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Umsteuerbare Verbund-Zweitaktmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, bei der die mit einem gewissen Überdrucke ausströmenden Auspuffgase mit erhitzter Druckluft und Wasserdampf gemischt in einem Expansionszylinder zur nochmaligen Arbeitsleistung verwendet werden.
Die im Zweitakte arbeitende Maschine besitzt einen Stufenkolben, der sich einerseits in dem Verbrennungszylinder von engerem Durchmesser und andererseits in dem Expansionszylinder von grösserem Durchmesser bewegt. Die eine Seite des Expansionszylinders ist zugleich als Luftpumpe ausgebildet, die die für den Verbrennungszylinder erforderliche Spülluft liefert.
Die Maschine zeichnet sich besonders dadurch aus, dass sie in beliebiger Drehrichtung
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und auch der Schieber für den Expansionszylinder mit einer Umsteuervorrichtung, z. B. einer Kulissensteuerung, versehen ist.
Die Auspuffgase werden für die Arbeitsleistung im Expansionszylinder in eine beide Zylinder umgebende Kammer eingelassen und dort mit überschüssiger Spülluft und Wasser- d1J, mpf gemischt, welch letzterer aus dem verdampfenden Kuhlwasser gewonnen wird. Damit die Maschine auch nach längerem Stillstande sicher anläuft, steht mit der die Zylinder umgebenden Kammer noch ein besonderer Vorratsbehälter in abspcrrbarer Verbindung. In diesem Behälter wird während des Betriebes so viel Druckgemisch angesammelt, dass der Expansionszylinder angelassen werden kann, bis der Hochdruckzylinder seine-volle Wirkung ausübt.
Dadurch, sowie durch die Umsteuerung des Brennstoff-Einlassventiles des Hochdruckzylinders und dos Expansionsschiebers des Niederdruckzylinders kann die Maschine in jeder Drehrichtung von selbst anlaufen, so dass sie insbesondors als Schiffsmaschine oder für ähnliche Zwecke geeignet ist. Die Ventile für das Ansaugen der Spülluft sind an dem Kolben angeordnet und es streicht daher die Spülluft durch den hohlen Kolben hindurch.
Die Maschine ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiele im Achsenschnitt dargestellt.
An den Verbrennungszylinder 2 schliesst sich unten der Niederdruckzylinder 3 von grösserem Durchmesser an und es besteht dementsprechend der Stufenkolben aus dem Kolben 4 von kleinerem und dem Kolben. 5 von grösserem Durchmesser.
Der Verbrennungszylinder ist für das Arbeiten nach dem Zweitakt mit den Auspuff- öffnungen 6 und den Einlassöffnungen 7 für die Spülluft versehen, welche Öffnungen in bekannter Weise durch den Kolben 4 derart gesteuert werden, dass die ersteren früher als die letzteren freigegeben werden. Die Zuführung des Brennstoffes erfolgt durch eine kleine,
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gesehenes DUsenvontil das für die verschiedene Drehrichtung der Maschine durch eine reversierbare Steuerung betätigt wird.
Der Kolben 4 des Verbrennungszylinders erzeugt bei seinem Aufwärtsgang eine genügend hohe Kompression, um den Brennstoff zu entzünden, der beim Einführen in den
Zylinder durch hocbkomprimierte Luft zerstäubt wird. Zu diesem Zwecke kann in dem ' ylinderdeckel ein Druckluftbehälter 9 vorgesehen sein, der nach d < 'm Zylinder hin durch
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ein selbsttätiges Ventil 10 abgesperrt ist und in den durch einen in den klonen Zylinder 11 eintretenden Kolbenansatz 12 Luft mit sellr hohem Drucke (z. B. 70 Atm.) eingepresst
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und die in dem Behälter 9 oingoschlosscne Luft ausströmen lässt.
Die zum Ausspülen des Verhrennungszylindors 2 und zum Laden erforderliche frische Luft wird durch den unteren Teil des als Luftpumpe ausgebildeten Expansionszylinders 3 geliefert. Der Kolben 5 ist hohl gestaltet und steht in Verbindung mit dem Innenraume des oberen Kolbens 4, der eine freie Öffnung nach dem unteren, an den Kolben 5 angeschlossenen Tauchkolben 14 hat. Die Ansaugventile 15 sind an der unteren Seite des Kolbens 5 angeordnet. Die Luft wird daher durch den Tauchkolben 14, den Kolben 4, den Kolben. 5 und die Ventile 15 in den unteren Teil des Zylinders 3 eingesaugt und beim Abwärtsgango des Kolbens 5 komprimiert. Durch Ventile 16 am unteren Zylinderdeckel und den Kanal 17 kann die Luft für das Ausspülen in den Zylinder 2 überströmen.
