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Anlage zur ununterbrochenen Erzeugung von Verbrennungsdruckgas zum Betriebe von
Entspannungskraftmaschinen u. dgl.
Es wurde bereits vorgeschlagen, ein Luft- verdichtungsaggregat einer Treibgaserzeugungs- anlage durch das erzeugte, Treibgas anzutreiben.
Es ist auch bekannt, bei einem Brennstoffpumpen- antrieb für Verbrennungskraftmaschinen die zum
Betrieb der Brennkammern erforderliche Druckluft durch einen Druckluftmotor zu leiten, der über ein Getriebe die Brennstoffpumpe antreibt.
Ferner wurde bereits vorgeschlagen, rotierende Brennkammern zur Treibgaserzeugung zu verwenden. Schliesslich ist es zum Betriebe von Entspannungskraftmaschinen bekannt, einen
Speicher für das erzeugte Treibmittel vorzusehen, um nach Betriebspausen die Maschine sofort in Betrieb nehmen zu können.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur ununterbrochenen Erzeugung von Verbrennungsdruckgas zum Betriebe von Entspannungskraftmaschinen od. dgl. mit einem unmittelbar vom erzeugten Druckgas betätigten Luftverdichtungsaggregat, bei der neuartigerweise die Menge und Spannung des zur Arbeitsleistung erzeugten Druckgases in weiten Grenzen durch Betätigung nur eines einzigen Handhebels bzw. Steuerhebels verändert werden können und wobei Brennstoff und Luft, bei allen atmosphärischen Zuständen der Luft, jeweils selbsttätig in das zur Erzielung der günstigsten Verbrennung erforderliche Mischungs- verhältnis gebracht werden.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass das Luftverdichtungsaggregat zur Lieferung der Verbrennungsluft mit dieser gleichzeitig eine Entspannungskraftmaschine betätigt, die unmittelbar mit einer Brennstoffördereinrichtung sowie einer Misch-und Zündkammer gekuppelt ist, an welcher eine das erzeugte Druckgas aufnehmende Speicherkammer angeschlossen ist, in deren Verbindungsleitung zum Antriebsmotor des Verdichtungsaggregates eine steuerbare Reguliervorrichtung vorgesehen ist, durch die Menge und Spannung des Druckgases geregelt wird.
Die umlaufende Misch-und Zündkammer weist eine drehbare Zellentrommel auf, an deren feststehenden Gehäuse in Drehrichtung der Trommel hintereinander die Druckluftzuleitung, die Brennstoffeinspritzvorrichtung, die Zünd- einrichtung sowie die Brenngasableitung und eine
Zellenspül-und Reinigungseinrichtung an- geschlossen sind. In der Speicherkammer, deren Ein-und Austrittsöffnung erfindungsgemäss durch Überdruckventile abgeschlossen sind, kann eine
Heizeinrichtung angeordnet sein, mittels der beim
Anlassen der Anlage der Druck des Gases inner- halb der Kammer erforderlichenfalls erhöht werden kann. Die Erfindung bezieht sich ferner auf weitere Ausgestaltungen der Bauart der Anlage, die in ihrem Zusammenwirken die Wirtschaftlichkeit der Anlage besonders günstig gestalten.
In der Zeichnung ist eine Anlage gemäss der Erfindung schematisch dargestellt.
Mit 1 ist die zur Aufnahme des erzeugten Druckgases dienende Speicherkammer bezeichnet, die an einer Wandung ein unter Federwirkung stehendes Rückschlagventil 2 trägt, welches durch einen nicht dargestellten Handhebel bzw. eine automatische Stellvorrichtung geöffnet und geschlossen werden kann. Dieses Ventil dient als Reguliervorrichtung zur Bemessung der Menge und der Spannung des Druckgases in der Kammer 1 und ist über eine Rohrleitung 50 an den Hochdruckteil einer Entspannungskraftmaschine, z. B. einer zweistufig dargestellten Drehkolbenturbine 3, angeschlossen, deren Welle, wie durch die strichpunktierte Linie 51 angedeutet, getriebelos mit einem Gebläse4 und einem Luftverdichter 5 gekuppelt ist. Der Verdichter 5 fördert die Luft in ein Aufnehme-bzw.
Verdichterrohr 6, an das eine als Drehkolbenmotor ausgebildete Regulierturbine 7 angeschlossen ist, mit deren Welle (strichpunktierte Linie 52) eine Brennstoffförderpumpe 11 und ein Zellenrad 8 einer Mischund Zündkammer 9 unmittelbar gekuppelt sind.
Die Abluft der Regulierturbine 7 strömt über eine Rohrleitung 53 in die Zellen des in Richtung des Pfeiles x umlaufenden Zellenrades 8 der Misch-und Zündkammer 9, die in der Drehrichtung des Zellenrades 8 hintereinander ein Brennstoffeinspritzventil j ? , eine elektrische Zündvorrichtung 23, eine zum Speicher 1 führende Druckgasableitung 54 und eine Überströmleitung 55 in die Niederdruckstufe der Ent- spannungsturbine 3 sowie einen Gasauslassstutzen 25 aufweist.
