DE154C

DE154C - Atmospheric gas engine

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Publication number: DE154C
Application number: DE000000000154DA
Authority: DE
Original assignee: F Slvilla Ingenieur
Current assignee: F Slvilla Ingenieur
Priority date: 1877-07-30
Filing date: 1877-07-30
Anticipated expiration: 1897-07-31

Description

1877.1877.

Klasse 46.Class 46.

FELIX SIVILLA in MADRID. Atmosphärische Gaskraft-Maschine.FELIX SIVILLA in MADRID. Atmospheric gas-powered machine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 31. Juli 1877 ab.Patented in the German Empire on July 31, 1877.

In der neuen Gaskraftmaschine wirkt die Explosion des Gasgemisches auf die eine Seite eines Kolbens und comprimirt dadurch die vor dem Kolben im Cylinder eingeschlossene Luft. Durch die Condensation der Verbrennungsgase findet nachher eine Luftverdünnung unter dem Kolben statt, wodurch die über dem Kolben befindliche comprimirte Luft den Kolben mit vermehrter Kraft wieder zurücktreibt. Die zum Comprimiren der Luft aufgewendete Arbeit wird daher beim Rückgang des Kolbens wieder nutzbar gemacht. Die Maschine ist daher eine atmosphärische Gaskraftmaschine.In the new gas engine, the explosion of the gas mixture acts on one side of a piston and thereby compresses the air trapped in the cylinder in front of the piston. Due to the condensation of the combustion gases, the air is subsequently diluted under the Piston, whereby the compressed air above the piston moves the piston with it drives back increased strength. The work involved in compressing the air becomes therefore made usable again when the piston retracts. The machine is therefore one atmospheric gas engine.

Der Kolben steht durch Kolben- und Schubstange mit der Kurbel der Betriebswelle in fester Verbindung. Das Luftkissen hebt den durch diese Disposition bedingten Stofs auf die Lager zum grofsen Theile auf.The piston is connected to the operating shaft by the piston and push rod with the crank fixed connection. The air cushion lifts the material caused by this disposition onto the Stock for the most part.

Auf einem Steinfundamente A ist ein güfseisernes Sockelstück B aufgeschraubt, dessen horizontaler Querschnitt kreisförmig ist, und auf welchem die ganze Maschine montirt ist. A cast iron base B is screwed onto a stone foundation A, the horizontal cross section of which is circular, and on which the whole machine is mounted.

CC sind die Lager für die Schwungradwelle. In der Mitte erheben sich zwei Rippen, welche oben mit einer Platte · horizontal abscbliefsen; diese Platte dient dem Cylinder GF als Basis und ist mit demselben dicht verschraubt. CC are the bearings for the flywheel shaft. In the middle rise two ribs, which at the top terminate horizontally with a plate; this plate serves as a base for the cylinder GF and is tightly screwed to it.

Der Deckel des Cylinders ist in einem Stück mit der Führung E (für das Querhaupt) gegossen. Die Schubstange // ist doppelt und geht von oben abwärts auf die unter dem Cylinder gelagerte doppelkürbelige Welle J. KK sind die beiden Kurbeln. Auf beiden Seiten dieser Welle liegen die Ausströmungsventile, welche mittelst der Hebel P und V-durch 2 Excenter auf der Hauptwelle Q und X gesteuert werden.-The cover of the cylinder is cast in one piece with the guide E (for the crosshead). The push rod // is double and goes down from above onto the double-cranked shaft J. KK which is stored under the cylinder. The two cranks are the two cranks. On both sides of this shaft are the flow-out, which by means of the lever P and V controlled by 2 eccentric to the main shaft Q and X werden.-

Der Cylinder ist an seinen beiden Enden geschlossen. In seinem unteren Theil F findet die Explosion des Gas- und Luftgemisches statt, unter dem Kolben im Theile. G, die Compression der dort eingeschlossenen Luft.The cylinder is closed at both ends. In its lower part F the explosion of the gas and air mixture takes place, under the piston in the part. G, the compression of the air trapped there.

