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Verfahren zum Betriebe von Schwerölbrennliraftmaschinen mit in einem Ringzylinder abwechselnd kreisenden Kolben und Maschine für dieses Verfahren.
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wirtschaftlichen Wirkungsgrad der Maschine günstig auswirkt.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein lotrechter Schnitt durch eine Maschine, in der das erfindungsgemässe Verfahren vor sich geht, Fig. 2 eine schematische Vorderansicht im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ; die Fig. 3 und 4 zeigen Schnitte nach den Linien 777-777 bzw. IV-IV der Fig. 2.
In Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 Teile des Gehäuses der Maschine, die zusammengesetzt einen Ringzylinder ergeben. 3, 3'sind die Einlasskanäle, 4, 4'und 5,5'die Auslasskanäle. Mit e ist einer der Kolben im Schnitt bezeichnet, der mit Schrauben 7 an einer Scheibe 8'befestigt ist. Der Kolben e weist ein Zündorgan 9 auf. ( ! bezeichnet ebenfalls einen Kolben in Stirnansicht, der auf der Scheibe 8 befestigt ist. Die Scheiben 8, 8'wirken über Zwischenglieder 15, 15'auf je eine Welle 16 bzw. 16'. Diese Wellen sind bei 17, 17'in einem Armkreuz 18 bzw. 18'gelagert. 19 bezeichnet eine der üblichen, zur Abnahme der Leistung vorgesehenen Kupplungshälften.
An der Rückseite der Maschine befindet sich eine verdichterartige Einrichtung, deren Gehäuse mit 20 bezeichnet ist und in deren Inneren Flügelräder 21, 21'laufen.
Zwischen dem Verdichter und der Kraftmaschine können mit Vorteil Hilfsmaschinen, wie z. B. Zündmaschine, Ölpumpe u. dgl., angeordnet werden. 25,26 und 27 sind Teile eines Wendegetriebes, 28 und 29 Wellenlager.
In Fig. 2 sind a, b, c und à, e, l'die Kolben, 8 die eine Kolbenseheibe, die mit kulissenartigen Schlitzen 35,35'versehen ist, in denen auf der andern Kolbenscheibe 8'sitzende elastische Bolzen 36 bzw. 36'eingreifen. 3,3', 3"und 3'"bezeichnen Einlassschlitze, 4, 4', 4"und 4'"die Auslassschlitze. Die Zündkerzen 9 sind mit den Schleifkontakten 39,40 und 41 bzw. 42, 43 und 44 durch strichliert angedeutete
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Kabel 9'verbunden. 50'ist eine Ziindmaschine, die durch Leitungen mit den festen Kontakten 50, 51, 52 und 53 in Verbindung steht.
In Fig. 3 bezeichnet 58 einen den Ringzylinder allseits dicht umgebenden Schmierölbehälter, der mit einer Zuführungsleitung 54 versehen ist und über Verbindungskanäle 55 mit dem eigentlichen Ringraum in Verbindung steht.
Fig. 4 zeigt im Kolben e einen durch eine Feder 56 nach aussen gepressten Bolzen 57, der als Rückstosshemmungsbolzen dient und gegebenenfalls in nicht dargestellter Weise auch die Brennstoffeinlass- öffnung im Zündzeitpunkte abschliessen kann.
Zunächst sei die Arbeitsweise der Maschine kurz erläutert :
Die Kolben a, b, c und f !, e,/* (Fig. 2) bilden je eine Gruppe und sitzen auf der Scheibe 8 bzw. 8' (Fig. 1). Zwischen den Kolben a und cl befindet sieh verdichtetes Gemisch, das durch die Kerze 9 entzündet wird. Die Folge davon ist, dass der Kolben d sich im Pfeilsinne A verschiebt und in die strichliert gezeichnete Lage kommt. Dadurch werden gleichzeitig die Kolben fund e ebenfalls im Sinne A in die strichliert angedeuteten Lagen verschoben. Ist der Kolben d in der strichliert angedeuteten Lage angelangt, so gibt er die Auspuffschlitze 4'frei ; gleichzeitig schlägt der elastische (z.
B. gummibelegte) Bolzen 36 gegen das Ende der Kulisse 35, so dass einerseits ein Aufeinanderprallen der Kolben beider
Gruppen vermieden und anderseits die eine Kolbengruppe durch die andere mitgenommen wird. Diese Mitnahme wird dazu ausgenutzt, um das Gas durch die Schlitze 4'zur Gänze auszuschieben. Diese Bewegungen haben aber zur Folge gehabt, dass der Kolben f die Einlassschlitze 3"freigab und hindurch Gemisch ansaugte, welches Gemisch dann durch den nachfolgenden Kolben c verdichtet wurde. Es werden die beiden Kolben f und c daher in der striehliert gezeichneten Lage verdichtetes zündfähiges Gemisch enthalten. Mit den betreffenden Gruppen bewegen sich aber auch die Schleifkontakte 39-44.
