DE1229780B

DE1229780B - UEberdrucksicherung an Gasmaschinen

Info

Publication number: DE1229780B
Application number: DEH46759A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-08-27
Filing date: 1962-08-27
Publication date: 1966-12-01

Description

überdrucksicherung an Gasmaschinen Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Abbauen von überdrücken im Arbeitszylinder von Vierlakt-Gasmaschinen mit einem Gasdurchlaß, der von außen durch ein Sicherheitsventil abgeschlossen ist.
Bei dem Betrieb von Gasmaschinen, insbesondere mit Giehtgas arbeitenden Gasmaschinen, können Frühzündungen auftreten, die zu erheblichen Druckanstiegen, unter Umständen bis zum Zweifachen des Zünddruckes führen können.
Frühzündungen erfolgen insbesondere bei überschreiten eines bestimmten Wasserstoffgehaltes des Brenngases. Bei Gichtgas, das normalerweise 2 % Wasserstoff enthält, ist dies beispielsweise bei einem über 5 1/o liegenden Wasserstoffgehalt der Fall. Solche Wasserstoffgehalte treten im Gichtgas unter anderem dann auf, wenn durch beschädigte Windformen Wasser in den Hochofen gelangt. Zwar wird der Wasserstoffgehalt des Gichtgases laufend überwacht, aber in den meisten Fällen ist eine Außerbetriebnahme der Gasmaschine bei sprunghaftem Anstieg des Wasserstoffgehaltes nicht mehr möglich. Außerdem wird neuerdings zur Beeinflussung des Hochofenganges dem Hochofenwind Wasserdampf zugesetzt und das Gichtgas zur Steigerung des Heizwertes mit Koksgas geimpft, welche Maßnahmen ohnehin zu einer Steigerung des Wasserstoffgehaltes in dem Brenngas führen.
Bei Brennkraftmaschinen ist es allgemein üblich, diese unzulässig hohen Drücke durch Sicherheitsventile abzubauen. Diese Sicherheitsventile werden jedoch stets als besonderes Bauteil an der Maschine angebracht und erfordern einen eigenen Schraubanschluß am Zylinderkopf. Aber auch die Anordnung am Indizierstutzen ist nachteilig, weil für das austretende Gas eine Ableitung vorgesehen werden muß. Zwar haben Sicherheitsvorrichtungen, bei denen der Auslaßventilkorb als Sicherheitsventil wirkt, den Vorteil, daß das Gas direkt in den Auslaßkanal austritt, doch ist diese Bauweise recht aufwendig und wegen der großen Masse, die der Ventilkörper des Sicherheitsventils hat, nicht mit Sicherheit funktionsfähig, wenn das Ventil nach langer Betriebszeit einmal öff- nen soll.
Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, daß der das Sicherheitsventil aufweisende Gasdurchlaß in dem Ventilkegel des Auslaßventils angeordnet ist. Der von außen durch einen unter einem über dem Zünddruck, beispielsweise bei 20 atü, liegenden Federdruck stehenden Dichtungskegel verschlossene Gasdurchlaß öffnet sich bei überschreiten des vorgegebenen überdruckes, gestattet das Entweichen von Abgas bei noch geschlossenem Auslaßventil und führt so zu einem Abbau der Druckspitzen. Eine mit einer solchen überdrucksicherung ausgerüstete Gasmaschine ist der Gefahr von Beschädigungen durch insbesondere auf Frühzündungen zurückzuführende Druckspitzen nicht mehr ausgesetzt. Dadurch ist man nunmehr auch in die Lage versetzt, unbedenklich geimpftes Gichtgas als Brenngas zu verwenden.
Einmal ist keine Schwächung des Zylinders durch zusätzliche Bohrungen erforderlich, und zum andern kann das entweichende Gas ohne weiteres der Ab- gasleitung zugeführt werden.
Einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß ist in dem Ventilkegel des Auslaßventils ein Gasdurchlaß vorgesehen, der durch einen Dichtungskegel abgeschlossen wird, dessen Schaft sowie die den Dichtungskegel beaufschlagende Druckfeder in dem hohlen Ventilschaft des Auslaßventils gelagert sind. Der Durchlaß besteht beispielsweise aus einer zentralen Bohrung in dem Ventilkegel des Auslaßventils und Kanälen, die von der Bohrung zur von der Bohrung abgewandten Oberfläche des Ventilkegels führen.
Eine solche überdrucksicherung kann leicht in die bekanntenAuslaßventile eingebaut werden, ohne daß es wesentlicher konstruktiver Veränderungen dieser Ventile bedarf. Das ist insbesondere im Hinblick auf den Einbau solcher Überdrucksicherungen in bereits in Betrieb befindliche Gasmaschinen von Bedeutung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt einen Teilschnitt mit der überdrucksicherung gemäß der Erfindung.
An dem Zylinder 11 sitzt das an sich bekannte Auslaßventil 12. Das Auslaßventil 12 wird durch die an sich bekannte Steuerung betätigt. Ist das Auslaßventil 12 geöffnet, strömt das Abgas aus dem Verbrennungsraum 14 in die Abgasleitung 16.
Das eigentliche Auslaßventil 12' besteht im wesentlichen aus dem, bezogen auf den Verbrennungsraum 14, von seinem Sitz 17 nach innen abhebbaren Ventilkegel 18, der auf einem Ventilschaft 19 angeordnet ist. Der Ventilschaft 19 wird von dem Wälzhebel 21 der Steuerung untergriffen. In seiner Schließstellung wird der Ventilkegel 18 gehalten durch die auf den Ventilschaft 19 einwirkende Druckfeder 22.
In dem Ventilkegel 18 ist ein zentraler Durchlaß, bestehend aus der Bohrung 23 und den Kanälen 24, vorgesehen, der von außen durch einen Dichtungskegel 26 abgeschlossen wird. Der Dichtungskegel 26 sitzt auf einem in dem hohlen Ventilschaft 19 geführten Schaft 27. Eine noch in dem Ventilschaft 19 angeordnete Druckfeder 28 wirkt über den Schaft 27 auf den Dichtungskegel 26 und hält ihn bis zum Auftreten eines über dem vorgegebenen Federdruck liegenden überdruckes in dem Verbrennungsraum 12 in seiner Schließstellung. Bei geöffnetem Dichtungskegel 26 kann Abgas durch den Durchlaß 23, 24 in die Abgasleitung 16 entweichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Sicherheitsvorrichtung zum Abbauen von überdrücken im Arbeitszylinder von Viertakt-Gasmaschinen mit einem Gasdurchlaß, der von außen durch ein Sicherheitsventil abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der das Sicherheitsventil (26 bis 28) aufweisende Gasdurchlaß (23, 24) in dem Ventilkegel (18) des Auslaßventils angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil einen Dichtungskegel (26) aufweist, dessen Schaft (27) sowie die den Dichtungskegel beaufschlagende Druckfeder (28) in dem hohlen Ausla-ßventilschaft gelagert sind. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei überschreiten eines bestimmten Druckes freigegebene Gasdurchlaß (23,24) in den Auslaßventilkanal (16) mündet. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3-, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchlaß aus einer dem Brennraum zugewandten zentralen Bohrung (23) in dem Ventilkegel (18) und Kanälen (24) besteht, die von der zentralen Bohrung (23) zu der dem Ventilkanal (16) zugewandten Oberfläche des Ventilkegels (18) führen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 344 082, 656 335.