DE224504C

DE224504C -

Info

Publication number: DE224504C
Application number: DENDAT224504D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 224504:- KLASSE 26 c. GRUPPE

DAN MARTINI in LONDON.

mit innerer Verbrennung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juni 1907 ab.

Es ist bekannt, ein Gemisch von Luft mit Ölstaub und Öldampf elektrischen Entladungen auszusetzen, um ein günstiges explosives Gemenge für Verbrennungskraftmaschinen zu erhalten. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das Verfahren der Erfindung dadurch, daß die Luft oder der Sauerstoff auch schon vor der Mischung mit Petroleum oder Petroleumdestillaten mit elektrischen Funkenentladungen behandelt wird, und daß während der Behandlung des Gemisches mit elektrischen Entladungen das Gemisch einer Expansion oder besser noch einer

■ Reihe von Expansionen unterworfen wird. Die ^: Explosionsfähigkeit des Gemisches wird infolge dieser Operationen noch mehr gesteigert als durch das frühere Verfahren.

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des angedeuteten Verfahrens, die in Fig. 1 in Gesamtansicht, und zwar in lotrechtem Mittelschnitt dargestellt ist, während Fig. 2 eine bauliche Einzelheit zeigt.

Die Funkenkammer besteht aus einem kurzen Rohr α aus Glas oder einem andefen-dsolierenden Stoff und hat etwa quadratischen Querschnitt Γ Sie ist genügend breit, um Elektrodenplatten b einsetzen zu können, welche auf ihren e nander gegenüberstehenden Flächen mit Spitzen besetzt sind und durch genutete oder gezahnte Trennungsstücke c aus Porzellan, Ebonit oder einem anderen geeigneten Material, das in Metallrahmen e liegt, etwa 0,3 bis 0,6 cm voneinander entfernt gehalten werden. Wenn gewünscht, kann man hohle, vorteilhaft zylindrische Elektroden verwenden, welche konachsial zueinander angeordnet sind. . Benötigt man eine größere, mit Spitzen besetzte Oberfläche in einem kleinen Räume, wenn zwei konachsiale Elektroden angewendet werden, so ist die innere Elektrode in Endansicht sternförmig ausgebildet, und es sind die schrägen Teile der so gebildeten vorragenden Flächen mit Spitzen bedeckt. Die größere Elektrode muß darm entsprechende innere Wellungen aufweisen. Sind die Elektroden so angefertigt oder gegossen, daß. die erwähnten Spitzen in Längsreihen stehen, so sollen sie derart angeordnet sein, daß jede Reihe von Spitzen an der einen Elektrode zwischen Reihen von Spitzen an der anderen Elektrode ragt. Die Spitzen dürfen einander nicht berühren, und sobald die Elektroden in die richtige Lage gebracht sind, soll der zwischen ihnen vorhandene Luftraum rundum stets der gleiche sein. Wenn die Elektroden im Querschnitt kreisförmig sind, wird auch das Rohr a von entsprechender Form gemacht. Die Rahmen e sind mit Öffnungen von solcher Größe versehen, daß durch sie die zu karburierende ~Luft oder Sauerstoff strömen kann. ■ Der untere Rahmen e ist mit einem zylindrischen Fortsatz g versehen, der in eine Hülse h am oberen oder Einlaßende einer kugelförmigen Mischkammer j paßt; der obere Rahmen e hat in der Mitte eine Öffnung k, welche von einem Rohr I durchsetzt wird, das von einem Querstück m in der Mischkammer j gehalten wird. Eine Mutter n, die über das obere, mit Gewinde versehene Ende des Rohres I geschraubt ist, hält den ganzen Apparat zusammen. Innerhalb der

Funkenkammer ist das Rohr I außen mit einem Überzug ο aus geeignetem Isoliermaterial versehen, und von den der Mitte zunächst liegenden Elektroden sind die Spitzen entfernt worden, um Platz für das Rohr zu schaffen. Die Elektroden b können aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Material, z. B. Aluminium, gefertigt sein, welches wegen seiner Billigkeit und Leitfähigkeit sehr geeignet ist; die Spitzen sind