Kommt der Kolben c nach aufwärts und hat die Verdichtung zwischen den Kolben fund e den gewünschten Wert erreicht, so trifft der bewegliche, mit der Scheibe S rotierende Kontakt 43 auf den festen Kontakt 50 und es erfolgt eine Zündung, ebenso wie auch zuerst die Zündung durch Auftreffen des Kontaktes 44 auf den Kontakt verursacht w urde. Die Übertragung der Nutzarbeit auf die Wellen geschieht durch eine in den Fig. 1 und 2 bloss angedeutete, nicht näher beschriebene Vorrichtung, etwa eine Klauenkupplung.
Das Verfahren gemäss der Erfindung geht nun in folgender Weise vor sieh (Fig. 1) :
Das Gehäuse 1, 2 ist doppelwandig ausgebildet, so dass zwischen den beiden Mänteln ein Raum 14 entsteht. In diesen Raum wird durch die Leitung 30 Schweröl eingebracht, das sich dort erwärmt und gleichzeitig den Zylinder kühlt und durch die Leitung 31 in das Innere des Verdichters eintritt. Die beiden Flügelräder 21, 21'drehen sich gegenläufig, da das eine unmittelbar auf die Welle aufgekeilt, das andere aber über ein Wendegetriebe 25-27 angetrieben wird, und wirken auf das Treiböl wie eine Zentrifuge. Durch das Organ 32 wird zugleich die von Hand aus oder sonstwie regelbare, für die Verbrennung notwendige Luftmenge angesaugt.
Die beiden Flügelräder zerstäuben das auf sie auftreffende Öl, mischen es mit der Luft und bewirken eine gewisse Vor Verdichtung des Gemisches. 33 ist ein Rück-
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Ablassventil 34 vorgesehen, durch das das sich sammelnde Öl von Zeit zu Zeit entfernt wird.
Die Welle 16 dient zur Kraftabgabe, die Welle 16'wird zum Antrieb des Verdichters bzw. Zerstäubers und der Hilfsmasehinen verwendet.
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auszustatten, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Es ist ferner vorteilhaft, an geeigneter Stelle einen abnehmbaren Deckel im Teil 1 oder 2 des Gehäuses anzubringen, um die Auswechslung der Zündkerzen zu erleichtern. Die Zündkerzen können auch im Gehäuse selbst angebracht werden, da ja die Zündungen immer an derselben Stelle erfolgen, was auch das Anlassen erleichtert.
Die Schmierung der Kolbenbahn geschieht durch die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung. Durch die Leitung 54 wird Öl in den Raum 59 gepresst, von wo es über die schon genannten, den Doppelmantel14 durchdringenden Kanäle 55 zur Kolbenbahn gelangt und sie schmiert.
Die beiden Scheiben 8 und 8'greifen ineinander zwecks Dichtung mittels Feder und Nut ein.
Ebenso können die Kränze der Scheiben 8 und 8'gegenüber den Gehäuseteilen 1 und 2 durch labyrinth- ähnliche Vorrichtungen abgedichtet werden, um zu vermeiden, dass die verdichteten Gase durch undichte Stellen Druckverluste erleiden. Durch die Fliehkräfte können diese Dichtungen in ihrer Wirkung noch unterstützt werden.
Durch die in der Kolbenwand und in der Kolbenscheibe vorgesehenen Durchtrittsöffnungen 51 für die Kabel 9'wird gleichzeitig eine Kühlung des Kolbeninnenraumes erzielt, die durch geeignete Ausgestaltung (Vergrösserung der Durchtrittsöffnung für das somit mit Spielraum durch die Öffnung tretende Kabel, Anordnung von Ventilatorflügeln auf der Scheibe 8') noch erheblich vergrössert werden kann. Statt Zündkerzen können irgendwelche andere bekannte Zündvorrichtungen Anwendung finden.
Durch Verlängern der Kontakte 50-53 hat man es in der Hand, die Dauer der Zündung zu vergrössern und so die Verbrennung zu verbessern, da das bekanntlich schwer brennbare Schweröl dadurch vollständig
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verbrennt und die Bildung von verschmutzenden Rückständen verringert wird. Das vollständige Aus- scheiden der Gasruckstände wird durch entsprechendes Vergrössern der Auspufföffnungen erleichtert, was etwa durch Vorsehung von zwei Auspufföffnungen 4 und 5 (Fig. 1) geschehen kann.
