DE14254C - Gaskraftmaschine - Google Patents

Description

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46: Luft- und Gaskraftmaschinen.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 31. December 1879 ab. Längste Dauer: 6. März 1892.

Bei den bekannten,, direct wirkenden Ex-. plosionsmaschinen (Lenoir), bei welchen ein Gemenge von Gas und Luft plötzlich verbrannte, konnte der Kolben, dem hohen Druck der Gase entsprechend, nicht rasch genug ausweichen, infolge dessen mufste sich ein grofser Theil der entwickelten Wärme den Cylinderwänden bezw. dem Kühlwasser mittheilen.

Bei der Construction der vorliegenden Maschine, welche ebenfalls eine direct wirkende ist, wird dieser nicht nutzbare Druck von Hause aus vermindert, indem die Gase nicht plötzlich verpuffen, sondern nur lebhaft verbrennen. Dies letztere wird dadurch erreicht, dafs unbrennbare Gase mit dem entzündbaren Gemenge (Gas mit so viel Luft, als zur vollkommenen Verbrennung desselben nöthig ist) unter bestimmten Raumverhältnissen im Cylinder innig gemischt und dann entzündet werden.

Man erhält dadurch nicht einen plötzlichen, starken, sondern einen kleineren, jedoch gleichmäfsiger wirkenden Druck. Der Kolben ist daher im Stande, die Geschwindigkeit, welche die verbrennenden Gase verlangen, besser anzunehmen, wodurch der erwähnte Uebelstand der bekannten direct wirkenden Gasmaschine vermieden ist.

Ein solches inniges Gemenge von brennbaren mit unverbrennbaren Gasen würde sich jedoch bei den angewendeten Mischungsverhältnissen entweder gar nicht entzünden oder doch sehr langsam verbrennen, so dafs man damit nur einen geringen zur Geltung kommenden Druck erzielen würde, zu dessen Ausnutzung ein grofser Cylinderdurchmesser und geringere Kolbengeschwindigkeit bedingt sind.

Bekanntlich brennen Gase bei höherem Druck und höherer Temperatur lebhafter, deshalb wird bei dieser Maschine ein höherer Druck dadurch hervorgebracht, dafs das Gemenge von brennbaren und unverbrennbaren Gasen vor der Entzündung verdichtet wird. Die hohe Temperatur wird dadurch erzielt, dafs als unbrennbares Gemenge ein Theil der Verbrennungsgase benutzt wird, welche nach beendigter Arbeit im Cylinder zurückbleiben, indem der Kolben nicht bis auf den Boden geht. Diese mischen sich also mit den brennbaren Gasen und erhöhen deren Temperatur.

Die Maschine besteht aus einem Arbeitscylinder und einer Luftpumpe, welche letztere Gas mit Luft ansaugt. Beim Rückgang wird dieses innige Gemenge verdichtet, dann in den Arbeitscylinder hineingeprefst und hier mit rückständigem verbrannten Gemenge der vorhergehenden Entzündung beim Anlassen der Maschine mit der im Cylinder befindlichen Luft gemischt.

Beim Beginn des Einpressens und später im Augenblick der Entzündung, Fig. 1, hat der Raum hinter dem Kolben einen Inhalt gleich ²/₃ von demjenigen der Pumpe; es befinden sich dann im Arbeitscylmder drei Theile Gas mit Luft und zwei Theile verbrannten Gemenges von hoher Temperatur, auf zwei Raum theile verdichtet, was einem Druck von 2 ^]/₂ Atmosphären entspricht. Das Gemenge im Arbeitscylinder ist ein inniges, da das Entzündungs-

gemenge mit grofser Geschwindigkeit und unter ansehnlichem Druck in den Raum hinter dem Kolben einströmt, sich an dem von α nach ο noch rückwärts gehenden Kolben stöfst und sich strahlenförmig nach allen Seiten vertheilt.

Dieses Gemenge wird durch eine Schieberflamme entzündet. Es ist wesentlich bei der Maschine, dafs man das Entzündungsgemenge, dem Inhalt der Pumpe entsprechend, im Verhältnifs zum Arbeitscylinder gering nehmen kann, da so die Verbrennungsgase sich gehörig ausdehnen können und vollständig ausgenutzt werden; namentlich wird dadurch die Endspannung des zur Wirkung gekommenen Gemenges eine geringe, was für die günstige Arbeit der Maschine von grofsem Einflufs ist.

Die Wirkungsweise der Maschine erklärt sich am besten aus Fig. 3 und 4, und zwar gilt Fig. 3 für den Arbeitscylinder, Fig. 4 für die Luftpumpe. Die Kurbel des Arbeitscylinders eilt derjenigen der Luftpumpe um einen gewissen Winkel α vor. In Fig. 2 bezeichnet oc die Luftpumpenkurbel im todten Punkt, zu welcher Zeit die Arbeitskurbel die Richtung oa hat. In Fig. 3 bezw. 4 ist a die innerste, b die äufserste Stellung des Arbeitskolbens, c die innerste, d die äufserste Stellung des Pumpenkolbens. Ist die Maschine in Ruhe und die Pumpenkurbel in c, so hat die Arbeitskurbel die Richtung 0 e, Fig. 3.