Der obere Cylinderdeckel ist mit einem Schmierhahn versehen, sowie mit eineni'nach dem Innern des Cylinders sich öffnenden Ventil, um die Luft, welche allenfalls durch kleine Undichtheiten der Stopfbüchse verloren gegangen ist,'~zu ersetzen. Der untere Theil des Cylinders ist mit einem Reinigungshahn ,versehen. The upper cylinder cover is provided with a lubrication valve and one after the inside of the cylinder opening valve to allow the air, which at most through small Leakage in the stuffing box has been lost, '~ replace it. The lower part of the Cylinders is provided with a cleaning tap.

Der Hub des Kolbens beträgt ungefähr dreiviertel von der inneren Länge des Cylinders. Er bewegt sich bis auf den Boden des Cylinders, bleibt also von dem oberen Cylinderdeckel um den vierten Theil der Cylinderlänge entfernt. Auf diesen Raum wird die Luft über dem Kolben zusammengedrückt, welche später beim Rückgang des Kolbens die zu ihrer Compression verwendete Arbeit auf den Kolben zurückgiebt. The stroke of the piston is approximately three quarters of the inner length of the cylinder. It moves to the bottom of the cylinder, so it stays off the upper cylinder cover removed by the fourth part of the length of the cylinder. The air is transferred to this space the piston is compressed, which later causes its compression when the piston retracts returns the work used to the piston.

Der Eintritt für das Gas- und Luftgemisch findet durch das eigenthümlich construirte Einlafsventil L statt, welches auf Fig. 3 zur rechten Seite des Cylinders gezeichnet ist.The inlet for the gas and air mixture takes place through the peculiarly constructed inlet valve L , which is drawn in Fig. 3 on the right side of the cylinder.

Die Luft tritt durch das Rohr M ein, wenn das Ventil geöffnet ist; das Gas durch ein Röhrchen N (Fig. 1) und gelangt zunächst in einen ringförmigen Hohlraum, der durch kleine Durchbohrungen auf den Sitz des Ventils ausmündet (Fig. 3). Gas und Luft werden daher bei ihrem Eintritt innig gemischt.The air enters through the pipe M when the valve is open; the gas through a tube N (Fig. 1) and first enters an annular cavity, which opens out through small perforations on the seat of the valve (Fig. 3). Gas and air are therefore intimately mixed when they enter.

In der Äxe des Einlafsventils liegt die Ventilstange O, die das Ventil seiner Länge nach durchdringt. In ihrem mittleren Theile befindet sich die Vorrichtung zum Entzünden des Gemisches in dem Cylinder. Ihre Bewegung empfängt die Ventilstange durch einen Hebel F, auf welchen der Excenter Q von der Schwungradwelle aus wirkt. Oben ist die Ventilstange mit einer Mutter und GegenhalterÄ versehen; um ihren unteren Theil windet sich eine Spiralfeder, welche sie beständig auf- und abwärts zu schieben strebt und den Hebel P stets gegen den Excenter drückt. ■ ■ .In the axis of the inlet valve is the valve rod O, which penetrates the valve along its length. In its central part is the device for igniting the mixture in the cylinder. The valve rod receives its movement through a lever F, on which the eccentric Q acts from the flywheel shaft. At the top, the valve rod is provided with a nut and counter holderÄ; A spiral spring winds around its lower part, which constantly strives to push it up and down and always presses the lever P against the eccentric. ■ ■.

Eine andere Spiralfeder wirkt gegen das Ventil und hält dies beständig geschlossen, so lange es nicht mittelst Ventilstange O herabbewegt wird. Another spiral spring acts against the valve and keeps it permanently closed as long as it is not moved down by means of valve rod O.

