DE148106C

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Info

Publication number: DE148106C
Application number: DE1901148106D
Authority: DE
Filing date: 1901-05-24
Anticipated expiration: 1921-05-25

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zur Erzeugung möglichst ökonomischer Arbeit eines Wärmemotors muß man, wie die Theorie und Praxis lehrt, bei möglichst hohem Drucke arbeiten.

Es wurden daher Luft und Brennstoff bisher zwar gleichzeitig, aber in ungemischtem Zustande zwecks Vermeidung von Frühzündungen eingeführt. Der Druck während der Verbrennung wird durch allmähliche

ίο Mischung der voneinander getrennten Luft und des Brennstoffes geregelt.

Eine zum Mischen dienende Vorrichtung - bildet den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist die Vorrichtung in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 eine mit flüssigem Brennstoff arbeitende Viertaktmaschine. Fig. 1 ist der Längsschnitt, Fig. 2 die Hinteransicht derselben.

Die Maschine besteht im allgemeinen aus einem Zylinder a, einem Kolben b und einer nach dem Kreuzkopf führenden Kolbenstange c. Die die Bewegung übertragenden Teile sind in den Figuren nicht dargestellt. In dem Zylinderdeckel sind das Einlaßventil I und das Auslaßventil in angeordnet, die durch die Hebel ο ο bewegt werden, welche ihrerseits durch auf der Steuerwelle p^l sitzende Knaggen beeinflußt werden, wobei die Steuerwelle nur halb so viel Umdrehungen macht als die Hauptwelle, so daß die Maschine also im Viertakt arbeitet.

Der flüssige Brennstoff fließt durch die Röhre q zu und tritt aus dem Gefäß η in die Öffnung s, wo er sich bis zum Öffnen des Ventils t sammelt. Dieses Ventil öffnet sich während der Füllungsperiode des Zylinders gleichzeitig mit dem Einlaßventil Z, welches auf das erstere durch das Seitenstück ti wirkt. Der in der öffnung .? angesammelte Brennstoff wird in diesem Augenblicke durch das Ventil t eingesaugt und gelangt in den gekrümmten Kanal g h i. Während der Verdichtung strömt die reine, durch das Einlaßventil / in die Maschine tretende Luft durch die ausgleichende Öffnung ν in die Kammer w über und gelangt auf beide Seiten des Kolbens x, welcher somit ohne Bewegung bleibt.

Die Kammer w bildet also einen Teil des Verdichtungsraumes des Zylinders α und am Ende der Vorrichtung herrscht in ihr ein Druck, welcher dem im Zylinder α gleich ist; dabei bleibt während der Verdichtung der flüssige Brennstoff im Kanal g h i ohne Bewegung, da der von allen Seiten wirkende Druck ausgeglichen wird. Jetzt wird der Kolben χ durch den Hebel y (Fig. 2) in Bewegung gesetzt; er geht abwärts, schließt die Öffnung ν und erzeugt · in der Kammer n> einen Überdruck, wodurch die Flüssigkeit aus dem Kanal g h i in die Verbrennungskammer des Zylinders gepreßt wird.

Der Hebely wird auf irgendwelche Weise, z. B. durch die Knagge \, mittels der Stange ^¹ gesteuert.

Fig. 3 stellt dieselbe Einrichtung zur Mischung von Brennstoff und Luft bei einem vertikalen Arbeitszylinder dar, worin abc

den Zylinder, Zylinderdeckel und Kolben, g h i den gekrümmten Kanal und χ den Druckkolben bezeichnen.

In Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung für die Verwendung von festem Brennstoff dargestellt.

In Fig. 4 sind der Zylinder, Zylinderdeckel und Kolben wie vorher mit a, b und c bezeichnet. Der Druckkolben χ enthält zwei Kanäle, einen axialen i und einen zu letzterem senkrechten k. Der Kohlenstaub befindet sich im Trichter f² und wird beim Niedersinken durch den auf der Ventilstange des Ventiles n¹ (Fig. 5) sitzenden Kolben m aufgehalten. Beim Niedergange des Ventiles n^l öffnet der Kolben m der Kohle den Zutritt in den ringförmigen Raum ο und schließt gleichzeitig dessen unteren Rand ab, so daß die den Raum 0 ausfüllende Kohlenstaubmenge sich nicht über den Ventilkegel ausschütten kann. Beim Heben des Ventiles n^l öffnet der untere Rand des Kolbens in den Raum o, die Kohle fällt nieder und sammelt sich über dem Ventil n¹, wo sie bis zum folgenden Öffnen desselben bleibt, um hierauf in die durch die Fläche des Druckkolbens χ von unten geschlossene Kammer ρ (Fig. 4) zu fallen.

