DE184744C

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Publication number: DE184744C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

^PATENTSCHRIFT

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Zweitaktverbrennungskraftmaschine. Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Oktober 1905 ab.

Der Gegenstand der Erfindung besteht in einer Verbrennungskraftmaschine, bei welcher die mit einem gewissen Überdruck ausströmenden Auspuffgase, mit erhitzter Druckluft und Wasserdampf gemischt, in einem Expansionszylinder zur nochmaligen'Arbeitsleistung verwendet werden. Die Maschine, welche im Zweitakt arbeitet, besitzt einen Stufenkolben, der einerseits in dem Verbrennungszylinder

ίο von engerem Durchmesser, andererseits in dem Expansionszylinder von größerejm Durchmesser sich bewegt. Die eine Seite des Expansionszylinders ist hierbei zugleich als Luftpumpe ausgebildet, welche die für den Verbrennungszylinder erforderliche Spülluft liefert. Die Maschine zeichnet sich besonders dadurch aus, daß sie in beliebiger Drehrichtung umlaufen kann, zu welchem Zwecke einerseits das Einlaßventil für den Brennstoff umsteuerbar und auch der Schieber für den Expansionszylinder mit einer Umsteuervorrichtung versehen ist, indem diese z. B. als Kulissen-" steuerung ausgebildet ist. Die Auspuffgase werden für die Arbeitsleistung im Expansionszylinder in einen den Zylinder umgebenden Raum eingelassen und dort mit überschüssiger Spülluft und mit Wasserdampf gemischt, welch letzterer aus dem verdampfenden Kühlwasser gewonnen wird. Um mit Sicherheit zu erreichen, daß die Maschine auch nach längerer Ruhe anläuft, ist mit dem den Zylinder umgebenden Raum noch eine besondere Hilfskammer verbunden, welche absperrbar ist. In dieser Kammer wird während des Betriebes so viel Druckluft angesammelt, um den Expansionszylinder anzutreiben, bis der Hochdruckzylinder seine volle Wirkung ausübt. Dadurch sowie durch die Umsteuerung des Einlaßventils für den Brennstoff und des Expansionsschiebers kann die Maschine in jeder Drehrichtung von selbst anlaufen, so daß sie insbesondere als Schiffsmaschine oder für ähnliche Zwecke Verwendung finden kann. Die Ventile für die Ansaugung der Spülluft sind an dem Kolben angeordnet, und es erfolgt daher die Ansaugung der Spülluft durch den hohlen Kolben hindurch.

Die Maschine ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung in Fig. 1 im Achsenschnitt und in Fig. 2 in Ansicht dargestellt.

An den Verbrennungszylinder 2 schließt sich unten der Niederdruckzylinder 3 von größerem Durchmesser an, und es ist in gleicher Weise auch der Stufenkolben aus dem Kolben 4 von kleinerem und dem KoI-ben 5 von größerem Durchmesser zusammengesetzt.

Der Verbrennungszylinder 2 ist mit den Auspufföffnungen 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, nicht besonders dargestellte Pumpe, und zwar durch ein am oberen Teil des Zylinders vorgesehenes Düsenventil 8, welches für die verschiedene Drehrichtung der Ma-

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schine durch eine umschaltbare Steuerung ge- j öffnet und geschlossen wird. |

Der Kolben 4 des Verbrennungszylinders erzeugt bei seinem Aufwärtsgang eine genügend hohe Verdichtung, um den Brennstoff zu vergasen und zu entzünden. Der Brennstoff wird beim Einführen in den Zylinder durch hochverdichtete Luft gleichsam zerstäubt. Zu diesem Zwecke ist im Zylinderdeckel ein Druckluftbehälter 9 vorgesehen, welcher nach dem Zylinder hin durch ein selbsttätiges Ventil IO abgesperrt ist, und in welchen durch einen in den kleinen Zylinder 11 eintretenden Kolbenansatz 12 Luft mit sehr hohem Druck (z. B. 70 Atm.) eingepreßt wird. Von dem Luftbehälter 9 führt ein seitlicher kleiner Kanal 13 zu dem Düsenventil 8, welcher beim öffnen des Düsenventils für das Einspritzen von Brennstoff freigegeben wird und die in dem Behälter 9 eingeschlossene Luft ausströmen läßt.

Die zum Ausspulen des Verbrennungszylinders 2 und zum Laden erforderliche frische Luft wird durch den unteren Teil des als Luftpumpe ausgebildeten Expansionszylinders 3 geliefert. Der Kolben 5 des letzteren ist hohl gestaltet und steht in Verbindung mit dem Innenraum des oberen Kolbens 4, welcher eine freie öffnung nach dem unteren, an den Kolben 5 angeschlossenen Trunkkolben 14 hat. Die Ansaugventile 15 sind an der unteren Seite des Kolbens 5 angeordnet. Die Luft wird daher durch den Trunkkolben 14, den Kolben 4, den Kolben 5 und die Ventile 15 in den unteren Teil des Zylinders 3 eingesaugt und beim Abwärtsgang des Kolbens 5 verdichtet. Durch Ventile 16 am unteren Zylinderdeckel und den Kanal 17 strömt die Luft für das Ausspülen in den Zylinder 2 über.

