DE202015004768U1 - Valve & valve control for vacuum engines (flame eater) - Google Patents

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2254/00—Heat inputs
    • F02G2254/10—Heat inputs by burners

Abstract

Im folgenden wird die technische Umsetzung des zu schützenden Anspruches, die Konstruktion eines Einlassventils mit entsprechender Steuerung welches gleichzeitig auch als Überdruckventil arbeitet, beschrieben. • Der Ventildeckel o verschließt in der Normalstellung das Einlaßloch im Zylinder l. Dies wird durch die Schwerkraft und (oder) durch eine Feder gewährleistet. • Bei Überdruck im Zylinder muß die Schwerkraft des Ventils und/oder die Kraft der Feder überwunden werden, so dass sich das Ventil öffnet. • Die Ventilstange r selbst ist über die Achse q angeschlossen, so das das Ventil auf und zuschwingen kann. • Die Steuerung des Ventils erfolgt über die Steuerstange e, welche über h und g mit dem Schwungrad f verbunden ist. Eine eigene Excenterscheibe ist nicht notwendig. Für die Steuerung langt es, wenn eine Achse g wenige mm entfernt von der Achse des Schwungrades f befestigt wird. • Durch die kreisförmige Bewegung der am Schwungrad f befestigten Achse g wird die Steuerungsstange e vor und zurückbewegt. Diese Vorwärts und Rückwärtsbewegung wird genutzt um das Ventil zu öffnen und zu schließen. • Am Ventil selbst ist an der Ventilstange r die Querachse q befestigt, welche wiederum durch die Buchse p läuft. Durch die Buchse p wiederum läuft die Steuerstange e. • Ein Stellring b an der Steuerstange e beschränkt das Laufverhalten. Stößt nun der Stellring b gegen die Buchse p öffnet sich das Ventil. Bewegt sich das Schwungrad weiter öffnet sich das Ventil weiter und beginnt sich dann wieder zu schließen. Stößt das Ventil wieder gegen den Zylinderkopf ist das Ventil geschlossen und die Steuerungsachse e bewegt sich in der Buchse p weiter zurück. • Sollte im Zylinder l ein Überdruck entstehen bevor der Stellring b das Ventil aufstößt so kann sich das Ventil dennoch durch den Überdruck selbst öffnen • Durch die Stellung des Schwungrades f an dem die Steuerungsstange e befestigt ist und die Stellung des Stellringes b ist jede mögliche Kombination zwischen Öffnen und Schließen des Ventils einstellbar.In the following, the technical implementation of the claim to be protected, the construction of an inlet valve with appropriate control which also works as a pressure relief valve described. • The valve cover o closes the inlet hole in the cylinder l in the normal position. This is ensured by gravity and (or) by a spring. • If there is overpressure in the cylinder, overcome the force of gravity of the valve and / or the force of the spring so that the valve opens. • The valve stem r itself is connected via the axis q so that the valve can open and close. • The valve is controlled by the control rod e, which is connected to the flywheel f via h and g. A separate eccentric disc is not necessary. For the control, it is sufficient if an axis g is attached a few mm away from the axis of the flywheel f. • The circular movement of the g axis attached to the flywheel f moves the control rod e back and forth. This forward and backward movement is used to open and close the valve. • On the valve itself, the transverse axis q is fixed to the valve rod r, which in turn passes through the sleeve p. Through the sleeve p in turn runs the control rod e. • An adjusting ring b on the control rod e limits the running behavior. If now the adjusting ring b against the bushing p opens the valve. If the flywheel moves further, the valve continues to open and then begins to close again. If the valve hits the cylinder head again, the valve is closed and the control axis e moves back further in the socket p. • If overpressure occurs in the cylinder l before the adjusting ring b pushes open the valve, the valve can still open due to the overpressure • The position of the flywheel f to which the control rod e is fastened and the position of the adjusting ring b is every possible combination adjustable between opening and closing the valve.