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Die Saugseite der beliebig ausgebildeten Brennstofförderpumpe 11 ist über eine Rohrleitung 56 an einem Brennstoffbehälter 20 angeschlossen. Die Druckseite der Pumpe steht über eine Rohrleitung 57 mit dem Hubraum 58 eines Kolbens 59 in Verbindung, der unter der Einwirkung einer Druckfeder 60 steht und mit dem Schaft des Brennstoffeinspritzventils 12 verbunden ist. Unter dem Kolben 59 sind von dessen Hubraum 58 eine über das BrennstoSeinspritzventil jf führende Brennstoffspeiseleitung 61 sowie eine Brennstoff- rückströmleitung 62 abgezweigt. Die Brennstoffrückströmleitung 62 ist über parallel geschaltete Ventile 18, 19, 21 und eine Verbindungsleitung 63 an den Brennstoffbehälter 20 angeschlossen.
Auf einen federbelasteten Kolben 17 des selbsttätigen Ventiles 19 wirkt der Druck in der Luftleitung 53, während ein federbelasteter Kolben 16 des selbsttätigen Ventiles 18 unter der Einwirkung eines Temperaturverstellers 13 in der Luftverdichterleitung 6 steht. Das Ventil 21 wird von Hand aus eingestellt.
Die Speicherkammer 1 ist gegen die Leitung 54 durch ein Rückschlagventil 24 und gegen eine zur beliebig ausgebildeten Druckgasverbrauchsstelle führende Druckgasableitung 64 durch ein Überdruckventil 27 abgeschlossen, das vorteilhaft auch in Verbindung mit dem Regelventil 2 gesteuert werden kann. Mittels einer in der Kammer 1 angeordneten, z. B. elektrischen Heizeinrichtung 30 kann nach Stillstand der Anlage der Gasinhalt der Kammer 1, wenn notwendig, auf den er- forderlichen Anlassdruck gebracht werden.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende :
Zur Inbetriebnahme der Anlage wird das Gas in der Kammer 1, wenn erforderlich, mittels der
Heizeinrichtung 30 auf den notwendigen Anlass- druck gebracht. Wird nun das Regelventil 2 ge- öffnet, so kommen die Turbinen 3 und damit das Gebläse 4 und der Verdichter 5 in Bewegung.
Die vom Verdichter 5 erzeugte Pressluft im Rohr 6 setzt die Regulierturbine 7 und mit ihr die Brenn- stofförderpumpe 11 und das Zellenrad 8 der
Misch-und Zündkammer 9 in Umlauf.
Die über die Regulierturbine 7 und die Rohrleitung 53 in die Zellen des Rades 8 geförderte Luft und der durch die Tätigkeit der Regulierturbine 7 von der
Brennstoffpumpe 11 über die Rohrleitung 57, den Kolben 59 und die Rohrleitung 61 zum Ventil 12 gelangte Brennstoff werden in den unter dem Ventil 12 sich vorbeibewegenden Zellen des Rades 8 miteinander zu Brennladungen vermischt und durch die Zündvorrichtung 23 zum Verbrennen gebracht. Das erzeugte Druckgas strömt in die Speicherkammer 1 und erhöht den dort herrschenden Druck.
Da die in der Kammer 1 erzielte Drucksteigerung sich aber auch der Drehkolbenturbine 3 mitteilt, steigt deren Leistung und die des Luftförderers 4 sowie die des Verdichters 5, was eine Leistungssteigerung der Regulierturbine 7 und der mit ihr gekuppelten Brennstofförderpumpe 11 zur Folge hat, so dass die in die Zellen der Trommel 8 gelangenden vergrösserten Luftwichte auch mit einer erhöhten Brennstoffmenge beschickt werden, womit nach Einschaltung des nachfolgend beschriebenen Kraftstoffiücklaufes das richtige Mischungsverhältnis zwischen Luft und Brennstoff auch bei erhöhter Brenngaserzeugung weiter besteht.
Die Bemessung der zu jeder Luftwichte gehörenden Brennstoffmenge wird hiebei unter Berücksichtigung der im Verdichterrohr 6 herrschenden Temperatur und des in der Rohrleitung 53 herrschenden Druckes in der nachstehend erläuterten Weise im Zusammenwirken der Feder 60 und des Kolbens 59 mit dem Durchgangsquerschnitt der Rohrleitung 61 und im Zusammenwirken der Ventile 18, 19, 21 mit den von ihnen in der Ölrückströmleitung 62 freigegebenen Durchströmquerschnitte geregelt.
Vom Brennstoffbehälter 20 gelangt der Treib- stoff über die Saugleitung 56 der Brennstoff- förderpumpe 11 und deren Druckleitung 57 in den Hubraum 58 des Kolbens 59 des Einspritz- ventils 12 und von dort über die Rücklauf- leitung 62 zu den Ventilen 18, 19, 21, die zu- sammen einen bestimmten Durchlassquerschnitt besitzen, der wie folgt veränderlich ist.