Dreht man nun die Maschine an, so wird, wenn der Cylinder mit Gasgemenge gefüllt ist, gleich darauf in f die Entzündung erfolgen (von e bis / schliefst der Schieber ab), und die Gase werden bis b, der äufsersten Stellung des Arbeitskolbens, arbeiten. ■ Von b ab werden die Gase durch den nun zurückgehenden Kolben herausgeprefst und entweichen bis g durch ein Ventil, welches sich in g wieder schliefst. Während die Arbeitskurbel diesen Weg efbg macht, saugt die Pumpe Luft und Gas von c bis d, also während des ganzen Kolbenhubes, verdichtet das Gemenge dann von .d bis h, zu welcher Zeit sich das Ausströmventil g des Arbeitscylinders schliefst und letzterer durch einen Schieber mit der Pumpe in Verbindung tritt. Nun wird das Gemenge aus der Pumpe in den Arbeitscylinder hineingeprefst, und zwar bis zum innersten Punkt c des Pumpenkolbens. Gleich darauf tritt dann in / die Entzündung ein, und die Maschine arbeitet in derselben Weise weiter, wobei die Spannkraft der Gase den Kolben vorwärts, die lebendige Kraft des Schwungrades denselben zurücktreibt.

In. den Fig. 5 bis 7 bezeichnet A den Arbeitscylinder, welcher durch die Gradführimg B fest mit dem Wellenlagerbock verbunden ist. In ersterem bewegt sich der mit Metallringen ausgerüstete Kolben D, welcher durch Vermittelung des Kreuzkopfes E und der Kurbelstange F die Arbeit auf die Kurbel G der Welle C überträgt. Diese Welle bewegt durch die an ihrem vorderen Ende sitzende Kurbel H und durch die Pumpenstange / den Kolben K der Luftpumpe L. Die Steuerungswelle M, welche sich durch die gleich grofsen Kegelräder α b mit der Hauptwelle C stets gleichmäfsig dreht, treibt die sämmtlichen Steuerungs- und Regulirungsvorrichtungen der Maschine. Auf derselben sitzen:

1. Die excentrische Scheibe N. Diese setzt den Schieber O der Pumpe L in eine hin- und hergehende Bewegung, und der Schieber regulirt das Ansaugen und das Einpressen des Gemenges in den Arbeitscylinder A. Angesaugt wird das Gas durch das Rohr c, die Luft durch das Rohr d. Das Gemenge wird in den Arbeitscylinder geprefst durch das Rohr f.

2. Die Kurbel P. Diese treibt durch die Pleuelstange g den Schieber R des Arbeitscylinders A, und dieser Schieber regulirt nochmals das Einpressen des Gemenges und ferner die Entzündungen. Die Entzündung geschieht mittelst einer Flamme m, welche ein in der Mulde h des Schiebers angesammeltes Gemenge entzündet. Der Zutritt dieses Gases in die Mulde h erfolgt durch das Rohr i und den Kanal k, der Zutritt der Luft durch den Kanal /. Im Augenblick der Entzündung ist der Schieber so weit vorgerückt, dafs die Mulde von der äufseren Luft bereits abgeschlossen ist, das Gas brennt jedoch in derselben noch fort und entzündet das im Arbeitscylinder befindliche Gemenge.

3. Die Daumenscheibe n. Dieselbe öffnet mittelst des Daumens 0, welcher die am Hebel/ befestigte Rolle r von sich drückt, das am anderen Ende des Hebels befestigte Ausströmventil T. Die Gase strömen durch das Rohr ί ins Freie ab.

4. Die Regulirungsvorrichtung der Maschine. Die Maschine wird dadurch regulirt, dafs der durch die Kegelräder t und ^₁ getriebene Regulator U bei kleinerer oder gröfserer als der vorschriftsmäfsigen Umlaufzahl durch sein Sinken oder Steigen mittelst des Winkelhebels ν die Scheibe w auf der Steuerungswelle hin-' und herbewegt und mit ihr einen auf derselben angebrachten Nocken x, welcher durch die Rolle y und den Hebel ζ das Gasventil u entweder öffnet oder nicht. Macht die Maschine mehr Umläufe, als sie machen soll, so läuft die Rolle neben dem Nocken her, das Ventil öffnet sich nicht, und anstatt Gas und Luft saugt die Pumpe nur Luft an, und die Entzündung bleibt aus. Mächt- die Maschine ihre richtige oder eine zu kleine Zahl von Umläufen, so hebt der Nocken die Rolle, bewegt den Hebel, öffnet das Gasventil, und entzündbares Gemenge strömt ein. Die nöthige Kühlung erfolgt durch Wasserströmung.

Claims (2)

1. Patent-AnsprüChe :

   ι. Die in dem verlängerten Raum des Arbeitscylinders einer Gaskraftmaschine von der vorhergehenden Arbeitsperiode verbleibenden Rückstände oder Luft gleichmäfsig zu mischen mit einem verdichteten, stark brennbaren (explosiblen) Gemisch von Luft und Gas oder Dunst, um ein verdichtetes, gleichmäfsig langsam verbrennendes Gemisch zu erhalten, welches nach der Entzündung, sich ausdehnend, als stetig wirkende Betriebskraft verwendet werden kann.
2. 2. Die Verbindung eines Arbeitscylinders mit verlängertem Ladungsraum und einer Pumpe derart, dafs, während der Arbeitskolben einen Theil der Verbrennungsgase ausbläst, der Pumpenkolben das angesaugte brennbare Gemisch verdichtet bis zu dem Punkt, wo der Ausblasekanal des Arbeitscylinders geschlossen wird, worauf das ganze brennbare Gemisch aus der Pumpe in den verlängerten Arbeitscylinderraum übergedrückt wird, wo es sich mit den vorhandenen Rückständen gleichmäfsig mischt und bei oder nach Ueberschreitung des todten Punktes des Pumpenkolbens entzündet wird, wodurch eine stetig wirkende Kraftäufserung auf den Arbeitskolben bei jedem Hube erfolgt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.