Der untere Raum des Expansionszylinders für die einzusaugende Luft ist so gross bemessen, dass die Luft, etwa auf 4 Atm. komprimiert, nach dem Überströmen nicht allein den Verbrennungszylinder bei einem Drucke von etwa 3-4 Atm. füllt, sondern dass auch noch eine erhebliche Menge Spülluft durch die Auslassöffnungen C entweicht, wodurch ein sehr vollkommenes Auswaschen des Verbrennungszylinders 2 herbeigeführt wird. Dadurch wird auch die Wärme, die an die Zylinderwand abgegeben wurde, wieder gewonnen, indem sie von der komprimierten Luft aufgenommen wird.
Der obere Teil des Expansionszylinders. 3 steht durch einen Kanal mit der Steuerung 18, z. B. einer Schifbeersteucrung mit Schieber-/ in Verbindung. Diese Schiebersteuerung ist zweckmässig als Kulissensteuerung 20 oder in anderer Weise als reversierbare Steuerung ausgebildet, wodurch das Umsteuern der Maschine ermöglicht ist.
Die aus dem Verbrennungszylinder mit einem gewissen Drucke ausströmenden Aus- puffgase sammeln sich in der die beiden Zylinder umgebenden Kammer 21. Das in dieser befindliche Druckmittel hat somit stets einen gewissen Überdruck, z. B. 3-4 Atm. und tritt bei offenem Schieber 19 direkt in den Expansionszylinder liber. Wie bereits erwähnt, strömt auch ein grosser Teil der Spülluft durch die Öffnungen C) in die Kammer 21 über.
Da ein grosser Teil der Wärme der Abgase an die Spülluft abgegeben wird, so wird die Leistungsfähigkeit der letzteren für die Arbeit im Expansionszylinder erhöht.
Die Wärme der Abgase sowie die durch die Zylinderwandung entweichende Wärme- menge wird noch in anderer Weise verweitet. Dies geschieht dadurch, dass die Kühlflüssigkeit des Verbrennungszylinders in der Kammer 21 zur Verdampfung gebracht und der Dampf
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wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zwecke das Kühlwasser oberhalb des Verbrennungszylinders. 2 durch ein Rohr 22 eingelassen, das in eine das Wasser zerteilende Brause 23 endet. Für das Kühlwasser kann auch ein den Zylinder umgebender Kühlmantel vorgesehen sein, der oben offen ist, in welchem Falle das Wasser durch Kochen zur Verdampfung gehracht würde, wobei es in entsprechender Weise durch unter Druck nachstriimendes Wasser ersetzt wird.
Die Kammer kann auch wesentlich kleiner angeordnet werden, um nicht zu grossen Kaum einzunehmen. Wesentlich ist, dass mit ihr noch ein besonderer in der Zeichnung nicht dargestellter Vorratsbebälter in absperrbarer Verbindung steht. Ist die Maschine im vollen Gange, so kann dieser Vorratsbehälter durch Öffnen seines Ventiles mit Druckluft und Auspuffgasen gefüllt werden, welches Gemisch dann jederzeit für das Anlassen der Maschine verwendet werden kann.
Zum Anlassen dient nur der Expansionszylinder, der nach entsprechender Umstellung seiner Steuerung durch das Druckgemisch in dem einen oder anderen Sinne anlaufen kann, so lange, bis auch der IIochdruckzylinder nach Umsteuerung seines Einlassventiles zur Wirkung gelangt, worauf nach Absperren des Vorratshehälters die Maschine in normaler Weise arbeitet. Da der Vorratsbehälter frei liegen und somit kühl
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wird, so wird nach längerem Stillstande der Maschine das Druckgemisch im Vorratsbehältf'r stets eine höhere Spannung aufweisen, als jenes in der Kammer 21.
Für das Anhalten der Maschine wird der Schieber J. 9 in die mittlere Stellung gebracht, in der er den Expansionszylinder gegen jeden weiteren Zutritt des Druckmittels aus der Kammer, 21 absperrt. Lässt man den Verbrennungszylinder jetzt noch weiter arbeiten, so wird er noch einige Hübe machen, n. zw. so lange, bis der Druck in der Kammer 21 so
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