbindung hat, an dem eine grössere Lavaldüse mit Diffusor und eine Gasheizung angebracht sind.The novelty of the invention is that the Rücksto13-engine works in two or more pressure stages, all in one direction of flow lie. The primary high pressure thruster, which consists of a Laval nozzle and a Diffuser exists, can have a very small cross-section at the nozzle neck, so that relatively little compressed gas can escape i.e. relax. By relaxing the gas cools. For this, however, this gas is after passing the high-pressure thrust generator enters a boiler in which it is reheated and expanded and flows into a larger Laval nozzle with a diffuser and becomes the secondary Low pressure thrust generator. The boiler can be powered by gas arms, e.g. with butane gas or by electrical heating elements. But you can also do it with two Pressure vessels work, these each have a Laval nozzle and a diffuser, or both Laval nozzles have a common diffuser built into the boiler. These Pressure vessels contain gas components to form a combustible mixture, e.g. compressed air and hydrogen gas, which is mixed and ignited in the boiler and over relaxes the low-pressure thrust generator. In this case, for example, a third or even fourth stage can only be operated with boilers with gas flames from heated outside or with electric heating elements Some more features a recoil engine according to the invention are below with reference to the drawing described in more detail. The drawing shows exemplary embodiments in schematic form of the recoil drive kese according to the invention. FIG. 1 is a side view of a Rear thrust engine, in which a pressure vessel with a Laval nozzle and diffuser with a boiler connection, on which a larger Laval nozzle with diffuser and a gas heater are attached.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rückstoßtriebnerkes, bei dem zwei Druckkessel mit je einer Lavaldüse und je einem Diffusor mit einem Heizkessel Verbindung haben und an dem eine grössere Lavaldüse nit Diffuser angebracht sind0 Fig0 3 ist eine Querschnitts-Zeichnung an der Stelle A-A der Fig. 2.Fig. 2 is a side view of a recoil engine in which two Pressure vessel with one Laval nozzle and one each a diffuser with a Have a boiler connection and have a larger Laval nozzle with diffuser attached to it Fig. 3 is a cross-sectional drawing at location A-A of Fig. 2.

An dem Druckkessel (Fig. 1) ist eine rohrförmige Gasaustrittsleitung 2, die einen Abstellhahn 3 enthält und zu der Lavaldüse 4 und zu dem Diffusor 5 des primären Hochdruck-Schuberzeugers führt0 Das Ende des Diffusors 5 führt gleichzeitig in den mehr oer weniger voluminösen röhreniörmigen heizbaren Kessel 6, der in der Strömungerichtung die Lavaldüse 7 und den Diffuser 8 des sekundären Niederdruck-Schuberzeugers befestigt hat. Die Teile von 2 bis 8 können Drehteile sein, die nach einfachster Weise in sich unterteilt gefertigt werden und durch Verschrauben oder Verschweißen gasdicht miteinander verbunden sind.On the pressure vessel (Fig. 1) is a tubular gas outlet line 2, which contains a shut-off valve 3 and to the Laval nozzle 4 and to the diffuser 5 of the primary high pressure thruster leads 0 The end of the diffuser 5 leads at the same time in the more or less voluminous tubular heatable boiler 6, which is in the Direction of flow the Laval nozzle 7 and the diffuser 8 of the secondary low-pressure thrust generator has attached. The parts from 2 to 8 can be turned parts, the simplest ones Way divided into itself and manufactured by screwing or welding are connected to each other in a gastight manner.

Um den Heizkessel 6 führt eine Rohrwendel 9 mit radialen Düsenbohrungen 10. Durch diese Rohrvendel 9 wird z.B, Butan-Gas zu den Düsenbohrungen 10 geleitete Das austretende Butan-Gas wird entzündet und trifft mit den Flammen 11 radial auf den Heiskesseil, Eine dritte Schuberzeuger-Stufe könnte sich analog der beschriebenen sekundären Niederdruckstufe an dem Diffusor 8 anschließen0 Danach wären weitere Schuberzeuger möglich. Um die Butan-Heizung, die auch eine elektrische Heizelementheizung sein könnte, ist eine ManteIstrom-Verkleidung 12 angebracht, die ebenfalls nur schematisch angedeutet eingezeichnet isto Die Ausführung mit zwei Druckkesseln (Fig0 2) arbeitet mit zweierlei komprimierten Komponenten, die miteinander vermischt ein brennbares Medium bilden. Die Druckkessel haben die Positions-Nr. 13 und 14, die durch Rohrkrümmer 15 und 16 über je einen Abstellhahn 17 und 18 Verbindung zu den Lavaldüsen 19 und 20 haben und in den Diffusoren 21 und 22 im Heizkessel 23 endigen. Die Diffusoren 21 und 22 sind mit einigen tangentialen Querbohrungen 24 (Fig, 3) versehen, die in der Schnittebene A - A (Fig. 2) liegen. Diese Querbohrungen haben den Z:eck, daß die Komponenten teilweise tangentialen Ausgang haben und diese seitliche Strömung eine Verwirbelung zur Folge hat, sodaß sie sich miteinander vermischen, wodurch eine gute Verbrennung im Heizkessel 23 zustande kommt, An der Vorderfront des Heizkessels ist der sekundäre Niederdruck-Schuberzeuger, bestehend aus der großen Lavaldüse 25 und dem Diffusor 26.A coiled tubing 9 with radial nozzle bores leads around the boiler 6 10. Butane gas, for example, is conducted through this tube vendel 9 to the nozzle bores 10 The escaping butane gas is ignited and strikes radially with the flames 11 the Heiskesseil, A third thrust generator stage could be analogous to the one described Connect the secondary low-pressure stage to the diffuser 8 0 Thereafter more thrust generators would be possible. To the butane heater, which is also an electric Could be heating element heating, a ManteIstrom cladding 12 is attached, which is also only indicated schematically. The version with two Pressure vessels (Fig0 2) works with two types of compressed components that interact with each other mixed together to form a flammable medium. The pressure vessels have the item no. 13 and 14, which are connected by elbows 15 and 16 via a shut-off valve 17 and 18 each to the Laval nozzles 19 and 20 and in the diffusers 21 and 22 in the boiler 23 end. The diffusers 21 and 22 have some tangential cross bores 24 (Fig, 3), which lie in the cutting plane A - A (Fig. 2). These cross holes have the aim that the components have partially tangential exit and this lateral flow causes turbulence so that they mix with one another, which results in good combustion in the boiler 23, at the front of the boiler is the secondary low-pressure thrust generator, consisting of the large Laval nozzle 25 and the diffuser 26.