Durch das Röhrchen S (Fig. 3) wird ein Brenner mit Gas gespeist, welcher sich vor der Ventilbüchse L gerade vor der Oeffnung befindet. Das Röhrchen T versieht den in der Entzündungskammer befindlichen Brenner mit Gas. Der äufsere Brenner zündet den inneren jedesmal, wenn er durch die Explosion erloschen ist, wieder an. Die Verbrennungsproducte entweichen durch das Ventil U, gegenüber dem Einlafsventil L. Dieses Auslassventil wird in ähnlicher Weise wie L durch einenA burner is fed with gas through the tube S (Fig. 3), which is located in front of the valve sleeve L just in front of the opening. The tube T supplies the burner located in the ignition chamber with gas. The outer burner re-ignites the inner one every time it is extinguished by the explosion. The combustion products escape through the valve U, opposite the inlet valve L. This outlet valve is similar to L through a

Hebel V vermittelst des Excenters X von der Schwungradwelle aus gesteuert. ■"Lever V is controlled by the flywheel shaft by means of the eccentric X. ■ "

Die beiden Excenter Q und X sind mit der Riemscheibe Y zusammengegossen, und zwar aus zwei Hälften, da sie wegen der beiden Kurbeln sonst nicht auf die Welle gebracht werden könnten. Ein Bolzen, der mitten durch beide Hälften und auch durch die Schwungradwelle geht, dient zur Vereinigung und zur Befestigung.The two eccentrics Q and X are cast together with the pulley Y , namely from two halves, since otherwise they could not be brought onto the shaft because of the two cranks. A bolt that goes right through both halves and also through the flywheel shaft is used to unite and fasten.

Von der Riemscheibe Y aus wird durch einen Riemen oder eine Schnur der Regulator bewegt. Dieser hat den Zweck, _s den Gang der Maschine dadurch zu regeln, dafs er auf das Einlafsventil L wirkt. Er besteht aus dem horizontal rotirenden Centrifugalapparat mit den Kugeln Z. Zwei Hebel, welche um die Punkte b sich bewegen, sind durch ihre Arme a mit den Schiebehülseh e e des Regulators in Verbindung (siehe Fig. i). Die anderen Enden c der Hebel sind mit den Stücken d d verschraubt,, welche sich zwischen das Ventil und den Vorhaltering R hineinlegen.The regulator is moved from the pulley Y by a belt or a cord. This has to regulate _s the course of the machine by the purpose, that he on the Einlafsventil L acts. It consists of the horizontal revolving Centrifugalapparat with the balls Z. Two levers which b around the points are moving, are by their arms with a Schiebehülseh ee of the regulator in connection (see Fig. I). The other ends c of the levers are screwed together with the pieces dd ,, which is put between the valve and the Vorhaltering R.

