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Verfahren und Einrichtung zur Erhöhung der Arbeitsleistung von Druckluftmotoren.
Es ist bereits in Vorschlag gebracht worden, die Arbeitsleistung von Druckluftmotoren, wie solche insbesondere für automobile Torpedos Verwendung finden sollen, dadurch zu erhöhen, dass die Druckluft vorerst auf den Betriebsdruck reduziert und hierauf innerhalb der zum Motor führenden Leitung durch beigemischte brennbare und entzündete Stoffe erhitzt wird.
Von diesem Verfahren unterscheidet sich das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren grundsätzlich dadurch, dass die in einem Reservoir aufgespeicherte Druckluft auf ihrem Wege zum Motor unter Aufrechterhaltung ihrer hohen Spannung mit einem fein verteilten flüssigen Brennstoff (Alkohol. Benzin oder einem anderen flüssigen Kohlenwasserstoff) gemischt und letzterer, statt in der Leitung, in einem besonderen Heizraum entzündet wird, in welchem während des Betriebes des Motors durch den hiedurch erzeugten Spannungsabfall eine kontinuierliche Verbrennung stattfindet.
Die erzeugten Verbrennungsgase werden mit Wasserdampf gemischt und nun erst wird dieses
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Reservoir verbraucht wird, weil auch der Brennstoff durch Einleiten der Druckluft in den @ denselben enthaltenden Behälter unter den gleichen Druck, der im Reservoir herrscht, gebracht wird und daher bei in der Leitung hervorgerufenem Spannungsabfall Brennstoff und
Luft unter den gleichen Bedingungen in den IIoizraulm gnführt werden.
IIiebei ist die Menge des tatsächlich zur Verbrennung gelangenden Brennstoffes genau begrenzt, ohne dass hicfür besondere Reglervorrichtungen notwendig sind, weil der Luftdruck im Brennstoffhebalter @ in umgekehrtem Verhältnis zu der in denselben eingeführten Brennstoffmenge steht und
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je weniger Bronnstoff in dem Behälter zu Beginn vorhanden ist, je grösser also die über dem Brennstoff lastende Druckluftmenge ist.
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) beispielsweise für den Betrieb von Torpedomotoren veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 die Gesamtanordnung derselben im Schnitt, während Fig. 2 eine Sonderschnittansicht eines
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Zündapparates zeigt.
Die Einrichtung besteht aus dem Luftreservoir a, welches durch ein Füllventil b zuerst mit einer bestimmten Menge Wasser und sodann mit Druckluft gefüllt wird. Dieses
Reservoir steht durch zwei Rohileitungen c und . von welchen die in den Wasservorrat hinabreichende ein beim Einbaue der Einrichtung in den Torpedo ein für allemal ein- gestelltes Regulierventil e enthält, mit dem Heizapparat f in Verbindung. An diesen mit dem Brennstoffbehälter 9 ein Ganzes bildenden Heizapparat schliesst die Luftleitung h zum Motor an. in welche das Anlassventil i und hinter demselben das Druckreduktionsventil k
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eingeschaltet ist. Der.
Heizapp8rat besteht aus einem auf dem Brennstotlbehälter 9, auf- gesetzten Mantel, in welchen ein den Verbrennungsraum umschliessendes oben offenes
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welches ein Diaphragma n aus Ton, Asbest oder-dgl. enthält, verengt sich unterhalb des letzteren zu einem zylindrischen, von dem erweiterten Ringraum o umgebenen, auf dem B, rennstoffbehälter g aufsitzenden Stutzen p und in diesen Stutzen ragt ein bis nahe zum Boden des Behälters 9 reichendes Steigrohr q empor, das an seiner oberen Mündung einen zylindrischen Körper r mit radialen Bohrungen s trägt. Durch diesen Zylinder wird-der vom Stutzen p umschlossene, bis zum Diaphragma 1. reichende Raum des Heizapparates in zwei durch einen engen Ringraum verbundene Teile geteilt.
Der untere Teil steht durch Löcher t mit dem Ringraum o in Verbindung, in welchen die Leitung c vom Druckluftreservoir a einmündet. An der Aussenseite des Mantels des Heizapparates f ist ein höher als das Diaphragma liegender Ringkanal u angeordnet, der mit der in den Wasserraum des Reservoirs a führenden, mit dem Ventil e versehenen Rohrleitung d in Verbindung steht und durch kleine Löcher im Mantel mit dem das Gefäss l umgebenden Ringraum m kommuniziert.