Für gewisse Zwecke ist es vorteilhaft, die einzelnen Kolben gegen eine Bewegungsumkehr durch die Kraft der Entzündung zu sichern. Dies kann durch federnde Glieder geschehen und ist insbesondere dann nützlich, wenn die Maschine mit geringer Drehzahl läuft und die Massenwirkung der beiden Kolbengruppen nicht ausreichen würde, ein einwandfreies Laufen der Maschine sicherzustellen. Hiezu bedient man sich der bereits erwähnten, in Fig. 4 dargestellten Einrichtung. Der federnde Bolzen 57 greift in gewissen Kolbenstellungen in eine Vertiefung ces Gehäuses ein. Statt eigene Vertiefungen im Gehäuse vorzusehen, können auch die Ein-und Auslassöffnungen als solche Vertiefungen ausgebildet werden, was eine bauliche Vereinfachung ergibt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Schwerölbrennkraftmasehinen mit in einem Ringzylinder abwechselnd kreisenden Kolben, die gruppenweise an zwei auf je eine Welle wirkende Scheiben befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweröl zunächst unter Ausnutzung der Verbrennungswärme des Gemisches vorgewärmt, das vorgewärmte Öl anschliessend durch Fliehkraftwirkung zerstäubt, gleichzeitig das zerstäubte Öl mit Luft gemischt und vorverdichtet, hierauf der Brennkraftmaschine zugeführt und dort einem der bekannten Mehrtaktarbeitsverfahren unterworfen wird, durch welches die beiden einander gegenseitig führenden Kolbenscheiben (8, 8') ihren Antrieb erhalten.
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Process for the operation of heavy fuel oil machines with pistons rotating alternately in a ring cylinder and machine for this process.
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has a favorable effect on the economic efficiency of the machine.
In the drawing, FIG. 1 is a vertical section through a machine in which the method according to the invention is taking place, FIG. 2 is a schematic front view in section along the line II-II of FIG. 1; 3 and 4 show sections along lines 777-777 and IV-IV of FIG.
In Fig. 1, 1 and 2 designate parts of the housing of the machine which, when assembled, form a ring cylinder. 3, 3 'are the inlet channels, 4, 4' and 5,5 'are the outlet channels. One of the pistons is designated in section with e, which is fastened to a disk 8 ′ with screws 7. The piston e has an ignition element 9. (! also designates a piston in a front view, which is fastened on the disk 8. The disks 8, 8 'act via intermediate members 15, 15' on a shaft 16 or 16 '. These shafts are in one at 17, 17' Spider 18 or 18 ', 19 denotes one of the usual coupling halves provided for taking off the power.
At the rear of the machine there is a compressor-like device, the housing of which is denoted by 20 and whose interior impellers 21, 21 'run.
Between the compressor and the engine, auxiliary machines, such as. B. blasting machine, oil pump and. Like. Be arranged. 25, 26 and 27 are parts of a reversing gear, 28 and 29 are shaft bearings.
In Fig. 2, a, b, c and à, e, 1 'are the pistons, 8 the one piston disk which is provided with link-like slots 35,35', in which on the other piston disk 8 'resilient bolts 36 and 36 'intervene. 3,3 ', 3 "and 3'" denote inlet slots, 4, 4 ', 4 "and 4'" the outlet slots. The spark plugs 9 with the sliding contacts 39, 40 and 41 or 42, 43 and 44 are indicated by dashed lines
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Cable 9 'connected. 50 'is a ignition machine which is connected to the fixed contacts 50, 51, 52 and 53 by cables.
In FIG. 3, 58 denotes a lubricating oil container which surrounds the ring cylinder tightly on all sides, which is provided with a supply line 54 and is connected to the actual ring space via connecting channels 55.
4 shows in piston e a bolt 57 pressed outwards by a spring 56, which serves as a recoil inhibiting bolt and can optionally also close the fuel inlet opening at the ignition point in a manner not shown.
First, the operation of the machine should be briefly explained:
The pistons a, b, c and f!, E, / * (Fig. 2) each form a group and sit on the disc 8 or 8 '(Fig. 1). There is a compressed mixture between the pistons a and c1, which is ignited by the candle 9. The consequence of this is that the piston d moves in the direction of the arrow A and comes into the position shown by the dashed line. As a result, the pistons are also displaced into the positions indicated by dashed lines in the direction A. When the piston d has reached the position indicated by dashed lines, it releases the exhaust ports 4 '; at the same time the elastic (e.g.