Die beiden Abstellhahn-Handhebel 27 und 28 werden zweckmässig mit einer Schubstange 29 miteinander verbunden, sodaß beide Komponenten-Zuflüsse miteinander betätigt werden können.The two stopcock hand levers 27 and 28 are useful with a push rod 29 connected to each other, so that both component inflows with each other can be operated.

Die beiden Rohrkrümmer 15 und 16 könnten aber auch in eine gemeinsame Lavaldüse, die mit einem Diffusor versehen ist, münden. Dieser primäre Schuberzeuger ist dann an Stelle der beiden Lavaldüsen mit den Diffusoren 19, 21 und 20, 22 in zentraler Bohrung in der Rückwand des~Druckkessels 23 eingelassen und zweckmässig durch Verschweißen befestigt, Diese Ausführung ist der Einfachheit halber nicht mehr zeichnerisch dargestellt.The two pipe bends 15 and 16 could, however, also be in one joint Laval nozzle, which is provided with a diffuser, open. This primary thrust generator is then in place of the two Laval nozzles with diffusers 19, 21 and 20, 22 in central bore in the rear wall of the pressure vessel 23 and useful attached by welding, this version is not for the sake of simplicity more graphically represented.

Claims

Patent claims:

X ejector drive with gaseous fuel stored in a pressure vessel (1) or liquid medium, e.g. water, the former being compressed to 200 atmospheres, for example and the latter can by heating, e.g. up to or almost up to the critical Temperature or critical pressure, or beyond that (e.g. hot water or superheated steam rocket) and then flows out through an open tap (3) into a Laval nozzle (4) followed by a diffuser (5), creating a thrust that the smallest cross-section of the nozzle throat diameter in the Laval nozzle (4) proportional is, characterized in that this primary high pressure S chuberzeugers on the diffuser a more or less voluminous tubular heatable boiler (6) follows, which in the direction of flow in turn into a larger secondary Laval nozzle (7) the following diffuser (8) ends as a low-pressure thrust generator, whereby the medium, which leave the primary high pressure thruster part and according to the Constructive design of the Laval nozzle neck size including diffuser (5) in terms of compression relaxed and thereby given off heat, in the heatable boiler (6) again under the effect of heat stands and heats up again and thus expands again and additionally under newer compressible tension, but below smaller than in the pressure vessel (i) flows into the secondary low-pressure thrust generator and again acts to generate recoil 2) recoil drive system according to claim 1, characterized characterized in that as after the first thrust generator including a second one Boiler (6) follows, this latter also a third and possibly a fourth or more could follow, which then always in a lower pressure level, but all working in one direction of flow were 3) recoil drive after Claim 1, characterized in that the heatable boiler (6) through from the outside Gas flames (10) or can be heated by electric heating elements.

4) recoil engine according to claim 1, characterized in that two pressure vessels (13 and 1e) with Laval nozzles (19 and 20) and diffusers (21 and 22) project into a common boiler (23) as primary high-pressure thrusters, one pressure vessel (13) e.g. compressed air and the other (14) a hydrocarbon, e.g. hydrogen gas, escapes under compression and these two components together form a flammable medium which is burned in the boiler (23) and as a secondary low-pressure thrust generator via the Laval nozzle (25) and diffuser (26) works.

5) recoil engine according to claims 1 and 4, characterized that instead of compressed air another oxygen carrier and instead of hydrocarbons other flammable media can be used.

6) RücstoBtriebuerk according to claims 1 and 4 and 5, characterized in that that on the diffusers (21 and 22) tangential transverse bores (24) to the against the Boiler wall facing sides (Fig0 3) are attached so that they are in the cutting plane A - A (Fig 2).

7) recoil engine according to claims 1 and 4, characterized in that that the two pipe bends (i5 and 16) in a common Laval nozzle with a subsequent one Diffusor in sirkenO 8) rear thrust engine according to claim 1, characterized in that that instead of water, media can also be used that have low boiling points evaporate but are not flammable.

L e r.s e i t e