Wirkungsweise der Maschine. Denken wir uns alle Organe der Maschine in der Stellung, wie sie in Fig. 3 der Zeichnung ersichtlich ist: Der Kolben befindet sich ungefähr auf dem ersten Drittel seiner Aufwärtsbewegung und der Raum F ist mit explosiblem Gasgemisch gefüllt. In diesem Momente ist die Entzündungsflamme im Begriff, mit dem Gemisch in Verbindung zu treten, und wenn die Ventilstange noch ein klein wenig nach aufwärts bewegt wird, so findet die Explosion statt und treibt den Kolben bis zum Ende seines Laufes. Während dieses Laufes hat die über dem Kolben eingeschlossene Luft einen Theil der lebendigen Kraft des Kolbens durch ihre Compression aufgezehrt. Die Stange O des Einlafsventils hat sich mit ihrem breiteren Theile mittlerweile gegen die untere Seite des Ventils gelegt, so dafs dieses nicht nur durch seine eigene Feder, sondern auch noch durch die untere Spirale gegen seinen Sitz geprefst wird/ .Hat der Kolben seinen obersten Lauf erreicht, so treibt ihn die Spannung der Luft in der Kammer G wieder abwärts. Dieser Wirkung auf den Kolben gesellt sich aber noch die Wirkung zu, welche durch die Luftveränderung unter dem Kolben, durch die Condensation der Verbrennungsgase entsteht, sowie die im Schwungrad aufgespeicherte Kraft. Hat der Kolben auf seinem Abwärtsgange die Stelle erreicht, die ,er in Fig. 3 einnimmt, so öffnet der Excenter·' X durch den Hebel V das Auslafsventil U fiir die Verbrennungsgase und diese werden auf /dem weiteren Abwärtsgange des Kolbens bis / zum Ende desselben ausgestofsen. Ist der Kolben auf dem tiefsten Punkte angekommen, so wird das Ventil U geschlossen, das Ventil L fangt an sich zu öffnen und das explosible Ge- > misch strömt so lange unter den Kolben ein, bis dieser ein Drittel seines Aufwärtsganges zurückgelegt hat. Alsdann wiederholt sich der vorhin beschriebene Vorgang. — Wie .wir gesehen haben, ist die Bewegung der Ventile eine intermittirende. Das Oeffnen des Einlafsventils beginnt von dem Momente der Aufwärtsbewegung des Kolbens und dauert, bis derJKolb.en das erste Drittel seines Hubes erreichthat; alsdann schliefst sich das Ventil. Das Auslafsventil U beginnt sich zu öffnen, sobald der Kolben am Anfang des letzten Drittels seiner Abwärtsbewegung angekommen ist und schliefst sich erst, wenn dieser das Ende seines Niederganges erreicht hat. Die Excenter sind diesem Zweck entsprechend construirt.How the machine works. Let us imagine all the organs of the machine in the position as can be seen in Fig. 3 of the drawing: The piston is approximately on the first third of its upward movement and space F is filled with an explosive gas mixture. At this moment the ignition flame is about to come into contact with the mixture, and if the valve rod is moved a little more upwards, the explosion takes place and drives the piston to the end of its travel. During this course the air trapped above the piston has consumed part of the living force of the piston by its compression. The broader part of the rod O of the inlet valve has meanwhile placed itself against the lower side of the valve, so that the latter is pressed against its seat not only by its own spring but also by the lower spiral /. The piston has its uppermost barrel reached, the tension of the air in the chamber G drives him down again. This effect on the piston is joined by the effect that arises from the change in air under the piston, from the condensation of the combustion gases, and the force stored in the flywheel. If the piston has reached the position it occupies in FIG. 3 on its downward travel, the eccentric X opens the exhaust valve U for the combustion gases through the lever V and these are on / the further downward travel of the piston to / to the end the same expelled. When the piston has reached the lowest point, valve U is closed, valve L begins to open and the explosive mixture flows under the piston until it has covered a third of its upward gear. The process described above is then repeated. As we have seen, the movement of the valves is intermittent. The opening of the inlet valve begins from the moment the piston moves upwards and lasts until the piston has reached the first third of its stroke; then the valve closes. The outlet valve U begins to open as soon as the piston has reached the beginning of the last third of its downward movement and only closes when it has reached the end of its decline. The eccentrics are designed accordingly for this purpose.

Wie oben gesagt worden, wirkt der Regulator auf das Einlafsventil und zwar wie folgt:As stated above, the regulator acts on the inlet valve as follows:

Sobald die Kugeln wegen der vermehrten Umdrehungsgeschwindigkeit auseinanderfliegeri, gehen die mit ihnen verbundenen Schiebehülsen e zusammen, folglich auch die Hebelarme a a und folglich gehen die Arme c c auseinander und ziehen die, Klauen d d unter dem Gegenhalter R hervor. Der Schaft ο findet nun auf seinem Abwärtsgange bis ans Ende seines Laufes keinen Widerhalt mehr und kann das Ventil nicht mehr öffnen. Die Einleitung von explosiblem Gas- und Luftgemisch bleibt daher so lange unterbrochen, bis durch die verminderte Geschwindigkeit der Maschine,. die Kugeln des Regulators wieder zusammengehen und dadurch die Klauen d d wieder zwischen den Gegenhalter R und das Ventil hereingeschohen werden. Letzteres hat zur Folge, dafs die Bewegung des Einlafsventils nun wieder, wie früher, .vor sich geht. : . ':As soon as the balls fly apart because of the increased speed of rotation, the sliding sleeves e connected to them go together, consequently also the lever arms aa and consequently the arms cc diverge and pull the claws dd out from under the counter holder R. The shaft ο now finds no resistance on its descent until the end of its run and can no longer open the valve. The introduction of an explosive gas and air mixture therefore remains interrupted until the reduced speed of the machine causes. the balls of the regulator come together again and thereby the claws dd again come in between the counter holder R and the valve. The latter has the consequence that the movement of the inlet valve is now going on again, as before. :. ':

■ Die Dimensionen, aller Theile der Maschine ändern sich natürlich mit der Kraft, welche der Motor entwickeln soll. Dasselbe ist der Fall, mit der Explosionskammer und mit der Compressionskammer, die Mafse der beiden Räume sind etwa nach folgender Berechnung zu wählen.The dimensions of all parts of the machine change naturally with the force which the Engine should develop. The same is the case with the explosion chamber and with the compression chamber, the dimensions of the two rooms are to be chosen according to the following calculation.

Wenn z. B. die mittlere Pressung durch die Explosion im'Explosionsraum 5 Atmosphären beträgt, und wenn der Druck in der Compressionskammer G in dem Momente, wo der Kolben den obersten Punkt seines Hubes: erreicht hat (also sich noch um ⁱj_i der ganzen Cylinderlänge vom Deckel entfernt befindet) 2 Atmosphären ausmacht, so wurden während der Aufwärtsbewegung des Kolbens,. 3 Atmosphären zur nutzbaren Arbeit verwendet= und 2 Atmosphären auf die Compression . der _ Luft in G, also vor der Hand nutzlos.If z. As the average pressure is 5 atmospheres by the explosion im'Explosionsraum, and when the pressure in the compression chamber G in the moment when the piston reaches the top of its stroke: has reached (ie still to ⁱ j _i of the whole of Cylinderlänge Cover is removed) constitutes 2 atmospheres, so were during the upward movement of the piston. 3 atmospheres used for usable work = and 2 atmospheres used for compression. the _ air in G, so useless in front of the hand.

Beim Niedergang des Kolbens wirkt aber die in G angesammelte Spannung der Luft auf-den Kolben mit 2 Atmosphären Druck und dazu kommt noch 1 Atmosphäre von der Zusammenziehung oder Condensation der Verbrennungsgase unter dem Kolben herrührend. Es wirkt demnach auch beim Niedergange des Kolbens ein mittlerer Druck von 3 Atmosphären, gerade' wie beim Aufgang; daher ist der gleichmäfsige Gang der Maschine gesichert.When the piston descends, however, the tension of the air accumulated in G acts on the piston with 2 atmospheres of pressure and in addition 1 atmosphere comes from the contraction or condensation of the combustion gases under the piston. Accordingly, when the piston descends, an average pressure of 3 atmospheres acts 'just' as when it rises; therefore the smooth running of the machine is assured.

Das Luftkissen über dem Kolben : hat · den wesentlichen Vortheil, das die lebendige Kraft,The air cushion above the piston: has · the essential advantage that the living force,

Claims

which, through the explosion, has been developed, through the substance against the with a very definite one Speed of the piston moving upwards and by the material against the bearings of the machine is not destroyed.

Rather, this living force is absorbed very economically by the said air cushion and later returned to the piston and produces new work. The smooth running of the machine is the result of this disposition.

Patent - claim: A gas engine with direct effect by explosion of the gas and air mixture when moving the piston up and with counteraction when moving backward by the compression of the air which is produced when the piston moves upwards everything as previously described and shown in the accompanying drawing.

Here ϊ sheet of drawings.