ίο mit den Elektroden aus einem Stück gegossen. Die Elektroden sind abwechselnd miteinander auf irgendwelche geeignete Weise verbunden, und die Leitungsdrähte führen von diesen Elektroden zu den Polen der Stromquelle, wobei sie durch die Öffnungen in dem oberen Isolator c und dem oberen Rahmen e gehen. Bevor die Luft der Einwirkung der Elektrizität unterworfen wird, wird ihre Leitfähigkeit etwas erhöht, wenn man die Funkenkammer beim Lufteinlaßende fortsetzt und den so gebildeten Hohlraum mit losen Kupferstückchen oder -drehspänen ausfüllt, welche etwa durch ein Stück Kupferdrahtnetz an ihrer Stelle gehalten werden. Wird atmosphärische Luft auf diese Weise durch ein mit Kupfer gefülltes Glasrohr gesaugt, so erhält sie .nach Beobachtungen des Erfinders eine drei- oder vierfach erhöhte Leitfähigkeit.
Das untere Ende der Mischkammer j mündet durch einen Kanal ft in die zweite oder konische Kammer, und diese Verbindung ist unten mit einem starken Ventil q versehen, das von einer Spiralfeder r beeinflußt wird. In der kugelförmigen Kammer j sind mit ihr aus einem Stück bestehende schmale, spiralförmig verlaufende Flanschen s vorgesehen, welche vom oberen bis zum unteren Ende der Kammer reichen und der durch sie strömenden Mischung eine drehende Bewegung erteilen. Die kugelförmige Kammer j ist vorteilhaft aus Aluminium gefertigt und kann mit dem äußeren Gehäuse t, welches konische Elektroden u, ν enthält, aus einem Stück gefertigt sein, oder aber sie ist, wie die Zeichnung zeigt, nur für sich aus einem Stück gemacht und in das äußere Gehäuse eingeschraubt.

Die konischen Elektroden u, ν in der zweiten oder konischen Kammer bestehen aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall und sind auf den einander gegenüberstehenden Flächen mit einer Anzahl Spitzen versehen, ähnlich wie die Elektrodenplatten b, b. In manchen Fällen können die konischen Flächen kontinuierlich verlaufen, vorteilhaft sind sie

■ aber, wie dargestellt, stufenförmig abgesetzt.

In letzterem Falle erfährt die Luft, wenn sie an der Spitze der konachsial zusammengestellten Kegel eintritt und zwischen ihnen durchströmt, nacheinander und plötzlich z. B. eine zweifache, vierfache und achtfache Expansion, bevor sie an der Basis der Kegel austritt. Bei Verwendung von kontinuierlich oder glatt verlaufenden Kegelflächen geht die Expansion allmählich vor sich. Die äußere kegelförmige Elektrode u erstreckt sich an ihrem oberen Ende bis zu einem Ring w atis isolierendem Material und liegt an diesem an. Der Ring paßt in den oberen Teil des Gehäuses t und dient auch als Dichtungsring, der verhindert, daß das Gas der Mischkammer / durch den Raum zwischen dem Gehäuse t und dem äußeren Kegel u strömt, anstatt durch den Ringraum zwischen den Kegeln 'u,v. Wenn gewünscht, kann auch der Raum zwischen dem Gehäuse t und dem Kegel u unten geschlossen sein, und es kann ein Teil der Auspuffgase aus der Explosionsmaschine durchgeleitet werden, um die Temperatur der Elektroden zu erhöhen. Das untere Ende des Kegels u liegt auf Isolatoren χ, χ auf, die auf drei Konsolen y, y sitzen, welche an der unteren Fläche des Gehäuses t drehbar angebracht sind, so daß sie nach einer Seite verschwenkt werden können, wenn man den Kegel u entfernen will. Dem äußeren Kegel wird der Strom mittels eines Leiters ζ zugeführt, der durch einen porzellanenen oder sonstigen Isolators geht, welch letzterer im Gehäuse t entsprechend angebracht und mit einer außen befindlichen Polklemme 3 verbunden ist. Der Kegel ν ist innerhalb des Kegels u mittels einer isolierenden Muffe 4, die über einen hohen Ständer 5 geht, go angebracht. Durch den Ständer 5 geht der isolierte Leiter 6, welcher dem erwähnten Kegel Strom zuführt, wobei zwischen den einander gegenüberstehenden Spitzen der beiden Elektroden ein genügender Luftraum als Dielektrikum gelassen ist, um ein Überspringen von Funken bei hohen Spannungen zu vermeiden. Die Stellung des Kegels ν mit Bezug auf den Kegel u kann geregelt werden, indem man das untere Ende des Ständers 5 mit einem Schraubengewinde versieht, über welches die mit Muttergewinde versehene Hülse 7 im unteren Teile des schalenförmigen Bodens t¹ des Gehäuses t geschraubt ist. Der Ständer 5 trägt außen einen Handgriff 8, um ihn drehen zu können, und eine Sperrmutter 9, um ihn in irgendeiner Stellung festzustellen, so daß der Apparat geeignet ist, mit elektrischem Strom von hoher oder niedriger Spannung zu arbeiten. 'Doch können für diesen Zweck auch andere geeignete Einstellmittel vorgesehen sein. Der Boden t¹ des Gehäuses f. ist mit einer Auslaßöffnung 10 versehen, durch welche das explodierbare Gemisch zur Maschine geleitet wird. Die Funkenkammer kann, wenn es ihre Verbindung mit der Maschine erfordert, unter irgendeinem Winkel zwischen der Vertikalrichtung und einem rechten Winkel mit Bezug auf die kegelförmige Kammer befestigt werden. Die hohle Stange Z in der Funkenkammer enthält in ihrer Mitte ein rings von Luft umgebenes Ölzuführungsrohr 11, dessen oberes Ende mit dem Petroleumvorratsbehälter (der nicht dar-