Der Kohlenzutritt wird durch den Zylinder r\ \velcher mit Hilfe des auf die Zapfen s⁴ (Fig. 4) einwirkenden Reglers auf- oder abwärtsgeht, geregelt. Die Stellung des Zylinders r¹ ändert die Höhe der Kammer ο und die zu ihrer Füllung beim Niedergange

des Kolbens m sich bildende Öffnung. Das Ventil n^l wird in der Füllungsperiode, während welcher der Druck im Zylinder den Außendruck nicht überschreitet, geöffnet.
Während der Verdichtung bleibt die Kohle in der Kammer ρ ohne Bewegung, und das im Zylinder verdichtete Gas dringt längs der drei Kanäle t² ir i in die Kammer ρ und

Um nun die Kohle in die Verbrennungskammer zu bringen, fängt der KoI-ben χ an, sich von rechts nach links zu bewegen, schließt den Kanal m², führt den Kanal k unter die Kammer ρ und verdichtet die Luft in der Kammer v^l, so daß infolgedessen die Luft durch den Kanal i ausströmt und die durch den Kanal k aus der Kammer ρ fallende Kohle mit sich in den Verbrennungsraum reißt.

In Fig. 6 ist eine Zweitaktmaschine dargestellt.

Der Zylinder α ist auf der rechten Seite geschlossen und dient hier gleichzeitig als Luftpumpe; die Luft wird, indem der Kolben b sich nach links bewegt, durch das Ventil Z¹ angesaugt und füllt die rechte Seite des Zylinders an. Unterdessen erfolgt auf der linken Seite des Zylinders die A^erdichtung und, nachdem der Kolben den linken Totpunkt erreicht hat, erfolgt die Verbrennung. Jetzt geht der Kolben nach rechts,' wobei auf der linken Seite die entzündeten Gase expandieren, während auf der rechten eine unbedeutende Verdichtung der angesaugten Luft auf ungefähr 0,3 Atm. Überdruck stattfindet.

Indem der Kolben b sich dem rechten Totpunkte nähert, öffnet sich ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes Auspuffventil und die Arbeitsgase entweichen in ein Auspuffrohr; gleichzeitig öffnet der Kolben b den Vermittlungskanal %² und die' reine Luft strömt von der rechten Zylinderseite auf die linke, füllt sie aus und drängt die noch vorhandenen Verbrennungsgase durch das Auspuffventil hinaus. Hierauf entsteht bei der Bewegung des Kolbens b nach links auf der linken Zylinderseite wieder die Verdichtung der Luft; die Maschine arbeitet somit im Zweitakt.

Da die Maschine keine Ansaugperiode hat, ist das Ventil t wie in Fig. 7 und 8 dargestellt eingerichtet. Die Stange des Ventiles t besteht aus zwei Teilen. Bei der veranschaulichten Stellung ist das Ventil geschlossen: Der flüssige Brennstoff strömt durch Kanal s¹ und sammelt sich im Räume s². Nachdem der linke Teil der Stange t sich nach rechts bewegt hat, schließt er die Öffnung s¹ und drückt die Flüssigkeit durch den rechten Teil der Stange Z längs des Kanales s^s ins Innere der Maschine.

Die Entzündung des Brenngases in der Maschine kann auch bei niedrigerer Verdichtung gesichert werden, indem man vor den Ausflußöffnungen des Brennstoffes einen glühenden Körper, mit welchem der Brennstoff beim Ausfließen in Berührung kommt, befestigt. Am vorteilhaftesten wäre hier die Anwendung einer elektrischen Zündung, die sich besonders zur Entzündung schwer entzündbarer Brennstoffe, z. B. Naphthaüberresten (Masut), Teer und Kohlenstaub eignet, wie auch für den Fall, daß die Verdichtung nicht adiabatisch, sondern mit Wassereinspritzung, also isothermisch, durchgeführt wird. Eine derartige elektrische Zündung kann für die beschriebene Maschine (wie in Fig. 3 durch punktierte Linien angedeutet) leicht angeordnet werden.

Die Einspritzvorrichtung ermöglicht es, die Verbrennung beliebig schnell vor sich gehen zu lassen, und zwar hängt die Geschwindigkeit der Verbrennung von der Steuerung des Kolbens χ ab. Wird dieser Kolben z. B. so gesteuert, daß er sich vor Beendigung der Verdichtung rasch vorwärts bewegt, so wird eine explosionsartige Verbrennung erzielt werden. Bei entsprechender, durch Versuche festzustellender Steuerung kann da-

gegen die Verbrennung teils bei konstantem Volumen, teils unter konstantem Drucke oder aber auch nur bei konstantem Drucke vor 'sich gehen.

Auch die Größe der Austrittsöffnung, sowie die Temperatur der Wandungen des ' Verbrennungsraumes und der Kolbenflächen üben einen großen Einfluß auf den Verlauf der Verbrennungskurve aus.

Claims

Patent-Anspruch :

Vorrichtung zum Einführen von Brennstoff in den mit verdichteter Luft erfüllten Verbrennungsraum von Kraftmaschinen mittels eines gesteuerten Druckkolbens (x), dadurch gekennzeichnet, daß dieser gesteuerte Druckkolben (x) sich in einer durch zwei Ausgleichsöffnungen (v und g h i) mit dem Verbrennungsraum (a) in Verbindung stehenden Kammer (w) bewegt und gegen Ende der Verdichtung verschoben wird, wobei eine der Ausgleichsöffnungen (v) geschlossen und durch die andere Ausgleichsöffnung (g h i) Brennstoff zerstäubt in den Verbrennungsraum gefördert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.