Description

Einleitungintroduction

Im Folgenden wird eine Weiterentwicklung des Vaccuummotors (auch Flammenfresser genannt), welche Henry Wood 1758 als Patent angemeldet hat, erläutert. Die grundlegende Funktion des Flammenfressers: Der Kolben befindet sich vorne am Zylinder. Das Schieberventil, welches über ein Gestänge mit Excenterscheibe gesteuert wird, ist offen. Der Kolben in einem Zylinder bewegt sich zurück. Durch ein geöffnetes Ventil saugt er von einem Brenner erwärmte Luft ein. Kurz vor dem hinteren Totpunkt (ca. 170 Grad) schließt sich das Ventil über ein Gestänge. Die Luft im Zylinder kühlt ab und zieht sich zusammen. Dadurch bewegt sich der Kolben wieder nach vorne. Das Ventil öffnet sich bei ca. 270 Grad, die angekühlte Luft wird ausgestoßen.In the following, a further development of the vacuum engine (also called flame eater), which Henry Wood patented in 1758, explained. The basic function of the flame eater: The piston is located at the front of the cylinder. The slide valve, which is controlled by a linkage with eccentric disc, is open. The piston in a cylinder moves back. Through an open valve, he draws in heated air from a burner. Shortly before the rear dead center (about 170 degrees), the valve closes via a linkage. The air in the cylinder cools down and contracts. As a result, the piston moves forward again. The valve opens at approx. 270 degrees, the cooled air is expelled.

Problemproblem

Das Problem: Der genaue Zeitpunkt, wann im Zylinder ein Überdruck entsteht und sich das Ventil öffnen soll, kann nicht genau bestimmt werden da dies von diversen Parametern abhängig ist (Außenluftdruck, Stärke der Flamme, Erwärmung des Kolbens und Zylinders, Erwärmung der Kühlumgebung (Wasser, Kühlrippen)). Auch ist ein beliebiges Einstellen des Ventils wann es sich öffnen und schießen soll so nicht möglich. Es müssen dann entsprechend andere Excenterscheiben hergestellt werden.The problem: The exact time when an overpressure arises in the cylinder and the valve should open can not be determined exactly as it depends on various parameters (outside air pressure, flame strength, heating of the piston and cylinder, heating of the cooling environment (water , Cooling fins)). Also, any adjustment of the valve when it should open and shoot is not possible. It must then be prepared in accordance with other eccentric discs.

Um das Problem mit dem Überdruck zu lösen haben vielen Flammenfresser ein zweites Ventil, ein Überdruckventil welches sich automatisch öffnet sobald sich ein Überdruck im Zylinder bildet. Wichtig ist dann nur das sich das Einlaßventil vor dem vorderen Totpunkt des Kolbens öffnet.In order to solve the problem with the overpressure many flame eater have a second valve, a pressure relief valve which opens automatically as soon as an overpressure forms in the cylinder. It is important then only that opens the intake valve before the front dead center of the piston.

Dies hat einen erhöhten Aufwand beim Bauen zur Folge. Auch ist eine komplette Kühlung des Zylinders mit Wasser so nicht möglich.This has an increased effort in building result. Also, a complete cooling of the cylinder with water is not possible.

Der zu schützende Anspruch ist die Konstruktion eines Einlassventils mit entsprechender Steuerung welches gleichzeitig auch als Überdruckventil arbeitet. Dieses Ventil lässt sich komplett in dem Bereich von 100% geschlossen bis 100% geöffnet einstellen ohne das neue Teile entsprechend hergestellt werden müssen. Es gibt somit zwei Wege um das Ventil zu öffnen:

  • • Überdruck im Kolben
  • • Über das Steuergestänge
The claim to be protected is the construction of an inlet valve with appropriate control which also works as a pressure relief valve. This valve can be adjusted completely within the range of 100% closed to 100% open without new parts having to be manufactured accordingly. There are two ways to open the valve:
  • • Overpressure in the piston
  • • Via the control linkage

Erläuterung zur ZeichnungExplanation of the drawing

Die Zeichnung 1 zeigt den Flammenfresser in der Position in der sich der Kolben am hinteren Anschlag befindet.