gestellt ist) verbunden ist, wobei geeignete Mittel, wie ein Hahn oder Ventil, vorgesehen sind, um das Durchströmen der Flüssigkeit durch das Rohr zu regeln. Das Rohr ii ist unten bei 15 erweitert und mit einem Kegel 12 versehen, der in ihm auf passende Weise befestigt ist, so daß ein enger Ringraum bleibt, um das durch das Rohr 11 abwärts strömende Petroleum in Form eines dünnen konischen Mantels zu verteilen und so seine Zerstäubung zu erleichtern. Der Durchfluß durch das Rohr 11 kann mittels einer kleinen Schale 18, welche Quecksilber enthält und an einer. Stange oder einem Draht 19 befestigt :st, angeschlossen werden, der Draht 19 geht durch ein Loch im Kegel 12 aufwärts und durch den Innenraum des Rohres 11, aus welchem er durch eine Stopfbüchse oder auf andere geeignete Weise austritt, so daß die vorerwähnte Schale gehoben und gesenkt werden kann, wodurch das untere Ende des Rohres 11 geschlossen und geöffnet wird. Ist die Maschine nicht im Betrieb, so kann durch dieses Mittel der Durchfluß von Öl durch das Rohr 11 wirksam abgeschlossen werden, und gleichzeitig dient die Bewegung der Stange oder des Drahtes 19 . im Rohrinnern dazu, irgendwelche Verstopfungen, welche sich in demselben bilden können, zu entfernen, wodurch die Gefahr einer Unterbrechung der Petroleumzufuhr auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Die hohle Stange oder das Rohr I dient . daher zu dem doppelten Zweck eines Verbindungsstückes und einer Luftleitung, um Luft aus der Funkenkammer zu dem Zerstäuber zu führen. Das Rohr I ist an der Basis der Funkenkammer mit Schlitzen 13 versehen, in welche ein Teil der Luft aus der Funkenkammer mittels eines rund um die Schlitze angeordneten ■ trichterförmigen Ablenkers 14 gelenkt wird.

Dieser abgeleitete Strom von Luft bewegt sich an dem erweiterten unteren Ende 15 des Ölzuführrohres 11 vorbei in eine Erweiterung 16 des unteren Endes des Rohres 11 und nimmt dabei das Petroleum mit. Die Mischung aus Petroleum und Luft tritt aus der Erweiterung 16 durch eine Anzahl seitlicher Öffnungen 17 aus und trifft den Hauptstrom von Luft aus der Funkenkammer, wodurch ein Petroleumnebel von außerordentlicher Feinheit gebildet wird.

Die Elastizität der Luft wird so benutzt, um das Petroleum einzuführen, und hält die Mengenverhältnisse von Petroleum und Luft in den richtigen Grenzen. Das Vermischen des zerstäubten Petroleums mit der Luft wird durch die Wirbelbewegung vervollständigt, welche der Mischung durch den spiralförmig verlaufenden Flansch oder die Flanschen s in der Kammer j erteilt wird, was die gleichförmige Verteilung in dem Ringraum zwischen den Kegeln u, υ befördert, wo die Mischung einer stillen elektrischen Entladung und gleichzeitig einer Anzahl plötzlicher Expansionen unterworfen wird. Wenn gewünscht, kann die Ölausströmung aus der erweiterten Düse 15 durch ein Nadelventil geregelt werden, welches durch den Boden der Verbreiterung 16 aufwärts ragt und auf dem federbeeinflußten Ventil q aufsitzt, wobei das Nadelventil, wenn es durch den Saughub der Maschine niedergezogen wird, die Zuführung von Petroleum zu dem erweiterten Teil 16 gestattet.

Die Funkenkammer des Apparates, welche in der angegebenen Weise ausgebildet ist, bezweckt die Erhöhung der Reaktionsfähigkeit des Sauerstoffes der durch den Saughub der Maschine durch die Funkenkammer gesaugten Luft. Die Elektrizitätsquelle kann von einer Wechselstrommaschine gebildet werden, welche Strom von etwa 4000 Volt Spannung und darüber liefert. Die Frequenz des Wechselstromes soll mindestens hoch genug sein, daß Wellen von ι bis 3 m Länge erzeugt werden können.