Der untere Raum des Expansionszylinders für die einzusaugende Luft ist so groß bemessen, daß die Luft etwa auf 4 Atm. verdichtet nach dem Überströmen nicht allein den Verbrennungszylinder bei einem Druck von etwa 3 bis 4 Atm. · füllt, sondern daß auch noch eine erhebliche Menge Spülluft durch die Auslaßöffnungen 6 entweicht, wodurch ein sehr vollkommenes Auswaschen des Verbrennungszylinders 2 herbeigeführt wird. Hierdurch wird auch die Wärme, die an die Wandung des Zylinders während der Verbrennung abgegeben wurde, wieder gewonnen, indem sie von der verdichteten Luft aufgenommen wird und die Arbeitsfähigkeit derselben erhöht.

Der obere Teil des Expansionszylinders 3 steht durch einen Kanal mit der Steuerung 18, z.B. einem Schieber 19, in Verbindung. Diese Schiebersteuerung ist zweckmäßig als Kulissensteuerung 20 oder in anderer Weise als Um steuerung ausgebildet, wodurch das Umsteuern der Maschine ermöglicht ist.

Die aus dem Verbrennungszylinder mit einem gewissen Druck ausströmenden Auspuffgase sammeln sich in der die beiden Zylinder umgebenden Kammer 21. Das in dieser Kammer befindliche Druckmittel hat somit stets einen gewissen Überdruck, z. B. 3 bis 4 Atm., und tritt bei offenem Schieber 19 direkt in den Expansionszylinder über. Es strömt auch ein großer Teil der Spülluft durch die öffnungen 6 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 enorme Wärmemenge wird noch in anderer Weise verwertet. Dies geschieht dadurch, daß die Kühlflüssigkeit des Verbrennungszylinders in der Kammer 21 und unter dem darin herrschenden Druck zur Verdampfung gebracht und der Dampf mit den Abgasen und der heißen Druckluft gemischt in den Expansionszylinder eingelassen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zwecke das Kühlwasser oberhalb des Verbrennungszylinders 2 durch ein Rohr 22 eingelassen, welches in eine das Wasser zerteilende Brause'23 endet.

Für das Kühlwasser kann auch ein den Zylinder umgebender Kühlmantel vorgesehen sein, welcher oben offen ist, in welchem Fall das Wasser durch Kochen zur Verdampfung kommen würde, wobei es in entsprechender Weise durch unter Druck nachströmendes Wasser ersetzt wird. Der Behälter 21 kann auch wesentlich kleiner angeordnet werden, um nicht zu großen Raum einzunehmen, und es wird zweckmäßig noch ein besonderer Vorratsbehälter angeordnet, welcher mittels einer absperrbaren Leitung mit dem Behälter 21 verbunden ist.

Ist die Maschine im vollen Gang, so kann dieser Vorratsbehälter durch öffnen seines Ventils mit Druckluft gefüllt werden, welche später jederzeit für das Anlassen der Maschine verwendet werden kann, so daß auf diese Weise stets ein Anlaufen der Maschine herbeigeführt werden kann. Da der Vorratsbehälter frei liegen und somit kühl bleiben kann, während in dem Behälter 21 beim Gang eine höhere Temperatur herrschen wird, so wird nach längerem Stillstand der Maschine die Druckluft in dem Vorratsbehälter stets einen höheren Druck aufzuweisen haben als in dem Behälter 21.

Für das Anhalten der Maschine wird der Schieber 19 in mittlere Stellung gebracht, in welcher er den Expansionszylinder gegen

jeden weiteren Zutritt des Druckmittels aus dem Behälter 21 absperrt. Läßt man den Verbrennungszylinder jetzt noch weiter arbeiten, so wird derselbe noch einige Hübe machen, und zwar so lange, bis der Druck im Behälter 21 so hoch gestiegen ist, daß der Kolben 4 im Zylinder 2 durch diesen Gegendruck zum Stillstand gebracht wird. Man kann somit im Behälter 21 wie auch gegebenenfalls im Vorratsbehälter einen sehr hohen Druck erzielen.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Zweitaktverbrennungskraftmaschine, bei welcher die Auspuffgase mit höherem Druck und unter Mischung mit verdichteter Spülluft in einen Expansionszylinder übertreten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Auspuffgasen und Spülluft in eine die Maschine umgebende und als Aufnehmer dienende Kammer (21) eintritt und sich in derselben mit Dampf mischt, welcher in bekannter Weise aus dem Kühlwasser des Hochdruckzylinders (2) erzeugt wird, wodurch die dem Hochdruckzylinder sowohl durch die innere als auch durch die äußere Kühlung entzogene Wärmemenge nutzbar gemacht wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugventile (15) für die Spülluft am hohlen Kolben (5) des Expansionszylinders (3) angeordnet sind, an welchen sich der Innenraum des hohlen, mit der Außenluft in Verbindung stehenden Hochdruckkolbens (4) anschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.