Unter
Einwirkung des Temperaturverstellers 13 im
Verdichterrohr 6, wird der Querschnitt des Ventiles 18, derjenige des Ventiles 19 aber unter
Einwirkung des Druckes im Rohr 53 auf die entsprechende Luftwichte abgestimmt. Das von Hand einzustellende Ventil 21 hingegen ist nachzustellen, wenn beim Wechsel von verschiedenwertigen Kraftstoffen ein geänderter Gesamt- querschnitt nötig wird. Die so bemessene, rücklaufende Treibstoffmenge gelangt über das Rohr 63 zurück in den Behälter 20.
Da die Treibstoffeinspritzung durch die unmittelbare Kupplung der Brennstofförderpumpe 11 mit der Regulierturbine 7 von deren Antriebskraft abhängig ist, wird das Verhältnis von Luft-und Treibstoffmenge gleichgehalten, es wird jedoch durch die beschriebene Ventilanordnung zur jeweils günstigeren Gemischbildung durch die Druckwirkung in der Rohrleitung 53 und die Einwirkung des Temperaturverstellers 13 zusätzlich verändert.
Die effektive Arbeitsleistung von der Regulierturbine 7 gegenüber dem damit getriebelos gekuppelten Zellenrad 8 ist durch ein entsprechendes Hubraumgefälle gegeben, da im Verdichterrohr 6 immer ein höherer Druck herrschen wird als in der Rohrleitung 53. Ist somit der Einspritzdruck der Pumpe 11 grösser als der Druck in den luftgefüllten Zellen des Zellenrades 8, vermehrt um den gegen den Kolben 59 wirkenden Druck der Feder 60 des Einspritzventiles 12, so wird der Kolben nach unten gedrückt und der Treibstoff gelangt in die Leitungen 61, 62, wobei nur der vorbemessene Treibstoffüberschuss über die Ventile 21, 18, 19 zum Brennstoffbehälter 20 rückfliesst, die erforderliche Treibstoffmenge aber über die Speiseleitung 61 in die Zellen des Zellenrades 8 gelangt.
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abgeschlossene Druckgasspeicher 1 ist zur Einhebelregulierung notwendig und ersetzt eine mechanische Anlassvorrichtung und macht die Einsparung der Kupplung bei Landfahrzeugen auch dann möglich, wenn z. B. bei schweren Zugmaschinen dennoch ein Wechselgetriebe verwendet werden sollte, wobei vorteilhafterweise das Ventil 27 gleichzeitig mit dem Ventil 2 gesteuert wird, derart, dass bei Wegnahme des Gases vom Ventil 2, das Ventil 27 gesperrt wird.
(Wirkung = Standgas oder bei Fahrt, Motor- bremse. ) Diese Bremswirkung kann durch das Öffnen eines Ventiles aufgehoben werden, das zum Ventil 27 parallel geschaltet in der Ver-
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Auskupplung) und zur stufenweisen Schaltung der Bremse verwendet wird, derart, dass beim Sperren des Ventils 27 gleichzeitig jenes Ventil geöffnet wird, um sich dann stufenweise bei Betätigung des Bremshebels zu schliessen. Das parallel geschaltete Ventil öffnet sich also beim Schliessen der Ventile 2 und 27, schliesst sich aber bei Betätigung der Bremse.
Ferner kann gegebenenfalls eine Handanlass- vorrichtung schon vom Führersitz aus bequem betätigt werden, da nur die Turbine 3 anzu- kurbeln ist, d. h., dass nur die Luftladeaggregate
4, 5 und die Einspritzpumpe 11 diese belasten.
Es stehen hier also die Einsparung des Ge- triebes, der Kupplung, der Funkensteuerung, des
Vergasers, des Startmotors und des damit ver- bundenen stark verringerten Verbrauches der
Batterie, die wie die Lichtmaschine klein und daher billig ausgeführt werden kann, der Ver- wendung von Einrichtungen gegenüber, die wesentlich billiger in Herstellung und Verbrauch sind, hingegen aber leistungsfähiger arbeiten und durch einen einzigen Gashebel zu bedienen sind.
Auch der Antriebsmotor wird einfacher und billiger.
Bei der Austrittsöffnung 25 lässt sich auch eine
Rückstossdüse oder ein Strahlrohr anbringen, so dass die Anlage, welche bei Verwendung als Höhenflug-Hochleistungsmotor allen Anforderungen voll entspricht, für wechselweisen Luftschrauben-und Strahlrohrantrieb geeignet ist, wobei ein Aussetzen des Motors beim Steigflug durch "überziehen" vermieden ist. Unregelmässigkeiten in der Luftladung, die durch Höhenlage, Flug-und Windrichtung bzw.-geschwindigkeit hervorgerufen sind, haben auf die richtige Gemischbildung keinen Einfluss. Die Unterbringung der gesamten Anlage lässt sich den gegebenen Raumverhältnissen gut anpassen und der Unterbringungsraum kann leicht gegen störende Wärmeeinflüsse der heissen Teile der Anlage geschützt werden.
Alle vorstehend angeführten Wirkungen werden mit verhältnismässig einfachen und wenigen Einrichtungen erreicht.
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