Die wasserstoffärmeren Kohlenwasserstoffe einer homologen Reihe zerfallen leicht unter Abscheidung' von Kohlenstoff als Ruß und sind schwieriger zum Explodieren zu bringen. In solchen Fällen führt man Ozon, das aus irgendeinem bekannten Röhren- oder Plattenapparat erhalten wird, oder auch komprimierten Sauerstoff als Hilfsmittel in die Funkenkammer ein und reichert so die Mischung an. Ein Grammmolekül Ozon macht 29 600 Kalorien frei und vermehrt die Wärmeeinheiten und folglich die Wirksamkeit des Gemisches.

Da Koks bei dem in Rede stehenden Brennstoff nur bei unvollkommener Oxydation entstehen kann, so tritt er bei diesem Verfahren ebensowenig wie teerige Produkte auf. Der Apparat und der Zylinder bleiben rein. Rohpetroleum enthält so viele feste Bestandteile und Verunreinigungen, daß es zuerst sorgfältig filtriert werden muß. Auch Destillat, welches in dem Apparate zur Verwendung kommt, sollte, vorher filtriert werden, um Verunreinigungen zu entfernen, die sich in ihm ansammeln konnten.

Der elektrische Strom zur Erzeugung des elektrischen Feldes in der zweiten oder kegelförmigen Kammer ist vorteilhaft ein Wechselstrom. Er soll, wenn reines Pennsylvania-Rohöl benutzt wird, nicht weniger als 4000 Volt haben. Rumänisches Rohöl erfordert mindestens 5500 Volt; russisches, Ohio-, Texas-, California-, Borneo- und Trinidad-Rohöle liefern bessere Ergebnisse von 6000 Volt aufwärts. Für Motordroschken und Omnibusse gibt eine kleine Dynamomaschine mit geeignetem Transformator genügend Strom. Bei solchen Fahrzeugen kann die magnetelektrische Maschine zu dem Zwecke angeordnet sein, um in die Primärspule des elektrischen Transformators einen Unterbrecher einzuschalten, damit das

Potential des von der magnetelektrischen Maschine erzeugten Stromes erhöht wird.

Claims

Patent-Ansprüche:
5

^; i. Verfahren zur Herstellung eines explosiven Gemisches für Maschinen mit innerer Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, . daß ein Nebel, Sprühregen oder Dampf von ίο Petroleum oder irgendeinem Petroleumdestillat mit Sauerstoff oder Luft, die vorher mit elektrischen Funkenentladungen ber' handelt ist, gemischt und diese Mischung alsdann der Expansion oder einer Reihe von Expansionen und gewünschtenfalls in bekannter Weise der Einwirkung einer elektrischen Entladung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sauerstoff oder der atmosphärischen Luft Ozon zugesetzt wird, um wasserstoffarme Kohlenwasserstoffe verwenden zu können.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Funkenkammer in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Vermischen des mit Funken behandelten Sauerstoffs oder der Luft mit einem Petroleumsprühregen und mit einer Vorrichtung zum Behandeln des erwähnten Gemenges mit dunklen elektrischen Entladungen unter gleichzeitigem j Expandieren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Nutzbarmachung der Luftströmung zum Ztifuhren des als Brennstoff dienenden Öls ein Rohr (I), in welchem ein Ölzuführrohr (11) steckt, durch die Funkenkammer (a, e) ragt und mit Lufteinlaßöffnungen (13) versehen ist, welchen Ablenker (14) gegenübersteht, so daß die Luft aus der .Funkenkammer in das Rohr gelenkt wird, aus welchem sie zusammen mit dem Öl aus dem Ölzuführrohr (11) in eine Ölzerstäubungsvorrichtung (16, 17) strömt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch . gekennzeichnet, daß das Luftrohr (I) zur Verbindung der Teile (et, e) der Funkenkammer benutzt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff durch eine seitlich gelochte Erweiterung (16) am unteren Ende des Rohrs (I) zerstäubt wird, worauf das zerstäubte Material mit dem Sauerstoff oder der Luft in einer kugelförmigen Kammer (j) gemischt wird, die mit einem spiralförmig verlaufenden Flansch (s) oder mehreren solchen versehen ist, wodurch dem Gemisch aus zerstäubtem Öl und Sauerstoff oder Luft eine Wirbelbewegung erteilt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des elektrischen Entladungsapparates für das Gemisch aus Kohlenwasserstoff und Luft oder Sauerstoff aus zwei ineinander steckenden Hohlkegeln bestehen, so daß das Gemenge, wenn es durch den Entladutigsapparat geht, expandiert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelflächen (u, v) des Entladungsapparates auf ihren einander gegenüberstehenden Seiten abgestuft sind, um das Gemisch beim Durchgang durch den Ionisator einer Reihe von Expansionen zu unterwerfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.