  • a Achse der Aufhängung der Ventilstange
  • b Stellring
  • c Kühlwasser
  • d Kühlwasserbehälter
  • e Ventil Steuerungsstange
  • f Schwungrad. Laufrichtung im Uhrzeigersinn
  • g Achse
  • h Befestigung der Ventilsteuerungsstange
  • i Achse
  • j Pleulstange (Läuft hinter dem Schwungrad weiter)
  • k Kolben
  • l Zylinder
  • m Flamme
  • n Brenner
  • o Ventildeckel
  • p Führungsbuchse für die Ventil Steuerungsstange
  • q Achse
  • r Ventilstange
The drawing 1 shows the flame eater in the position in which the piston is located at the rear stop.
  • a Axis of the suspension of the valve stem
  • b collar
  • c cooling water
  • d cooling water tank
  • e valve control rod
  • flywheel. Running direction clockwise
  • g axis
  • h Fixing the valve control rod
  • i axis
  • j connecting rod (continues behind the flywheel)
  • k piston
  • l cylinder
  • m flame
  • n burner
  • o Valve cover
  • p guide bush for the valve control rod
  • q axis
  • r valve rod

Claims (1)

Im folgenden wird die technische Umsetzung des zu schützenden Anspruches, die Konstruktion eines Einlassventils mit entsprechender Steuerung welches gleichzeitig auch als Überdruckventil arbeitet, beschrieben. • Der Ventildeckel o verschließt in der Normalstellung das Einlaßloch im Zylinder l. Dies wird durch die Schwerkraft und (oder) durch eine Feder gewährleistet. • Bei Überdruck im Zylinder muß die Schwerkraft des Ventils und/oder die Kraft der Feder überwunden werden, so dass sich das Ventil öffnet. • Die Ventilstange r selbst ist über die Achse q angeschlossen, so das das Ventil auf und zuschwingen kann. • Die Steuerung des Ventils erfolgt über die Steuerstange e, welche über h und g mit dem Schwungrad f verbunden ist. Eine eigene Excenterscheibe ist nicht notwendig. Für die Steuerung langt es, wenn eine Achse g wenige mm entfernt von der Achse des Schwungrades f befestigt wird. • Durch die kreisförmige Bewegung der am Schwungrad f befestigten Achse g wird die Steuerungsstange e vor und zurückbewegt. Diese Vorwärts und Rückwärtsbewegung wird genutzt um das Ventil zu öffnen und zu schließen. • Am Ventil selbst ist an der Ventilstange r die Querachse q befestigt, welche wiederum durch die Buchse p läuft. Durch die Buchse p wiederum läuft die Steuerstange e. • Ein Stellring b an der Steuerstange e beschränkt das Laufverhalten. Stößt nun der Stellring b gegen die Buchse p öffnet sich das Ventil. Bewegt sich das Schwungrad weiter öffnet sich das Ventil weiter und beginnt sich dann wieder zu schließen. Stößt das Ventil wieder gegen den Zylinderkopf ist das Ventil geschlossen und die Steuerungsachse e bewegt sich in der Buchse p weiter zurück. • Sollte im Zylinder l ein Überdruck entstehen bevor der Stellring b das Ventil aufstößt so kann sich das Ventil dennoch durch den Überdruck selbst öffnen • Durch die Stellung des Schwungrades f an dem die Steuerungsstange e befestigt ist und die Stellung des Stellringes b ist jede mögliche Kombination zwischen Öffnen und Schließen des Ventils einstellbar.In the following, the technical implementation of the claim to be protected, the construction of an inlet valve with appropriate control which also works as a pressure relief valve described. • The valve cover o closes the inlet hole in the cylinder l in the normal position. This is ensured by gravity and (or) by a spring. • If there is overpressure in the cylinder, overcome the force of gravity of the valve and / or the force of the spring so that the valve opens. • The valve stem r itself is connected via the axis q so that the valve can open and close. • The valve is controlled by the control rod e, which is connected to the flywheel f via h and g. A separate eccentric disc is not necessary. For the control, it is sufficient if an axis g is attached a few mm away from the axis of the flywheel f. • The circular movement of the g axis attached to the flywheel f moves the control rod e back and forth. This forward and backward movement is used to open and close the valve. • On the valve itself, the transverse axis q is fixed to the valve rod r, which in turn passes through the sleeve p. Through the sleeve p in turn runs the control rod e. • An adjusting ring b on the control rod e limits the running behavior. If now the adjusting ring b against the bushing p opens the valve. If the flywheel moves further, the valve continues to open and then begins to close again. If the valve hits the cylinder head again, the valve is closed and the control axis e moves back further in the socket p. • If overpressure occurs in the cylinder l before the adjusting ring b pushes open the valve, the valve can still open due to the overpressure • The position of the flywheel f to which the control rod e is fastened and the position of the adjusting ring b is every possible combination adjustable between opening and closing the valve.
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