Zur Zündung ist an dem Heizapparat eine Perkussionszündungj angebracht : dieselbe besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einem in den Mantel eingeschraubten Rohrstutzen j, in welchen ein Zylinder v eingeschraubt ist, der einen eingeschliffenen Kolben tu enthält. In der Bohrung dieses Kolbens ist der Schlagbolzen x verschiebbar, der unter Federdruck steht und in gespannter Stellung durch die als federnde Klinke ausgebildete Rast y festgehalten wird. In das innere Ende des Kolbens w ist die Zündschraube z eingesetzt ; dieselbe enthält den durchlochten Zündsatz und eine Zündkapsel.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Der Brennstoffbehälter g wird teilweise mit Brennstoff gefüllt, so dass oberhalb des letzteren ein Luftraum verbleibt ; durch das Füllventil b wird das Luftreservoir zuerst mit einer gewissen Menge Wasser und dann mit Druckluft gefüllt. Diese verteilt sich durch das Rohr c in die Räume des Heizapparates bis zum Anlassventil i, sowie durch die radialen
Bohrungen s des zylindrischen Körpers r und durch das Steigrohr q herab und den
Brennstoff durchdringend, in den Behälterraum oberhalb des Brennstoffes. Sie dringt auch zufolge der nicht vollkommenen Dichtheit des Kolbens w der Perkussionszündung in den
Innenraum des Kolbens ein und erfüllt denselben vollständig.
Wird nun das Anlassventil i geöffnet, was bei einem Torpedo beim Lancieren desselben selbsttätig durch den Antriebshebel geschieht, so wird der Druckluft der Weg zum Reduzier- ventil k bzw. zum Motor freigegeben und es tritt daher sofort ein Spannungsabfall im Heizapparate/* ein, wodurch die Perkussionszündung betätigt wird, indem die hochgespannte
Luft im Kolben 1t.'diesen vorschiebt und dabei die Rast y auslöst, so dass der Schlagbolzen vorschnellt und auf die Zündkapsel trifft. Gleichzeitig wird auch die selbsttätige Brennstoff- und Wasserzufuhr bewirkt.
Die im Brennstoffbehälter cingeschlossene hochgespannte Druckluft drückt nämlich bei erfolgendem Spannungsabfall im Heizraum den Brennstoff sofort durch das Steigrohr q und die radialen Bohrungen 8 in den die beiden Räume des Stutzens p verbindenden Ringkanal, wo der Brennstoff von der aus der Leitung c einströmenden Druckluft fein zerstäubt und mit dieser beim Durchgang durch das Diaphragma n innig gemischt in den Heizraum geführt wird. In letzterem wird durch die Zündflamme die Verbrennung des Gemisches herbeigeführt und zufolge des grossen Querschnittes des Heizraumes, welcher die Strömungsgeschwindigkeit verkleinert, auch im Falle des Erlöschens der Ztindflamme aufrechterhalten.
Die im Brennstoffbehälter eingeschlossene Druckluft expandiert beständig in dem maie, als der Druck im Reservoir a sinkt, so dass die Brennstoffzufuhr proportional dem Luftverbrauche erfolgt. Wird wenig Brennstoff in den Behälter 9 eingefüllt, so tritt mehr Druckluft aus dem Reservoir in letzteren über und es wird daher infolge des höheren Druckes auf den Brennstoff eine grössere Menge desselben der Verbrennung zugeführt, so dass also ohne Regulierorgane durch die blosse Bemessung der einzufüllenden Brennstoffmenge die zur Verbrennung gelangende Menge genau bestimmbar ist.
Durch den Spannungsabfall im Heizraum wird gleichzeitig auch Wasser aus dem Luftreservoir durch die Leitung d in den Ringkanal tt gedrückt, welches durch die Löcher des Mantels des Heizapparates in den Ringrauc1 maustritt, daselbst von der durchströmenden Druckluft fein zerstäubt und mit derselben gemischt wird. Dieses Gemisch vermengt sich Im obersten Teil des Heizapparates mit den abziehenden heissen Verbrennunggasen unter gleichzeitiger Umwandlung des Wasserstaubes in Dampf und das schliesslich sich ergebende Gemenge wird durch das Druckreduzierventil auf die entsprechende Spannung herabgemindert und dem Motor zur Arbeitsleistung zugeführt.