B. rubber-coated) bolt 36 against the end of the link 35, so that on the one hand a collision of the pistons of both
Groups avoided and on the other hand one piston group is taken along by the other. This entrainment is used to push the gas out completely through the slots 4 '. The consequence of these movements was that the piston f released the inlet slots 3 ″ and sucked in mixture through which mixture was then compressed by the following piston c. The two pistons f and c are therefore compressed, ignitable mixture in the striated position The sliding contacts 39-44 also move with the groups concerned.
When the piston c moves upwards and the compression between the pistons and e has reached the desired value, the movable contact 43 rotating with the disk S encounters the fixed contact 50 and ignition takes place, as does ignition first Impact of the contact 44 on the contact was caused. The transfer of the useful work to the shafts takes place by means of a device which is merely indicated in FIGS. 1 and 2 and is not described in greater detail, such as a claw clutch.
The method according to the invention now proceeds in the following way (Fig. 1):
The housing 1, 2 is double-walled so that a space 14 is created between the two jackets. Heavy oil is introduced into this space through line 30, which is heated there and at the same time cools the cylinder and enters the interior of the compressor through line 31. The two impellers 21, 21 'rotate in opposite directions, since one is wedged directly onto the shaft, but the other is driven via a reversing gear 25-27, and act on the fuel oil like a centrifuge. At the same time, the amount of air required for the combustion, which can be regulated manually or in some other way, is sucked in through the organ 32.
The two impellers atomize the oil that hits them, mix it with the air and cause a certain amount of pre-compression of the mixture. 33 is a back
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Drain valve 34 is provided through which the oil that has collected is removed from time to time.
The shaft 16 is used to output power, the shaft 16 'is used to drive the compressor or atomizer and the auxiliary machines.
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equip, which are not shown in the drawing. It is also advantageous to mount a removable cover in part 1 or 2 of the housing at a suitable location in order to facilitate the replacement of the spark plugs. The spark plugs can also be installed in the housing itself, since the ignitions always take place in the same place, which also makes starting easier.
The piston path is lubricated by the device shown in FIG. Oil is pressed through the line 54 into the space 59, from where it reaches the piston path via the already mentioned channels 55 penetrating the double jacket 14 and lubricates them.
The two disks 8 and 8 'engage one another for the purpose of sealing by means of a tongue and groove.
Likewise, the rims of the disks 8 and 8 ′ can be sealed off from the housing parts 1 and 2 by means of labyrinth-like devices in order to prevent the compressed gases from suffering pressure losses through leaks. The effect of these seals can still be supported by the centrifugal forces.
The through openings 51 for the cables 9 ′ provided in the piston wall and in the piston disk simultaneously achieve cooling of the interior of the piston, which can be achieved by suitable design (enlargement of the opening for the cable, which thus passes through the opening with clearance, arrangement of fan blades on the disk 8 ') can still be increased considerably. Instead of spark plugs, any other known ignition devices can be used.
By lengthening the contacts 50-53 you have the ability to increase the duration of the ignition and thus improve the combustion, since the heavy fuel oil, which is known to be difficult to burn, is completely in this way
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burns and reduces the build-up of polluting residues. The complete elimination of the gas residues is facilitated by a corresponding enlargement of the exhaust openings, which can be done, for example, by providing two exhaust openings 4 and 5 (FIG. 1).
For certain purposes it is advantageous to secure the individual pistons against a reversal of movement due to the force of ignition. This can be done by resilient members and is particularly useful when the machine is running at low speed and the mass action of the two piston groups would not be sufficient to ensure that the machine runs properly. For this purpose, the device shown in FIG. 4 is used. The resilient bolt 57 engages in certain piston positions in a recess in the housing. Instead of providing their own recesses in the housing, the inlet and outlet openings can also be designed as such recesses, which results in a structural simplification.
PATENT CLAIMS:
1. A method for operating heavy oil combustion engines with pistons rotating alternately in a ring cylinder, which are attached in groups to two disks each acting on a shaft, characterized in that the heavy oil is first preheated using the heat of combustion of the mixture, and the preheated oil is then atomized by centrifugal force , at the same time the atomized oil is mixed with air and pre-compressed, then fed to the internal combustion engine and there subjected to one of the known multi-cycle work processes, by which the two mutually mutually guided piston disks (8, 8 ') receive their drive.